(57)【要約】【課題】サンプリング周波数が可変のエリアイメージセンサを用いる画像読取において、全てのサンプリング周波数での画像読取にいてモアレの発生を防止する。【解決手段】予め設定された読取条件とデフォーカス量との関係に応じて、イメージセンサに結像される原稿の反射光もしくは投影光をデフォーカスすることにより、前記課題を解決する。【選択図】図１
2007097049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子が二次元的に配列されたイメージセンサと、原稿の反射光もしくは投影光を前記イメージセンサに結像させる結像光学系と、予め設定された読取条件とデフォーカス量との関係に応じて、前記イメージセンサに結像される原稿の反射光もしくは投影光をデフォーカスするデフォーカス手段とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記読取条件が、前記イメージセンサの画素ズラシ回数、前記結像光学系の光学倍率、前記原稿の種類、原稿からイメージセンサまでの光路中に挿入される光学ローパスフィルタの有無あるいはさらに光学ローパスフィルタの種類、結像光学系の種類、モアレ抑制レベルの少なくとも１つである請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記結像光学系は、焦点合わせの基準色と、その他の色との最大軸上収差が、前記デフォーカス量の範囲内となるように設計されたものである請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
出力画像にシャープネス処理を行なう機能を有し、前記デフォーカス量に応じて、シャープネス処理における赤、緑、および青の高周波成分の増幅比を変える請求項１〜３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記デフォーカス量に応じて、出力画像の輝度成分の高周波数成分量、および、出力画像の色差成分の高周波数成分量の少なくとも一方を調整する請求項１〜３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項６】
原稿の反射光もしくは透過光を受光素子が二次元的に配列されたイメージセンサに結像して、前記原稿を光電的に読み取るに際し、
必要に応じて、モアレを抑制するために前記反射光もしくは透過光のイメージセンサへの結像をデフォーカスすると共に、予め、読取条件と前記デフォーカスの量との関係を設定しておき、この関係に応じて、前記デフォーカスの量を調整することを特徴とする画像読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モアレの発生を防止する画像読取に関し、詳しくは、画素ズラシによってサンプリング周波数を変更した際にも、モアレの発生を好適に防止できる画像読取装置および画像読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルフォトプリンタ、複写装置、フィルムスキャナ、スキャナ等において、エリアＣＣＤセンサなどのイメージセンサを用いて、写真フィルムや印刷物等の画像を光電的に読み取ることが行なわれている。
このようなイメージセンサを用いた画像読取において、イメージセンサの受光素子数に対応する理論上可能な周波数（ナイキスト周波数）以上のサンプリング周波数（空間解像度）で画像を読み取る方法として、特許文献１に示されるように、読み取りを行なった後、所定量、イメージセンサを移動して、再度、読み取りを行なうことで、見かけ上の受光素子の数を増加する、いわゆる画素ズラシが知られている。
【０００３】
このような画素ズラシを行なう画像読取装置では、通常、より高画質な画像読取を行なうことができる画素ズラシの回数が多い条件、すなわち、画像読取のサンプリング周波数が高い（高解像度）の読取条件に対応して、結像レンズ（結像光学系）のＭＴＦ(Modulation Transfer Function  解像力)を設計する。
ところが、このように結像レンズのＭＴＦを設計すると、画素ズラシを行なわない読取条件や、画素ズラシ回数の少ない読取条件では、結像レンズのＭＴＦがイメージセンサのナイキスト周波数を超えてしまうため、モアレが生じ易くなってしまう。
【０００４】
モアレを抑制する方法としては、例えば、特許文献２に開示されるように、イメージセンサと結像レンズとの間の光路中に光学ＬＰＦ（光学ローパスフィルタ）を挿入する方法が例示される。
ところが、この方法では、光学ＬＰＦや、光学ＬＰＦを光路に挿入／退避させるための手段が必要となるため、装置構成が複雑になり、かつ、装置コストも高くなってしまうという問題が有る。また、画素ズラシの条件が多数有る場合には、複数の光学ＬＰＦを装備する必要が有り、さらに装置構成の複雑化やコストの上昇を招く。
【０００５】
これに対して、特許文献３には、イメージセンサや結像レンズを移動することによるデフォーカス（焦点ズラシ）を行なって、イメージセンサに入射する光像の周波数帯域を制限することにより、モアレの発生を防止することが開示されている。
しかしながら、特許文献３に開示される方法では、画素ズラシの条件すなわちサンプリング周波数が、多数、設定されている場合には、各条件に好適に対応してモアレの発生を抑制することはできない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９８６０８号公報
【特許文献２】特開２０００−５９６５６号公報
【特許文献３】特開昭６１−２６９４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、画素ズラシ等の方法によって、画像読取のサンプリング周波数（解像度）を変更する画像読取において、画素ズラシ回数等の読取条件によらず、何れの条件の画像読取でも好適にモアレの発生を防止することができ、かつ、モアレ防止のためのスイッチの切り換え等の作業が不要で、モアレ防止のためにユーザ（オペレータ）に負担を掛けることもない画像読取方法、および、この画像読取方法を実施する画像読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、受光素子が二次元的に配列されたイメージセンサと、原稿の反射光もしくは投影光を前記イメージセンサに結像させる結像光学系と、予め設定された読取条件とデフォーカス量との関係に応じて、前記イメージセンサに結像される原稿の反射光もしくは投影光をデフォーカスするデフォーカス手段とを有することを特徴とする画像読取装置を提供する。
【０００９】
また、本発明の画像読取方法は、原稿の反射光もしくは透過光を受光素子が二次元的に配列されたイメージセンサに結像して、前記原稿を光電的に読み取るに際し、必要に応じて、モアレを抑制するために前記反射光もしくは透過光のイメージセンサへの結像をデフォーカスすると共に、予め、読取条件と前記デフォーカスの量との関係を設定しておき、この関係に応じて、前記デフォーカスの量を調整することを特徴とする画像読取方法を提供する。
【００１０】
このような本発明の画像読取装置および画像読取方法において、前記読取条件が、前記イメージセンサの画素ズラシ回数、前記結像光学系の光学倍率、前記原稿の種類、原稿からイメージセンサまでの光路中に挿入される光学ローパスフィルタの有無あるいはさらに光学ローパスフィルタの種類、結像光学系の種類、モアレ抑制レベルの少なくとも１つであるのが好ましく、また、前記結像光学系は、焦点合わせの基準色と、その他の色との最大軸上収差が、前記デフォーカス量の範囲内となるように設計されたものであるのが好ましい。
また、出力画像にシャープネス処理を行なう機能を有し、前記デフォーカス量に応じて、シャープネス処理における赤、緑、および青の高周波成分の増幅比を変えるのが好ましく、あるいは、前記デフォーカス量に応じて、出力画像の輝度成分の高周波数成分量、および、出力画像の色差成分の高周波数成分量の少なくとも一方を調整するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成を有する本発明によれば、画素ズラシ等によって画像読取のサンプリング周波数（解像度（読取画像のサイズ））が可変な画像読取において、予め、画素ズラシの回数等の読取条件に対応して、モアレの発生を防止するデフォーカス量（焦点ズラシ量）を設定して、例えばテーブル化して保持しておき、読取条件に応じてデフォーカス量を調整するので、いずれの読取条件でもモアレの無い高精度な画像読取を行なうことができる。また、デフォーカス量の調整は、予め設定した条件に応じて自動的に行なうので、モアレ防止のためのスイッチの切り換え等が不要で、ユーザに負担が掛かることも無い。
さらに、好ましい態様として、結像レンズ（結像光学系）を各色の最大軸上収差のデフォーカス量の範囲内となるような設計、デフォーカス量に応じた各色の画像データの高周波強調の増幅比の変更、デフォーカス量に応じた出力画像の輝度成分の高周波数成分量および／または色差成分の高周波数成分量の調整等を行なうことにより、デフォーカスによる結像レンズ特性の変動に起因する画質劣化も、好適に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の画像読取装置および画像読取方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１３】
図１に、本発明の画像読取方法を実施する、本発明の画像読取装置の一例をブロック図で概念的に示す。
図１に示される本発明の画像読取装置であるスキャナ１０は、（写真）フィルムＦに撮影された画像を１コマずつ光電的に読み取り、読み取った画像（画像データ）に各種の画像処理を施して、プリンタによる画像記録に対応する出力画像（出力画像データ）や、ディスプレイ表示やＣＤ−Ｒなどの記憶媒体に記録するための出力画像として出力するものである。
このようなスキャナ１２は、基本的に、サイズ設定部１２と、画素ズラシ手段１４と、デフォーカス部１６と、ＬＥＤ光源１８と、拡散ボックス２０と、（フィルム）キャリア２２と、結像レンズユニット２４と、エリアイメージセンサであるＣＣＤセンサ２６と、アンプ（増幅器）３０と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３１と、ＣＣＤ補正部３２と、画像処理部３４とを有して構成される。
【００１４】
サイズ設定部１２は、図示しないキーボードやマウス等の操作手段によって入力された出力画像のサイズに応じて、読取画像のサイズ（画像読取のサンプリング周波数（解像度＝画素数））を選択／決定し、それに応じて後述する読取条件（画素ズラシの回数）を設定して、画素ズラシ手段１４（ピエゾ駆動部４４）およびデフォーカス部１６に指示を出すものである。後述するが、スキャナ１０においては、サイズ１〜サイズ４の４つの読取画像のサイズ（以下、読取サイズとする）が設定されている。
画素ズラシ手段１４は、サイズ設定部１２から供給された読取条件に応じて、読取時にＣＣＤセンサ２６を移動する画素ズラシを行うものであり、他方、デフォーカス部１６は、同読取条件に応じて、結像レンズユニット２４のデフォーカス（焦点ズラシ）を行なうものである。これらに関しては、後に詳述する。
【００１５】
ＬＥＤ光源１８は、フィルムＦに撮影された画像を読み取るための読取光を射出するものである。このＬＥＤ光源１８は、図２に概念的に示されるように、Ｒ（赤）光を射出するＬＥＤアレイ１８ｒ、Ｇ（緑）光を射出するＬＥＤアレイ１８ｇ、および、Ｂ（青）光を射出するＬＥＤアレイ１８ｂが、各アレイの配列方向と直交する方向に配列された構成を有する。
ＬＥＤ光源１８には、光源ドライバ３６が接続されており、この光源ドライバ３６によって、各ＬＥＤアレイの点灯や光量（読取光の光量）が制御される。
【００１６】
拡散ボックス２０は、ＬＥＤ光源１８から射出された読取光を拡散して、フィルムＦに入射する読取光を、フィルムＦの面方向で均一にするものである。
読取光の拡散手段には特に限定はなく、公知の手段が各種利用可能である。図示例の拡散ボックス２０は、一例として、内面が反射面となっているミラーボックスの上下面（開放面）を光拡散板で閉塞してなるものである。
【００１７】
キャリア２２は、フィルムＦを長手方向に搬送して、フィルムＦに撮影された画像（コマ）を、１コマずつ、順次、所定の読取位置に搬送して、保持するものである。
このキャリア２２は、フィルムの搬送手段、読取領域を規制するマスク、フィルムＦに光学的に記録されるＤＸなどのバーコードの読取手段、各種のフォトプリンタに装着される公知のフィルムキャリアである。
【００１８】
ここで、ＬＥＤ光源１８から射出され、拡散ボックス２０によって拡散された読取光は、キャリア２２によって所定の読取位置に保持されるフィルムＦの１コマに入射して、透過する。これにより、このコマに撮影された画像を担持する投影光が得られる。
【００１９】
この投影光は、結像レンズユニット２４によって、ＣＣＤセンサ２６の受光面に結像されて、光電変換して読み取られ、これにより、フィルムＦに撮影された画像が、スキャナ１０によって光電的に読み取られる。
結像レンズユニット２４は、レンズを組み合わせてなる、ズーム機能および自動焦点合わせ機能を有する公知の結像光学系である。
【００２０】
ここで、この結像レンズユニット２４には、デフォーカス部１６が接続（係合）されている。デフォーカス部１６は、後述する読取条件に応じて、結像レンズユニット２４を光軸方向に移動して、デフォーカスを行なう。
また、図示例においては、結像レンズユニット２４は、後述する最大の読取サイズ（最もサンプリング周波数が高い（高解像度）の読取サイズ）であるサイズ４に最適なように、ＭＴＦ（解像度）が設計されている。さらに、図示例においては、好ましい態様として、結像レンズユニット２４は、焦点合わせの基準色（例えばＧ）と、その他の色との最大軸上収差が、後述するデフォーカス量の範囲内となるように設計されている。この点に関しては、後に詳述する。
【００２１】
図示例のスキャナ１０においては、前述のＬＥＤ光源１８から、Ｒ、ＧおよびＢの読取光を、順次、射出して、フィルムＦに入射し、その投影光をＣＣＤセンサ２６によって読み取ることにより、フィルムＦに撮影された画像をＲ、ＧおよびＢの３原色に分解して読み取る。
また、スキャナ１０は、１コマに対して、出力画像を得るためのファインスキャンと、ファインスキャンの読取条件や画像処理条件を決定するために、ファインスキャンに先立って行われるプレスキャンの、２種の画像読取が行われる。すなわち、１コマにつき、少なくとも６回（［Ｒ，Ｇ，Ｂ］×２の読み取りが行われる。この点に関しては、通常のフィルムスキャナと同様である。
【００２２】
図示例のスキャナ１０においては、ＣＣＤセンサ２６は、受光素子（１つのＣＣＤ素子の受光部（読取素子））が千鳥格子状に配列されたエリアＣＣＤセンサである。すなわち、このＣＣＤセンサ２６は、図３（Ａ）に示されるように、矢印ｘで示されるフィルムＦの幅方向（あるいは、矢印ｙで示されるフィルムＦの長手方向）に対して、受光素子（八角形で示す）がジグザグに配列されている。
この千鳥格子状に受光素子が配列されたＣＣＤセンサ２６は、正方格子状に受光素子が配列された通常のＣＣＤセンサに比して、少ない画素ズラシ回数で、画像読取の解像度を向上させることができる。従って、フォトプリンタ等において、高画質モードや大判のプリント出力のために、画素ズラシを行って読み取りを行う際にも、高い生産性を確保することができる。
【００２３】
なお、本発明に用いるイメージセンサは、このような千鳥格子状に受光素子が配列されたＣＣＤセンサに限定はされず、通常の正方格子状に受光素子が配列されたエリアＣＣＤセンサ等、受光素子が二次元的に配置されたエリアセンサであれば、公知のイメージセンサが全て利用可能である。
【００２４】
スキャナ１０は、画像読取の画素密度を向上するために、ＣＣＤセンサ２６をｘ方向およびｙ方向の少なくとも一方に移動することにで読取サイズを変更する、いわゆる画素ズラシを行う。ＣＣＤセンサ２６の画素ズラシは、画素ズラシ手段１４が行なう。
画素ズラシ手段１４は、図４に示すように、公知の手段でｘ方向およびｙ方向に移動可能な基盤４０と、基盤４０（ＣＣＤセンサ２６）をｘ方向に動かすピエゾ素子４２ａおよび同ｙ方向に動かすピエゾ素子４２ｂの、２つのピエゾ素子４２と、ピエゾ素子４２を駆動するピエゾ駆動部４４とを有する。
【００２５】
ＣＣＤセンサ２６は、基盤４０に固定されている。
画素ズラシ手段１４は、サイズ設定部１２から供給された読取条件に応じて、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ａおよびピエゾ素子４２ｂを駆動して、基盤４０すなわちＣＣＤセンサ２６を移動して、画素ズラシを行なう。後述するが、スキャナ１０においては、４つの読取サイズが設定されており、各サイズに応じて読取条件（画素ズラシの回数）が設定されている。この点に関しては、後に詳述する。
【００２６】
なお、本発明において、画素ズラシ手段１４すなわちＣＣＤセンサ２６の移動手段には、特に限定はなく、図示例のピエゾ素子を用いる手段以外にも、エリアＣＣＤセンサを用いる画像読取で行われている、公知の手段が各種利用可能である。
【００２７】
ＣＣＤセンサ２６の出力信号（画像信号）は、アンプ３０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器３１で変換されてデジタル画像信号とされる。
さらに、このデジタル画像信号は、ＣＣＤ補正部３２によって、ＤＣオフセット補正、暗時補正、シェーディング補正等の所定のデータ補正が施される。
【００２８】
ＣＣＤ補正部３２で処理された画像信号は、次いで、画像処理部３４において、ｌｏｇ変換されて画像データ（画像濃度データ）とされ、さらに、必要な画像処理を施されて、出力画像として出力される。
画像処理部３４で行なう画像処理には、特に限定はなく、公知の画像処理が各種例示さる。一例として、画像の拡大／縮小（電子変倍処理）、階調補正、色／濃度補正、彩度補正、覆い焼き処理（中間階調を維持した画像ダイナミックレンジの伸縮）、シャープネス処理などの周波数処理、画像の色空間の変換等が例示される。これらの画像処理は、いずれも公知の方法で行なえばよい。
また、画像処理部３４では、読取サイズに応じて、画像の補間演算を行なう。なお、補間演算は、ｌｏｇ変換の前に行なっても、ｌｏｇ変換後で画像処理前に行なってもよい。
【００２９】
前述のように、図示例のスキャナ１０は、受光素子が千鳥格子状に配列されたＣＣＤセンサ２６を用いる。ところが、出力画像では画素（出力画素）は正方格子状にする必要がある。
スキャナ１０では、ＣＣＤセンサの画素ズラシおよび／または補間演算によって、出力画素を正方格子状にし、あるいはさらに読取サイズを大きくする（サンプリング周波数を高くする）。具体的には、図示例のスキャナ１０には前述のように、サイズ１〜サイズ４の４つの読取サイズが設定されており、サイズ１では、画像処理部３４において補間演算を行なって出力画素を正方格子状にし、サイズ２およびサイズ４では、ＣＣＤセンサ２６の画素ズラシを行なうことにより読取サイズを大きくすると共に出力画素を正方格子状にし、サイズ３では、画素ズラシと補間演算とを行なって読取サイズを大きくすると共に出力画素を正方格子状にする。
【００３０】
サイズ１は、最小の読取サイズで、画素ズラシを行なわず、１色につき１回の画像読取を行なって（画素ズラシ０回の１面読取）、補間演算で画素の並び替えを行い、正方格子状の出力画素とする。
前述のように、ＣＣＤセンサ２６は、図３（Ａ）に示すような、千鳥格子状の受光素子（以下、素子とする）の配列を有する。読み取りを行なったら、例えば、素子ａであれば、図中、最も近隣する素子ｂおよびｄについて、素子ａおよびｂの画像信号の平均（［ａ＋ｂ／２］）を算出して出力画像信号とし、両素子の重心（図中×で示す）の中間位置ａ／ｂを出力画素位置（・で示す）として、算出した出力画像信号を割り付ける。さらに、同様にして素子ａおよびｄの画像信号の平均値を算出して、両素子の重心の中間位置ａ／ｄに出力画像信号として割り付ける。
以下、同様にして、素子ｂおよびｃの画像信号の平均値を算出して、両素子の中間位置ｂ／ｃに割り付け、素子ｃおよびｄの画像信号の平均値を算出して、両素子の中間位置ｃ／ｄに割り付け……と、互いに最も近隣する素子の画像信号の平均値を算出して出力画像信号とし、これを両素子の中間の出力画素位置に割り付け、原信号を出力せずに、この中間位置のみを出力画素位置として、出力画素を正方格子状とする。
【００３１】
なお、後述するサイズ３も含め、画像の補間の方法は、この方法に限定はされず、例えば４つの素子の平均を取って、その中心位置に出力画素を割り付ける方法等、ＣＣＤセンサによる画像読取で実施されている各種の方法が、全て利用可能である。
【００３２】
サイズ２は、１色に付き画素ズラシを１回行なって２回の読み取りを行い（画素ズラシ１回の２面読取）、正方格子状の出力画素とするものである。
図３（Ｂ）に、サイズ２の画像読取を模式的に示す。サイズ２では、まず、サイズ１での読み取りと同様の、図中太線で示す画素ズラシを行わない位置（以下、この位置を基準位置とする）で１面目の読み取りを行う。
次いで、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ｂを駆動してＣＣＤセンサ２６（基盤４０）を図中下方に移動して画素ズラシを行い、素子を図中細線で示す位置とした後、再度、画像読取を行う。すなわち、ｙ方向に隣合わせる素子との重心間の距離をｙ方向素子間、同ｘ方向の距離をｘ方向素子間とすると、ＣＣＤセンサ２６を、１面目の読取位置から、図中下方（ｙ方向）にｙ方向素子間の１／２移動した位置で、２面目の読み取りを行う。
図３（Ｂ）に示すように、サイズ２では、この１回の画素ズラシによる２回の画像読取によって、素子が正方格子状に配列されたのと同じ状態にでき、読取サイズをＣＣＤセンサの２倍にすると共に、正方格子状の出力画素が得られる。
【００３３】
サイズ３は、１色に付き画素ズラシを３回行なって４回の画像読取を行い（画素ズラシ３回の４面読取）、さらに、補間演算による画素の並び替えを行なって、正方格子状の出力画素を得るものである。
図５（Ａ）に、サイズ３の画像読取を模式的に示す。サイズ３では、例えば、まず、図中太線で示される基準位置で、１面目の読み取りを行う。次いで、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ａを駆動して１回目の画素ズラシを行い、ＣＣＤセンサ２６を、１面目の読取位置から図中右方向（ｘ方向）にｘ方向素子間の１／２移動し、素子を図中に細線で示される位置にして、２面目の読み取りを行う。次いで、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ａおよび４２ｂを駆動して２回目の画素ズラシを行い、ＣＣＤセンサ２６を、２面目の読取位置から図中右方向にｘ方向素子間の１／４、同下方向にｙ方向素子間の１／４、それぞれ移動し、素子を、図中に一点鎖線で示される位置にして、３面目の読み取りを行う。さらに、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ａを駆動して３回目の画素ズラシを行い、ＣＣＤセンサ２６を、３面目の読取位置から図中左方向にｘ方向素子間の１／２移動し、素子を、図中に点線で示される位置にして、４面目の読み取りを行い、画素ズラシ３回での４面読み取りを終了する。
画像処理部３４では、この読取結果から、前述のサイズ１で行った方法と同様に、互いに最も近隣する素子の画像信号を補間して出力画像信号とし、両素子の中間位置を出力画素位置（・で示す（例えば、画素ｅとｆを補間したｅ／ｆ））として正方格子状の画素配列とし、正方格子状の出力画素とできる。また、図５（Ａ）に示すように、サイズ３では、この３回の画素ズラシによる４回の画像読取、および補間演算によって、読取サイズをＣＣＤセンサの４倍にできる。
【００３４】
サイズ４は、１色について画素ズラシを７回行って８回の画像読取を行い（画素ズラシ７回の８面読取）、正方格子状の出力画素とするものである。
図５（Ｂ）に、サイズ４による画像読取を模式的に示す。サイズ４でも、例えば、まず、図中太線で示す基準位置で１面目の読み取りを行う。次いで、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ａを駆動して、１回目の画素ズラシを行い、ＣＣＤセンサ２６を、１面目の読取位置から図中右方向にｘ方向素子間の１／４移動し、素子を、太い破線で示される位置として、２面目の読み取りを行う。以下、同様に、ピエゾ素子４２ａを駆動して、ＣＣＤセンサ２６を、図中右方向にｘ方向素子間の１／４移動して、読み取りを行うことを繰り返し、２回目の画素ズラシ後に太い一点鎖線で示される位置で３面目の読み取りを、３回目の画素ズラシ後に太い点線で示される位置で４面目の読み取りを、それぞれ行う。
次いで、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ｂを駆動して、４回目の画素ズラシを行い、ＣＣＤセンサ２６を、４面目の読取位置から図中下方向にｙ方向素子間の１／４移動し、素子を、細い点線で示される位置として、５面目の読み取りを行う。さらに、ピエゾ駆動部４４がピエゾ素子４２ａを駆動して、５回目の画素ズラシを行い、ＣＣＤセンサ２６を、５面目の読取位置から図中左方向にｘ方向素子間の１／４移動させ、素子を、細い一点鎖線で示される位置として、６面目の読み取りを行う。以下、同様に、ピエゾ素子４２ａを駆動して、ＣＣＤセンサ２６を、図５（Ａ）中左方向にｘ方向素子間の１／４移動して、読み取りを行うことを繰り返し、６回目の画素ズラシ後に細い破線で示される位置で７面目の読み取りを、７回目の画素ズラシ後に細線で示される位置で８面目の読み取りを、それぞれ行い、７回画素ズラシの８面読み取りを終了する。
図５（Ｂ）に示すように、サイズ４では、この７回の画素ズラシによる８回の画像読取によって、素子が正方格子状に配列されたのと同じ状態にでき、読取サイズをＣＣＤセンサ２６の８倍にすると共に、正方格子状の出力画素が得られる。
【００３５】
なお、本発明において、設定される読取サイズは、上記サイズ１〜４に限定はされず、例えば、画素ズラシを７回以上行う読取サイズ等、各種の読取サイズが設定可能である。
【００３６】
先にも述べたが、このような読取サイズは、サイズ設定部１２が入力指示された出力画像のサイズに応じて決定し、決定した読取サイズに応じた読取条件（画素ズラシ回数）の指示を、画素ズラシ手段１４（ピエゾ駆動部４４）およびデフォーカス部１６に出す。
画素ズラシ手段１４は、供給された読取条件に応じて、前述のようにピエゾ素子４２ａおよび／またはピエゾ素子４２ｂを駆動して、画素ズラシを行なう。
他方、デフォーカス部１６には、読取条件に応じて、予め結像レンズユニット２４によるＣＣＤセンサ２６への投影光の結像のデフォーカス量（このデフォーカス量に応じた結像レンズユニット２４の移動量）が設定されており、これに応じて、結像レンズユニット２４を光軸方向に移動して、デフォーカスを行なう。
【００３７】
前述のように、スキャナ１０は、画素ズラシ（あるいはさらに補間）を行なって、読取サイズを変更して、画像読取を行なう。また、結像レンズユニット２４は、最大の読取サイズであるサイズ４の画像読取に対応して、ＭＴＦが設計されている。
ここで、このような読取光学系では、読取サイズの小さい（すなわち、画素ズラシ回数の少ない）画像読取では、結像レンズユニット２４の解像度がナイキスト周波数を超えてしまい、モアレを生じやすくなってしまう。
【００３８】
これに対応して、本発明のスキャナ１０においては、各読取サイズの読取条件（画素ズラシ回数）に対応して、予め、モアレの発生を防止するための好適なデフォーカス量（焦点ズラシ量）を設定し、さらに、このデフォーカス量に応じた結像レンズユニット２４の光軸方向の移動量を設定して、例えば読取条件と移動量との関係をテーブル化して、デフォーカス部１６に記憶しておく。例えば、画素ズラシ無し（サイズ１）では移動量はａｍｍ、画素ズラシ１回（サイズ２）では移動量はｂｍｍ、画素ズラシ４回（サイズ３）では移動量はｃｍｍ、画素ズラシ７回（サイズ４）では移動無し（デフォーカス無し）のように、テーブルを設定して、デフォーカス部１６に記憶しておく。
デフォーカス部１６は、画像読取時に、供給された読取条件に応じて、このテーブルを用いて結像レンズユニット２４の移動量を決定し、この移動量だけ結像レンズユニット２４を光軸方向に移動して、デフォーカスを行なう。
【００３９】
従って、このような本発明によれば、画素ズラシ等によって読取サイズ（サンプリング周波数（解像度））が可変な画像読取において、いずれの読取条件でもモアレの無い高精度な画像読取を行なうことができる。また、デフォーカス量の調整は、予め設定した条件に応じて自動的に行なうので、モアレ防止のためのスイッチの切り換え等が不要で、ユーザに負担が掛かることも無い。
【００４０】
各読取条件に対応するデフォーカス量（結像レンズユニット２４の移動量）は、例えば、実験等によって求めればよく、あるいは、結像レンズユニットが有するデフォーカス性やＭＴＦやサンプリング周波数等の光学系の全入力画像特性を考慮したシミュレーション等を行なって求めてもよい。
【００４１】
また、デフォーカスの方向にも、特に限定はなく、スキャナ１０（画像読取装置）の構成や用途、原稿種等に応じて、適宜、決定すればよい。
例えば、図示例のスキャナ１０のようなフィルムスキャナでは、通常、フィルムＦは、画像面（色材層）を下（読取光源側）にして読み取りに供される（キャリア２２にセットされる）。このような場合には、焦点を下方に移動するようにデフォーカスを行なう分には、問題が生じないが、逆に焦点を上方に移動するようにデフォーカスを行なうと、ベースフィルムの傷や、フィルムの滑り止め防止のためのマット処理等の悪影響を受けてしまい、画質が劣化してしまう可能性がある。従って、このような場合には、焦点位置を下方に移動するように、デフォーカスを行なうのが好ましい。
【００４２】
デフォーカスのための結像レンズユニット２４の移動方法には、特に、限定はなく、公知の手段が、各種、利用可能である。
一例としてピエゾ素子等のアクチュエータを用いる方法や、カムによる移動やネジ伝動による移動等の機械的な移動方法が例示される。
【００４３】
本発明において、デフォーカスの方法は、図示例の結像レンズユニット２４の光軸方向の移動に限定はされず、各種の方法が利用可能である。
例えば、結像レンズユニット２４の移動に変えて、ＣＣＤセンサ２６を光軸方向に移動してデフォーカスを行なってもよく、両者を併用してもよい。
さらに、このような光学素子の移動によるデフォーカスのみでは、ボカシ量が足りない場合には、光路中に光学ＬＰＦを挿入してもよい。
【００４４】
図示例においては、画素ズラシの回数を読取条件として、これに応じてデフォーカス量を設定したが、本発明は、これに限定はされず、各種のパラメータを読取条件として、デフォーカス量を設定してもよい。
例えば、結像レンズユニット２４の光学特性は、光学倍率によって変わり、モアレの発生状態も変わるので、この光学倍率に応じて、デフォーカス量を設定してもよい。あるいは、リスフィルム（いわゆるリス板）のような網点原稿はモアレが生じ易いので、読取対象とする原稿の中に、このよなモアレを生じやすい原稿が存在する場合には、原稿種に応じてデフォーカス量を設定してもよい。
前述のように、必要に応じて光路中に光学ＬＰＦを挿入する場合には、この光学ＬＰＦの挿入の有無や光学ＬＰＦの種類に応じて、デフォーカス量を設定してもよい。また、結像レンズユニット２４（結像レンズ種）が複数装着されて、交換可能となっている装置であれば、結像レンズユニット２４毎に、デフォーカス量を設定してもよい。
さらに、スキャナ１０において、複数のモアレ抑制レベルを設定して選択可能にしておき、それぞれのモアレ抑制レベルに応じて、デフォーカス量を設定してもよい。
本発明においては、画素ズラシ回数や、これらの各種のパラメータの１以上を読取条件として、デフォーカス量を設定すればよいが、好ましくは、少なくとも画素ズラシの回数は、読取条件とするのが好ましい（少なくとも画素ズラシの回数は、デフォーカス量の設定パラメータとするのが好ましい）。
【００４５】
ところで、レンズ（すなわち結像レンズユニット２４）は、デフォーカスによって特性が変化する。
具体的には、レンズには、通常、軸上収差が存在し、Ｒ、ＧおよびＢの各色で、光軸上の結像位置が異なり、通常は、中心波長であるＧが最も適正な焦点位置となるように、レンズが設計される（この際には、焦点合わせの基準色はＧ）。すなわち、最も適正に結像している色と、若干、焦点がズレている色とが有り、色毎に周波数特性が異なる。
ところが、デフォーカスを行なうと、この軸上収差の特性が変化する。その結果、例えば、デフォーカスによって、Ｒが最も適正に結像して周波数特性が上がり、Ｇが適正な焦点位置からズレて、すなわちボケてしまい周波数特性が低下する等、色間で周波数特性が変化して、画質が劣化してしまう可能性が有る。
【００４６】
このような不都合を防止するために、図示例のスキャナ１０では、前述のように好ましい態様として、焦点合わせの基準色（例えばＧ）と、その他の色（ＲおよびＢ）との最大軸上収差が、デフォーカス量の範囲内となるように設計されている。
すなわち、軸上収差を重点的に設計して結像レンズユニット２４を上記構成とすることにより、デフォーカスによる色間の周波数特性の変化を押さえて、周波数特性の変化に起因する画質劣化を防止している。
【００４７】
また、このようなレンズ特性の設定に変えて、あるいは加えて、画像処理部３４における画像処理によって、このようなデフォーカスによる色間の周波数特性の変動に起因する画質劣化を抑制するようにしてもよい。
【００４８】
一例として、画像処理部３４でシャープネス処理を行なう場合には、読取条件すなわちデフォーカス量に応じて、Ｒ、ＧおよびＢの各色の高周波数成分の増幅比（シャープネスゲイン比）を変化させる方法が例示される。
シャープネス処理は、一例として、Ｒ、ＧおよびＢの各色の画像から、低周波数成分、中周波数成分、および、高周波数成分を取り出して、中周波数成分および高周波数成分に、シャープネスゲイン（係数）を乗算して強調した後、低周波数成分、強調した中周波数成分および高周波数成分を加算することで、出力画像の鮮鋭度を強調する。
この高周波数成分のシャープネスゲインを、デフォーカスによる周波数特性の変動に応じて、設定する。例えば、デフォーカスよって周波数特性が向上する色は、シャープネスゲインを小さくし、逆に、デフォーカスよって周波数特性が低下する色は、シャープネスゲインを大きくする。このような各色毎の高周波数成分のシャープネスゲインの設定を、それぞれの読取条件（各デフォーカス量）に応じて行なうことにより（すなわち、デフォーカス量に応じて各色の高周波数成分のシャープネスゲイン比を変化させることにより）、デフォーカスによる色間の周波数特性の変動に起因する画質劣化を防止する。
【００４９】
あるいは、画像処理部３４において、画像を輝度成分と色差成分とに分け、輝度成分の高周波成分の量を調整することにより、および／または、色差成分の高周波成分の量を調整することにより、同様に、デフォーカスによる色間の周波数特性の変動に起因する画質劣化を防止してもよい。
この方法では、輝度成分の調整および色差成分の調整の何れを行なってもよいが、より好適な画質劣化の効果が得られる等の点で、少なくとも色差成分の調整は行なうのが好ましい。
【００５０】
以下、スキャナ１０の作用を簡単に説明する。
オペレータがフィルムＦをキャリアの所定位置に装填し、プリントサイズなどの出力画像サイズの指示や読み取るコマの指示等、必要な指示を入力し、読取開始を指示する。
本例においては、一例として、サイズ２に対応する出力画像サイズが指示されたとして、サイズ設定部１２は、読取サイズをサイズ２と決定し、読取条件として画素ズラシ１回（２面読取）である旨を、ピエゾ駆動部４４およびデフォーカス部１４に指示する。
【００５１】
読み取り開始指示が出され、キャリア２２によって読み取りを指示されたコマが所定の読取位置に搬送されたら、まず、画像を粗に読み取るプレスキャンが行なわれる。
プレスキャンでは、画素ズラシは行なわず、ＬＥＤ光源１８のＬＥＤアレイ１８ｒ、ＬＥＤアレイ１８ｇ、およびＬＥＤアレイ１８ｂを、順次、点灯して、フィルムＦを透過して結像レンズユニット２４で結像された投影光を、基準位置のＣＣＤセンサ２６で、順次、読み取り、Ｒ、ＧおよびＢの各プレスキャン画像を読み取る。なお、プレスキャンでは、ＣＣＤセンサ２６は、出力画素が所定の読取サイズの正方格子状となるように、間引いて読み取りを行なう。
ＣＣＤセンサの出力信号は、アンプ３０で増幅され、ＣＣＤ補正部３２で処理されて、画像処理部３４に送られ、画像解析されて、ファインスキャンの読取条件（ＣＣＤセンサの蓄積時間等）や各種の画像処理の画像処理条件が設定される。
【００５２】
なお、プレスキャンの際には、デフォーカス部１４によって、画素ズラシ無しの読取条件に応じた量のデフォーカスを行なってもよい。
【００５３】
プレスキャンが終了すると、デフォーカス部１４は、サイズ設定部１２から供給された読取条件に応じて、読取条件である画素ズラシ１回のデフォーカス量に応じた移動量だけ、結像レンズユニット２４を光軸方向に移動する。
次いで、ファインスキャンが開始され、まず、ＬＥＤ光源１８のＬＥＤアレイ１８ｒを点灯して、フィルムＦを透過して結像レンズユニット２４で結像された投影光を、基準位置のＣＣＤセンサ２６で読み取って、Ｒ画像の１面目の読み取りを行う。次いで、ピエゾ駆動部４４が、ピエゾ素子４２ｂを駆動してＣＣＤセンサ２６（基盤４０）を１／２移動して、同様にＲ画像の２面目の読み取りを行ない、画素ズラシ１回でのＲ画像の２面読取を行なう。
以下、同様にして、ＬＥＤアレイ１８ｇを点灯して、１回の画素ズラシによるＧ画像の２面読み取りを行い、次いで、ＬＥＤアレイ１８ｂを点灯して、画素ズラシ１回に対応する量のデフォーカスを行なった状態で、１回の画素ズラシによるＢ画像の２面読み取りを行う。
【００５４】
ファインスキャンによるＣＣＤセンサ２６の出力信号は、アンプ３０で増幅され、ＣＣＤ補正部３２で処理されて、画像処理部３４に送られ、階調補正、色／濃度補正、シャープネス処理等の必要な画像処理が施され、例えば、プリンタによる画像記録用の出力画像として、出力される。なお、サイズ１および３の読み取りでは、前述の補間演算も行なわれる。また、好ましくは、画像処理部３４において、デフォーカス量すなわち読取条件に応じて、シャープネス処理における高周波数成分の各色のシャープネスゲイン比を調整し、あるいは、輝度成分および／または色差成分の高周波数成分の量がデフォーカス量に応じて調整する。
この出力画像は、読取条件に応じたデフォーカス量でデフォーカスされた読取画像から生成された、モアレの無い、高画質な画像である。
【００５５】
以上、本発明の画像読取方法および画像読取装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
例えば、図示例のスキャナ１０は、フィルムＦの画像を読み取るものであるが、本発明は、これに限定はされず、反射原稿に読取光を入射して、反射原稿の反射光を光電的に読み取るものであってもよい。あるいは、被写体を原稿と見なして、デジタルカメラ等の撮像装置に本発明を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の画像読取方法を実施する本発明の画像読取装置の一例を概念的に示すブロック図である。
【図２】図１に示される画像読取装置のＬＥＤ光源の模式図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、画像読取装置における画像読取を説明するための模式図である。
【図４】図１に示される画像読取装置の画素ズラシ手段の模式図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、画像読取装置における画像読取の別の例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  画像読取装置
１２  サイズ設定部
１４  画素ズラシ手段
１６  デフォーカス部
１８  ＬＥＤ光源
２０  拡散ボックス
２２  キャリア
２４  結像レンズユニット
２６  ＣＣＤセンサ
３０  アンプ
３１  Ａ／Ｄ変換器
３２  ＣＣＤ補正部
３４  補間演算部
３６  光源ドライバ
４０  基盤
４２（４２ａ，４２ｂ）  ピエゾ素子
４４  ピエゾドライバ
【図１】
2007097049.tif 000003
【図２】
2007097049.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007097049.tif 000006
【図５】
2007097049.tif 000007