(57)【要約】【課題】縞状または格子状のノイズがない合成画像データを、常に、短い時間で生成する画像取得装置を提供する。【解決手段】複数の撮像素子からなるイメージセンサと、イメージセンサを移動させる画素ズラシ機構と、イメージセンサの微小移動とイメージセンサによる被写体の撮影とを交互に複数回行うことによって複数の画像データを取得し、取得した複数の画像データを合成することによって解像度の高い合成画像データを取得する制御部とを有する画像取得装置において、制御部は、合成画像データの取得前に、媒体検出処理と、イメージセンサの各撮像素子のシャッタ速度を調整するシャッタ速度調整処理とを行い、かつ、合成画像データの取得時に、複数回の撮影処理と、輝度検出処理と、複数の画像データの輝度値が均一になるように複数の画像データを補正する輝度補正処理と、画像合成処理とを行う。【選択図】図２
2007028441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状に規則的に配列された複数の撮像素子からなるイメージセンサと、前記イメージセンサを微小移動させる画素ズラシ機構と、前記イメージセンサの各撮像素子から出力される電圧信号に基づいて形成される撮影画像データを格納する画像メモリと、前記イメージセンサの微小移動と前記イメージセンサによる被写体の撮影とを交互に複数回行うことによって複数の前記撮影画像データを取得し、取得した複数の前記撮影画像データを合成することによって解像度の高い合成画像データを取得する制御部とを有する画像取得装置において、
前記制御部は、
前記合成画像データの取得前に、前記イメージセンサの各撮像素子を駆動させて前記イメージセンサの各撮像素子から出力される電圧信号に基づいて形成される前記撮影画像データの輝度値を検出し、前記輝度値により被写体である媒体を検出する媒体検出処理と、前記媒体検出処理により検出された前記媒体の輝度値が予め定めた一定の範囲内に収まるように、前記イメージセンサの各撮像素子のシャッタ速度を調整するシャッタ速度調整処理とを行い、かつ、
前記合成画像データの取得時に、前記イメージセンサの各撮像素子を駆動させて前記媒体の画像を複数回撮影する撮影処理と、前記撮影処理により取得された複数の前記撮影画像データの輝度値を検出する輝度検出処理と、前記輝度検出処理により検出された複数の前記撮影画像データの輝度値が均一になるように、複数の前記撮影画像データを補正して、複数の補正画像データを取得する輝度補正処理と、前記輝度補正処理により取得された複数の前記補正画像データを合成して前記合成画像データを取得する画像合成処理とを行うことを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、
前記媒体検出処理時に、前記イメージセンサの各撮像素子を一定の周期で駆動させることを特徴とする画像取得装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、
前記シャッタ速度調整処理時に、前記媒体検出処理によって前記媒体が検出されると、前記イメージセンサの各撮像素子から出力される電圧信号を増幅する倍率であるゲイン値を１に固定した状態で、前記イメージセンサの各撮像素子のシャッタ速度を照明環境のフリッカの離散値となっている初期値から一定の間隔で増大または減少させることを特徴とする画像取得装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、
前記シャッタ速度調整処理時に、前記撮影処理により取得される前記撮影画像データの輝度値が、前記撮影画像データがブラックアウトになる輝度値よりも高い輝度値で、かつ、前記撮影画像データがホワイトアウトになる輝度値よりも低い輝度値の間で、予め設定された一定の範囲内になるまで、前記イメージセンサの各撮像素子のシャッタ速度を調整することを特徴とする画像取得装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像取得装置において、
さらに、前記輝度検出処理で前記制御部によって検出された複数の撮影画像データのそれぞれの輝度値を格納するメモリを有する
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、
前記輝度補正処理時に、前記撮影画像データの最適な輝度値を目標輝度値とし、複数の前記撮影画像データに、（目標輝度値／各撮影画像データの輝度値）を係数として掛けることを特徴とする画像取得装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、前記輝度検出処理と前記輝度補正処理とを、最後の回の前記撮影処理が終了した後に、行う
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項８】
請求項１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、前記輝度検出処理と前記輝度補正処理とを、各回の前記撮影処理が終了する都度、行う
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像取得装置において、
さらに、照明環境による露光量に応じた電圧信号を出力する光電変換素子を有し、
前記制御部は、
前記媒体検出処理時と前記輝度補正処理時に、前記光電変換素子から出力される電圧信号に応じた露光量と前記イメージセンサの各撮像素子により撮影された前記撮影画像データの輝度値との比率関係に基づいて、各撮影画像データの輝度値を算出することを特徴とする画像取得装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、
前記輝度補正処理時に、前記撮影画像データの最適な輝度値を目標輝度値とし、複数の前記撮影画像データに、（目標輝度値／（露光量×一撮影における一撮像素子の平均出力）)を係数として掛けることを特徴とする画像取得装置。
【請求項１１】
平面状に規則的に配列された複数の撮像素子からなるイメージセンサと、前記イメージセンサを微小移動させる画素ズラシ機構と、前記イメージセンサの各撮像素子から出力される電圧信号に基づいて形成される撮影画像データを格納する画像メモリと、前記イメージセンサの微小移動と前記イメージセンサによる被写体の撮影とを交互に複数回行うことによって複数の前記撮影画像データを取得し、取得した複数の前記撮影画像データを合成することによって解像度の高い合成画像データを取得する制御部とを有する画像取得装置において、
前記制御部は、
前記合成画像データの取得前に、前記イメージセンサの各撮像素子を駆動させて前記イメージセンサの各撮像素子から出力される電圧信号に基づいて形成される前記撮影画像データの輝度値を検出し、前記輝度値により被写体である媒体を検出する媒体検出処理と、前記媒体検出処理により検出された前記媒体の輝度値が予め定めた一定の範囲内に収まるように、前記イメージセンサの各撮像素子のシャッタ速度を調整するシャッタ速度調整処理とを行い、かつ、
前記合成画像データの取得時に、前記イメージセンサの各撮像素子を駆動させて前記媒体の画像を複数回撮影する撮影処理と、前記撮影処理により取得された複数の前記撮影画像データの輝度分布を検出する輝度分布検出処理と、前記輝度分布検出処理により検出された複数の前記撮影画像データの輝度分布が均一になるように、複数の前記撮影画像データを補正して、複数の補正画像データを取得する輝度分布補正処理と、前記輝度分布補正処理により取得された複数の前記補正画像データを合成して前記合成画像データを取得する画像合成処理とを行うことを特徴とする画像取得装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、
前記輝度分布検出処理時に、複数の前記撮影画像データのそれぞれを複数の領域に区分けし、区分けされた領域の中から輝度値を検出する領域として予め定められた輝度検出領域の輝度値を検出し、前記輝度検出領域の座標値と輝度値とを関連付けることによって、複数の前記撮影画像データの輝度分布を検出することを特徴とする画像取得装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、
前記輝度分布補正処理時に、２回目以降の前記撮影画像データの輝度分布が最初の前記撮影画像データの輝度分布と均一になるように、２回目以降の前記撮影画像データを補正することを特徴とする画像取得装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、前記輝度分布検出処理と前記輝度分布補正処理とを、最後の回の前記撮影処理が終了した後に、行う
ことを特徴とする画像取得装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の画像取得装置において、
前記制御部は、前記輝度分布検出処理と前記輝度分布補正処理とを、各回の前記撮影処理が終了する都度、行う
ことを特徴とする画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面状に規則的に配列された複数の撮像素子からなるイメージセンサの微小移動と、イメージセンサによる被写体の撮影とを、交互に、複数回行うことによって、複数の撮影画像データを取得し、取得した複数の撮影画像データを合成することによって、解像度の高い合成画像データを生成する画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面状に規則的に配列された複数の撮像素子からなるイメージセンサの微小移動と、イメージセンサによる被写体の撮影とを、交互に、複数回行うことによって、複数の撮影画像データを取得し、取得した複数の撮影画像データを合成することによって、解像度の高い合成画像データを生成する画像取得装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２２は、特許文献１に開示の画像取得装置を説明するための、当該装置の外観を示す図である。
【０００４】
図２２に示す画像取得装置１０は、一般にスタンド型スキャナと称され、被写体である媒体２０が配置される媒体配置部１２と、媒体２０の画像を撮影するカメラ部１４と、カメラ部１４を支持するアーム部１６とを有する。
【０００５】
媒体配置部１２は、例えば黒などの暗色に着色された有機化合物によって構成されており、媒体搭載面である媒体読み取り位置１３が予め定められた位置に設けられている。
【０００６】
カメラ部１４は、内部に、検出した光の量に応じた電圧信号を出力するイメージセンサ１１２（図２３参照）を備え、また、外部に、外部から光を取り入れ、取り入れた光を内部のイメージセンサ１１２に集めることによって、媒体読み取り位置１３に配置された媒体２０の画像をイメージセンサ１１２に結像するレンズ１５を備えている。
【０００７】
アーム部１６は、少なくともカメラ部１４を支持するだけの強度を有する剛性部材によって構成され、媒体読み取り位置１３の媒体２０にレンズ１５の焦点合わせを行える位置にカメラ部１４を支持する。
【０００８】
このような画像取得装置１０は、パーソナルコンピュータなどの上位装置３０と有線または無線によって接続されており、上位装置３０から画像（合成画像データ）の取得指示を示す信号を受信することにより、媒体読み取り位置１３に配置された媒体２０の画像をカメラ部１４によって撮影する。
【０００９】
図２３は、特許文献１に開示の画像取得装置の構成を説明するためのブロック図である。
【００１０】
図２３に示すように、画像取得装置１０は、複数の撮像素子１１０からなるイメージセンサ１１２と、ゲイン制御部１２０と、ＡＤ変換部１３０と、画像メモリ１４０と、画素ズラシ機構１５０と、制御部１６０とを有する。これらは、一般に、カメラ部１４の内部に配置された一枚の基板に設けられている。
【００１１】
イメージセンサ１１２は、周知の通り、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの、平面状に規則的に配列された、複数の撮像素子１１０によって構成される。媒体２０は、レンズ１５によって、撮像素子１１０の配列上に、撮影の全体像として投影される。各撮像素子１１０は、撮影像の各画素を規定する。イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、レンズ１５によって集められた光をそれぞれ検出し、検出した光の量に応じた電圧信号をゲイン制御部１２０に出力する。このとき、イメージセンサ１１２の一つの撮像素子１１０から出力される電圧信号は、一画素分の撮影画像データとなり、全撮像素子１１０からそれぞれ出力される個々の電圧信号は、撮影された媒体２０の全体像の異なる画素毎の一画素分の撮影画像データとなる。ここで、一画素分の撮影画像データを単に画素データと称し、全体像の各画素毎の撮影画像データの集合を全撮影画像データと称する。
【００１２】
ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された各画素の電圧信号を取得し、取得した各画素の電圧信号を増幅してＡＤ変換部１３０に出力する。
【００１３】
ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から出力された各画素の電圧信号を取得し、取得した各画素の電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０に出力する。
【００１４】
画像メモリ１４０は、ＲＡＭによって構成される。画像メモリ１４０は、ＡＤ変換部１３０から出力された各画素のディジタル値の電圧信号を一回の撮影分の撮影画像データとして順次格納する。これにより、画像メモリ１４０は、結果として、全撮影画像データを格納する。なお、画像メモリ１４０は、少なくとも、撮影回数分の撮影画像データと、合成画像データとを格納する格納エリアを有している。
【００１５】
画素ズラシ機構１５０は、ピエゾ素子などの圧電アクチュエータによって構成される。画素ズラシ機構１５０は、イメージセンサ１１２をＸ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向に微小移動させる。この微小移動に応じて、画素ズラシ機構１５０は、イメージセンサ１１２に投影される画像の範囲が微小にずれを生じ、よって、画像を受ける画素にずれを生じる。なお、以下、この画素ズラシ機構１５０によってイメージセンサ１１２を移動させる動作を画素ズラシと称する。
【００１６】
制御部１６０は、ＣＰＵによって構成され、画像取得装置１０全体を制御する。制御部１６０は、例えば、撮像素子制御部１６２や、画素ズラシ機構制御部１６４、画像処理部１７０などの機能手段を備え、撮像素子１１０や画素ズラシ機構１５０の制御、撮影画像データに対する様々な画像処理、その他を行う。
【００１７】
撮像素子制御部１６２は、各撮像素子１１０に制御電流を適宜流して、各撮像素子１１０を制御する機能手段である。撮像素子制御部１６２は、撮像素子１１０が光を貯め込んでから貯め込んだ光を検出するまでの期間を規定する速度（以下、シャッタ速度と称する）を設定する、カメラ部１４の電子的なシャッタとして機能する。なお、シャッタ速度は、フリッカ（ちらつき）を有する照明環境下で撮影が行われてもフリッカの影響を受けないように、通常、フリッカの離散値に設定されている。このフリッカの離散値は、照明に利用されている電源の周波数の２倍を逆数とし、その整数倍となる値（すなわち、１／（電源の周波数×２），２／（電源の周波数×２），３／（電源の周波数×２），４／（電源の周波数×２），…Ｓ）である。具体的には、５０Ｈｚ地域では、１／（５０×２），２／（５０×２），３／（５０×２），４／（５０×２），…Ｓ（すなわち、１０，２０，３０，４０，…ｍＳ）となる。イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、シャッタ速度がこのような値になるように制御されることにより、フリッカの影響を排除した状態（すなわち、被写体の明るさを一定に保った状態）で被写体を撮影することができる。
【００１８】
画素ズラシ機構制御部１６４は、画素ズラシ機構１５０に制御電流を適宜流して、画素ズラシを制御する機能手段である。
【００１９】
画像処理部１７０は、撮影画像データに対する様々な画像処理を行う機能手段である。画像処理部１７０は、ＡＤ変換部１３０または画像メモリ１４０から撮影画像データを取得する画像データ取得部１７１と、複数の撮影画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成部１９０を備えている。
【００２０】
また、制御部１６０は、様々なデータを格納するためのメモリ１６６を備えている。このメモリ１６６は、ズラシ機構シフト量や、シャッタ速度などを格納する。このメモリ１６６は、撮影画像データや合成画像データを形成するためのビットマップメモリとしても機能する。
【００２１】
このような画像取得装置１０は、以下のように動作する。図２４は、画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。なお、ここでは、イメージセンサ１１２によって撮影される被写体の画像を「画像Ａ」と称し、画像Ａを撮影することにより取得される撮影画像データを「画像データＢ」と称して説明する。また、特に、撮影回数が重要となる場合には、「画像Ａ」または「画像データＢ」に撮影回数を示す序数を付して説明する。具体的には、１回目の撮影で撮影される被写体の画像を画像Ａ１と称し、画像Ａ１を撮影することにより取得される撮影画像データを画像データＢ１と称して説明する。
【００２２】
上位装置３０は、オペレータの操作によって画像の取得指示が入力されると、画像（合成画像データ）の取得指示を示す信号Ｒ１（以下、単に「画像の取得指示Ｒ１」と称する）を画像取得装置１０に送信する。
【００２３】
画像取得装置１０は、図２４に示すように、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信すると、この受信に応答して、合成画像データＺの取得を開始する。
【００２４】
このとき、画像取得装置１０は、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、複数回行う。
【００２５】
例えば、画像取得装置１０は、撮影を、Ｘ方向にα回、Ｙ方向にβ回、合計α×β回行うものとする。この場合、画像取得装置１０は、まず、１回目の撮影を行い、次に、Ｘ方向に（１／α）画素だけ画素ズラシを行って、２回目の撮影を行う。画像取得装置１０は、このようなＸ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、α回行う。その後、画像取得装置１０は、Ｙ方向に（１／β）画素だけ画素ズラシを行って、（α＋１）回目の撮影を行う。次に、画像取得装置１０は、再度、Ｘ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、α回撮影を行う。画像取得装置１０は、このような動作を、Ｙ方向へのβ回目の画素ズラシ後におけるα回目の撮影が終了するまで繰り返し行う。このようにして、画像取得装置１０は、撮影を合計（α×β）回行う。
【００２６】
これにより、画素が微小にずれた複数の画像データ（すなわち、Ｘ方向に（１／α）画素、Ｙ方向に（１／β）画素ずつずれた、（α×β）個の画像データ）を取得する。
【００２７】
以下、撮影回数を９回とする場合を例にして説明する。
【００２８】
図２５は、画素ズラシを説明するための図である。図２５中、実線で囲まれた領域Ｐは、ある一つの撮像素子（以下、単に一撮像素子と称する）１１０を示しており、Ａ１〜Ａ９は、その一撮像素子１１０の撮影回数における位置を示している。
【００２９】
一撮像素子１１０は、画素ズラシ機構１５０が画素ズラシを行う度に、移動する。
【００３０】
例えば、画像取得装置１０は、撮影を、Ｘ方向に３回、Ｙ方向に３回、合計３×３（すなわち、９）回、行うものとする。この場合、画像取得装置１０は、まず、１回目の撮影を行い、次に、Ｘ方向に（１／３）画素だけ画素ズラシを行って、２回目の撮影を行う。画像取得装置１０は、このようなＸ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、３回行う。その後、画像取得装置１０は、Ｙ方向に（１／３）画素だけ画素ズラシを行って、４回目の撮影を行う。次に、画像取得装置１０は、再度、Ｘ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、３回撮影を行う。その後、画像取得装置１０は、Ｙ方向に（１／３）画素だけ画素ズラシを行って、７回目の撮影を行う。次に、画像取得装置１０は、再度、Ｘ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、３回撮影を行う。このようにして、画像取得装置１０は、撮影を合計（α×β）回行う。
【００３１】
このとき、一撮像素子１１０（すなわち、領域Ｐ）は、図２５に示すように、画素ズラシ機構１５０が画素ズラシを行う度に、移動する。すなわち、一撮像素子１１０は、撮影回数に応じて、移動する。その結果、一撮像素子１１０は、図２５に示すように、１回目の撮影では、Ａ１を左上端とする、Ｘ方向に３マス、Ｙ方向に３マスの位置上に存在するが、２回目の撮影では、Ａ２を左上端とする、Ｘ方向に３マス、Ｙ方向に３マスの位置上に移動し、３回目の撮影では、Ａ３を左上端とする、Ｘ方向に３マス、Ｙ方向に３マスの位置上に移動する。このように、一撮像素子１１０は、撮影回数に応じて、Ａ１〜Ａ９を左上端とする、Ｘ方向に３マス、Ｙ方向に３マスの位置上に移動する。そして、一撮像素子１１０は、撮影回数毎に、領域Ｐに結像された画像を撮影する。
【００３２】
このようにして、画像取得装置１０は、画素ズラシと撮影とを９回行う。これにより、画像取得装置１０は、媒体２０の９個の画像Ａ１〜Ａ９を撮影する。
【００３３】
このとき、画像取得装置１０の各構成要素は、以下のように動作する。
【００３４】
まず、１回目の撮影において、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、光を検出して検出した光の量に応じた電圧信号を外部（ゲイン制御部１２０）に出力する。なお、以下、撮像素子１１０が光を検出して電圧信号を外部（ゲイン制御部１２０）に出力する動作を露光と称する。なお、このとき、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０には、媒体読み取り位置１３に配置された被写体である媒体２０の画像Ａ１が結像されている。
【００３５】
次に、ゲイン制御部１２０が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された電圧信号を増幅してＡＤ変換部１３０に出力し、ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から出力された電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０に出力する。
【００３６】
そして、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から出力された電圧信号を画像処理用の画像データＢ１として格納する。
【００３７】
このようにして画像取得装置１０は、媒体２０の画像Ａ１を撮影し、画像Ａ１に対応する画像データＢ１を取得する。
【００３８】
なお、画像メモリ１４０による画像データＢ１の格納と同時に、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行う。これにより、媒体２０の画像Ａ２が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０に結像される。そして、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、２回目の露光を行う。このようにして画像取得装置１０は、２回目の撮影を行い、これにより画像Ａ２に対応する画像データＢ２を取得する。
【００３９】
以下、画像取得装置１０は、同様の動作を撮影回数分だけ繰り返し行う。
【００４０】
このようにして画像取得装置１０は、媒体２０の画像Ａ１〜Ａ９に対応する画像データＢ１〜Ｂ９を取得する。
【００４１】
この後、画像取得装置１０は、画像データＢ１〜Ｂ９に基づいて合成画像処理である画像処理Ｚを行う（図２４参照）。この画像処理Ｚは、以下の通りである。なお、ここでは、画像処理Ｚによって合成画像処理された画像データを、合成画像データＺと称する。
【００４２】
すなわち、まず、制御部１６０の画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から画像データＢ１〜Ｂ９を読み出して、画像データＢ１〜Ｂ９をメモリ１６６に取り込む。このとき、画像データ取得部１７１は、メモリ１６６を、画像データを形成するためのビットマップメモリとして利用する。
【００４３】
次に、制御部１６０の画像合成部１９０が、画像データＢ１〜Ｂ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像（例えば、図２５に示す領域Ｐに結像された画像）が重なるように、画像データＢ１〜Ｂ９を合成して、１個の合成画像データＺを生成し、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。
【００４４】
上位装置３０は、画像取得装置１０から合成画像データＺを受信すると、受信した合成画像データＺを図示しない格納部に格納する。
【特許文献１】特開平１０−１１７３０４号公報（段落２６〜段落１３９、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４５】
ところで、従来の画像取得装置は、縞状または格子状のノイズが発生している合成画像データを生成するときがあるという課題があった。
【００４６】
このような課題は、例えば、以下のような場合に、生じる。すなわち、例えば、画像取得装置は、被写体を複数回撮影している間に、被写体の明るさが変化した場合に、明るさが異なる複数の撮影画像データを取得する。なお、被写体の明るさの変化は、画像取得装置の付近で動く人が存在し、その人の影が被写体にかかることによって、生じる。また、被写体の明るさの変化は、シャッタ速度がフリッカの離散値からずれることによっても、生じる。従来の画像取得装置は、明るさが異なる複数の撮影画像データに基づいて合成画像データを生成していた。このとき、合成画像データの生成に用いられた複数の撮影画像データは、それぞれ、明るさが異なる。そのため、生成された合成画像データは、縞状または格子状のノイズが発生していた。
【００４７】
したがって、従来の画像取得装置は、縞状または格子状のノイズが発生している合成画像データを生成するときがあるという課題があった。このような課題は、被写体を露出した状態で撮影するスタンド型スキャナに、特に発生し易かった。
【００４８】
この発明は、縞状または格子状のノイズがない合成画像データを、常に、短い時間で生成する画像取得装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４９】
この発明に係る画像取得装置は、複数の撮像素子からなるイメージセンサと、イメージセンサを微小移動させる画素ズラシ機構と、イメージセンサの各撮像素子から出力される電圧信号に基づいて形成される撮影画像データを格納する画像メモリと、合成画像データを取得する制御部とを有する。
【００５０】
そして、制御部は、合成画像データの取得前に、イメージセンサの各撮像素子を駆動させてイメージセンサの各撮像素子から出力される電圧信号に基づいて形成される撮影画像データの輝度値を検出し、輝度値により被写体である媒体を検出する媒体検出処理と、媒体検出処理により検出された媒体の輝度値が予め定めた一定の範囲内に収まるように、イメージセンサの各撮像素子のシャッタ速度を調整するシャッタ速度調整処理とを行う。
【００５１】
また、制御部は、合成画像データの取得時に、イメージセンサの各撮像素子を駆動させて媒体の画像を複数回撮影する撮影処理と、撮影処理により取得された複数の撮影画像データの輝度値を検出する輝度検出処理と、輝度検出処理により検出された複数の撮影画像データの輝度値が均一になるように複数の撮影画像データを補正して、複数の補正画像データを取得する輝度補正処理と、輝度補正処理により取得された複数の補正画像データを合成して合成画像データを取得する画像合成処理とを行う。
【００５２】
この発明に係る画像取得装置は、合成画像データの取得前に、媒体検出処理とシャッタ速度調整処理を行っている。これにより、この発明に係る画像取得装置は、合成画像データの取得時に、直ちに撮影動作に入ることができるとともに、合成画像データの生成に適した複数の撮影画像データを取得することができる。
【００５３】
また、この発明に係る画像取得装置は、合成画像データの取得時に、合成画像データの生成に適した複数の撮影画像データに基づいて輝度補正処理を行っている。そのため、この発明に係る画像取得装置は、より高精度な（すなわち、輝度値の均一性が非常に高い）複数の補正画像データを取得することができる。
【００５４】
なお、この発明に係る画像取得装置は、被写体全体の輝度値の代わりに、被写体の部分的な輝度分布に基づいて、複数の撮影画像データの輝度補正処理を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００５５】
この発明に係る画像取得装置は、合成画像データの取得前に、媒体検出処理とシャッタ速度調整処理を行っている。
【００５６】
これにより、この発明に係る画像取得装置は、合成画像データの取得時に、直ちに撮影動作に入ることができる。また、画像取得装置は、常に、輝度値が最適と見なせる範囲内にある撮影画像データ（すなわち、暗すぎず、かつ、明るすぎない撮影画像データ）を取得することができる。
【００５７】
さらに、この発明に係る画像取得装置は、合成画像データの取得時に、常に、輝度値が最適と見なせる範囲内にある撮影画像データに基づいて輝度補正処理を行っている。そのため、画像取得装置は、従来よりも高精度な（すなわち、輝度値の均一性が高い）複数の補正画像データを取得することができる。そして、画像取得装置は、これら、従来よりも高精度な複数の補正画像データを合成することにより、縞状または格子状のノイズがない合成画像データを取得している。
【００５８】
したがって、この発明に係る画像取得装置は、被写体を複数回撮影している間に、被写体の明るさが変化した場合でも、縞状または格子状のノイズがない合成画像データを、常に、短い時間で生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下に、図を参照してこの発明の実施の形態を説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさおよび配置関係を、この発明を理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、この発明は図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００６０】
なお、ここでは、撮影とは、イメージセンサが被写体の画像を検出して光電変換して電圧信号を出力する動作を意味しているものとして説明する。また、イメージセンサによって撮影される被写体の画像を「画像Ａ」と称し、画像Ａを撮影することにより取得される撮影画像データ（具体的には、画像メモリ１４０に格納された時点のデータ）を「画像データＢ」と称して説明する。また、特に、撮影回数が重要となる場合には、「画像Ａ」または「画像データＢ」に撮影回数を示す序数を付して説明する。具体的には、１回目の撮影で撮影される被写体の画像を画像Ａ１と称し、画像Ａ１を撮影することにより取得される撮影画像データを画像データＢ１と称して説明する。
【実施例１】
【００６１】
＜画像取得装置の構成＞
以下に、図１を参照して実施例１に係る画像取得装置の構成について説明する。図１は、実施例１に係る画像取得装置の内部ブロックを示す図である。実施例１に係る画像取得装置１００は、従来の画像取得装置１０の有する構成要素（図２３参照）に加え、制御部１６０の画像処理部１７０の中に、輝度検出部１７２と画像補正部１７４とを備えている。なお、実施例１に係る画像取得装置１００の外観は、図２２で示したような従来の画像取得装置１０と同様である。したがって、実施例１に係る画像取得装置１００は、従来の画像取得装置１０と同様に、被写体である媒体２０が配置される媒体配置部１２と、媒体２０を撮影するカメラ部１４と、カメラ部１４を支持するアーム部１６とを有する（図２２参照）。
【００６２】
輝度検出部１７２は、ＡＤ変換部１３０から出力される画像データＢまたは画像メモリ１４０に格納された画像データＢの輝度値Ｃを検出する機能手段である。この輝度値Ｃは、撮影された媒体２０の画像データＢの輝度に対応する電圧値である。なお、輝度検出部１７２は、画像データＢの輝度値Ｃの大きさに基づいて、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されたことを検出する媒体検出部としての機能も有する。
【００６３】
画像補正部１７４は、ＡＤ変換部１３０から出力される画像データＢまたは画像メモリ１４０に格納された画像データＢの輝度値Ｃを補正する機能手段である。
【００６４】
なお、輝度検出部１７２と画像補正部１７４以外の構成要素については、従来の画像取得装置１０の構成要素と同様である。すなわち、複数の撮像素子１１０からなるイメージセンサ１１２と、ゲイン制御部１２０と、ＡＤ変換部１３０と、画像メモリ１４０と、画素ズラシ機構１５０と、制御部１６０の撮像素子制御部１６２と画素ズラシ機構制御部１６４と画像データ取得部１７１と画像合成部１９０については、従来の画像取得装置１０の構成要素と同様である。ただし、この実施例に係る画像取得装置１００の画像メモリ１４０には、少なくとも、撮影回数分の画像データＢと、撮影回数分の補正画像データ（以下、補正画像データＤと称する）と、合成画像データ（以下、合成画像データＺと称する）とを格納する格納エリアが確保されている。また、メモリ１６６は、ズラシ機構シフト量やシャッタ速度以外に、例えば、ゲイン制御部１２０により電圧信号を増幅するゲイン値や、輝度値Ｃの輝度判定に用いる閾値なども格納する。なお、図１では、メモリ１６６は、制御部１６０の内部に設けられているが、制御部１６０の外部に設けられていてもよい。
【００６５】
＜画像取得装置の動作＞
以下に、図２を参照して実施例１に係る画像取得装置の動作について説明する。図２は、実施例１に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【００６６】
図２に示すように、画像取得装置１００は、電源が投入されると、媒体２０が媒体配置部１２の媒体搭載面である媒体読み取り位置１３に配置されるまで、すなわち、輝度検出部１７２が媒体２０を検出するまで、媒体検出処理ａ０（図３参照）を、一定の周期で繰り返し行う。
【００６７】
図３は、媒体検出処理の工程を示すフローチャートである。媒体検出処理ａ０は、媒体読み取り位置１３が媒体２０よりも暗いこと、すなわち、媒体読み取り位置１３の輝度値が媒体２０の輝度値よりも低いことを利用して、画像データＢの輝度値Ｃに基づいて媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されたか否かを判定する処理である。
【００６８】
図３に示すように、媒体検出処理ａ０では、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（Ｓ５５）。なお、ここでは、露光とは、光を検出して検出した光の量に応じた電流値を電圧値に変換してゲイン制御部１２０に出力する動作をいう。
【００６９】
なお、このとき、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０には、媒体読み取り位置１３の画像を構成する各画素が結像されている。イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、それぞれに結像された画素の光を検出し、検出した光に対応する電荷を、１行単位で、全行にわたって、電圧信号として、ゲイン制御部１２０に出力する。この電圧信号が、媒体読み取り位置１３の画像に対応する画像信号となる。これにより、イメージセンサ１１２は、媒体読み取り位置１３の画像を撮影する。
【００７０】
Ｓ５５において、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていなければ、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、媒体２０よりも明るさが暗い（すなわち、輝度値が低い）媒体読み取り位置１３に対応する小さな値の電圧信号をゲイン制御部１２０に出力する。他方、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていれば、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、媒体読み取り位置１３よりも明るさが明るい（すなわち、輝度値が高い）媒体２０に対応する大きな値の電圧信号をゲイン制御部１２０に出力する。
【００７１】
また、Ｓ５５において、シャッタ速度（すなわち、撮像素子１１０が光を貯め込んでから貯め込んだ光を検出するまでの期間を規定する速度）は、初期値として、照明のフリッカの離散値（例えば、５０Ｈｚ地域では、１０，２０，３０，４０，…ｍＳのいずれかの値）に設定されている。この初期値のシャッタ速度は、予めメモリ１６６に格納されている。撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６から初期値のシャッタ速度を読み出して、この初期値のシャッタ速度でイメージセンサ１１２の各撮像素子１１０を駆動する。
【００７２】
Ｓ５５の後、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅してＡＤ変換部１３０に出力する（Ｓ６０）。ただし、媒体検出処理ａ０では、画像データＢの輝度値Ｃの大きさに基づいて媒体２０を検出するので、画像データＢの輝度値Ｃができるだけ変動しないようにすることが好ましい。したがって、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された電圧信号もできるだけ変動しないようにすることが好ましい。そのため、ゲイン値（すなわち、ゲイン制御部１２０が電圧信号を増幅する倍率）の初期値としては、できるだけ小さな値（１倍に近い値）がよい。そこで、ここでは、ゲイン値の初期値を１倍とする。その結果、ここでは、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された電圧信号を、増幅せずに、そのままＡＤ変換部１３０に出力する。
【００７３】
Ｓ６０の後、ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換（Ａ／Ｄ変換）して制御部１６０に出力する（Ｓ６５）。
【００７４】
制御部１６０では、まず、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０からディジタル値の電圧信号を受け取ると、その電圧信号の集合を画像データＢとしてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。これにより、制御部１６０は、画像データＢを取得する（Ｓ７０）。
【００７５】
この取り込みの終了に応答して、輝度検出部１７２は、画像データＢの輝度値Ｃを検出する（Ｓ７５）。そして、輝度検出部１７２は、メモリ１６６から輝度値の閾値を読み出して、画像データＢの輝度値Ｃと閾値を比較して、画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ８０）。ここで、画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されたときは、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていることを意味する。なお、閾値は、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されたか否かを判定するための基準値である。閾値は、画像取得装置１００の製造者またはオペレータによって、媒体読み取り位置１３に対応する輝度値と媒体２０に対応する輝度値の間の任意の値として予め設定され、メモリ１６６に予め格納されている。
【００７６】
Ｓ８０において、画像取得装置１００は、輝度検出部１７２によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されると、媒体検出処理ａ０を終了する。よって、画像取得装置１００は、上位装置３０から画像（合成画像データＺ）の取得指示を示す信号Ｒ１（以下、単に「画像の取得指示Ｒ１」と称する）を取得するまで、図４を参照して以下に説明するシャッタ速度調整処理ａ１を開始する。この処理ａ１は、一定の周期で繰り返し行なわれる。なお、画像取得装置１００の制御部１６０は、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得すると、画像の取得指示Ｒ１をメモリ１６６に格納する。
【００７７】
他方、Ｓ８０において、画像取得装置１００は、輝度検出部１７２によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より小さい（すなわち、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていない）と判定されると、工程をＳ５５に戻し、再度、媒体検出処理ａ０を行う。
【００７８】
図４は、シャッタ速度調整処理の工程を示すフローチャートである。シャッタ速度調整処理ａ１は、イメージセンサ１１２によって取得される画像データＢの輝度値Ｃが最適な値になるように、ゲイン制御部１２０のゲイン値とイメージセンサ１１２の撮像素子１１０のシャッタ速度を調整する処理である。なお、画像データＢは、輝度値が低すぎると、ブラックアウトになる（すなわち、ノイズが発生して画像が識別不能になる）。また、画像データＢは、輝度が高すぎると、ホワイトアウトになる（すなわち、陰影が消えて画像が識別不能になる）。そのため、最適な値は、このような現象が生じない輝度値、すなわち、画像データＢがブラックアウトになる輝度値よりも高い輝度値で、かつ、画像データＢがホワイトアウトになる輝度値よりも低い輝度値である。
【００７９】
図４に示すように、シャッタ速度調整処理ａ１では、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（Ｓ１０５）。これにより、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、レンズ１５によって結像された画像を撮影する。
【００８０】
なお、このとき、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０には、媒体読み取り位置１３に配置された媒体２０の画像Ａ１が結像されている。
【００８１】
また、このとき、シャッタ速度は、既に説明した通り、初期値として、照明のフリッカの離散値（例えば、５０Ｈｚ地域では、１０，２０，３０，４０，…ｍＳのいずれかの値）に設定されている。撮像素子制御部１６２は、この初期値のシャッタ速度でイメージセンサ１１２の各撮像素子１１０を駆動する。
【００８２】
Ｓ１０５の後、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅してＡＤ変換部１３０に出力する（Ｓ１１０）。ただし、シャッタ速度調整処理ａ１では、媒体検出処理ａ０と同様に、画像データＢの輝度値Ｃの大きさに基づいて媒体２０を検出するので、画像データＢの輝度値Ｃができるだけ変動しないようにすることが好ましい。そこで、ここでは、ゲイン値の初期値を１倍とする。その結果、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された電圧信号を、増幅せずに、そのままＡＤ変換部１３０に出力する。
【００８３】
Ｓ１１０の後、ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して制御部１６０に出力する（Ｓ１１５）。
【００８４】
制御部１６０では、まず、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０から電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像データＢとしてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。これにより、制御部１６０は、画像データＢを取得する（Ｓ１２０）。
【００８５】
次に、輝度検出部１７２は、画像データＢの輝度値Ｃを検出する（Ｓ１２５）。そして、輝度検出部１７２は、メモリ１６６から輝度値の上限値と下限値を読み出して、画像データＢの輝度値Ｃとこれら上限値と下限値とを比較して、画像データＢの輝度値Ｃがこれら上限値と下限値によって規定される一定の範囲外か否かを判定する（Ｓ１３０）。ここで、輝度値Ｃが一定の範囲外にあるとの判定は、ゲイン値とシャッタ速度が適正でないことを意味する。なお、下限値と上限値は、最適な値と見なすことができる輝度値の範囲を規定する値である。画像データＢは、輝度値Ｃが下限値よりも低い場合に、ブラックアウトになり、輝度値Ｃが上限値よりも高い場合に、ホワイトアウトになる。下限値と上限値は、画像取得装置１００の製造者またはオペレータによって、予め設定され、メモリ１６６に予め格納されている。
【００８６】
Ｓ１３０において、輝度検出部１７２によって画像データＢの輝度値Ｃが一定の範囲外であると判定されると、この判定に応答して、撮像素子制御部１６２は、ゲイン制御部１２０および撮像素子１１０に調整信号を出力して、ゲイン制御部１２０のゲイン値と撮像素子１１０のシャッタ速度を調整する（Ｓ１３５）。このとき、撮像素子制御部１６２は、ゲイン値を初期値（既に説明した通り、ここでは、１倍）に固定した状態で、シャッタ速度を、フリッカの離散値に設定された初期値（例えば１０ｍＳ）から、照明のフリッカ周期に関係なく、一定の間隔（例えば１ｍＳの間隔）で増大または減少させる。撮像素子制御部１６２は、変更された各シャッタ速度毎に、このような動作を撮影によって取得される画像データＢの輝度値Ｃが一定の範囲内にあるか否か判定を行い、最終的に、シャッタ速度が一定の範囲内になるまで、一定の周期で繰り返し行うことになる。そして、撮像素子制御部１６２は、シャッタ速度が一定の範囲内になると、最終的なゲイン値とシャッタ速度をメモリ１６６に出力して、メモリ１６６に格納されたゲイン値とシャッタ速度を、最終的なゲイン値とシャッタ速度に更新する。
【００８７】
他方、Ｓ１３０において、輝度検出部１７２によって画像データＢの輝度値Ｃが一定の範囲外でないと判定されると、撮像素子制御部１６２は、ゲイン値とシャッタ速度が適正であると見なして、ゲイン値とシャッタ速度を調整せずに、現在のゲイン値とシャッタ速度を維持する（Ｓ１４０）。すなわち、撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６に格納されたゲイン値とシャッタ速度を更新しない。
【００８８】
Ｓ１３５またはＳ１４０の後、撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６に格納されたデータを参照して、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得したか否かを判定する（Ｓ１４５）。このとき、撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６に画像の取得指示Ｒ１が格納されていれば、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得したと判定し、メモリ１６６に画像の取得指示Ｒ１が格納されていなければ、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得していないと判定する。
【００８９】
Ｓ１４５において、撮像素子制御部１６２によって上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得したと判定されると、画像取得装置１００は、シャッタ速度調整処理ａ１を終了する。そして、画像取得装置１００は、合成画像データＺの取得を開始する。
【００９０】
他方、Ｓ１４５において、画像取得装置１００は、撮像素子制御部１６２によって上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得していないと判定されると、工程をＳ１０５に戻し、再度、シャッタ速度調整処理ａ１を行う。
【００９１】
図２に示すように、画像取得装置１００は、シャッタ速度調整処理ａ１の処理中または処理後に、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信する。すると、画像取得装置１００は、この受信に応答して、シャッタ速度調整処理ａ１を終了して、合成画像データＺの取得を開始する。
【００９２】
合成画像データＺの取得では、まず、画像取得装置１００が、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、複数回行う。なお、画素ズラシ機構１５０による画素ズラシ量は、一画素分の距離よりも短い距離となっている。
【００９３】
例えば、画像取得装置１００は、撮影を、Ｘ方向に３回、Ｙ方向に３回、合計３×３（すなわち、９）回、行うものとする。この場合、画像取得装置１００は、まず、１回目の撮影を行い、次に、Ｘ方向に（１／３）画素だけ画素ズラシを行って、２回目の撮影を行う。画像取得装置１００は、このようなＸ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、３回行う。その後、画像取得装置１００は、Ｙ方向に（１／３）画素だけ画素ズラシを行って、４回目の撮影を行う。次に、画像取得装置１００は、再度、Ｘ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、３回撮影を行う。画像取得装置１００は、このような動作を、Ｙ方向への３回目の画素ズラシ後における３回目の撮影が終了するまで繰り返し行う。このようにして、画像取得装置１００は、撮影を合計９回行う。
【００９４】
仮に、撮影回数を９回とすると、画像取得装置１００は、媒体２０の画像Ａ１〜Ａ９を順次撮影して、画像Ａ１〜Ａ９に対応する画像データＢ１〜Ｂ９を取得し、さらに、各画像データＢ１〜Ｂ９を取得する都度、各画像データＢ１〜Ｂ９の輝度値Ｃ１〜Ｃ９を検出することになる。以下、撮影回数を９回とする場合を例にして説明する。
【００９５】
このとき、画像取得装置１００の各構成要素は、図５を参照して説明するように動作する。図５は、撮影時の工程を示すフローチャートである。
【００９６】
画像取得装置１００は、以下のようにして、１回目の撮影を行う。なお、１回目の撮影では、イメージセンサ１１２には、媒体読み取り位置１３に配置された媒体２０の画像Ａ１が結像されている。
【００９７】
すなわち、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（Ｓ２５５）。このとき、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０には、媒体２０の画像Ａ１を構成する各画素が結像されている。イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、それぞれに結像された画素の光を検出し、検出した光に対応する電荷を、電圧信号として、ゲイン制御部１２０に出力する。この電圧信号が、媒体２０の画像Ａ１の各画素に対応する画素信号となる。そして、この画素信号の集合が、媒体２０の画像Ａ１の全体に対応する画像信号となる。このようにして、イメージセンサ１１２は、媒体２０の画像Ａ１を撮影する。
【００９８】
Ｓ２５５の後、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力される電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅（ここでは、１倍に増幅）してＡＤ変換部１３０に出力する（Ｓ２６０）。ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から増幅された電圧信号を受け取り、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０と制御部１６０とに出力する（Ｓ２６５）。このようにして、画像取得装置１００は、１回目の撮影を行い、これにより得られたディジタル値の電圧信号の集合（すなわち、媒体２０の画像Ａ１の全体に対応する画像信号）を、この後のＳ２７０で画像メモリ１４０に取り込む。
【００９９】
Ｓ２６５の後、画素ズラシ機構制御部１６４は、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行う（Ｓ２７０）。これにより、媒体２０の画像Ａ２が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０に結像される。また、このとき、画像メモリ１４０は、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を受け取り、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ１として格納する。また、このとき、制御部１６０では、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を受け取り、その電圧信号の集合を画像データＢ１としてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。一方、輝度検出部１７２は、画像データＢ１の輝度値Ｃ１を検出し、検出した画像データＢ１の輝度値Ｃ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１００】
同様に、画像取得装置１００は、画素ズラシと撮影とを交互に行って、画像Ａ３〜Ａ９に対する画像データＢ３〜Ｂ９を順次取得する。
【０１０１】
Ｓ２７０の後、撮像素子制御部１６２は、現在の撮影が最後か否かを判定する（Ｓ２７５）。この判定は、以下のようにして行われる。すなわち、メモリ１６６は、撮影回数の予定値を予め格納している。撮像素子制御部１６２は、撮影開始前に、メモリ１６６からその予定値を読み出し、撮影を行う都度、現在の撮影回数とメモリ１６６から読み出した予定値とを比較する。そして、撮像素子制御部１６２は、現在の撮影回数が予定値に達したときに、現在の撮影が最後の撮影であると判定する。
【０１０２】
Ｓ２７５において、撮像素子制御部１６２によって現在の撮影が最後でないと判定されると、画像取得装置１００は、工程をＳ２５５に戻し、再度、撮影を行う。この場合、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、２回目の露光を開始する。以下、画像取得装置１００は、同様の動作を撮影回数分だけ繰り返し行う。
【０１０３】
他方、Ｓ２７５において、撮像素子制御部１６２によって現在の撮影が最後であると判定されると、画像取得装置１００は、撮影を終了して、９回の撮影に対応する画像データＢ１〜Ｂ９に対する輝度補正処理である後述の画像処理Ｄ１〜Ｄ９を順次行う。
【０１０４】
図２に示すように、画像取得装置１００は、最後の画像データＢ９の輝度値Ｃ９を検出すると、画像データＢ１〜Ｂ９に対して、輝度補正処理である画像処理Ｄ１〜Ｄ９を順次行う。この画像処理Ｄ１〜Ｄ９は、以下の通りである。なお、ここでは、画像処理Ｄ１〜Ｄ９によって輝度補正処理された画像データＢ１〜Ｂ９を、補正画像データＤ１〜Ｄ９と称する。
【０１０５】
すなわち、画像処理Ｄ１において、まず、画像データ取得部１７１は、画像メモリ１４０から画像データＢ１と画像データＢ１の輝度値Ｃ１を読み出して、画像データＢ１をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。
【０１０６】
この取り込みの終了に応答して、画像補正部１７４は、画像データＢ１の輝度値が最適な輝度値として設定された目標の輝度値（以下、目標輝度値と称する）になるように、画像データＢ１に対応する係数を算出する。この実施例では、係数は、（目標輝度値／各画像データＢの輝度値Ｃ）と定義する。例えば、階調が０〜２５５までの２５６ある場合で、目標輝度値を２５０にする場合に、画像データＢ１に対応する係数は、（２５０／Ｃ１）となる。したがって、ここでは、画像補正部１７４は、画像データＢ１に対応する係数として（２５０／Ｃ１）を算出する。
【０１０７】
画像データＢ１に対する係数の算出の終了に応答して、画像補正部１７４は、算出した係数（２５０／Ｃ１）を画像データＢ１の全ての画素に掛ける。これによって、画像補正部１７４は、画像データＢ１に対する正規化処理を行い、補正画像データＤ１を生成する。そして、この補正画像データＤ１の生成に応答して、画像補正部１７４は、生成した補正画像データＤ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１０８】
このようにして、画像補正部１７４は、画像データＢ１に対して、画像処理Ｄ１を行う。なお、ここでは、目標輝度値を２５０としたが、目標輝度値はこれに限らず、最適な値と見なせる輝度値の範囲内で任意に変更することができる。
【０１０９】
以下、画像補正部１７４は、画像データＢ２〜Ｂ９に対しても、同様に画像処理Ｄ２〜Ｄ９を順次行う。これら画像データＢ２〜Ｂ９に対応する係数は、それぞれ、（２５０／Ｃ２）〜（２５０／Ｃ９）となる。これによって、画像補正部１７４は、補正画像データＤ２〜Ｄ９を生成し、生成した補正画像データＤ２〜Ｄ９を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１１０】
このようにして画像取得装置１００は、画像データＢ１〜Ｂ９に対して画像処理Ｄ１〜Ｄ９を順次行い、これにより、補正画像データＤ１〜Ｄ９を生成する。
【０１１１】
そして、画像取得装置１００は、最後の画像データＢ９に対する輝度補正処理（すなわち、画像処理Ｄ９）が終了すると、合成画像処理である画像処理Ｚを開始する。この画像処理Ｚは、以下の通りである。
【０１１２】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から補正画像データＤ１〜Ｄ９を読み出して、補正画像データＤ１〜Ｄ９をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。
【０１１３】
この取り込みの終了に応答して、画像合成部１９０は、各補正画像データＤ１〜Ｄ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像同士（例えば、図２５に示す領域Ｐに結像された画像同士）が重なるように、補正画像データＤ１〜Ｄ９を合成して１個の合成画像データＺを生成する。そして、画像合成部１９０は、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。このようにして、画像取得装置１００は、少ない画素数のイメージセンサ１１２（すなわち、撮像素子１１０の数が少ないイメージセンサ１１２）を用いて解像度の高い合成画像データＺを取得する。なお、上位装置３０は、画像取得装置１００から合成画像データＺを受信すると、受信した合成画像データＺを図示しない格納部に格納する。
【０１１４】
以上詳細に説明したように、実施例１に係る画像取得装置１００は、合成画像データＺを取得する前処理として、媒体検出処理ａ０とシャッタ速度調整処理ａ１を行っている。
【０１１５】
これにより、画像取得装置１００は、合成画像データＺの取得時に、直ちに撮影動作に入ることができる。また、画像取得装置１００は、常に、輝度値Ｃが最適と見なせる範囲内にある画像データＢ１〜Ｂ９（すなわち、暗すぎず、かつ、明るすぎない画像データＢ１〜Ｂ９）を取得することができる。
【０１１６】
さらに、画像取得装置１００は、合成画像データＺの取得時に、常に、輝度値Ｃが最適と見なせる範囲内にある画像データＢ１〜Ｂ９に基づいて輝度補正処理（画像処理Ｄ１〜Ｄ９）を行っている。そのため、画像取得装置１００は、従来よりも高精度な（すなわち、輝度値Ｃの均一性が非常に高い）複数の補正画像データＤ１〜Ｄ９を取得することができる。そして、画像取得装置１００は、これら、従来よりも高精度な複数の補正画像データＤ１〜Ｄ９を合成することにより、縞状または格子状のノイズがない合成画像データＺを取得している。
【０１１７】
したがって、実施例１に係る画像取得装置１００は、媒体２０を複数回撮影している間に、媒体２０の明るさが変化した場合でも、縞状または格子状のノイズがない合成画像データＺを、常に、短い時間で生成することができる。
【実施例２】
【０１１８】
実施例２の画像取得装置は、実施例１の場合と構成は同じであるが、画像取得装置の動作が実施例１の場合の動作と異なる。
【０１１９】
具体的には、実施例１は、最後の画像データＢ９の輝度値Ｃ９を検出した後に、最初の輝度補正処理（画像処理Ｄ１）を行う。これに対して、実施例２は、最初の画像データＢ１の輝度値Ｃ１を検出した直後に、最初の輝度補正処理（画像処理Ｄ１）を行う。これにより、実施例２は、合成画像データＺを取得するのに要する時間を実施例１よりも短縮することができる。
【０１２０】
図６は、実施例２に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。なお、ここでは、撮影回数を、実施例１と同様に、９回とする場合を例にして説明する。
【０１２１】
図６に示すように、画像取得装置１００は、電源が投入されると、実施例１と同様に、媒体２０が媒体配置部１２の媒体読み取り位置１３に配置されるまで（すなわち、輝度検出部１７２が媒体２０を検出するまで）、媒体検出処理ａ０（図３参照）を、一定の周期で繰り返し行う。そして、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されると（すなわち、図３のＳ８０において、輝度検出部１７２によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されると）、画像取得装置１００は、媒体検出処理ａ０を終了して、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得するまで、シャッタ速度調整処理ａ１（図４参照）を、一定の周期で繰り返し行う。
【０１２２】
画像取得装置１００は、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信すると、この受信に応答して、シャッタ速度調整処理ａ１を終了する。そして、画像取得装置１００は、合成画像データＺの取得を開始する。
【０１２３】
合成画像データＺの取得では、まず、画像取得装置１００が、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、複数回行う。ここでは、画像取得装置１００は、撮影を、Ｘ方向に３回、Ｙ方向に３回、合計３×３（すなわち、９）回行うものとする。
【０１２４】
このとき、画像取得装置１００の各構成要素は、以下のように動作する。
【０１２５】
画像取得装置１００は、以下のようにして、１回目の撮影を行う。すなわち、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（図５のＳ２５５参照）。次に、ゲイン制御部１２０が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅（ここでは、１倍に増幅）してＡＤ変換部１３０に出力する（図５のＳ２６０参照）。次に、ＡＤ変換部１３０が、ゲイン制御部１２０から増幅された電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０と制御部１６０とに出力する（図５のＳ２６５参照）。このようにして、画像取得装置１００は、１回目の撮影を行う。
【０１２６】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置１００が、前回と同様に、２回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ１として格納する。また、このとき、制御部１６０では、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像データＢ１としてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。一方、輝度検出部１７２は、画像データＢ１の輝度値Ｃ１を検出し、検出した画像データＢ１の輝度値Ｃ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１２７】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置１００が、前回と同様に、３回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から２回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を受け取り、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ２として格納する。また、このとき、制御部１６０では、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０から２回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を受け取り、その電圧信号の集合を画像データＢ２としてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。一方、輝度検出部１７２は、画像データＢ２の輝度値Ｃ２を検出し、検出した画像データＢ２の輝度値Ｃ２を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１２８】
また、このとき、画像取得装置１００は、以下のようにして、画像データＢ１に対して、画像処理Ｄ１を行う。すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から画像データＢ１と画像データＢ１の輝度値Ｃ１を読み出して、画像データＢ１をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。次に、画像補正部１７４が、画像データＢ１に対応する係数として（目標輝度値／輝度値Ｃ１）を算出し、算出した画像データＢ１に対応する係数を画像データＢ１の全ての画素に掛けて補正画像データＤ１を生成し、生成した補正画像データＤ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。なお、各画像データＢ２〜Ｂ９に対応する係数は、それぞれ、（目標輝度値／輝度値Ｃ２）〜（目標輝度値／輝度値Ｃ９）となる。このようにして、画像取得装置１００は、画像データＢ１に対して、画像処理Ｄ１を行う。
【０１２９】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置１００が、前回と同様に、４回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から電圧信号を取得し、その電圧信号を画像処理用の画像データＢ３として格納する。また、このとき、制御部１６０では、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０から電圧信号を取得し、その電圧信号を画像データＢ３としてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。一方、輝度検出部１７２が、画像データＢ３の輝度値Ｃ３を検出し、検出した画像データＢ３の輝度値Ｃ３を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。また、このとき、画像取得装置１００は、前回と同様に、画像データＢ２に対して、画像処理Ｄ２を行う。
【０１３０】
このように、以下、画像取得装置１００は、３回目の撮影と同様の動作を、最後の画像データＢ９に対する輝度補正処理（すなわち、画像処理Ｄ９）が終了するまで繰り返し行う。このようにして画像取得装置１００は、画像データＢ１〜Ｂ９に対して画像処理Ｄ１〜Ｄ９を順次行い、これにより、補正画像データＤ１〜Ｄ９を生成する。
【０１３１】
そして、画像取得装置１００は、最後の画像データＢ９に対する輝度補正処理（すなわち、画像処理Ｄ９）が終了すると、実施例１と同様に、合成画像処理である画像処理Ｚを開始する。
【０１３２】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から補正画像データＤ１〜Ｄ９を読み出して、補正画像データＤ１〜Ｄ９をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。次に、画像合成部１９０が、各補正画像データＤ１〜Ｄ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像同士（例えば、図２５に示す領域Ｐに結像された画像同士）が重なるように、補正画像データＤ１〜Ｄ９を合成して１個の合成画像データＺを生成する。そして、画像合成部１９０は、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。
【０１３３】
以上詳細に説明したように、実施例２は、実施例１と同じ効果を有する。
【０１３４】
しかも、実施例２は、最初の画像データＢ１の輝度値Ｃ１を検出した直後に輝度補正処理（画像処理Ｄ１）を行う。そのため、実施例２は、合成画像データＺを取得するのに要する時間を実施例１よりも短縮することができる。
【実施例３】
【０１３５】
実施例２は、イメージセンサ１１２による撮影によって取得された画像データＢの輝度値Ｃを検出し、その輝度値Ｃに基づいて輝度補正処理（すなわち、画像処理Ｄ）を行う。
【０１３６】
これに対して、実施例３は、イメージセンサ１１２による撮影と同時に、撮影時の照明環境による露光量（ここでは、露光量Ｅと称する）を検出し、その露光量Ｅに基づいて輝度補正処理（ここでは、画像処理Ｆと称する）を行う。
【０１３７】
このような実施例３は、イメージセンサ１１２による撮影の直後に、輝度補正処理（画像処理Ｆ）に用いる係数を算出することができる。そのため、実施例３は、合成画像データＺを取得するのに要する時間を実施例２よりもさらに短縮することができる。
【０１３８】
以下に、図７を参照して実施例３に係る画像取得装置の構成について説明する。図７は、実施例３に係る画像取得装置の内部ブロックを示す図である。実施例３に係る画像取得装置３００は、実施例２に係る画像取得装置１００の有する構成要素（図１参照）に加え、照明環境による露光量Ｅに応じた電圧信号を出力する光電変換素子１１５を有するとともに、制御部１６０の画像処理部１７０の中に、露光量Ｅを検出する露光量検出部１７６を備えている。なお、実施例３に係る画像取得装置３００の外観は、実施例２と同様である。したがって、実施例３に係る画像取得装置３００の外観は、図２２を参照して説明した従来の画像取得装置１０と同様である。
【０１３９】
光電変換素子１１５は、イメージセンサ１１２の近傍に配置されていて、照明環境による露光量Ｅに応じた電圧信号を制御部１６０に出力する。なお、光電変換素子１１５は、制御部１６０の撮像素子制御部１６２によって、電圧信号を出力するタイミングが撮影のタイミング（すなわち、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が光を検出して検出した光に応じた電圧信号を出力するタイミング）と同じになるように、制御されている。そのため、光電変換素子１１５は、撮影時の照明環境による露光量Ｅに応じた電圧信号を制御部１６０に出力する。
【０１４０】
露光量検出部１７６は、制御部１６０に設けられており、光電変換素子１１５から出力される電圧信号に基づいて露光量Ｅを検出する。
【０１４１】
以下に、図８を参照して実施例３に係る画像取得装置の動作について説明する。図８は、実施例３に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。なお、ここでは、撮影回数を、実施例１および２と同様に、９回とする場合を例にして説明する。また、ここでは、予め、露光量Ｅ（すなわち、光電変換素子１１５から出力された電圧信号の値）とイメージセンサ１１２の各撮像素子１１０により撮影された画像データＢの輝度値Ｃとの比率関係が測定されており、露光量Ｅと輝度値Ｃとの比率関係がメモリ１６６に格納されているものとする。そして、画像取得装置３００は、メモリ１６６から比率関係を読み出して、露光量Ｅと画像データＢの輝度値Ｃとの比率関係に基づいて、各画像データＢ１〜Ｂ９の輝度値Ｃ１〜Ｃ９が均一になるように、各画像データＢ１〜Ｂ９を補正するものとする。
【０１４２】
図８に示すように、画像取得装置３００は、電源が投入されると、実施例２と同様に、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されるまで（すなわち、輝度検出部１７２が媒体２０を検出するまで）、媒体検出処理ａ０（図３参照）を、一定の周期で繰り返し行う。そして、画像取得装置３００は、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されると（すなわち、図３のＳ８０において、輝度検出部１７２によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されると）、媒体検出処理ａ０を終了して、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得するまで、シャッタ速度調整処理ａ１（図４参照）を、一定の周期で繰り返し行う。
【０１４３】
画像取得装置３００は、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信すると、この受信に応答して、シャッタ速度調整処理ａ１を終了する。そして、画像取得装置３００は、合成画像データＺの取得を開始する。なお、ここでは、画像処理Ｆによって輝度補正処理された画像データＢを、補正画像データＦと称する。
【０１４４】
合成画像データＺの取得では、まず、画像取得装置３００が、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、９回行う。
【０１４５】
このとき、画像取得装置３００の各構成要素は、以下のように動作する。
【０１４６】
画像取得装置３００は、以下のようにして、１回目の撮影を行う。すなわち、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する。次に、ゲイン制御部１２０が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力される電圧信号を受け取り、電圧信号を増幅してＡＤ変換部１３０に出力する。次に、ＡＤ変換部１３０が、ゲイン制御部１２０から出力される増幅された電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０に出力する。このようにして、画像取得装置３００は、１回目の撮影を行う。
【０１４７】
また、このとき、光電変換素子１１５が、撮影のタイミング（すなわち、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が光を検出して検出した光に応じた電圧信号を出力するタイミング）と同じタイミングで、１回目の撮影時の照明環境による露光量Ｅ１に応じた電圧信号を制御部１６０に出力する。そして、制御部１６０の露光量検出部１７６が、光電変換素子１１５から出力された電圧信号に基づいて１回目の撮影時の露光量Ｅ１を検出し、検出した露光量Ｅ１を画像メモリ１４０に出力する。
【０１４８】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置３００が、前回と同様に、２回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ１として格納するとともに、制御部１６０の露光量検出部１７６から１回目の撮影時の露光量Ｅ１を取得し、その露光量Ｅ１を格納する。
【０１４９】
また、このとき、前回と同様に、光電変換素子１１５が、２回目の撮影時の照明環境による露光量Ｅ１に応じた電圧信号を制御部１６０に出力する。そして、制御部１６０の露光量検出部１７６が、光電変換素子１１５から出力された電圧信号に基づいて２回目の撮影時の露光量Ｅ２を検出し、検出した露光量Ｅ２を画像メモリ１４０に出力する。
【０１５０】
また、このとき、画像取得装置３００は、以下のようにして、画像データＢ１に対して、画像処理Ｆ１を行う。
【０１５１】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から１回目の撮影により得られた画像データＢ１と１回目の撮影時の露光量Ｅ１を読み出して、画像データＢ１をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。
【０１５２】
この取り込みの終了に応答して、画像補正部１７４は、画像データＢ１の輝度値が最適な輝度値として設定された目標輝度値になるように、画像データＢ１に対応する係数を算出する。この実施例では、係数は、（目標輝度値／（露光量Ｅ×一撮影における一撮像素子１１０の平均出力））と定義する。なお、一撮影における一撮像素子１１０の平均出力とは、一撮像素子１１０の出力電圧信号に対応する輝度値Ｃを、シャッタ速度（すなわち、撮像素子１１０が光を貯め込んでから貯め込んだ光を検出するまでの期間）中に撮像素子１１０が受けた光の量で除した値である。ここで、シャッタ速度中に撮像素子１１０が受けた光の量は、例えば図９に示す網掛けを付した領域の面積Ｓとなる。なお、図９は、被写体の明るさの変化を示す図である。したがって、一撮影における一撮像素子１１０の平均出力とは、一撮像素子１１０の出力電圧信号に対応する輝度値Ｃを、網掛けを付した領域の面積Ｓで除した値（すなわち、（一撮像素子１１０の出力電圧信号に対応する輝度値Ｃ／網掛けを付した領域の面積Ｓ））となる。仮に、一撮影における一撮像素子１１０の平均出力を平均出力Ｔと称すると、係数は、（目標輝度値／（露光量Ｅ×平均出力Ｔ））となる。例えば、階調が０〜２５５までの２５６ある場合で、目標輝度値を２５０にする場合に、画像データＢ１に対応する係数は、（２５０／Ｅ１×Ｔ）となる。したがって、ここでは、画像補正部１７４は、画像データＢ１に対応する係数として（２５０／Ｅ１×Ｔ）を算出する。なお、画像データＢ２〜Ｂ９に対応する係数は、それぞれ、（２５０／Ｅ２×Ｔ）〜（２５０／Ｅ９×Ｔ）となる。
【０１５３】
画像データＢ１に対する係数の算出の終了に応答して、画像補正部１７４は、算出した係数（２５０／Ｅ１×Ｔ）を画像データＢ１の全ての画素に掛ける。これによって、画像補正部１７４は、画像データＢ１に対する正規化処理を行い、補正画像データＦ１を生成する。そして、この補正画像データＦ１の生成に応答して、画像補正部１７４は、生成した補正画像データＦ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１５４】
このようにして、画像補正部１７４は、画像データＢ１に対して、画像処理Ｆ１を行う。なお、ここでは、目標輝度値を２５０としたが、目標輝度値はこれに限らず、最適な値と見なせる輝度値の範囲内で任意に変更することができる。
【０１５５】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置３００が、前回と同様に、３回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から電圧信号を取得し、その電圧信号を画像処理用の画像データＢ２として格納するとともに、制御部１６０の露光量検出部１７６から露光量Ｅ２を取得し、その露光量Ｅ２を格納する。
【０１５６】
また、このとき、前回と同様に、光電変換素子１１５が、撮影時の照明環境による露光量Ｅ３に応じた電圧信号を制御部１６０に出力し、制御部１６０の露光量検出部１７６が、光電変換素子１１５から出力された電圧信号に基づいて露光量Ｅ３を検出し、検出した露光量Ｅ３を画像メモリ１４０に出力する。
【０１５７】
また、このとき、画像取得装置３００は、前回と同様に、画像データＢ２に対して、画像処理Ｆ２を行う。これによって、画像補正部１７４は、補正画像データＦ２を生成し、生成した補正画像データＦ２を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１５８】
以下、画像取得装置３００は、２回目の撮影と同様の動作を、最後の画像データＢ９に対する輝度補正処理（すなわち、画像処理Ｆ９）が終了するまで繰り返し行う。これによって、画像補正部１７４は、補正画像データＦ３〜Ｆ９を生成し、生成した補正画像データＦ３〜Ｆ９を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０１５９】
このようにして画像取得装置３００は、画像データＢ１〜Ｂ９に対して画像処理Ｆ１〜Ｆ９を順次行い、これによって、補正画像データＦ１〜Ｆ９を生成する。
【０１６０】
そして、画像取得装置３００は、最後の画像データＢ９に対する輝度補正処理（すなわち、画像処理Ｆ９）が終了すると、実施例２と同様に、合成画像処理である画像処理Ｚを開始する。この画像処理Ｚは、以下の通りである。
【０１６１】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から補正画像データＦ１〜Ｆ９を読み出して、補正画像データＦ１〜Ｆ９をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。
【０１６２】
この取り込みの終了に応答して、画像合成部１９０が、各補正画像データＦ１〜Ｆ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像同士（例えば、図２５に示す領域Ｐに結像された画像同士）が重なるように、補正画像データＦ１〜Ｆ９を合成して１個の合成画像データＺを生成する。そして、画像合成部１９０は、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。
【０１６３】
以上詳細に説明したように、実施例３は、実施例２と同じ効果を有する。
【０１６４】
しかも、実施例３は、イメージセンサ１１２による撮影と同時に、撮影時の照明環境による露光量Ｅを検出し、その露光量Ｅに基づいて輝度補正処理（画像処理Ｆ）を行う。したがって、実施例３は、イメージセンサ１１２による撮影の直後に、輝度補正処理（画像処理Ｆ）に用いる係数を算出することができる。そのため、実施例３は、合成画像データＺを取得するのに要する時間を実施例２よりもさらに短縮することができる。
【実施例４】
【０１６５】
実施例１〜３は、複数の画像データＢ間における画像全体の輝度値の変化に基づいて、各画像データＢの全体的な輝度補正処理を行っている。
【０１６６】
これに対して、実施例４は、複数の画像データＢ間における画像の部分的な輝度値の変化（すなわち、画像の輝度分布の変化）に基づいて、各画像データＢの部分的な補正処理を行う。具体的には、実施例４は、複数の画像データＢに対し、各画像データＢを複数の領域に区分して、その中の、輝度値を検出するために予め定められた領域（以下、輝度検出領域Ｑｉｊと称する）の輝度値（以下、輝度値ｊと称する）を検出する。なお、区分した領域の全てを、輝度検出領域Ｑｉｊとしてもよい。そして、実施例４は、輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊに基づいて、各画像データＢの輝度分布（以下、輝度分布Ｊと称する）を検出し、各画像データＢの輝度分布Ｊに基づいて、各画像データＢを輝度検出領域Ｑｉｊ毎に輝度補正処理（以下、輝度分布補正処理と称する）を行う。なお、以下、輝度分布補正処理を画像処理Ｋと称し、画像データＢに対して画像処理Ｋを行うことによって生成される画像データを補正画像データｋと称する。このようにして、実施例４は、複数の補正画像データｋを生成し、その複数の補正画像データｋを合成処理して合成画像データＺを生成する。
【０１６７】
このような実施例４は、実施例１〜３と同様に、媒体２０を複数回撮影している間に、被写体の明るさが変化した場合でも、縞状または格子状のノイズがない合成画像データＺを、常に、短い時間で生成することができる。
【０１６８】
しかも、実施例４は、輝度分布補正処理により生成された複数の補正画像データｋに基づいて合成画像データＺを生成している。そのため、実施例４は、実施例１〜３よりもさらに解像度が高い合成画像データＺを取得することができる。
【０１６９】
以下に、図１０を参照して実施例４に係る画像取得装置の構成について説明する。図１０は、実施例４に係る画像取得装置の内部ブロックを示す図である。実施例４に係る画像取得装置４００は、実施例１に係る画像取得装置１００の輝度検出部１７２の代わりに、輝度分布検出部１７３を備えている。なお、実施例４に係る画像取得装置４００の外観は、実施例１に係る画像取得装置１００と同様である（すなわち、従来の画像取得装置１０と同様である）。したがって、実施例４に係る画像取得装置４００は、従来の画像取得装置１０と同様に、被写体である媒体２０が配置される媒体配置部１２と、媒体２０を撮影するカメラ部１４と、カメラ部１４を支持するアーム部１６とを有する（図２２参照）。
【０１７０】
輝度分布検出部１７３は、ＡＤ変換部１３０から出力される画像データＢ、または、画像メモリ１４０に格納された画像データＢを複数の領域Ｑに区分けして、その中の輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊを検出し、これによって、各画像データＢの輝度分布Ｊを検出する機能手段である。なお、輝度分布検出部１７３は、実施例１〜３の輝度検出部１７２と同様に、ＡＤ変換部１３０から出力される画像データＢ、または、画像メモリ１４０に格納された画像データＢの輝度値Ｃを検出する機能を有している。また、輝度分布検出部１７３は、実施例１〜３の輝度検出部１７２と同様に、画像データＢの輝度値Ｃの大きさに基づいて、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されたことを検出する媒体検出部としての機能も有している。
【０１７１】
なお、実施例４では、画像補正部１７４は、画像データＢに対し、輝度分布補正処理である画像処理Ｋを行う機能（すなわち、画像データＢの輝度分布Ｊに基づいて輝度検出領域Ｑｉｊ毎に輝度補正処理する機能）を有している。
【０１７２】
以下に、図１１を参照して実施例４に係る画像取得装置の動作について説明する。
【０１７３】
図１１は、実施例４に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。なお、ここでは、撮影回数を、実施例１〜３と同様に、９回とする場合を例にして説明する。
【０１７４】
図１１に示すように、画像取得装置４００は、電源が投入されると、媒体２０が媒体配置部１２の媒体読み取り位置１３に配置されるまで（すなわち、輝度分布検出部１７３が媒体２０を検出するまで）、媒体検出処理ａ０を、一定の周期で繰り返し行う。
【０１７５】
媒体検出処理ａ０は、実施例１〜３と同様に、媒体読み取り位置１３が媒体２０よりも暗いこと、すなわち、媒体読み取り位置１３の輝度値が媒体２０の輝度値よりも低いことを利用して、画像データＢの輝度値Ｃに基づいて媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されたか否かを判定する処理である。ただし、この実施例では、実施例１〜３の輝度検出部１７２の代わりに、輝度分布検出部１７３が処理を行っている。
【０１７６】
図１２は、媒体検出処理の工程を示すフローチャートである。
【０１７７】
図１２に示すように、媒体検出処理ａ０では、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（Ｓ５５５）。
【０１７８】
なお、このとき、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０には、媒体読み取り位置１３の画像を構成する各画素が結像されている。
【０１７９】
Ｓ５５５において、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていなければ、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、媒体２０よりも明るさが暗い（すなわち、輝度値が低い）媒体読み取り位置１３に対応する小さな電圧信号値の電圧信号をゲイン制御部１２０に出力する。他方、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていれば、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、媒体読み取り位置１３よりも明るさが明るい（すなわち、輝度値が高い）媒体２０に対応する大きな電圧信号値の電圧信号をゲイン制御部１２０に出力する。
【０１８０】
また、Ｓ５５５において、シャッタ速度（すなわち、撮像素子１１０が光を貯め込んでから貯め込んだ光を検出するまでの期間を規定する速度）は、初期値として、照明のフリッカの離散値（例えば、５０Ｈｚ地域では、１０，２０，３０，４０，…ｍＳのいずれかの値）に設定されている。この初期値のシャッタ速度は、予めメモリ１６６に格納されている。撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６から初期値のシャッタ速度を読み出して、この初期値のシャッタ速度でイメージセンサ１１２の各撮像素子１１０を駆動する。
【０１８１】
Ｓ５５５の後、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅してＡＤ変換部１３０に出力する（Ｓ５６０）。ただし、媒体検出処理ａ０では、画像データＢの輝度値Ｃの大きさに基づいて媒体２０を検出するので、画像データＢの輝度値Ｃができるだけ変動しないようにすることが好ましい。したがって、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された電圧信号もできるだけ変動しないようにすることが好ましい。そのため、ゲイン値（すなわち、ゲイン制御部１２０が電圧信号を増幅する倍率）の初期値としては、できるだけ小さな値（１倍に近い値）がよい。そこで、ここでは、ゲイン値の初期値を１倍とする。その結果、ここでは、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された電圧信号を、増幅せずに、そのままＡＤ変換部１３０に出力する。
【０１８２】
Ｓ５６０の後、ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換（Ａ／Ｄ変換）して制御部１６０に出力する（Ｓ５６５）。
【０１８３】
制御部１６０では、まず、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０からディジタル値の電圧信号を受け取ると、その電圧信号の集合を画像データＢとしてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。これにより、制御部１６０は、画像データＢを取得する（Ｓ５７０）。
【０１８４】
この取り込みの終了に応答して、輝度分布検出部１７３は、画像データＢの輝度値Ｃを検出する（Ｓ５７５）。そして、輝度分布検出部１７３は、メモリ１６６から輝度値の閾値を読み出して、画像データＢの輝度値Ｃと閾値を比較して、画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ５８０）。ここで、画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されたときは、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていることを意味する。なお、この閾値は、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されたか否かを判定するための基準値である。閾値は、画像取得装置４００の製造者またはオペレータによって、媒体読み取り位置１３に対応する輝度値と媒体２０に対応する輝度値の間の任意の値として予め設定され、メモリ１６６に予め格納されている。
【０１８５】
Ｓ５８０において、画像取得装置４００は、輝度分布検出部１７３によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されると、媒体検出処理ａ０を終了する。よって、画像取得装置４００は、上位装置３０から画像（合成画像データＺ）の取得指示を示す信号Ｒ１を取得するまで、図１３を参照して以下に説明するシャッタ速度調整処理ａ１を開始する。この処理ａ１は、一定の周期で繰り返し行なわれる。なお、画像取得装置４００の制御部１６０は、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得すると、画像の取得指示Ｒ１をメモリ１６６に格納する。
【０１８６】
他方、Ｓ５８０において、画像取得装置４００は、輝度分布検出部１７３によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より小さい（すなわち、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されていない）と判定されると、工程をＳ５５５に戻し、再度、媒体検出処理ａ０を行う。
【０１８７】
図１３は、シャッタ速度調整処理の工程を示すフローチャートである。シャッタ速度調整処理ａ１は、実施例１〜３と同様に、イメージセンサ１１２によって取得される画像データＢの輝度値Ｃが最適な値になるように、ゲイン制御部１２０のゲイン値とイメージセンサ１１２の撮像素子１１０のシャッタ速度を調整する処理である。ただし、この実施例では、実施例１〜３の輝度検出部１７２の代わりに、輝度分布検出部１７３が処理を行っている。なお、画像データＢは、輝度値が低すぎると、ブラックアウトになる（すなわち、ノイズが発生して画像が識別不能になる）。また、画像データＢは、輝度が高すぎると、ホワイトアウトになる（すなわち、陰影が消えて画像が識別不能になる）。そのため、最適な値は、このような現象が生じない輝度値、すなわち、画像データＢがブラックアウトになる輝度値よりも高い輝度値で、かつ、画像データＢがホワイトアウトになる輝度値よりも低い輝度値である。
【０１８８】
図１３に示すように、シャッタ速度調整処理ａ１では、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（Ｓ６０５）。これにより、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、レンズ１５によって結像された画像を撮影する。
【０１８９】
なお、このとき、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０には、媒体読み取り位置１３に配置された媒体２０の画像Ａ１が結像されている。
【０１９０】
また、このとき、シャッタ速度は、既に説明した通り、初期値として、照明のフリッカの離散値（例えば、５０Ｈｚ地域では、１０，２０，３０，４０，…ｍＳのいずれかの値）に設定されている。撮像素子制御部１６２は、この初期値のシャッタ速度でイメージセンサ１１２の各撮像素子１１０を駆動する。
【０１９１】
Ｓ６０５の後、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅してＡＤ変換部１３０に出力する（Ｓ６１０）。ただし、シャッタ速度調整処理ａ１では、媒体検出処理ａ０と同様に、画像データＢの輝度値Ｃの大きさに基づいて媒体２０を検出するので、画像データＢの輝度値Ｃができるだけ変動しないようにすることが好ましい。そこで、ここでは、ゲイン値の初期値を１倍とする。その結果、ゲイン制御部１２０は、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力された電圧信号を、増幅せずに、そのままＡＤ変換部１３０に出力する。
【０１９２】
Ｓ６１０の後、ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して制御部１６０に出力する（Ｓ６１５）。
【０１９３】
制御部１６０では、まず、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０から電圧信号を取得し、その電圧信号を画像データＢとしてビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。これにより、制御部１６０は、画像データＢを取得する（Ｓ６２０）。
【０１９４】
次に、輝度分布検出部１７３は、画像データＢの輝度値Ｃを検出する（Ｓ６２５）。そして、輝度分布検出部１７３は、メモリ１６６から輝度値の上限値と下限値を読み出して、画像データＢの輝度値Ｃとこれら上限値と下限値とを比較して、画像データＢの輝度値Ｃがこれら上限値と下限値によって規定される一定の範囲外か否かを判定する（Ｓ６３０）。ここで、輝度値Ｃが一定の範囲外にあるとの判定は、ゲイン値とシャッタ速度が適正でないことを意味する。なお、下限値と上限値は、最適な値と見なすことができる輝度値の範囲を規定する値である。画像データＢは、輝度値Ｃが下限値よりも低い場合に、ブラックアウトになり、輝度値Ｃが上限値よりも高い場合に、ホワイトアウトになる。下限値と上限値は、画像取得装置１００の製造者またはオペレータによって、予め設定され、メモリ１６６に予め格納されている。
【０１９５】
Ｓ６３０において、輝度分布検出部１７３によって画像データＢの輝度値Ｃが一定の範囲外であると判定されると、この判定に応答して、撮像素子制御部１６２は、ゲイン制御部１２０および撮像素子１１０に調整信号を出力して、ゲイン制御部１２０のゲイン値と撮像素子１１０のシャッタ速度を調整する（Ｓ６３５）。このとき、撮像素子制御部１６２は、ゲイン値を初期値（既に説明した通り、ここでは、１倍）に固定した状態で、シャッタ速度を、フリッカの離散値に設定された初期値（例えば１０ｍＳ）から、照明のフリッカ周期に関係なく、一定の間隔（例えば１ｍＳの間隔）で増大または減少させる。撮像素子制御部１６２は、このような動作を撮影によって取得される画像データＢの輝度値Ｃが一定の範囲内にあるか否か判定を行い、最終的に、シャッタ速度が一定の範囲内になるまで、一定の周期で繰り返し行うことになる。そして、撮像素子制御部１６２は、シャッタ速度が一定の範囲内になると、最終的なゲイン値とシャッタ速度をメモリ１６６に出力して、メモリ１６６に格納されたゲイン値とシャッタ速度を、最終的なゲイン値とシャッタ速度に更新する。
【０１９６】
他方、Ｓ６３０において、輝度分布検出部１７３によって画像データＢの輝度値Ｃが一定の範囲外でないと判定されると、撮像素子制御部１６２は、ゲイン値とシャッタ速度が適正であると見なして、ゲイン値とシャッタ速度を調整せずに、現在のゲイン値とシャッタ速度を維持する（Ｓ６４０）。すなわち、撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６に格納されたゲイン値とシャッタ速度を更新しない。
【０１９７】
Ｓ６３５またはＳ６４０の後、撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６に格納されたデータを参照して、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得したか否かを判定する（Ｓ６４５）。このとき、撮像素子制御部１６２は、メモリ１６６に画像の取得指示Ｒ１が格納されていれば、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得したと判定し、メモリ１６６に画像の取得指示Ｒ１が格納されていなければ、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得していないと判定する。
【０１９８】
Ｓ６４５において、撮像素子制御部１６２によって上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得したと判定されると、画像取得装置４００は、シャッタ速度調整処理ａ１を終了する。そして、合成画像データＺの取得を開始する。
【０１９９】
他方、Ｓ６４５において、画像取得装置４００は、撮像素子制御部１６２によって上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得していないと判定されると、工程をＳ６０５に戻し、再度、シャッタ速度調整処理ａ１を行う。
【０２００】
図１１に示すように、画像取得装置４００は、シャッタ速度調整処理ａ１の処理中または処理後に、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信する。すると、画像取得装置４００は、この受信に応答して、シャッタ速度調整処理ａ１を終了して、合成画像データＺの取得を開始する。
【０２０１】
合成画像データＺの取得では、まず、画像取得装置４００が、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、複数回行う。なお、画素ズラシ機構１５０による画素ズラシ量は、一画素分の距離よりも短い距離となっている。
【０２０２】
例えば、画像取得装置４００は、撮影を、Ｘ方向に３回、Ｙ方向に３回、合計３×３（すなわち、９）回行うものとする。この場合、画像取得装置４００は、まず、１回目の撮影を行い、次に、Ｘ方向に（１／３）画素だけ画素ズラシを行って、２回目の撮影を行う。画像取得装置４００は、このようなＸ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、３回行う。その後、画像取得装置４００は、Ｙ方向に（１／３）画素だけ画素ズラシを行って、４回目の撮影を行う。次に、画像取得装置４００は、再度、Ｘ方向への画素ズラシと撮影とを、交互に、３回撮影を行う。画像取得装置４００は、このような動作を、Ｙ方向への３回目の画素ズラシ後における３回目の撮影が終了するまで繰り返し行う。このようにして、画像取得装置４００は、撮影を合計９回行う。
【０２０３】
仮に、撮影回数を９回とすると、画像取得装置４００は、媒体２０の画像Ａ１〜Ａ９を順次撮影して、画像Ａ１〜Ａ９に対応する画像データＢ１〜Ｂ９を取得し、さらに、各画像データＢ１〜Ｂ９を取得する都度、各画像データＢ１〜Ｂ９の輝度値Ｃ１〜Ｃ９を検出することになる。以下、撮影回数を９回とする場合を例にして説明する。
【０２０４】
このとき、画像取得装置４００の各構成要素は、図１４を参照して説明するように動作する。図１４は、撮影時の工程を示すフローチャートである。
【０２０５】
画像取得装置４００は、以下のようにして、１回目の撮影を行う。なお、１回目の撮影では、イメージセンサ１１２には、媒体読み取り位置１３に配置された媒体２０の画像Ａ１が結像されている。
【０２０６】
すなわち、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（Ｓ７５５）。このとき、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０には、媒体２０の画像Ａ１を構成する各画素が結像されている。イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０は、それぞれに結像された画素の光を検出し、検出した光に対応する電荷を、電圧信号として、ゲイン制御部１２０に出力する。この電圧信号が、媒体２０の画像Ａ１の各画素に対応する画素信号となる。そして、この画素信号の集合が、媒体２０の画像Ａ１の全体に対応する画像信号となる。このようにして、イメージセンサ１１２は、媒体２０の画像Ａ１を撮影する。
【０２０７】
Ｓ７５５の後、ゲイン制御部１２０が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から出力される電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅（ここでは、１倍に増幅）してＡＤ変換部１３０に出力する（Ｓ７６０）。ＡＤ変換部１３０は、ゲイン制御部１２０から増幅された電圧信号を受け取り、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０と制御部１６０とに出力する（Ｓ７６５）。このようにして、画像取得装置４００は、１回目の撮影を行い、これにより得られたディジタル値の電圧信号の集合（すなわち、媒体２０の画像Ａ１の全体に対応する画像信号）を、この後のＳ７７０で画像メモリ１４０に取り込む。
【０２０８】
Ｓ７６５の後、画素ズラシ機構制御部１６４は、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行う（Ｓ７７０）。これにより、媒体２０の画像Ａ２が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０に結像される。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を受け取り、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ１として格納する。
【０２０９】
Ｓ７７０の後、撮像素子制御部１６２は、現在の撮影が最後か否かを判定する（Ｓ７７５）。この判定は、以下のようにして行われる。すなわち、メモリ１６６は、撮影回数の予定値を予め格納している。撮像素子制御部１６２は、撮影開始前に、メモリ１６６からその予定値を読み出し、撮影を行う都度、現在の撮影回数とメモリ１６６から読み出した予定値とを比較する。そして、撮像素子制御部１６２は、現在の撮影回数が予定値に達したときに、現在の撮影が最後の撮影であると判定する。
【０２１０】
Ｓ７７５において、撮像素子制御部１６２によって現在の撮影が最後であると判定されると、画像取得装置４００は、撮影を終了して、画像データＢ１〜Ｂ９の輝度分布Ｊ１〜Ｊ９を順次検出する。
【０２１１】
他方、Ｓ７７５において、撮像素子制御部１６２によって現在の撮影が最後でないと判定されると、画像取得装置４００は、工程をＳ７５５に戻し、再度、撮影を行う。この場合、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、２回目の露光を開始する。
【０２１２】
以下、画像取得装置４００は、同様の動作を撮影回数分だけ繰り返し行う。
【０２１３】
仮に、撮影回数を９回とすると、画像取得装置４００は、媒体２０の画像Ａ１〜Ａ９を順次撮影して、画像Ａ１〜Ａ９に対応する画像データＢ１〜Ｂ９を取得することになる。以下、撮影回数を９回とする場合を例にして説明する。
【０２１４】
画像取得装置４００は、最後の画像データＢ９を格納すると、以下のようにして、画像データＢ１〜Ｂ９の輝度分布Ｊ１〜Ｊ９を順次検出する。
【０２１５】
すなわち、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１の検出において、まず、画像データ取得部１７１は、画像メモリ１４０から画像データＢ１を読み出して、画像データＢ１をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。
【０２１６】
この取り込みの終了に応答して、、輝度分布検出部１７３は、図１５に示すように、画像データＢ１をｍ×ｎの領域に区分けする。
【０２１７】
図１５は、輝度検出領域を説明するための図である。図１５（Ａ）は、画像データＢ１を示しており、図１５（Ｂ）は、画像データＢ２を示している。なお、画像データＢ２は、画像データＢ１をＸ方向にｘ１だけ画素ズラシされたものである。
【０２１８】
図１５中、Ｐは、各撮像素子１１０に結像された画像（すなわち、一画素分の画像）を示している。また、Ｑは、ｍ×ｎに区分けされた画像データＢの各領域を示している。なお、各領域Ｑは、図１５に示すように、複数の一画素分の画像Ｐを含んでいる。各領域Ｑに含まれる一画素分の画像Ｐの数は、例えば、各画像データＢ１〜Ｂ９が横と縦に４００×６００ｄｐｉ（ドット・パー・インチ）の画素からなる画像データとして構成されていて、その各画像データＢ１〜Ｂ９を、ｍを４０とし、ｎを６０として区分けする場合に、（４００×６００）／（４０×６０）＝１００個となる。この場合、各領域Ｑは、１００画素分の撮像素子１１０により撮影された画像となる。
【０２１９】
また、Ｑｉｊは、輝度値ｊを検出するために予め設定された領域（すなわち、輝度検出領域）を示している。なお、領域Ｑｉｊに付した序数「ｉ」と「ｊ」は、領域Ｑの行番号と列番号を示している。また、領域Ｑｉｊに付した（ｉ，ｊ）は、領域Ｑの座標値を示している。ただし、同じ撮像素子１１０が撮影した輝度検出領域Ｑｉｊであっても、厳密には、その位置は撮影回数によって異なる。例えば、ある撮像素子１１０が撮影した画像データＢ１の輝度検出領域Ｑｉｊに対し、画像データＢ２では、Ｘ方向にｘ１だけずれた輝度検出領域Ｑｉｊ’となる。しかしながら、ここでは、画像データＢ２の領域Ｑｉｊ’が、画像データＢ１の領域Ｑｉｊと同じ画素の画像であると見なすものとする。
【０２２０】
このようにして、輝度分布検出部１７３は、画像データＢ１をｍ×ｎの領域に区分けする。
【０２２１】
次に、輝度分布検出部１７３が、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度ヒストグラムを測定して、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１を検出する。以下、図１５に示すＱ１１，Ｑ１２，Ｑ２２の３箇所を輝度検出領域とする場合を例にして説明する。
【０２２２】
図１６〜図１８は、輝度ヒストグラムの例を示す図である。図１６〜図１８は、画像データＢ１の３箇所の輝度検出領域Ｑｉｊ（すなわち、Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２２）の輝度ヒストグラムを示している。輝度分布検出部１７３は、図１６〜図１８に示すように、各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度ヒストグラムから輝度値が最も高いピーク部分を各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１として検出する。例えば、図１６〜図１８に示す例では、輝度分布検出部１７３は、画像データＢ１の３箇所の輝度検出領域Ｑｉｊ（すなわち、Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２２）の輝度値ｊ１を、それぞれ、２０９、１４７、２１０として検出している。なお、ここでは、輝度分布検出部１７３は、Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２２の３箇所を輝度検出領域Ｑｉｊとしているが、実際には、もっと多くの箇所（例えば、区分けした領域の数十％の領域）を輝度検出領域Ｑｉｊとすることが好ましく、場合によっては、区分けした領域の全てを輝度検出領域Ｑｉｊとしてもよい。
【０２２３】
画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１の検出の後、輝度分布検出部１７３は、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊ（すなわち、Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２２）の座標値と、各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１とを関連付けて、輝度分布Ｊ１を生成する。具体的には、輝度分布検出部１７３は、画像データＢ１の輝度検出領域Ｑ１１の座標値である（１，１）と、輝度検出領域Ｑ１１の輝度値ｊ１である（２０９）とを関連付けて、データ（１，１，２０９）を生成する。同様に、輝度分布検出部１７３は、輝度検出領域Ｑ１２の座標値である（１，２）と、輝度検出領域Ｑ１２の輝度値ｊ１である（１４７）とを関連付けて、データ（１，２，１４７）を生成し、また、輝度検出領域Ｑ２２の座標値である（２，２）と、輝度検出領域Ｑ２２の輝度値ｊ１である（２１０）とを関連付けて、データ（２，２，２１０）を生成する。これら、生成されたデータ（１，１，２０９）と（１，２，１４７）と（２，２，２１０）が、画像データＢ１から検出した輝度分布Ｊ１となる。
【０２２４】
次に、輝度分布検出部１７３は、生成した輝度分布Ｊ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０２２５】
このようにして、輝度分布検出部１７３は、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を検出する。そして、輝度分布検出部１７３は、検出した画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０２２６】
以下、輝度分布検出部１７３は、画像データＢ２〜Ｂ９に対しても、同様に処理する。これによって、輝度分布検出部１７３は、画像データＢ２〜Ｂ９の輝度分布Ｊ２〜Ｊ９を検出する。そして、輝度分布検出部１７３は、検出した画像データＢ２〜Ｂ９の輝度分布Ｊ２〜Ｊ９を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０２２７】
このようにして画像取得装置４００は、画像データＢ１〜Ｂ９の輝度分布Ｊ１〜Ｊ９を順次検出する。
【０２２８】
画像取得装置４００は、最後の画像データＢ９の輝度分布Ｊ９を検出すると、画像データＢ２〜Ｂ９に対して、輝度分布補正処理である画像処理Ｋ２〜Ｋ９を順次行う。この画像処理Ｋ２〜Ｋ９は、以下の通りである。なお、ここでは、画像処理Ｋ２〜Ｋ９によって輝度分布補正処理された画像データＢ２〜Ｂ９を、補正画像データｋ２〜ｋ９と称する。
【０２２９】
すなわち、画像処理Ｋ２において、まず、画像データ取得部１７１は、画像メモリ１４０から、参照画像となる画像データＢ１とその画像データＢ１の輝度分布Ｊ１、および、補正を行う画像となる画像データＢ２とその画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を読み出す。そして、画像データ取得部１７１は、画像データＢ１とＢ２をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。
【０２３０】
この取り込みの終了に応答して、画像補正部１７４は、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１（すなわち、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１）と画像データＢ２の輝度分布Ｊ２（すなわち、画像データＢ２の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ２）とを比較し、差分があれば、画像データＢ２の輝度分布Ｊ２が画像データＢ１の輝度分布Ｊ１と同じになるように、画像データＢ２を補正する。仮に、画像データＢ２から検出した輝度分布Ｊ２が（１，１，２１０）と（１，２，１５０）と（２，２，２０８）であるとすると、画像補正部１７４は、輝度検出領域Ｑ１１の輝度値ｊ１に対して−１を加え、輝度検出領域Ｑ１２の輝度値ｊ１に対して−３を加え、輝度検出領域Ｑ２２の輝度値ｊ１に対して２を加える。これにより、画像取得装置４００は、補正画像データｋ２を取得する。そして、画像補正部１７４は、生成した補正画像データｋ２を画像メモリ１４０に出力し、画像メモリ１４０に格納させる。
【０２３１】
以下、画像補正部１７４は、画像データＢ３〜Ｂ９に対しても、同様に画像処理Ｋ３〜Ｋ９を順次行う。これによって、画像補正部１７４は、補正画像データｋ３〜ｋ９を生成し、生成した補正画像データｋ３〜ｋ９を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０２３２】
このようにして画像取得装置４００は、画像データＢ２〜Ｂ９に対して画像処理Ｋ２〜Ｋ９を順次行い、これにより、補正画像データｋ２〜ｋ９を生成する。
【０２３３】
そして、画像取得装置４００は、最後の画像データＢ９に対する輝度分布補正処理（すなわち、画像処理Ｋ９）が終了すると、合成画像処理である画像処理Ｚを開始する。この画像処理Ｚは、以下の通りである。
【０２３４】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９を読み出して、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。
【０２３５】
この取り込みの終了に応答して、画像合成部１９０は、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像同士（すなわち、図１５に示す各輝度検出領域Ｑｉｊ）が重なるように、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９とを合成して１個の合成画像データＺを生成し、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。このようにして、画像取得装置４００は、少ない画素数のイメージセンサ１１２を用いて解像度の高い合成画像データＺを取得する。なお、上位装置３０は、画像取得装置４００から合成画像データＺを受信すると、受信した合成画像データＺを図示しない格納部に格納する。
【０２３６】
以上詳細に説明したように、実施例４に係る画像取得装置４００は、合成画像データＺを取得する前処理として、媒体検出処理ａ０とシャッタ速度調整処理ａ１を行っている。
【０２３７】
これにより、画像取得装置４００は、合成画像データＺの取得時に、直ちに撮影動作に入ることができる。また、画像取得装置４００は、常に、輝度値Ｃが最適と見なせる範囲内にある画像データＢ１〜Ｂ９（すなわち、暗すぎず、かつ、明るすぎない画像データＢ）を取得することができる。
【０２３８】
さらに、画像取得装置４００は、合成画像データＺの取得時に、常に、輝度値Ｃが最適と見なせる範囲内にある画像データＢ１〜Ｂ９に基づいて輝度分布補正処理（画像処理Ｋ２〜Ｋ９）を行っている。そのため、画像取得装置４００は、従来よりも高精度な（すなわち、輝度分布Ｊ２〜Ｊ９の均一性が非常に高い）複数の補正画像データｋ２〜ｋ９を取得することができる。そして、画像取得装置４００は、画像データＢ１と、これら、従来よりも高精度な複数の補正画像データｋ２〜ｋ９とを合成することにより、縞状または格子状のノイズがない合成画像データＺを取得している。
【０２３９】
したがって、実施例４に係る画像取得装置４００は、媒体２０を複数回撮影している間に、媒体２０の明るさが変化した場合でも、縞状または格子状のノイズがない合成画像データＺを、常に、短い時間で生成することができる。
【実施例５】
【０２４０】
実施例５は、画像取得装置の構成が実施例４と同じであるが、画像取得装置の動作が実施例４と異なる。
【０２４１】
具体的には、実施例４は、最後の画像データＢ９を格納した後に、最初の画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を検出する。これに対して、実施例５は、最初の画像データＢ１を格納した直後に、最初の画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を検出する。これにより、実施例５は、合成画像データＺを取得するのに要する時間を実施例４よりも短縮することができる。
【０２４２】
図１９は、実施例５に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。なお、ここでは、撮影回数を９回とする場合を例にして説明する。
【０２４３】
図１９に示すように、画像取得装置４００は、電源が投入されると、実施例４と同様に、媒体２０が媒体配置部１２の媒体読み取り位置１３に配置されるまで（すなわち、輝度分布検出部１７３が媒体２０を検出するまで）、媒体検出処理ａ０（図１２参照）を、一定の周期で繰り返し行う。そして、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されると（すなわち、図１２のＳ５８０において、輝度分布検出部１７３によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されると）、画像取得装置４００は、実施例４と同様に、媒体検出処理ａ０を終了して、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得するまで、シャッタ速度調整処理ａ１（図１３参照）を、一定の周期で繰り返し行う。
【０２４４】
画像取得装置４００は、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信すると、この受信に応答して、シャッタ速度調整処理ａ１を終了する。そして、画像取得装置４００は、合成画像データＺの取得を開始する。
【０２４５】
合成画像データＺの取得では、まず、画像取得装置４００が、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、複数回行う。ここでは、画像取得装置４００は、撮影を、Ｘ方向に３回、Ｙ方向に３回、合計３×３（すなわち、９）回行うものとする。
【０２４６】
このとき、画像取得装置４００の各構成要素は、以下のように動作する。
【０２４７】
画像取得装置４００は、以下のようにして、１回目の撮影を行う。すなわち、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して、順次露光を開始する（図１４のＳ７５５参照）。次に、ゲイン制御部１２０が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅（ここでは、１倍に増幅）してＡＤ変換部１３０に出力する（図１４のＳ７６０参照）。次に、ＡＤ変換部１３０が、ゲイン制御部１２０から増幅された電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０と制御部１６０とに出力する（図１４のＳ７６５参照）。このようにして、画像取得装置４００は、１回目の撮影を行う。
【０２４８】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、２回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ１として格納する。
【０２４９】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、３回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から２回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ２として格納する。
【０２５０】
また、このとき、画像取得装置４００は、以下のようにして、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を検出し、検出した画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を画像メモリ１４０に格納する。すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から画像データＢ１を読み出して、画像データＢ１をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。次に、輝度分布検出部１７３が、図１５に示すように、画像データＢ１をｍ×ｎの領域に区分けする。次に、輝度分布検出部１７３が、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度ヒストグラムを測定して、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１を検出する。次に、輝度分布検出部１７３が、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの座標値と、各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１とを関連付けて、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を生成する。そして、輝度分布検出部１７３は、生成した画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０２５１】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、４回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から３回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ３として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を検出し、検出した画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を画像メモリ１４０に格納する。
【０２５２】
このように、以下、画像取得装置４００は、３回目の撮影と同様の動作を、最後の画像データＢ９の輝度分布Ｊ９を検出するまで繰り返し行う。
【０２５３】
そして、画像取得装置４００は、最後の画像データＢ９の輝度分布Ｊ９を検出すると、実施例４と同様に、画像データＢ２〜Ｂ９に対して、輝度分布補正処理である画像処理Ｋ２〜Ｋ９を順次行う。これによって、画像取得装置４００は、補正画像データｋ２〜ｋ９を生成し、生成した補正画像データｋ２〜ｋ９を画像メモリ１４０に格納する。
【０２５４】
そして、画像取得装置４００は、最後の画像データＢ９に対する輝度分布補正処理（すなわち、画像処理Ｋ９）が終了すると、実施例４と同様に、合成画像処理である画像処理Ｚを開始する。
【０２５５】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９を読み出して、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。この取り込みの終了に応答して、画像合成部１９０は、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像同士（すなわち、図１５に示す各輝度検出領域Ｑｉｊ）が重なるように、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９とを合成して１個の合成画像データＺを生成し、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。なお、上位装置３０は、画像取得装置４００から合成画像データＺを受信すると、受信した合成画像データＺを図示しない格納部に格納する。
【０２５６】
以上詳細に説明したように、実施例５は、最初の画像データＢ１を格納してから輝度分布Ｊ１の検出を行うので、実施例４と同様の効果に加え、合成画像データＺの取得までの時間を実施例４よりも短縮することができる。
【実施例６】
【０２５７】
実施例６は、画像取得装置の構成が実施例５と同じであるが、画像取得装置の動作が実施例５と異なる。
【０２５８】
具体的には、実施例５は、最後の画像データＢ９の輝度分布Ｊ９を検出した後に、最初の輝度分布補正処理（画像処理Ｋ２）を行う。これに対して、実施例６は、２回目の画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を検出した直後に、最初の輝度分布補正処理（画像処理Ｋ２）を行う。これにより、実施例６は、合成画像データＺの取得までの時間を実施例５よりも短縮することができる。
【０２５９】
図２０は、実施例６に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。なお、ここでは、撮影回数を９回とする場合を例にして説明する。
【０２６０】
図２０に示すように、画像取得装置４００は、電源が投入されると、実施例５と同様に、媒体２０が媒体配置部１２の媒体読み取り位置１３に配置されるまで（すなわち、輝度分布検出部１７３が媒体２０を検出するまで）、媒体検出処理ａ０（図１２参照）を、一定の周期で繰り返し行う。そして、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されると（すなわち、図１２のＳ５８０において、輝度分布検出部１７３によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されると）、画像取得装置４００は、実施例５と同様に、媒体検出処理ａ０を終了して、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得するまで、シャッタ速度調整処理ａ１（図１３参照）を、一定の周期で繰り返し行う。
【０２６１】
画像取得装置４００は、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信すると、この受信に応答して、シャッタ速度調整処理ａ１を終了する。そして、画像取得装置４００は、合成画像データＺの取得を開始する。
【０２６２】
合成画像データＺの取得では、まず、画像取得装置４００が、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、複数回行う。ここでは、画像取得装置４００は、撮影を、Ｘ方向に３回、Ｙ方向に３回、合計３×３（すなわち、９）回行うものとする。
【０２６３】
このとき、画像取得装置４００の各構成要素は、以下のように動作する。
【０２６４】
画像取得装置４００は、以下のようにして、１回目の撮影を行う。すなわち、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して露光を開始する。次に、ゲイン制御部１２０が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅（ここでは、１倍に増幅）してＡＤ変換部１３０に出力する。次に、ＡＤ変換部１３０が、ゲイン制御部１２０から増幅された電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０と制御部１６０に出力する。このようにして、画像取得装置４００は、１回目の撮影を行う。
【０２６５】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、２回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ１として格納する。
【０２６６】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、３回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から２回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ２として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を検出し、検出した画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を画像メモリ１４０に格納する。
【０２６７】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、４回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から３回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ３として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を検出し、検出した画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を画像メモリ１４０に格納する。
【０２６８】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、５回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から４回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ４として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ３の輝度分布Ｊ３を検出し、検出した画像データＢ３の輝度分布Ｊ３を画像メモリ１４０に格納する。
【０２６９】
また、このとき、画像取得装置４００は、以下のようにして、画像データＢ２に対して、輝度分布補正処理である画像処理Ｋ２を行う。すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から、参照画像となる画像データＢ１とその画像データＢ１の輝度分布Ｊ１、および、補正を行う画像となる画像データＢ２とその画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を読み出して、画像データＢ１とＢ２をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。次に、画像補正部１７４が、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１と画像データＢ２の輝度分布Ｊ２とを比較し、差分があれば、画像データＢ２の輝度分布Ｊ２が画像データＢ１の輝度分布Ｊ１と同じになるように、画像データＢ２を補正する。これにより、画像取得装置４００は、補正画像データｋ２を生成する。そして、画像補正部１７４は、生成した補正画像データｋ２を画像メモリ１４０に出力し、画像メモリ１４０に格納させる。これによって、画像取得装置４００は、補正画像データｋ２を生成し、生成した補正画像データｋ２を画像メモリ１４０に格納する。
【０２７０】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、６回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から５回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号の集合を取得し、その電圧信号を画像処理用の画像データＢ５として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ４の輝度分布Ｊ４を検出し、検出した画像データＢ４の輝度分布Ｊ４を画像メモリ１４０に格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ３に対して、輝度分布補正処理である画像処理Ｋ３を行う。これによって、画像取得装置４００は、補正画像データｋ３を生成し、生成した補正画像データｋ３を画像メモリ１４０に格納する。
【０２７１】
このように、以下、画像取得装置４００は、５回目の撮影と同様の動作を、最後の輝度分布補正処理（すなわち、画像処理Ｋ９）が終了するまで繰り返し行う。
【０２７２】
そして、画像取得装置４００は、最後の画像データＢ９に対する輝度分布補正処理（すなわち、画像処理Ｋ９）が終了すると、実施例５と同様に、合成画像処理である画像処理Ｚを開始する。
【０２７３】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９を読み出して、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。この取り込みの終了に応答して、画像合成部１９０は、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像同士（すなわち、図１５に示す各輝度検出領域Ｑｉｊ）が重なるように、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９とを合成して１個の合成画像データＺを生成し、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。なお、上位装置３０は、画像取得装置４００から合成画像データＺを受信すると、受信した合成画像データＺを図示しない格納部に格納する。
【０２７４】
以上詳細に説明したように、実施例６は、２回目の画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を検出した直後に最初の輝度分布補正処理（画像処理Ｋ２）を行うので、実施例５と同様の効果に加え、合成画像データＺの取得までの時間を実施例５よりも短縮することができる。
【実施例７】
【０２７５】
実施例７は、画像取得装置の構成が実施例６と同じであるが、画像取得装置の動作が実施例６と異なる。
【０２７６】
具体的には、実施例６は、画像データＢを格納した後に、画像データＢの輝度分布Ｊの検出を行う。これに対して、実施例７は、画像データＢの格納と並行して画像データＢの輝度分布Ｊの検出を行う。これにより、実施例７は、合成画像データＺの取得までの時間を実施例６よりもさらに短縮することができる。
【０２７７】
図２１は、実施例７に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。なお、ここでは、撮影回数を９回とする場合を例にして説明する。
【０２７８】
図２１に示すように、画像取得装置４００は、電源が投入されると、実施例６と同様に、媒体２０が媒体配置部１２の媒体読み取り位置１３に配置されるまで（すなわち、輝度分布検出部１７３が媒体２０を検出するまで）、媒体検出処理ａ０（図１２参照）を、一定の周期で繰り返し行う。そして、媒体２０が媒体読み取り位置１３に配置されると（すなわち、図１２のＳ５８０において、輝度分布検出部１７３によって画像データＢの輝度値Ｃが閾値より大きいと判定されると）、画像取得装置４００は、実施例６と同様に、媒体検出処理ａ０を終了して、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を取得するまで、シャッタ速度調整処理ａ１（図１３参照）を、一定の周期で繰り返し行う。
【０２７９】
画像取得装置４００は、上位装置３０から画像の取得指示Ｒ１を受信すると、この受信に応答して、シャッタ速度調整処理ａ１を終了する。そして、画像取得装置４００は、合成画像データＺの取得を開始する。
【０２８０】
合成画像データＺの取得では、まず、画像取得装置４００が、画素ズラシ機構１５０により、一定の周期で、Ｘ方向とＹ方向のいずれか一方向または双方向への画素ズラシと、被写体である媒体２０の部分的な画像Ａの撮影とを、交互に、複数回行う。ここでは、画像取得装置４００は、撮影を、Ｘ方向に３回、Ｙ方向に３回、合計３×３（すなわち、９）回行うものとする。
【０２８１】
このとき、画像取得装置４００の各構成要素は、以下のように動作する。
【０２８２】
画像取得装置４００は、以下のようにして、１回目の撮影を行う。すなわち、まず、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０が、撮像素子制御部１６２の制御に基づいて駆動して露光を開始する。次に、ゲイン制御部１２０が、イメージセンサ１１２の各撮像素子１１０から電圧信号を受け取ると、その電圧信号を増幅（ここでは、１倍に増幅）してＡＤ変換部１３０に出力する。次に、ＡＤ変換部１３０が、ゲイン制御部１２０から増幅された電圧信号を受け取ると、その電圧信号をアナログ値からディジタル値に変換して画像メモリ１４０と制御部１６０に出力する。このようにして、画像取得装置４００は、１回目の撮影を行う。
【０２８３】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、２回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から１回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ１として格納する。
【０２８４】
また、このとき、画像取得装置４００は、以下のようにして、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を検出し、検出した画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を画像メモリ１４０に格納する。すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、ＡＤ変換部１３０から画像データＢ１を取得して、画像データＢ１をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。次に、輝度分布検出部１７３が、図１５に示すように、画像データＢ１をｍ×ｎの領域に区分けする。次に、輝度分布検出部１７３が、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度ヒストグラムを測定して、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１を検出する。次に、輝度分布検出部１７３が、画像データＢ１の各輝度検出領域Ｑｉｊの座標値と、各輝度検出領域Ｑｉｊの輝度値ｊ１とを関連付けて、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を生成する。そして、輝度分布検出部１７３は、生成した画像データＢ１の輝度分布Ｊ１を画像メモリ１４０に出力して、画像メモリ１４０に格納させる。
【０２８５】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、３回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から２回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ２として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を検出し、検出した画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を画像メモリ１４０に格納する。
【０２８６】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、４回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から３回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ３として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ３の輝度分布Ｊ３を検出し、検出した画像データＢ３の輝度分布Ｊ３を画像メモリ１４０に格納する。
【０２８７】
また、このとき、画像取得装置４００は、以下のようにして、画像データＢ２に対して、輝度分布補正処理である画像処理Ｋ２を行う。すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から、参照画像となる画像データＢ１とその画像データＢ１の輝度分布Ｊ１、および、補正を行う画像となる画像データＢ２とその画像データＢ２の輝度分布Ｊ２を読み出して、画像データＢ１とＢ２をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。次に、画像補正部１７４が、画像データＢ１の輝度分布Ｊ１と画像データＢ２の輝度分布Ｊ２とを比較し、差分があれば、画像データＢ２の輝度分布Ｊ２が画像データＢ１の輝度分布Ｊ１と同じになるように、画像データＢ２を補正する。これにより、画像取得装置４００は、補正画像データｋ２を生成する。そして、画像補正部１７４は、生成した補正画像データｋ２を画像メモリ１４０に出力し、画像メモリ１４０に格納させる。これによって、画像取得装置４００は、補正画像データｋ２を生成し、生成した補正画像データｋ２を画像メモリ１４０に格納する。
【０２８８】
この後、画素ズラシ機構制御部１６４が、画素ズラシ機構１５０を駆動して画素ズラシを行い、画像取得装置４００が、前回と同様に、５回目の撮影を行う。また、このとき、画像メモリ１４０が、ＡＤ変換部１３０から４回目の撮影により得られたディジタル値の電圧信号を取得し、その電圧信号の集合を画像処理用の画像データＢ４として格納する。また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ４の輝度分布Ｊ４を検出し、検出した画像データＢ４の輝度分布Ｊ４を画像メモリ１４０に格納する。
【０２８９】
また、このとき、画像取得装置４００は、前回と同様に、画像データＢ３に対して、輝度分布補正処理である画像処理Ｋ３を行う。これによって、画像取得装置４００は、補正画像データｋ３を生成し、生成した補正画像データｋ３を画像メモリ１４０に格納する。
【０２９０】
このように、以下、画像取得装置４００は、４回目の撮影と同様の動作を、最後の画像データＢ９に対する輝度分布補正処理（すなわち、画像処理Ｋ９）が終了するまで繰り返し行う。
【０２９１】
そして、画像取得装置４００は、最後の画像データＢ９に対する輝度分布補正処理（すなわち、画像処理Ｋ９）が終了すると、実施例６と同様に、合成画像処理である画像処理Ｚを開始する。
【０２９２】
すなわち、まず、画像データ取得部１７１が、画像メモリ１４０から画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９を読み出して、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９をビットマップメモリ（メモリ１６６）に取り込む。この取り込みの終了に応答して、画像合成部１９０は、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９の間で、同じ撮像素子１１０が撮影した画像同士（すなわち、図１５に示す各輝度検出領域Ｑｉｊ）が重なるように、画像データＢ１と補正画像データｋ２〜ｋ９とを合成して１個の合成画像データＺを生成し、生成した合成画像データＺを画像メモリ１４０に一旦格納した後、上位装置３０に送信する。なお、上位装置３０は、画像取得装置４００から合成画像データＺを受信すると、受信した合成画像データＺを図示しない格納部に格納する。
【０２９３】
以上詳細に説明したように、実施例７は、画像データＢの格納と並行して輝度分布Ｊの検出を行うので、実施例６と同様の効果に加え、合成画像データＺの取得までの時間を実施例６よりもさらに短縮することができる。
【０２９４】
なお、この発明は、媒体配置部１２を透明なガラスで構成するとともに、カメラ部１４をガラスの下に配置する構成とし、撮影面が下向きになるようにガラスの上に配置された被写体をガラスの下から撮影する、画像取得装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２９５】
【図１】実施例１に係る画像取得装置の内部ブロック図である。
【図２】実施例１に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図３】媒体検出処理の工程を示すフローチャートである。
【図４】シャッタ速度調整処理の工程を示すフローチャートである。
【図５】撮影時の工程を示すフローチャートである。
【図６】実施例２に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図７】実施例３に係る画像取得装置の内部ブロック図である。
【図８】実施例３に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図９】被写体の明るさの変化を示す図である。
【図１０】実施例４に係る画像取得装置の内部ブロック図である。
【図１１】実施例４に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図１２】媒体検出処理の工程を示すフローチャートである。
【図１３】シャッタ速度調整処理の工程を示すフローチャートである。
【図１４】撮影時の工程を示すフローチャートである。
【図１５】輝度検出領域を説明するための図である。
【図１６】輝度ヒストグラムの例を示す図（１）である。
【図１７】輝度ヒストグラムの例を示す図（２）である。
【図１８】輝度ヒストグラムの例を示す図（３）である。
【図１９】実施例５に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図２０】実施例６に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図２１】実施例７に係る画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図２２】画像取得装置の外観を示す図である。
【図２３】画像取得装置の内部ブロック図である。
【図２４】画像取得装置の動作の説明に供するタイミングチャートである。
【図２５】画素ズラシを説明するための図である。
【符号の説明】
【０２９６】
１００    …画像取得装置
１１０    …撮像素子
１１２    …イメージセンサ
１２０    …ゲイン制御部
１３０    …ＡＤ変換部
１４０    …画像メモリ
１５０    …画素ズラシ機構
１６０    …制御部（ＣＰＵ）
１６２    …撮像素子制御部（シャッタ）
１６４    …画素ズラシ機構制御部
１７０    …画像処理部
１７１    …画像データ取得部
１７２    …輝度検出部
１７４    …画像補正部
１９０    …画像合成部
【図１】
2007028441.tif 000003
【図２】
2007028441.tif 000004
【図３】
2007028441.tif 000005
【図４】
2007028441.tif 000006
【図５】
2007028441.tif 000007
【図６】
2007028441.tif 000008
【図７】
2007028441.tif 000009
【図８】
2007028441.tif 000010
【図９】
2007028441.tif 000011
【図１０】
2007028441.tif 000012
【図１１】
2007028441.tif 000013
【図１２】
2007028441.tif 000014
【図１３】
2007028441.tif 000015
【図１４】
2007028441.tif 000016
【図１５】
2007028441.tif 000017
【図１６】
2007028441.tif 000018
【図１７】
2007028441.tif 000019
【図１９】
2007028441.tif 000020
【図２０】
2007028441.tif 000021
【図２１】
2007028441.tif 000022
【図２２】
2007028441.tif 000023
【図２３】
2007028441.tif 000024
【図２４】
2007028441.tif 000025
【図２５】
2007028441.tif 000026
【図１８】
2007028441.tif 000027