(57)【要約】【課題】  Ｘ方向のみの走査動作のステージの走査速度に合わせたライン同期信号をラインセンサに与え、露光時間を最適にした画像データを取得するラインセンサ式画像読み取り装置を提供する。【解決手段】  １ライン幅毎の画像データ（DateIn）を出力可能とされたラインセンサカメラ３と、前記ラインセンサカメラ３により読取る画像を載置するステージ１と、前記ステージ１をラインセンサカメラ３のライン幅と直交する方向に移動させるステージ駆動手段２と、前記ステージ１の走査速度を前記画像データ（DateIn）から算出した輝度値に合わせて補正するステージ走査速度補正手段９とを備え、前記画像データ（DateIn）の輝度値に合わせてステージ１の走査速度をフィードバック制御して露光時間を可変させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ライン幅毎の画像データを出力可能とされたラインセンサカメラと、
前記ラインセンサカメラにより読取る画像を載置するステージと、
前記ステージをラインセンサカメラのライン幅と直交する方向に移動させるステージ駆動手段と、
前記ステージの走査速度を前記画像データから算出した輝度値に基づき補正するステージ走査速度補正手段とを備え、
前記画像データの輝度値に合わせてステージの走査速度をフィードバック制御して露光時間を可変させることを特徴とするラインセンサ式画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読み取り検出範囲を広げる機構を有する画像読み取り装置に関する。また、本発明は、これに限るものではないが、特に、スライド標本やチップの画像読み取りに有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ラインセンサ式画像読み取り装置は１ライン幅毎の画像の読取りを繰り返すことにより所定大の画像の読取りを行なうものであり、種々の画像読取りに多用されている。
【０００３】
このような従来のラインセンサ式画像読み取り装置においては、例えばＤＮＡチップなどの読取る画像を載置したステージをライン幅と直交する方向に移動するように駆動させながら、各ライン幅毎にエンコーダ等のパルスを発生するステージ位置検出器を用いて一定駆動距離毎にラインセンサカメラにより画像を読取り、得られた画像データを出力している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０８６８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ラインセンサ式画像読み取り装置においては、このパルス間隔が露出時間となるので、読み取られた画像をそのまま再生すると、前述のステージの走査速度、すなわち読み取り走査速度のむらが原因となる輝度の強弱変化が発生していた。
【０００６】
また、従来から、共焦点型顕微鏡光学系を用い、ＸＹ軸駆動ステージと共にレーザー光源と光電子増倍管を使って画像読み取りを行うこともなされているが、レーザー光源を用いる従来の共焦点型顕微鏡光学系においては、画像読み取りの為にＸ軸およびＹ軸の走査動作が必要になり、機械的にも複雑で安定性に問題があった。
【０００７】
また、レーザー光はハロゲンランプ等の発熱発光体の光と比較した場合にノイズが多くあり、光電子増倍管と組み合わせて使用するため、さらに大きなノイズを伴うといった問題があった。
【０００８】
本発明は前述した点に鑑みてなされたもので、ハロゲンランプ等の光源とＣＣＤセンサ等のラインセンサを用いて、Ｘ方向のみの走査動作のステージを組み合わせて、この走査速度に合わせたライン同期信号をラインセンサに与え、露光時間を最適にした画像データを取得するラインセンサ式画像読み取り装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明のラインセンサ式画像読み取り装置は、画像データの輝度値に合わせて読み取りの走査速度、すなわち、ステージの走査速度をフィードバック制御して露光時間を可変させることを特徴とする。
【００１０】
具体的には、１ライン幅毎の画像データを出力可能とされたラインセンサカメラと、前記ラインセンサカメラにより読取る画像を載置するステージと、前記ステージをラインセンサカメラのライン幅と直交する方向に移動させるステージ駆動手段と、前記ステージの走査速度を前記画像データから算出した輝度値に基づき補正するステージ走査速度補正手段とを備える。
【００１１】
さらに、前記ラインセンサカメラの駆動と同期するパルスを発生するステージ位置検出器と、前記ステージ位置検出器の発生するパルス間隔を基準となるパルス間隔と比較して補正値を算出するパルス間隔検出手段と、前記画像データを前記補正値に基づき輝度を補正して補正画像データとする輝度演算処理手段とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のラインセンサ式画像読み取り装置は、読み込んだ画像の画像データから算出した輝度値に合わせて読み取り走査速度となるステージの走査速度を補正するフィードバック制御を行なって、露光時間を可変させることにより、ダイナミックレンジの比較的狭い安価なラインセンサカメラとＸ軸のみ走査するステージを有するラインセンサ式画像読み取り装置の検出輝度範囲を広げることができる。
【００１３】
また、ラインセンサカメラによって読み取られた画像データを、ステージ位置検出器から出力されるライン同期パルス毎に、リアルタイムで補正することで、高精細で信頼性の高い補正画像データを得ることができる等の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２について説明する。
【００１５】
図１は本発明のラインセンサ式画像読み取り装置の一実施形態における制御系の概略を示す説明図である。
【００１６】
図１においては、読取る画像を載置したステージ１をステッピングモータ等のステージ駆動手段２によってＸ方向に往復移動させながら、ビームを固定式としたラインセンサカメラ３により撮像するようにしている。このラインセンサカメラ３は光学フィルタ４を有するハロゲンランプ等の光源５および光学フィルタ６を有するラインセンサ７を有し、Ｘ方向の１ライン幅の各読取り毎、つまり、前記ラインセンサカメラ３の駆動と同期するパルス（ライン同期パルスT：T∝1/V）毎に蓄積した電荷を画像データ（DateIn）として出力するようにされている。そして、本実施形態においては、前記ステージ１の走査速度を前記画像データ（DateIn）から算出した速度補正値に基づき補正するステージ走査速度補正手段９を備えている。
【００１７】
このステージ走査速度補正手段９においては、前記ラインセンサカメラ３から出力される各読取り毎の画像データ（DateIn）に輝度に関する画像期待値（Ds）を除算して輝度の増減値（DataIn/Ds）を算出する。
【００１８】
また、前記ステージ走査速度補正手段９は、予め前記ステージ１の基準走査速度（Vset）が設定されている。そして、この基準走査速度（Vset）に前記輝度の増減値(DateIn/Ds)およびループゲイン（G：G>0）を乗算して、補正走査速度（V）を算出する。そして、この補正走査速度（V）を前記ステージ駆動手段２に出力し、以降、前記補正走査速度（V）で前記ステージ１をＸ軸方向に移動させる制御を行なう。
【００１９】
次式は、前記ステージ１の補正走査速度（V）を得るための演算式である。
【数１】
2005223563.tif 000003
【００２０】
本実施形態のラインセンサカメラ３が前述の構成を有することで、読み込んだ画像の画像データ（DateIn）から算出した輝度値(DateIn/Ds)に合わせて、読み取り走査速度となるステージ１の走査速度を補正するフィードバック制御を行なって、露光時間を可変させることができる。よって、１台のラインセンサ式画像読み取り装置における検出輝度範囲を広げることができる（図２参照）。
【００２１】
また、本実施形態においては、前記ラインセンサカメラ３の駆動と同期する前記ライン同期パルス（T）を発生するエンコーダ等のステージ位置検出器８を備えている。
【００２２】
また、前記ステージ位置検出器８は、ステージ駆動手段２としてのステッピングモータ等がステージ１をＸ方向に移動する場合の１ライン幅に相当するＸ方向長さの移動に要する時間を各ライン毎に検出し、パルス間隔検出手段１０に出力する。
【００２３】
このパルス間隔検出手段１０においては、予め１ライン幅の読取りに要する基準パルス間隔（時間：Tset）が設定されており、この基準パルス間隔（Tset）を前記ステージ位置検出器８から入力された読取りに要した読取り時間を示すパルス間隔（Tin）で除算して輝度補正係数（K）を算出する。そして、この輝度補正係数（K）を輝度演算処理手段１１に出力する。
【００２４】
この輝度演算処置手段１１においては、ラインセンサカメラから出力される各読取り毎の画像データ（DateIn）に前記輝度補正係数（K）を乗算して画像データ（DateIn）の輝度を補正し、補正画像データ（DateOut）とする。そして、この補正画像データ（DateOut）に基づき画像を出力する。
【００２５】
次式は、前記補正画像データ（DateOut）を得るための演算式である。
【数２】
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【００２６】
本実施形態のラインセンサカメラ３が前述の構成を有し、画像データ（DateIn）についてリアルタイムに輝度補正を行なうことで、良好な画像再現性を示す補正画像データ（DateOut）を得ることができる。
【００２７】
ここで得た補正画像データ（DateOut）はステージ１の走査速度に比例して大きくなる。よって、本実施形態においては、例えばラインセンサ７に対する光源５で励起された蛍光の入力光が少ない場合にはステージ１の走査速度を遅くするようにフィードバック制御されるので、小さな値に補正されることとなる。図２に、前述の速度補正と画像検出レンジの関係を示す。なお、図中には、輝度補正係数（K）が異なる２本のラインセンサ出力レンジと演算補正後の直線を示す。
【００２８】
なお、本実施形態において、計測に於ける画像データ（DateIn）の有効数字は、前記ラインセンサ７が有する範囲を超えることはない。しかしながら、例えば、読み取りの画像がＤＮＡチップであり、画像データ（DateIn）がＤＮＡチップのスポットデータの場合には、ＣＹ３／ＣＹ５を演算することで評価される相対測定であるので、二つのデータがそれぞれ十分な有効数字内に計測されれば良い。そして、補正画像データ（DateOut）は、ステージ１の位置情報に基づいた時間間隔（パルス間隔）であるため、正確に算出できる値である。このように、画像データ（DateIn）について輝度補正を行なうことで、良好な画像再現性を示す補正画像データ（DateOut）を得ることができる。
【００２９】
なお、輝度値算出領域は、特定参照領域あるいは計測領域全体であってもよく、例えば、読み取りの画像がＤＮＡチップの場合であっても同様である。
【００３０】
また、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のラインセンサ式画像読み取り装置の一実施形態における制御系の概略を示す説明図
【図２】速度補正と画像検出レンジの関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１  ステージ
２  ステージ駆動手段
３  ラインセンサカメラ
４  光学フィルタ
５  光源
６  光学フィルタ
７  ラインセンサ
８  ステージ位置検出器
９  ステージ走査速度補正手段
１０  パルス間隔検出手段
T  ライン同期パルス
Tset  基準パルス間隔
Tin  パルス間隔
DateIn  画像データ
DateOut  補正画像データ
Vset  基準走査速度
V  補正走査速度
K  輝度補正係数
Ds  画像期待値
G  ループゲイン
【図１】
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【図２】
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