JPH1188898A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広ダイナミックレンジで画像を読み取るこ
とができ、かつ低コストに構成する。 【解決手段】 スキャナコントローラ42は、耐ブルーミ
ング特性を有するＣＣＤセンサ28R,28G,28B により同一
の画像を複数回測光させると共に、各回の測光で電荷蓄
積時間が２倍ずつ増加するように電荷蓄積時間を設定
し、かつ電荷蓄積時間の長さに対応するビットシフト量
をレベルシフタ36に設定する。各回の測光でＣＣＤセン
サ28から出力された測光信号は、増幅器32で増幅され、
Ａ／Ｄ変換器34で測光データに変換され、レベルシフタ
36でビットシフトされ、ＬＵＴ38で対数変換されて画像
メモリ44に出力される。コンパレータ40は測光データを
所定値と比較して蓄積電荷の飽和が発生したか否を画素
毎に判定し、飽和が発生していないと判定された画素の
データのみが画像メモリ44に記憶される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像読取装置に係
り、特に、複数のセルの各々で入射光に応じた電荷を各
々蓄積する電荷蓄積型光センサを用いて画像を読み取る
画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、光源から射出されて写真フィルムに記録されている
フィルム画像を透過した光を電荷蓄積型光センサ（例え
ばＣＣＤ）によって各画素毎に測光（光電変換）し、増
幅回路を含んで構成される電子回路によってＣＣＤから
出力される測光信号を増幅し、増幅された測光信号をＡ
／Ｄ変換器によってデジタルデータに変換することでフ
ィルム画像を読み取る（フィルム画像の各画素毎の濃度
値を表す画像データを得る）構成の透過型画像スキャナ
が知られている。

【０００３】この種の透過型画像スキャナは、写真フィ
ルムがセットされていない状態で入射された光によって
得られる測光値が、測光値の最大値に略一致しかつ値の
飽和が生じないように、光源の光量を調整（カラーの場
合には各成分色毎に光量を調整）し、ＣＣＤから出力さ
れる測光信号を増幅する増幅回路の増幅率を調整し、か
つＣＣＤの電荷蓄積時間を調整（カラーの場合は各成分
色毎に調整する場合もある）した後にフィルム画像の読
み取りを行う（第１の読取方式）ことが一般的である。

【０００４】上記の第１の読取方式において、増幅回路
から出力されるアナログの測光信号のダイナミックレン
ジＤＲは、測光信号の黒レベルをＶ_drk 、最大レベルを
Ｖ_{sa t} とすると、 ＤＲ＝Ｖ_sat ／Ｖ_drk となる。フィルム画像をより広いダイナミックレンジで
読み取るには黒レベルＶ _drk を小さくし、最大レベルＶ
_sat を大きくすればよいが、特に黒レベルＶ_drkは、
（１）ＣＣＤから出力される暗電流、（２）ＣＣＤから
出力されるノイズ、（３）増幅回路のドリフト、（４）
増幅回路から出力されるノイズ、に依存するので、上記
の（１）〜（４）が写真フィルムの読み取りの広ダイナ
ミックレンジ化を阻害する要因となっていた。上記の
（１）〜（４）の要因のうち（１）と（３）に関して
は、暗電流補正（光学的黒を読み取ったときの測光信号
の理想的なレベル（通常は０）と実際のレベルとの差分
だけ測光信号のレベルを補正する）によって実質的に除
去することができる。

【０００５】暗電流補正を行った場合、黒レベルＶ_drk
はＣＣＤ及び増幅回路のノイズレベルＶ_noi に置き換え
られるので、測光信号のダイナミックレンジＤＲは、 ＤＲ＝Ｖ_sat ／Ｖ_noi となる。従って、上記構成のスキャナで読み取りのダイ
ナミックレンジを広くするためには、暗電流補正を行う
ことに加えて、（２）ＣＣＤから出力されるノイズ及び
（４）増幅回路から出力されるノイズを小さくする必要
があり、ＣＣＤとして低ノイズの高性能なＣＣＤを用い
る必要があると共に、増幅回路も低ノイズに設計する必
要があるので、コストが嵩むという問題がある。

【０００６】また、ＣＣＤ及び増幅回路を含むスキャナ
のアナログ部を広ダイナミックレンジに設計した場合、
測光信号をデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換
器としても、入力信号のレベルを多数ビットのデータに
分解・変換するＡ／Ｄ変換器を用いる必要がある。例え
ばアナログ部から出力される測光信号のダイナミックレ
ンジが５０００であるとすると、この測光信号のダイナ
ミックレンジを損なわないためには最低１２ビットの分
解能を有するＡ／Ｄ変換器が必要である（１３ビット以
上の分解能を有するＡ／Ｄ変換器を用いることが望まし
いが、１３ビットの分解能を有するＡ／Ｄ変換器は一般
的ではなく、実際には１４ビットの分解能を有するクラ
スのＡ／Ｄ変換器を選択することになる）。

【０００７】しかし、Ａ／Ｄ変換器は分解能が多数ビッ
トになるに従って高コストとなる。特に画像スキャナ等
のように多数画素から成る画像データを扱う場合には、
アナログ−デジタル変換の速度も高速であることが要求
されるので、Ａ／Ｄ変換器は非常に高価なものになる。
従って、コストの制約の下で最大限の広ダイナミックレ
ンジが得られるようにアナログ部及びＡ／Ｄ変換器の仕
様を決定しているのが現状であり、その性能（測光のダ
イナミックレンジ、アナログ−デジタル変換の速度に依
存する画像読取速度）は必ずしも満足できるものではな
かった。

【０００８】また、カラーネガフィルムのようにフィル
ムベースがオレンジ色の写真フィルムに記録されている
フィルム画像を読み取る画像スキャナにおいては、フィ
ルム画像中の最低濃度がオレンジ色のフィルムベースの
濃度以上（画像中の素抜け部の濃度がフィルムベースの
濃度に一致する）であるので、素抜け部を読み取ったと
きに測光値が最大値に略一致しかつ飽和が生じないよう
に光源の光量、増幅回路の増幅率及びＣＣＤの電荷蓄積
時間を調整した後にフィルム画像の読み取りを行ってい
る（第２の読取方式）。

【０００９】この第２の読取方式では、読取対象の写真
フィルムを、フィルムベースが着色されている写真フィ
ルムに限定しており、写真フィルムがセットされていな
い状態を基準として調整する第１の読取方式と比較し
て、写真フィルムがセットされていないときには測光値
が完全に飽和することになるものの、フィルム画像に対
してはフィルムベースの濃度分だけ読み取りのダイナミ
ックレンジを広げることができる（最大で数倍程度、但
しフィルムベースの光透過率は各成分色毎に異なってい
るので、ダイナミックレンジの広さも各成分色毎に異な
る）。

【００１０】しかし、第２の読取方式は、第１の読取方
式が写真フィルムがセットされていない状態での測光値
が最大値に略一致しかつ飽和が生じないように調整して
いるのに対し、素抜け部を読み取ったときの測光値が最
大値に略一致しかつ飽和が生じないように調整している
点が相違しているのみであり、読み取りのダイナミック
レンジを広げようとすると、第１の読取方式と同様に、
低ノイズの高性能ＣＣＤ、低ノイズの増幅回路、多数ビ
ットの分解能を有しデータ変換速度の高いＡ／Ｄ変換器
を用いる必要があり、コストに比して読み取りのダイナ
ミックレンジ等の性能が十分ではなかった。

【００１１】また、写真フィルムとしてのネガフィルム
に記録されているネガ画像を読み取る機能と、リバーサ
ルフィルムに記録されているポジ画像を読み取る機能
と、を兼ね備えた画像スキャナ（ネガ／ポジ兼用画像ス
キャナ）においては、読取対象のフィルム画像が記録さ
れている写真フィルムがネガフィルムかリバーサルフィ
ルムかをセンサ等によって検出し（マニュアルで選択し
てもよい）、読取対象の写真フィルムを広ダイナミック
レンジで読み取れるように、測光条件（光源の光量、増
幅回路の増幅率、及びＣＣＤの電荷蓄積時間の何れか１
つ）を調整（カラーの場合には各成分色毎に調整）した
後にフィルム画像の読み取りを行う（第３の読取方式）
ことも知られている。

【００１２】第３の読取方式は、ネガフィルム及びリバ
ーサルフィルムの双方に対し、読み取りのダイナミック
レンジを各々最適化するものであるが、リバーサルフィ
ルムに記録されたフィルム画像を読み取るときのダイナ
ミックレンジは第１の読取方式に等しく、ネガフィルム
に記録されたフィルム画像を読み取るときのダイナミッ
クレンジは第２の読取方式に等しい。従って、第１の読
取方式及び第２の読取方式と同様に、コストに比して性
能が十分ではなかった。

【００１３】また、写真プリンタがフィルム画像を印画
紙等の感光材料に露光する際に用いる露光条件を求める
ことを目的として、カラーネガフィルムに記録されてい
るネガ画像を複数画素（例えば１０００画素）に分割す
ると共に各画素を各成分色に分解して測光することによ
り、ネガ画像を高精度に読み取る高精度ネガスキャナも
知られている。この種の高精度ネガスキャナは、確実に
飽和が生じない測光条件で各ネガ画像を予め測光（所謂
プレ測光）してネガ画像中の最低濃度画素の濃度を検出
し、本測光時の各ネガ画像に対するＣＣＤの電荷蓄積時
間を、最低濃度画素からの光によって出力が飽和しない
最長の時間に各々調整（カラーの場合には各成分色毎に
調整）することで最大のダイナミックレンジを確保して
いる（第４の読取方式）。

【００１４】第４の読取方式では、例えば露光オーバの
高濃度ネガ画像に対しては、最低濃度画素の濃度が比較
的高いことが多いので、本測光時の電荷蓄積時間が長く
なるように調整され、露光アンダの低濃度ネガ画像に対
しては、最低濃度画素の濃度が比較的低い（フィルムベ
ース濃度に一致又は近い濃度）ことが多いので、本測光
時の電荷蓄積時間も短くなるように調整される。

【００１５】ネガフィルムは露光量の変化に対する濃度
の変化の傾きが小さい（γ≪１）ので、ネガ画像の階調
は軟調であり、ネガ画像のコントラストは低い。また、
上述した高精度ネガスキャナは測光点の密度（画素密
度）が比較的粗いＣＣＤを用いているので、ネガ画像の
各画素からＣＣＤに入射される光の光量比（コントラス
ト）は更に低くなる。従って、第４の読取方式のように
最低濃度画素の濃度に応じて電荷蓄積時間を調整するこ
とにより、各種露光状態のネガ画像（オーバ露光ネガ画
像／ノーマル露光ネガ画像／アンダ露光ネガ画像）を各
々広ダイナミックレンジで読み取ることができる。

【００１６】しかしながら、第４の読取方式では、逆光
のシーンを撮影したネガ画像、ストロボを用いて撮影し
たネガ画像、画像中に光源が含まれているネガ画像等の
ように、コントラストの高いネガ画像を広ダイナミック
レンジで読み取ることは困難である。また、露光量の変
化に対する濃度の変化の傾きが大きい（γ≒１）リバー
サルフィルムに記録されている画像を読み取ったり、フ
ィルム画像を多数画素（例えば数十万画素）に分割して
高精細に読み取る場合にも、フィルム画像の各画素から
ＣＣＤに入射される光の光量比（コントラスト）が非常
に高くなるので、読み取りのダイナミックレンジは十分
ではない。更に、ネガ画像中の主要部（例えば人物の顔
等に相当する領域）を抽出し主要部の濃度や色味に応じ
て露光条件を決定する露光制御方式を利用する場合に
も、ネガ画像を高精細に読み取ることが要求されるの
で、ネガ画像のコントラストの高低に拘らず上記と同様
の問題が生ずる。

【００１７】また、高精度ネガスキャナにおける別の読
取方式として、増幅率を変更可能な増幅回路、又は互い
に増幅率の異なる複数の増幅回路を用い、プレ測光後に
電荷蓄積時間を調整する代わりに、増幅回路の増幅率を
最適値に調整するか、又は最適な増幅率の増幅回路を選
択的に用いることで測光条件を調整する方式（第５の読
取方式）、或いは、ＣＣＤの電荷蓄積時間や増幅回路の
増幅率に代えて、光源とＣＣＤとの間の光路中の任意の
箇所に配置されたフィルタによって、ＣＣＤに入射され
る光量を直接調整する方式（第６の読取方式）も知られ
ている。

【００１８】しかし、第５の読取方式及び第６の読取方
式は、電荷蓄積時間の代わりに増幅率又は光量を変化さ
せている点以外は第４の読取方式と同じであり、第４の
読取方式と同様の欠点を有している。

【００１９】更に、増幅率が互いに異なる複数の増幅回
路をＣＣＤに対して並列に接続し、各画素毎に最適な増
幅率の増幅回路を選択し、選択した増幅回路から出力さ
れた信号を有効信号としてＡ／Ｄ変換器に入力し、画像
データを得ると共に、該画像データが表す各画素の濃度
値を、各画素毎に選択した増幅回路の増幅率に基づいて
換算することにより、広ダイナミックレンジで測光して
得られたに等しい画像データを得る方式（第７の読取方
式）も知られている。

【００２０】この第７の読取方式は、第１の読取方式と
同様に、読み取りのダイナミックレンジがノイズレベル
Ｖ_noi に依存するが、このノイズレベルＶ_noi は、ＣＣ
Ｄから出力されるノイズに増幅回路の入力換算ノイズを
加えたノイズレベルに、増幅回路の増幅率を乗じた結果
に相当する。このため、複数の増幅回路の入力換算ノイ
ズのレベルが各々等しいとすると、選択した増幅回路の
増幅率が高くなるに従って（例えば高濃度画素の測光時
に選択される）ノイズレベルＶ_noi が増大し、読み取り
のダイナミックレンジが低下することになるので、これ
を防止するために低ノイズの増幅回路を用いる必要があ
り、この増幅回路を複数個設けることでコストが嵩むと
いう問題があった。

【００２１】また、低ノイズの増幅回路を用いた場合、
増幅回路の性能を損なうことのないように低ノイズのＣ
ＣＤを用いる必要があるが、低ノイズ化と、多数のＣＣ
Ｄセルからの蓄積電荷の転送の高速化と、を両立するこ
とは困難であり、蓄積電荷の転送レートを低くしたり、
画素数（ＣＣＤセル数）を減らして低ノイズ化を図って
いるのが実情であった。

【００２２】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、広ダイナミックレンジで画像を読み取ることがで
き、かつ低コストの画像読取装置を得ることが目的であ
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明に係る画像読取装置は、耐ブルー
ミング特性を有し、複数のセルの各々で入射光に応じた
電荷を各々蓄積する電荷蓄積型光センサを備え、該電荷
蓄積型光センサの各セルに蓄積された電荷量を表す測光
データを出力する測光手段と、前記電荷蓄積型光センサ
の複数のセルの各々に読取対象画像の各画素からの光を
入射させる光学系と、単一の読取対象画像からの光によ
り、互いに異なる電荷蓄積時間で前記電荷蓄積型光セン
サの各セルに複数回電荷を蓄積させる蓄積制御手段と、
前記電荷蓄積型光センサの各セルで蓄積電荷の飽和が生
じなかったか否かに応じて、前記測光手段から出力され
た測光データが有効か否かを各セルに対応するデータ毎
に判断する判断手段と、前記電荷蓄積型光センサにおけ
る電荷蓄積時間に基づき、前記測光手段から出力された
測光データを、読取対象画像の各画素の階調値を表す画
像データに変換する変換手段と、前記測光手段から複数
回出力される測光データのうち、各画素毎に、前記判断
手段によって有効と判断されかつ最も長い電荷蓄積時間
で蓄積された電荷量に応じて前記測光手段から出力され
たデータに対応する前記画像データを選択する選択手段
と、を含んで構成している。

【００２４】請求項１の発明では、複数のセルの各々で
入射光に応じた電荷を各々蓄積する電荷蓄積型光の前記
複数のセルの各々に、光学系により、読取対象の画像の
各画素からの光が入射される。ここで、読取対象画像の
各画素から電荷蓄積型光センサの各セルに入射される光
の光量は読取対象画像の各画素の階調値（濃度値や輝度
値等）に依存するが、読取対象画像の各画素の階調値は
一定ではない（特殊な画像を除く）ので、電荷の蓄積を
開始してから蓄積電荷量の飽和が生ずるまでの時間につ
いても各セルで一定ではない。また、電荷蓄積型光セン
サから出力される信号（或いは電荷蓄積型光センサの後
段に増幅回路等が存在している場合はこれらの回路も含
めたアナログ部から出力される信号）のダイナミックレ
ンジを考慮すると、各セルに蓄積される電荷量は飽和が
生じない範囲でなるべく大きいことが望ましい。

【００２５】このため、蓄積制御手段は、単一の読取対
象画像からの光により、互いに異なる電荷蓄積時間で電
荷蓄積型光センサの各セルに複数回電荷を蓄積（測光）
させる。これにより測光手段からは、互いに電荷蓄積時
間の異なる各回の電荷蓄積で電荷蓄積型光センサの各セ
ルに各々蓄積された電荷量を表す測光データが各々出力
される（測光データが複数回出力される）ことになる。

【００２６】前述のように、電荷の蓄積を開始してから
蓄積電荷量の飽和が生ずるまでの時間は各セルで一定で
はないので、上記のように互いに異なる電荷蓄積時間で
電荷の蓄積を複数回行ったとすると、電荷蓄積時間が比
較的長いときには一部のセルで蓄積電荷の飽和が生ずる
ことになるが、請求項１の発明では耐ブルーミング特性
を有する電荷蓄積型光センサを用いているので、蓄積電
荷の飽和が生じたセルから溢れ出た電荷が悪影響を及ぼ
すことはない。なお、耐ブルーミング特性を有する電荷
蓄積型光センサとしては、例えば請求項５に記載したよ
うに、オーバフロードレイン構造の電荷蓄積型光センサ
等が挙げられる。

【００２７】また、判断手段では、電荷蓄積型光センサ
の各セルで蓄積電荷の飽和が生じなかったか否かに応じ
て、測光手段から出力された測光データが有効か否かを
各セルに対応するデータ毎に判断する。これにより、蓄
積電荷の飽和が生じなかったセルに蓄積されている電荷
量に応じて測光手段から出力されたデータのみが有効な
データと判断され、蓄積電荷の飽和が生じたセルに蓄積
されている電荷量に応じて測光手段から出力されるデー
タを有効なデータとして採用することを防止することが
できる。

【００２８】また、変換手段では、電荷蓄積型光センサ
における電荷蓄積時間に基づき、測光手段から出力され
た測光データを、読取対象画像の各画素の階調値を表す
画像データに変換する。測光データを画像データに変換
するには、まず、測光データが表す蓄積電荷量を、所定
の電荷蓄積時間で各セルに電荷を蓄積したときの蓄積電
荷量に換算する必要があるが、この換算は、電荷蓄積時
間の長さに応じた乗数を乗じたり、請求項３に記載した
ように電荷蓄積時間の長さに応じたシフト量だけビット
シフトさせる等の非常に簡単な演算によって実現でき、
乗算における乗数が１よりも非常に大きい、或いはビッ
トシフトにおけるシフト量が多い等の場合（これを、例
えばアナログ信号を増幅して行おうとすると高増幅率で
増幅する必要があり、ノイズレベルが高くなる）であっ
ても、画像データそのものにノイズが重畳されることは
ない。なお、画像データに変換する処理としては、上記
の換算の他に、対数変換、読取対象画像がネガ画像であ
る場合のネガ−ポジ変換等が挙げられる。

【００２９】そして選択手段では、測光手段から複数回
出力される測光データのうち、各画素毎に、判断手段に
よって有効と判断されかつ最も長い電荷蓄積時間で蓄積
された電荷量に応じて測光手段から出力されたデータに
対応する画像データを選択する。これにより、各画素の
階調値を、対応するセルで蓄積電荷の飽和が生じていな
い範囲内で蓄積電荷量が最大となったときの蓄積電荷量
から各々求めた画像データが出力されることになるの
で、読取対象画像のコントラストが高い場合であって
も、広ダイナミックレンジで前記読取対象画像を読み取
った結果に相当する画像データを得ることができる。

【００３０】また請求項１の発明では、互いに異なる電
荷蓄積時間で複数回測光することにより広ダイナミック
レンジで画像を読み取った結果に相当する画像データを
得ており、読み取りのダイナミックレンジが、電荷蓄積
型光センサ（該電荷蓄積型光センサの後段に増幅回路等
のアナログ回路を設ける場合にはこれらの回路を含め
て）のノイズレベルの高低に依存する度合いが小さいの
で、必要以上に高コストで低ノイズの電荷蓄積型光セン
サ（やアナログ回路）を用いる必要はなく、複数回測光
する際の各回における電荷蓄積時間に対応して複数個の
増幅回路を設ける必要もない。従って、本発明に係る画
像読取装置を低コストに構成することができる。

【００３１】なお、変換手段は、判断手段で有効と判断
された測光データのみを画像データに変換し、出力手段
に出力するようにしてもよい。また、判断手段は、変換
手段から出力される画像データのうち、有効と判断した
測光データに対応する画像データのみを選択的に出力手
段に出力するようにしてもよい。

【００３２】ところで、選択手段による、判断手段によ
って有効と判断されかつ最も長い電荷蓄積時間で蓄積さ
れた電荷量に応じて測光手段から出力されたデータに対
応する画像データの選択は、例えば変換手段から出力さ
れた画像データを電荷蓄積時間（及び判断手段による判
断結果）と対応させて全て記憶した後に、判断手段によ
って有効と判断されかつ最も長い電荷蓄積時間で蓄積さ
れた電荷量に応じて測光手段から出力されたデータに対
応する画像データを各画素毎に判断して選択することに
よっても実現できるが、上記では処理が煩雑であると共
に、変換手段から出力された画像データを記憶するため
に、大容量の記憶手段を設ける必要がある。

【００３３】このため請求項２記載の発明は、請求項１
の発明において、画像データを記憶するための記憶手段
を更に備え、前記蓄積制御手段は、前記電荷蓄積型光セ
ンサの各セルに複数回電荷を蓄積させる際の各回におけ
る電荷蓄積時間が段階的に長くなるように制御し、前記
出力手段は、前記判断手段によって有効と判断された測
光データに対応する画像データのみを、各画素の画像デ
ータ毎に前記記憶手段の一定の記憶領域に記憶させるこ
とを繰り返すことにより、前記画像データの選択を行う
ことを特徴としている。

【００３４】請求項２の発明では、蓄積制御手段は、電
荷蓄積型光センサの各セルに複数回電荷を蓄積させる際
の各回における電荷蓄積時間が段階的に長くなるように
制御する。これにより、各回の電荷蓄積で各セルに蓄積
される電荷量は段階的に増加し（読み取りのダイナミッ
クレンジが段階的に広くされ）、いずれ蓄積電荷量の飽
和が生ずることになる。

【００３５】また、選択手段は、判断手段によって有効
と判断された測光データに対応する画像データのみを、
各画素の画像データ毎に記憶手段の一定の記憶領域に記
憶させる。従って、各画素の画像データは、対応するセ
ルで蓄積電荷の飽和が生じていない間は記憶手段の一定
の記憶領域に毎回記憶され、前記一定の記憶領域に同一
画素の画像データが記憶されていた場合には、該同一画
素の画像データは新しい画像データに上書きされる。そ
して、対応するセルで蓄積電荷の飽和が生じた以降は、
前記一定の記憶領域への画像データの記憶（上書き）が
行われないので、各画素に対応する領域には、判断手段
によって有効と判断されかつ最も長い電荷蓄積時間で蓄
積された電荷量に応じて測光手段から出力されたデータ
に対応する画像データが記憶されることになる。従って
請求項２の発明によれば、最適な画像データを得るため
に画像データを選択する処理が非常に簡単になると共
に、記憶手段の記憶容量が少なくて済む。

【００３６】なお、請求項３に記載したように、変換手
段が、測光手段から出力された測光データに対し、電荷
蓄積型光センサにおける電荷蓄積時間の長さに応じたシ
フト量だけビットシフトさせる処理を行う場合、ビット
シフト後の測光データが表す値は、元の測光データが表
す値に対し、左方向シフトの場合は２ⁿ 倍、右方向シフ
トの場合は２ⁿ 分の１倍（但しｎは自然数でビットシフ
ト量）となる。

【００３７】電荷蓄積型光センサの各セルに蓄積される
電荷量が電荷蓄積時間に正比例する場合には、蓄積制御
手段が複数回の電荷蓄積の各回における電荷蓄積時間を
２ⁿ倍又は２ⁿ 分の１倍ずつ変化させれば、測光データ
をビットシフトさせることで所定の電荷蓄積時間で各セ
ルに電荷を蓄積したときの蓄積電荷量を表すデータに換
算することができるが、電荷蓄積型光センサの各セルに
蓄積される電荷が電荷蓄積時間に正比例しない場合に
は、上記のように電荷蓄積時間を変化させたとしても、
測光データのビットシフトでは、所定の電荷蓄積時間で
各セルに電荷を蓄積したときの正確な蓄積電荷量を求め
ることはできない。

【００３８】このため請求項４記載の発明は、請求項３
の発明において、前記蓄積制御手段は、電荷蓄積型光セ
ンサにおける電荷蓄積時間と各セルに実際に蓄積される
電荷量との関係に基づき、電荷蓄積型光センサの各セル
に複数回電荷を蓄積させる際の各回における蓄積電荷量
が２ⁿ 倍又は２ⁿ 分の１倍（但しｎは自然数）で順に変
化するように、前記各回における電荷蓄積時間を制御す
ることを特徴としている。

【００３９】なお、請求項４の発明において、電荷蓄積
型光センサにおける電荷蓄積時間と各セルに実際に蓄積
される電荷量との関係は、実験等によって求めることが
できる。上記により、電荷蓄積型光センサの各セルに蓄
積される電荷が電荷蓄積時間に正比例しない場合であっ
ても、変換手段が、電荷蓄積時間の長さに応じたシフト
量だけ測光データをビットシフトさせることで、所定の
電荷蓄積時間で各セルに電荷を蓄積したときの蓄積電荷
量を正確に表すデータを得ることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下で本発明に
支障のない数値を用いて説明するが、本発明は以下に記
載した数値に限定されるものではない。

【００４１】図１には、本発明に係る画像読取装置とし
て、ネガフィルム等の写真フィルム１２に記録されてい
るフィルム画像を読み取る画像スキャナ１０が示されて
いる。画像スキャナ１０は写真フィルム１２を搬送する
ネガキャリア１４を備えている。ネガキャリア１４は、
写真フィルム１２に記録されている読取対象のフィルム
画像を測光位置に位置決めする。なお、画像スキャナ１
０に、フィルム画像を光学的にトリミングして測光する
機能を設ける場合には、ネガキャリア１４に、写真フィ
ルム１２を写真フィルム１２の長手方向及び幅方向に沿
って２次元的に移動する機構を設けることが好ましい。

【００４２】ネガキャリア１４の下方側（フィルム画像
の測光位置の直下）には、白色光を射出するハロゲンラ
ンプから成る光源１６が配置されており、光源１６の周
囲には、光源１６から射出された光をフィルム画像側に
反射する反射ミラー１８が設けられている。本実施形態
では光源１６を直流電力によって点灯している。

【００４３】但し、ＣＣＤセンサ（後述）等の電荷蓄積
型の光センサは、電荷蓄積期間中に入射された光の光量
の積分値に比例する電荷量の電荷が蓄積されるため、交
流電力によって光源１６を点灯させることで光源１６か
ら射出される光の光量が変動する（所謂光量のリップ
ル）場合であっても、ＣＣＤセンサの電荷蓄積時間を光
源１６の点灯周波数（リップルの周期）に比して十分に
長くすれば、光量のリップルによる影響を軽減すること
ができる。

【００４４】従って、画像読取速度の高速化を考慮する
と、光源１６を交流電力によって点灯させる場合には、
その周波数を高周波とすることが好ましい。また、商用
電源等の低周波数の交流電力で光源１６を点灯させる場
合であっても、電荷蓄積タイミングを交流電力の周波数
に同期させれば、光量のリップルによる影響を軽減する
ことができる。

【００４５】また、本実施形態で光源１６として用いて
いるハロゲンランプ等は、紫外域から赤外域に亘る波長
の光を射出するので、光源１６の光射出側には、画像の
読み取りに不要な波長域の光をカットするフィルタ２０
（例えばＵＶカットフィルタや赤外カットフィルタ）が
設けられている。このフィルタ２０は、少なくとも光源
１６とＣＣＤセンサとの間に設ければよいが、特に赤外
カットフィルタは写真フィルム１２の温度上昇を防止す
るために、図１に示すように、光源１６と写真フィルム
１２との間に配置することが好ましい。また、反射ミラ
ー１８も赤外光を透過するようにコールドミラー化され
ており、これにより写真フィルム１２に照射される赤外
光の光量を更に抑制している。

【００４６】なお、必要に応じて、可視光に対応する波
長域内のうち特定の成分色に相当する波長域の光の光量
を調整して各成分色のバランスを調節する色バランスフ
ィルタを設けてもよい。特に、ネガフィルムはフィルム
ベースがオレンジ色であるのに対し、リバーサルフィル
ムはフィルムベースが透明であるので、フィルムベース
の各成分色毎の濃度は双方のフィルムで大きく異なって
いる。

【００４７】このため、画像スキャナ１０を、ネガ／ポ
ジ兼用の画像スキャナとする場合、ネガ画像を読み取る
ときとポジ画像を読み取るときとでＣＣＤセンサに入射
される光の各成分色毎の色バランスが異なることになる
が、この入射光の色バランスの相違は、例えば増幅器に
おける増幅率を各成分色毎に異ならせたとしても吸収し
きれない場合もある。

【００４８】このような場合にも、色バランスフィルタ
及び光源から射出された光の光路に対して該フィルタを
進退移動させる移動機構を設け、フィルム種検出センサ
による検出結果や操作パネル等の入力手段を介して入力
されたフィルム種に応じて色バランスフィルタを移動さ
せるようにすれば、フィルムベースの各成分色毎の濃度
に拘らず、フィルムベースを透過した各成分色光の光量
を一定とすることができる。

【００４９】フィルタ２０の光射出側には拡散ボックス
２２が配置されている。拡散ボックス２２の内部には白
色拡散板（図示省略）が設けられている。この白色拡散
板により、拡散ボックス２２への入射光量に対する拡散
ボックス２２からの出射光量の比（効率）は若干低下す
るものの、光源１６から入射された光が拡散光とされて
拡散ボックス２２から射出される。従って、写真フィル
ム１２に照射する光の光量むらが低減され、フィルム画
像の全面に均一な光量の光が照射されると共に、フィル
ム画像に傷が付いていたとしても、この傷が目立ちにく
くなる。

【００５０】ネガキャリア１４を挟んで拡散ボックス２
２の反対側には、本発明の光学系としてのレンズ部２４
が配置されている。レンズ部２４は結像レンズを含んで
構成されており、読取対象のフィルム画像を透過した光
をＣＣＤセンサの受光面上に結像させる。なお、画像ス
キャナ１０に、フィルム画像を光学的にトリミングして
測光する機能を設ける場合には、レンズ部２４の結像レ
ンズをズームレンズで構成すると共に、該ズームレンズ
によるズーム倍率を変更駆動する機構を設ければよい。
また、レンズ部２４は絞り機構を内蔵しているが、この
絞り機構による絞り量を変更する駆動機構を設け、スキ
ャナコントローラ４２（後述）が前記駆動機構の動作を
制御可能に構成すれば、ＣＣＤセンサに入射される光量
を制御することも可能である。

【００５１】エリアＣＣＤセンサによってカラー画像を
測光する際の測光方式には、三板ＣＣＤセンサ方式、三
色順次切り替え方式、及び単板カラーＣＣＤ方式の３つ
の方式がある。本実施形態に係る画像スキャナ１０は、
測光方式として、入射光からＲ、Ｇ、Ｂの各成分色光を
分離して３個のモノクロのＣＣＤセンサに各々入射し、
各ＣＣＤセンサをＲ光センサ、Ｇ光センサ、Ｂ光センサ
として用いてカラー画像を測光する、三板ＣＣＤセンサ
方式を採用している。

【００５２】すなわち、レンズ部２４の光射出側には、
入射された光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分色光に分離する分光
プリズム２６が配置されており、分光プリズム２６から
射出された各成分色光の光路上には、本発明の電荷蓄積
型光センサとしてのモノクロのエリアＣＣＤセンサ（Ｃ
ＣＤセルがマトクリス状に配列されたＣＣＤセンサ）２
８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂが各々配置されており、各々Ｒ
光、Ｇ光、Ｂ光が入射される。詳細は後述するが、エリ
アＣＣＤセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂは各々別個の信
号処理回路に接続されており、フィルム画像を透過した
光をＲ、Ｇ、Ｂの各成分色同時に測光できるようになっ
ている。

【００５３】本実施形態に係る画像スキャナ１０は、読
取対象画像が写真フィルム１２に記録されているフィル
ム画像であり、フィルム画像を読み取ることによって得
られた画像データは、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ毎のデータが
画像メモリ４４（後述）のアドレスに１：１で割付けら
れる（記憶される）。このため、エリアＣＣＤセンサ２
８の各ＣＣＤセルには、フィルム画像上の正方形の領域
を透過した光が入射されるように（すなわちフィルム画
像上での各画素の形状が正方形となるように）構成され
ている。

【００５４】また、エリアＣＣＤセンサ２８は、ＣＣＤ
セルの飽和領域を越えた過大な光量の光が入射されてＣ
ＣＤセルに過剰電荷が発生した場合に該過剰電荷を基板
側に排出する構造、所謂オーバフロードレイン構造を有
しており、過剰電荷がフォトダイオードを介して溢れ出
すことにより、過剰電荷が周辺の信号電荷（隣接するＣ
ＣＤセルに蓄積されている電荷や、転送されている電
荷）に偽信号として重畳するブルーミングを抑制する、
耐ブルーミング特性を有している。なお、耐ブルーミン
グ特性を有するＣＣＤは、ビデオカメラ用のＣＣＤとし
て一般的に用いられている。

【００５５】本実施形態に係る画像スキャナ１０に用い
るＣＣＤセンサとしては、ブルーミングマージンが１０
０倍（標準光量の１００倍の光量の光が入射されてもブ
ルーミングが発生しない）程度あれば十分であり、エリ
アＣＣＤセンサ２８としてもブルーミングマージンが１
００倍程度のＣＣＤセンサを用いている。

【００５６】また、エリアＣＣＤセンサ２８は、上記の
オーバフロードレイン構造を利用して電子シャッタのタ
イミングを決定する構成、すなわち、オーバフロードレ
イン電圧に電子シャッタパルスを重畳し、ＣＣＤセルに
蓄積されている電荷をあるタイミングで強制的に基板上
に排出し、その後に蓄積された電荷を信号電荷として転
送・出力する構成とされている。これにより、電子シャ
ッタタイミングをＲ、Ｇ、Ｂで独立に制御し、Ｒ、Ｇ、
Ｂの各成分色毎の電荷蓄積時間を最適な長さにすること
が可能とされている。

【００５７】また、本実施形態では、ブルーミングが発
生しない範囲でＣＣＤセルの飽和領域以上の光量の光を
エリアＣＣＤセンサ２８に入射させるので（詳細は後
述）、エリアＣＣＤセンサ２８として、信号電荷が垂直
転送路に留まる時間の短いＴＩＴ（フレームインターラ
イン転送型）構造のスミアの低いＣＣＤセンサを用いて
いる。

【００５８】更に、本実施形態ではエリアＣＣＤセンサ
２８の電荷蓄積時間を変化させることで、電荷蓄積時間
を比較的長時間にする場合があるので、低暗出力である
ことが好ましい。暗出力については、測光時に参照画素
として光学的黒の画素（特定のＣＣＤセルに光が入射さ
れないように光入射側を遮光することで実現できる）の
信号（暗出力）をサンプリングし、エリアＣＣＤセンサ
２８から出力される信号のレベルを暗出力のレベル分だ
け減ずることにより補正することができる。

【００５９】なお、エリアＣＣＤセンサ２８の画素数に
ついては、ネガ画像の露光制御用に用いられる千画素〜
数万画素程度のＣＣＤであってもよいし、高精細に画像
を読み取る際に用いられる数十万画素〜数百万画素程度
のＣＣＤであってもよく、特に限定されるものではな
い。

【００６０】図２に示すように、エリアＣＣＤセンサ２
８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂは、信号処理部３０Ｒ、３０Ｇ、
３０Ｂに各々接続されている。なお、図２では信号処理
部３０Ｒについてのみ内部構成を示しているが、信号処
理部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは互いに同一の構成であ
る。以下では、図２に示す信号処理部３０Ｒを参照しな
がら、信号処理部３０の構成を説明する。信号処理部３
０は、増幅器３２、Ａ／Ｄ変換器３４、デジタルレベル
シフタ３６、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３８、デ
ジタルレベルコンパレータ４０を備えている。

【００６１】エリアＣＣＤセンサ２８の出力端は、信号
処理部３０の増幅器３２の入力端に接続されている。エ
リアＣＣＤセンサ２８からは、転送クロック信号に同期
して、各ＣＣＤセルに蓄積された電荷量（すなわちフィ
ルム画像の各画素からの受光量）に相当する電圧レベル
のアナログの測光信号が出力される。増幅器３２は、エ
リアＣＣＤセンサ２８から出力された測光信号の電圧レ
ベルが、Ａ／Ｄ変換器３４への入力に最適なレベルに変
換されるように測光信号を増幅し、ＣＣＤ駆動クロック
信号のタイミングに追従してＡ／Ｄ変換器３４に出力す
る。増幅器３２の増幅率（レベル変換率）は、信号処理
部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ毎に（すなわちＲ、Ｇ、Ｂ毎
に）、エリアＣＣＤセンサ２８の飽和出力（蓄積電荷の
飽和が発生したときの測光信号の電圧レベル）がＡ／Ｄ
変換器３４に入力可能な信号の最大レベルになるように
調整されている。

【００６２】なお、測光信号の正確な電圧レベルをＡ／
Ｄ変換器３４に伝達するために、増幅器３２には、エリ
アＣＣＤセンサ２８の暗時出力補正や相関二重サンプリ
ング補正を行う補正回路が付加されている。また、ＣＣ
Ｄセンサによっては、高速な電荷転送を実現するために
単一の成分色の信号を複数の信号に分けて並列に出力す
るものがあるが、この場合には増幅器３２で、複数の信
号を単一の信号に合成する構成とすればよい。

【００６３】増幅器３２の出力端はＡ／Ｄ変換器３４の
入力端に接続されており、増幅器３２でレベル変換や各
種の補正が行われたアナログの信号はＡ／Ｄ変換器３４
に入力される。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器３４とし
て、１０２４の分解能を有する１０ビットのＡ／Ｄ変換
器を用いている。Ａ／Ｄ変換器３４は、ＣＣＤドライバ
４６（後述）から入力されるＣＣＤ駆動クロック信号に
同期したタイミングで、入力されたアナログ信号をサン
プリングし、サンプリングしたアナログ信号を、該アナ
ログ信号の電圧レベルを表すデジタルデータ（測光デー
タ）に変換して出力する。

【００６４】例えばサンプリングしたアナログ信号の電
圧レベルが所定の最小レベルに一致していた場合には、
測光データとして０（0 … 0000)_H （但し、( )_H は、
括弧内の数値が１６進数表示であることを表す）が出力
され、サンプリングしたアナログ信号の電圧レベルが所
定の最大レベルに一致していた場合には、測光データと
して１０２３（0 … 03FF)_H が出力される。

【００６５】なお、上述した増幅器３２及びＡ／Ｄ変換
器３４は、エリアＣＣＤセンサ２８と共に本発明の測光
手段に対応している。

【００６６】Ａ／Ｄ変換器３４の出力端はデジタルレベ
ルシフタ３６の入力端に接続されており、Ａ／Ｄ変換器
３４から出力された測光データはデジタルレベルシフタ
３６に入力される。本実施形態に係るデジタルレベルシ
フタ３６は、スキャナコントローラ４２（後述）に接続
されており、Ａ／Ｄ変換器３４から入力された１０ビッ
トの測光データのビットを、スキャナコントローラ４２
からの指示に応じたシフト量だけ左方向にシフトし（測
光データが表す値を左方向のビットシフトによって変更
し）、１６ビットのデジタルデータに変換する。

【００６７】以下に一例を説明する。デジタルレベルシ
フタ３６は、スキャナコントローラ４２からの指示に応
じてビットシフト量を０ビット（×１）、１ビット（×
２）、２ビット（×４）、３ビット（×８）、４ビット
（×１６）、５ビット（×３２）、６ビット（×６４）
に切り替え可能とされている。なお、測光データに対し
て上記のビットシフトを左方向に行うことは、測光デー
タが表す値に対し、括弧内の数値（２ⁿ ：ｎはシフト
量）を乗数として乗算することに相当する。

【００６８】デジタルレベルシフタ３６では、例えばシ
フト量として６ビットが指示された場合は、１０ビット
入力の第１０ビット（最上位ビット）を１６ビット出力
の第１６ビット（最上位ビット）に接続し、１０ビット
入力の第１ビット（最下位ビット）を１６ビット出力の
第７ビット（最下位から７番目のビット）に接続するこ
とにより左方向に６ビットシフトする。

【００６９】またシフトとして０ビットが指示された場
合は、１０ビット入力の第１０ビットを１６ビット出力
の第１０ビット（最下位から１０番目のビット）に接続
し、１０ビット入力の第１ビットを１６ビット出力の第
１ビット（最下位ビット）に接続し、シフト量を０ビッ
トとする。１０ビット入力に対して出力は１６ビットで
あるので、出力の６ビットは未接続の状態になるが、そ
れらの未接続の状態のビットからは０が出力されるよう
に構成されている。

【００７０】デジタルレベルシフタ３６から出力された
１０ビットのデジタルデータはＬＵＴ３８に入力され
る。本実施形態では、対数変換（光量−濃度変換）を行
うための変換データがＬＵＴ３８に設定されており、真
数値として入力された１６ビットのデータは、ＬＵＴ３
８により、入力データの対数値に相当する８ビットのデ
ータ（画像データ）に変換されて出力される。なおＬＵ
Ｔ３８は、内部に設定する変換データを変更すること
で、任意のデータ変換（例えば特殊な関数に応じた変換
等）を行うことが可能である。例えば、ネガフィルムに
記録されているネガ画像から得られた測光データに対
し、ＬＵＴに、ネガ−ポジ変換、ガンマ変換、ベース色
補正、対数変換を組み合わせた変換データを予め設定し
ておくことで、上記の変換・補正を単一のＬＵＴで同時
に行うことも可能である。なお、デジタルレベルシフタ
３６及びＬＵＴ３８は、本発明の変換手段に対応してい
る。

【００７１】また、Ａ／Ｄ変換器３４の出力端はデジタ
ルレベルコンパレータ４０の入力端にも接続されてお
り、デジタルレベルコンパレータ４０の出力端は画像メ
モリコントローラ４８の入力端に接続されている。デジ
タルレベルコンパレータ４０は本発明の判断手段に対応
している。デジタルレベルコンパレータ４０は、予め定
められた比較値（飽和レベルを表す値）とＡ／Ｄ変換器
３４から出力された測光データの値（エリアＣＣＤセン
サ２８に蓄積された電荷量に相当）を比較し、測光デー
タの値が比較値より大きいか否か（エリアＣＣＤセンサ
から出力された測光信号が飽和していたか否か）を判定
し、判定結果を画像メモリコントローラ４８に通知す
る。

【００７２】例えば、Ａ／Ｄ変換器３４の１０ビットの
出力に対して比較値を（0 … 03F0) _H に設定した場合、
測光データの値が（0 … 0300)_H の時は測光データ値
（0 …0300)_H ＜比較値（0 … 03F0)_H であるので、画
像メモリコントローラ４８に対して測光データは有効で
ある（エリアＣＣＤセンサ２８で蓄積電荷の飽和は生じ
なかった）ことを通知する。また、測光データの値が
（0 … 03F5)_H の時は測光データ値（0 … 03F5)_H ＞比
較値（0 … 03F0)_H であるので、画像メモリコントロー
ラ４８に対して測光データは無効である（エリアＣＣＤ
センサ２８で蓄積電荷の飽和が生じた）ことを通知す
る。なお、上記の比較値は、スキャナコントローラ４２
から自由に設定できることが好ましい。

【００７３】信号処理部３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの各々
のＬＵＴ３８は、画像メモリ４４に各々接続されてい
る。図２に示すように、画像メモリ４４は、各信号処理
部３０のＬＵＴ３８から入力される各々１フレーム分の
Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データ（Ｒの画像データは信号処理部
３０Ｒから、Ｇの画像データは信号処理部３０Ｇから、
Ｂの画像データは信号処理部３０Ｂから各々入力され
る）を記憶可能な記憶容量を有している。

【００７４】また、画像メモリ４４には画像メモリコン
トローラ４８が接続されている。画像メモリコントロー
ラ４８からは、信号処理部３０からの画像データの入力
と同期したタイミングで、入力された画像データの書込
みアドレスと、入力された画像データを書込むか書き込
まないかを指示する書込み制御信号と、が入力される。
画像メモリ４４は、書込み制御信号によって画像データ
の書込みが指示されている場合に、入力された画像デー
タを入力された書込みアドレスに書込む。このように、
画像メモリコントローラ４８及び画像メモリ４４は本発
明の選択手段に対応している（より詳しくは、画像メモ
リ４４は請求項２に記載の記憶手段に対応している）。

【００７５】そして一連の読取処理が終了すると、画像
メモリ４４に書き込まれている画像データは、スキャナ
コントローラ４２からの指示に応じて画像処理装置等の
外部装置（図示省略）へ転送される。

【００７６】なお、画像メモリ４４は、シェーディング
補正データが設定されたテーブルを記憶しており、画像
メモリ４４から外部装置への画像データの転送時に、転
送する画像データに対して画素毎にシェーディング補正
データを加えることにより、シェーディング補正を行
う。これにより、画像データは、フィルム画像の各部分
に照射される光のむらや、エリアＣＣＤセンサ２８の各
ＣＣＤセル毎の出力のばらつき等が目立たなくなるよう
に補正される。

【００７７】一方、エリアＣＣＤセンサ２８Ｒ、２８
Ｇ、２８ＢにはＣＣＤドライバ４６が接続されている。
ＣＣＤドライバ４６はスキャナコントローラ４２に接続
されており、スキャナコントローラ４２からＲ、Ｇ、Ｂ
毎の電荷蓄積時間が設定されると共に測光開始信号が入
力され、該電荷蓄積時間及び測光開始信号に基づいて、
エリアＣＣＤセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂの各々を駆
動する。なお、スキャナコントローラ４２及びＣＣＤド
ライバ４６は本発明の蓄積制御手段に対応している。

【００７８】三板ＣＣＤセンサ方式では、電荷蓄積時間
が最も長い色のセンサが測光時間の律速となり、測光完
了が同時になる様に残り２色のセンサの電子シャッタを
コントロールする。例として図３には、Ｂ光に対する電
荷蓄積時間が最も長く、エリアＣＣＤセンサ２８Ｂの電
荷蓄積時間が律速になっている場合を示す。スキャナコ
ントローラ４２は、ＣＣＤドライバ４６に対して予め定
めた電荷蓄積時間（本実施形態では電子シャッタトリガ
タイミング）を設定し、測光が開始されるように測光開
始信号を出力する。

【００７９】これにより、ＣＣＤドライバ４６は、まず
エリアＣＣＤセンサ２８Ｂの電子シャッタのトリガを起
動し、エリアＣＣＤセンサ２８Ｂの各ＣＣＤセルへのＢ
光による電荷蓄積を開始させる。次にＧ光の測光開始タ
イミングになると、エリアＣＣＤセンサ２８Ｇの電子シ
ャッタのトリガを起動する。これにより、エリアＣＣＤ
センサ２８Ｇの各ＣＣＤセルでは今迄蓄積された電荷が
排出され、新たにＧ光による電荷蓄積が開始される。次
に、Ｒ光の測光開始タイミングになると、上記と同様
に、エリアＣＣＤセンサ２８Ｒの各ＣＣＤセルへのＲ光
による電荷蓄積を開始させる。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂ同時
に電荷蓄積を完了すると電荷転送モードに移行し、転送
クロック信号に同期して電荷（測光信号）が順次出力さ
れるように各エリアＣＣＤセンサ２８を駆動する。そし
て、電荷の転送（測光信号の出力）が完了することで１
回の測光を完了する。

【００８０】上記の例でのＲ、Ｇ、Ｂの電荷蓄積タイミ
ング（電子シャッタタイミング）は単なる一例であり、
光源から射出される各成分色光の光量のバランスや、Ｃ
ＣＤセンサの各成分色光に対する感度等の要素によって
異なる。また、ネガ／ポジ兼用の画像スキャナでは、ネ
ガ画像を読み取るかポジ画像を読み取るかによってその
要素がかなり異なる。電荷蓄積時間は各成分色で略一定
であることが好ましいので、ネガ／ポジ兼用の画像スキ
ャナにおいては、スキャナコントローラが読取対象画像
がネガ画像かポジ画像かを検出し、検出結果に応じて光
源から射出される各成分色光の光量のバランスや各成分
色毎の電荷蓄積時間や増幅器の各成分色毎の増幅率等の
各種パラメータの調整をすることが好ましい。

【００８１】また、電子シャッタ機能を持たないエリア
ＣＣＤセンサにおいても、各々単独で電荷蓄積時間と転
送タイミングをコントロールすることで、上記と同様に
動作させることが可能である。

【００８２】スキャナコントローラ４２には、ネガキャ
リア１４等のフィルム駆動機構や光学系調整機構（レン
ズ部２４の倍率変更機構・光学フィルタ駆動機構・光量
調整機構）等から成るメカニカル機構５０が接続されて
いる。スキャナコントローラ４２は、一連の画像読取処
理（フィルム画像の位置決め、測光から画像データを画
像メモリ４４に格納する迄の処理）を行うために、メカ
ニカル機構５０を含む画像スキャナ１０全体の制御、例
えば、ネガキャリア１４によるフィルム搬送、フィルム
画像の位置決めの制御、光源１６の光量や光量バランス
等の制御、ＣＣＤドライバに対する電荷蓄積時間の指示
等の制御、デジタルレベルシフタ３６に対するシフト量
の指示等の制御、画像メモリコントローラ４８に対する
制御等を行う。

【００８３】画像メモリコントローラ４８は、スキャナ
コントローラ４２及び信号処理部３０Ｒ、３０Ｇ、３０
Ｂの各々のデジタルレベルコンパレータ４０に接続され
ている。スキャナコントローラ４２からは、信号処理部
３０Ｒ、３０Ｇ、３０ＢのＬＵＴ３８から画像メモリ４
４へ各画素毎の画像データが順次入力されるタイミング
を表すタイミング信号が画像メモリコントローラ４８に
入力される。画像メモリコントローラ４８では、画像メ
モリ４４に画素毎に順に入力される画像データに対応す
る書込みアドレスを順次発生させ、該クロック信号に同
期したタイミングで画像メモリ４４に出力する。

【００８４】また、画像メモリコントローラ４８は、デ
ジタルレベルコンパレータ４０から入力された信号（画
像データが有効か無効かを通知する信号）に応じて書込
み制御信号を生成し、画像メモリ４４へ出力する。すな
わち、デジタルレベルコンパレータ４０から、データが
「無効」と通知されているときは、書込み制御信号とし
て、画像メモリ４４に対して画像データの書き込みを禁
止する信号を出力し、データが「有効」と通知されてい
るときには、書込み制御信号として、画像メモリ４４に
対して画像データの書き込みを許可する信号を出力す
る。

【００８５】三板ＣＣＤセンサ方式の場合、転送タイミ
ングは各成分色で共通であり、各成分色の画像データを
同時に画像メモリ４４に書き込むことから、アドレス制
御信号は各成分色で共通である。書込み制御信号につい
ては、各成分色の画像データに対して各々独立に書込み
を制御している。

【００８６】次に本実施形態の作用として、フィルム画
像の読取処理について説明する。スキャナコントローラ
４２は、読取対象のフィルム画像が測光位置に位置決め
されるように、ネガキャリア１４によって写真フィルム
１２を搬送させる。また、フィルム画像を光学的にトリ
ミングして測光する場合には、必要に応じて、ネガキャ
リア１４により写真フィルム１２の長手方向及び幅方向
に沿って更に写真フィルム１２を移動させ、トリミング
位置を調整する。

【００８７】なお好ましくは、次にスキャナコントロー
ラ４２が、写真フィルム１２のフィルム種に応じて光学
系（変倍機構、絞り等の全体光量調整、光量バランス調
整）を駆動し最適に調整することが望ましい。これは、
例えば予め写真フィルム１２のフィルム種や変倍率等に
応じて調整されている調整用のパラメータを用いて光学
系の駆動を制御することで実現できる。本実施形態に係
る画像スキャナ１０は広ダイナミックレンジを確保でき
る方式（本発明に係る方式）によって画像の読み取りを
行うため、上記のようなフィルム種等に応じた光量や色
バランスの補正量を調整する機構を特に設けなくても十
分な性能が得られる。

【００８８】次に、スキャナコントローラ４２は光源１
６を点灯させる。これにより、測光位置に位置決めされ
ているフィルム画像には、光源１６から射出された光
が、フィルタ２０、拡散ボックス２２を通過して拡散光
として照射され、フィルム画像を透過した光はレンズ部
２４、分光プリズム２６を介してＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分
離され、エリアＣＣＤセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂの
受光面上に投影・結像される。

【００８９】スキャナコントローラ４２は、まず１回目
の測光を開始するために、デジタルレベルシフタ３６に
対してビットシフト量として６ビットを設定し、各エリ
アＣＣＤセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂの電荷蓄積時間
（電子シャッタタイミング）ｔ_1R、ｔ_1G、ｔ_1BをＣＣＤ
ドライバ４６にセットする。そして、画像メモリコント
ローラ４８に対しても書込み開始アドレス等のメモリ制
御パラメータをセットする。なお、この時に設定する電
荷蓄積時間ｔ_1R、ｔ_1G、ｔ_1Bは、例えば読取対象画像が
素抜け画像の場合にも、エリアＣＣＤセンサ２８及び増
幅器３２で信号の飽和が生じない範囲で、かつＡ／Ｄ変
換器３４に入力される信号の電圧レベルがなるべく大き
くなるように予め定められている。

【００９０】次にスキャナコントローラ４２は、ＣＣＤ
ドライバ４６に対して測光開始を指示する。これによ
り、ＣＣＤドライバ４６はエリアＣＣＤセンサ２８の駆
動を開始すると共に、スキャナコントローラ４２及び周
辺回路に対し、順次必要なタイミング信号を出力する。
また、各エリアＣＣＤセンサ２８は、各々に設定された
電子シャッタタイミングをトリガにして、各ＣＣＤセル
への入射光量に応じた有効な電荷の蓄積を開始する。そ
して、設定された電荷蓄積時間を経過すると、ＣＣＤド
ライバ４６から入力される転送クロック信号に同期して
各ＣＣＤセルの蓄積電荷量に応じた電圧レベルの測光信
号を順次出力する。そして各エリアＣＣＤセンサ２８か
ら出力された測光信号は、各々増幅器３２によって電圧
レベルが変換され、Ａ／Ｄ変換器３４に入力される。

【００９１】Ａ／Ｄ変換器３４では、ＣＣＤドライバ４
６から入力されたタイミング信号に同期したタイミング
で測光信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換することで、
画素毎に１０ビットのデジタルの測光データ列に変換す
る。この測光データ列は、デジタルレベルシフタ３６に
入力されるとともに、デジタルレベルコンパレータ４０
に入力される。

【００９２】デジタルレベルシフタ３６では、前述のよ
うにビットシフト量が６ビットに設定されているため、
１０ビット入力の第１０ビット（最上位ビット）は１６
ビット出力の第１６ビット（最上位ビット）に接続され
ている（同様にその他の各ビットも６ビットシフトされ
て接続されている）。従って、Ａ／Ｄ変換器３４から入
力された１０ビットの測光データ列は、６ビットだけビ
ットシフトされると共に下位の６ビットは０で埋められ
て１６ビットの測光データ列に変換され、ＬＵＴ３８に
出力される。

【００９３】一方、デジタルレベルコンパレータ４０
は、入力された測光データ列が表す値を、予め定められ
た比較値と比較し、１画素毎に無効か有効か（飽和状態
か未飽和状態か）を判断し、判断結果を画像メモリコン
トローラ４８へ出力する。但し、この１回目の測光で
は、飽和が確実に生じないように電荷蓄積時間が調整さ
れているので、飽和状態と判断されることはない。ま
た、ＬＵＴ３８に入力された１６ビットの測光データ列
（真数値）は、対数変換データが設定されたＬＵＴ３８
によって対数変換され、８ビットの画像データ列に圧縮
されて画像メモリ４４に出力される。

【００９４】画像メモリコントローラ４８は、スキャナ
コントローラ４２から入力されるタイミング信号に同期
して、画像メモリ４４に入力される画像データ列に対応
するアドレスと書込み制御信号を画像メモリ４４に出力
する。これにより、各成分色の画像データ列は、各画素
毎に同一のタイミングで順次画像メモリ４４に書き込ま
れる。

【００９５】なお、書込み制御信号はデジタルレベルコ
ンパレータ４０からの画素毎の飽和／未飽和を表す信号
に応じて書込みを禁止／許可する信号であるので、飽和
が発生した無効な画像データに対しては書き込みが禁止
される。但し、この１回目の測光では、信号の飽和が生
じないように電荷蓄積時間が調整されているので、全て
の画素のＲ、Ｇ、Ｂのデータが、有効データとして画像
メモリ４４に書き込まれる。上記により、１回目の測光
を終了する。

【００９６】次にスキャナコントローラ４２は、２回目
の測光を開始するために、デジタルレベルシフタ３６に
対し、ビットシフト量として５ビットを設定し、各エリ
アＣＣＤセンサ２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂの電荷蓄積時間
ｔ_2R、ｔ_2G、ｔ_2B（但し、ｔ _2R＝２×ｔ_1R、ｔ_2G＝２×
ｔ_1G、ｔ_2B＝２×ｔ_1B）をＣＣＤドライバ４６にセット
する。そして、画像メモリコントローラ４８に対して
は、今回の測光で入力される画像データが、前回迄に書
き込んだ画像データに上書きされるように、書き込み開
始アドレス等のメモリ制御パラメータをセットする。そ
して、ＣＣＤドライバ４６に対して測光開始を指示す
る。

【００９７】これにより、エリアＣＣＤセンサ２８Ｒ、
２８Ｇ、２８Ｂでは、１回目の測光時と同様に動作（但
し電荷蓄積時間は１回目の測光時の２倍の長さ）し、エ
リアＣＣＤセンサ２８から出力された測光信号は、１回
目と同様に増幅器３２でレベル変換され、Ａ／Ｄ変換器
３４で１０ビットの測光データ列に変換されて、デジタ
ルレベルシフタ３６及びデジタルレベルコンパレータ４
０に入力される。

【００９８】このとき、デジタルレベルシフタ３６はビ
ットシフト量が５ビットに設定されているため、１０ビ
ット入力の第１０ビット（最上位ビット）は１６ビット
出力の第１５ビット（最上位ビットから２番目のビッ
ト）に接続されている（同様に他の各ビットも５ビット
シフトされて接続されている）。従って、Ａ／Ｄ変換器
３４から入力された１０ビットの測光データ列は、５ビ
ットだけビットシフトされると共に未接続ビットが０で
埋められて１６ビットの測光データ列に変換され、ＬＵ
Ｔ３８に出力される。

【００９９】一方、デジタルレベルコンパレータ４０で
は、入力された測光データ列が表す値を比較値と比較
し、１画素毎に無効か有効か（飽和状態か未飽和状態
か）を判断し、判断結果を画像メモリコントローラ４８
へ出力する。このとき、測光データ列が表す値が比較値
よりも大きい画素（蓄積電荷の飽和が生じた画素）があ
った場合、エリアＣＣＤセンサ２８の前記画素に対応す
るＣＣＤセルでは、測光時に蓄積電荷の飽和が生じ過剰
電荷が溢れ出たことになるが、エリアＣＣＤセンサ２８
はオーバーフロードレイン構造であり、過剰電荷はエリ
アＣＣＤセンサ２８内部のベース基板に排出されるの
で、隣接するＣＣＤセルに蓄積されている電荷や周辺を
転送される電荷に偽信号として重畳されるブルーミング
が発生することはない。

【０１００】そして、デジタルレベルシフタ３６からＬ
ＵＴ３８に入力された画像データ列は、同様に対数変換
されて８ビットの画像データ列に圧縮され、画像メモリ
４４に入力される。画像メモリコントローラ４８は、ス
キャナコントローラ４２から入力されるタイミング信号
に同期して、画像メモリ４４に入力される画像データ列
に対応するアドレスと書込み制御信号を画像メモリ４４
に出力する。これにより、各成分色の画像データ列は、
各画素毎に同一のタイミングで順次画像メモリ４４に書
き込まれる。

【０１０１】なお、２回目以降の測光では１回目の測光
よりも電荷蓄積時間を長くしている（後述するように、
電荷蓄積時間は毎回、前回の２倍の長さとされる：請求
項２に記載の蓄積制御手段による制御に相当）ので、画
像メモリ４４に、蓄積電荷の飽和が発生した無効な画素
のデータが入力される場合があるが、この場合にはデジ
タルレベルコンパレータ４０からの信号に基づき、前記
画素データのメモリへの書き込みを書込み制御信号によ
って禁止する。これにより、蓄積電荷の飽和が発生した
画素に対しては、前回書込んだデータが有効（上書きさ
れない）になり、蓄積電荷の飽和が生じなかった画素の
データは、画像メモリ４４上で上書き更新される。上記
により２回目の測光を終了する。

【０１０２】３回目以降の測光においては、スキャナコ
ントローラ４２は、ビットシフト量及び電荷蓄積時間を
次の表１に示すように設定し、各部を動作させる。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】そして、画像メモリ４４に入力される画像
データのうち、有効な画像データのみを順次上書き更新
する。これにより、最終的に画像メモリ４４には、各画
素の各成分色毎に、蓄積電荷の飽和が発生しない範囲で
最長の電荷蓄積時間で測光したときの測光信号に対応す
る画像データのみが記憶されることになる。

【０１０５】上記のようにして７回の測光から成る画像
読取処理が終了すると、画像メモリ４４は、スキャナコ
ントローラ４２からの指示に応じて、記憶している画像
データに対してシェーディング補正を行った後に、画像
処理装置等の外部装置へ出力する。

【０１０６】なお、上記では光源１６としてハロゲンラ
ンプを用いた例を説明したが、白色光を射出する他の光
源、例えば蛍光灯等を用いてもよいし、ＬＥＤ等の単色
光源を各成分色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に設け、各成分色の単
色光のミックス光（同時に点灯させて混合させてもよい
し、１色ずつ順次点灯させてもよい）を射出する構成と
してもよい。

【０１０７】また、上記では測光方式として三板ＣＣＤ
センサ方式を例に説明したが、三色順次切り替え方式又
は単板カラーＣＣＤ方式を適用してもよい。三色順次切
り替え方式は、単一のモノクロのＣＣＤセンサを設ける
と共に、ＣＣＤセンサの光入射側に、Ｒ、Ｇ、Ｂの何れ
かの色の光を透過する３枚のフィルタを備えたフィルタ
部を設け、例として図４にも示すように、測光光の光路
中に挿入するフィルタを順次切り替えることでカラー画
像をＲ、Ｇ、Ｂ毎に順次測光する方式であり、分光プリ
ズム２６が不要となる。この方式では、三板ＣＣＤセン
サ方式と比較して電子回路を各成分色で共有化できるの
で、装置を低コストに構成できるが、Ｒ、Ｇ、Ｂを順次
測光するため、測光時間が長いという欠点を有している
が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分色光の測光時に電子シャッタタ
イミングを変化させて電荷蓄積時間を制御することで、
エリアＣＣＤセンサ２８から出力される信号のＲ、Ｇ、
Ｂのバランスを調整することができる。

【０１０８】三色順次切り替え方式の場合は、増幅器３
２、Ａ／Ｄ変換器３４、デジタルレベルシフタ３６、Ｌ
ＵＴ３８、及びデジタルレベルコンパレータ４０を共有
化することが可能である（但し、各カラー測光フェーズ
に応じて各種パラメータの変更設定が必要となる場合も
ある）。なお、測光する色に応じてＣＣＤセンサの出力
レベル（例えば、白レベルの出力レベル）が大きく異な
る場合は、増幅器３２の増幅率をＲ、Ｇ、Ｂ毎に切り替
えればよい。

【０１０９】また、単板カラーＣＣＤ方式は、ＣＣＤセ
ンサの光入射側に、例えばＲ、Ｇ、Ｂのフィルタがモザ
イク状に配列されたモザイクフィルタを配置し、単一の
ＣＣＤセンサの各ＣＣＤセルをＲ光センサ又はＧ光セン
サ又はＢ光センサとして用いてカラー画像を測光する方
式であり、この方式でも分光プリズム２６は不要とな
る。この方式では、Ｒ、Ｇ、Ｂの測光信号が多重化され
て単一のＣＣＤセンサから出力される。この測光信号
は、後段の電子回路でＲ、Ｇ、Ｂに分離しても良いし、
Ｒ、Ｇ、Ｂに分離することなく画像データに変換し、Ｃ
ＣＤセンサ上において各成分色の光センサとして用いら
れるＣＣＤセルの配列に一致する画素配列の画像データ
を得るようにしても良い（この場合、画像メモリ４４に
書き込んだ画像データを読み出す際、又は画像メモリ４
４に書き込む際等に色別に展開すればよい）。

【０１１０】従って、単板カラーＣＣＤ方式において
も、三色順次切り替え方式と同様に、増幅器３２、Ａ／
Ｄ変換器３４、デジタルレベルシフタ３６、ＬＵＴ３
８、及びデジタルレベルコンパレータ４０を共有化する
ことが可能である。一つの増幅器で構成できる。単板カ
ラーＣＣＤ方式の場合は、画素単位で各成分色の信号が
多重化されていることから、各成分色毎のセンサ出力レ
ベルが極力同じレベルになる様に光源のバランスが取ら
れていることが好ましい。

【０１１１】更に、上記では電荷蓄積型光センサとして
エリアＣＣＤセンサ２８を例に説明したが、ＣＣＤセル
が一定方向に沿って配列されたリニアＣＣＤセンサを用
いてもよい。その場合は、リニアＣＣＤセンサと読取対
象画像とを相対移動させて１ライン毎に画像を測光すれ
ばよい。３ラインカラーＣＣＤ方式または三板式ライン
ＣＣＤ方式の場合、、１ライン分相対移動させる毎に電
荷蓄積時間を変えて複数回測光し１回のスキャンで測光
する方法と、１種類の電荷蓄積時間でスキャンすること
を電荷蓄積時間を変えながら複数回繰り返して測光する
方法がある。

【０１１２】また、上記ではカラー画像を読み取るスキ
ャナを例に説明したが、白黒スキャナでも同様に実現可
能である。また読取対象画像は、フィルム画像のように
光透過性の高い媒体に記録された画像に限定されるもの
ではなく、写真プリント等のように光透過性の低い媒体
に記録された画像であっても良い。その場合は、例えば
読取対象画像が記録されている記録面に均一な光を照射
し、その反射光（一般的には記録面で拡散された反射
光）を同様に測光すればよい。

【０１１３】また、上記では電荷蓄積時間を２倍づつ増
加させ、ビットシフト量を１ビットづつ変化させる例を
説明したが、これに限定されるものではない。例えばＣ
ＣＤセンサが、蓄積電荷量が電荷蓄積時間に正比例しな
い特性を有している等の場合には、ＣＣＤセルにおける
電荷蓄積時間と実際に蓄積される電荷量との関係を実験
等によって求めておき、左方向へのビットシフト量を１
ビットずつ減少させて複数回測光するのであれば、前記
求めた関係に基づき、各回における蓄積電荷量が２倍ず
つ変化（各回におけるビットシフト量の変化が左方向へ
ｎビットの場合に２ⁿ 倍ずつ変化、但し、各回における
ビットシフト量の変化が左大向へｎビットの場合には２
ⁿ 分の１倍ずつ変化）するように各回における電荷蓄積
時間を求めてテーブル等に記憶しておき、該テーブルに
記憶している電荷蓄積時間で各回の測光が行われるよう
に制御してもよい（請求項４の発明に対応）。これによ
り、読取対象画像の各画素毎の階調をより正確に表す画
像データを得ることができる。

【０１１４】更に、上記では電荷蓄積時間を２倍づつ変
化させビットシフト量を１ビットづつ変化させていた
が、例えば電荷蓄積時間の変化を４倍にしてビットシフ
ト量の変化を２ビットとしてもよいし、電荷蓄積時間の
変化を８倍にしてビットシフト量の変化を３ビットとし
てもよい。

【０１１５】また、上記では電荷蓄積時間を２ⁿ 倍づつ
変化させ、測光データ列を１ビット単位でビットシフト
させる例を説明したが、電荷蓄積時間を適当に変化さ
せ、該変化に対応する補正係数を測光データに乗算する
ようにしてもよい。

【０１１６】また、上記実施形態では特にネガフィルム
・リバーサルフィルムの検出を行っていないが、予めフ
ィルム種を検出し、フィルム種毎の特性（例えばネガフ
ィルムに記録されているネガ画像は濃度範囲が狭く、各
画素の濃度及び色にフィルムベースの濃度及び色が重畳
されている）に合わせた測光条件を設定することで、異
なる電荷蓄積時間で測光する回数を減らすことも可能で
ある。また、測光モードとして精密モードや通常モード
を設け、異なる電荷蓄積時間で測光する回数を測光モー
ドに応じて変化させる（精密に測光したい場合は回数を
多くする）ようにしてもよい。

【０１１７】更に、例えばデジタルレベルコンパレータ
４０に、最大値検知レジスタ（順次入力される画像デー
タ列の中の最大値を保持する）や、最小値検知レジスタ
（順次入力される画像データ列の中の最小値を保持す
る）や、ヒストグラマ（順次入力される画像データ列か
ら濃度分布を求めて保持する）を設け、１回目の測光時
に読取対象画像の特徴を上記のレジスタやヒストグラマ
で検知することにより、最適な電荷蓄積時間の制御を行
い、高精度で且つ高速に画像をスキャンニングすること
も可能である。

【０１１８】また、上記では複数回の測光によって各々
得られた画像データを、画像メモリ４４の同一の記憶領
域に上書きして書き込むようにしたが、測光回数分のフ
レーム数の画像データを記憶可能な記憶領域を設け、各
回の測光によって得られた画像データを上書きすること
なく順次書き込み、書き込んだ画像データを、画素毎に
飽和／未飽和、及び電荷蓄積時間の長さに応じて選択し
合成するようにしてもよい。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、耐ブルーミング特性を有する電荷蓄積型光センサの
複数のセルの各々に読取対象画像の各画素からの光を入
射させると共に、単一の読取対象画像からの光により、
互いに異なる電荷蓄積時間で電荷蓄積型光センサの各セ
ルに複数回電荷を蓄積させ、各セルで蓄積電荷の飽和が
生じなかったか否かに応じて測光データが有効か否かを
各セルに対応するデータ毎に判断すると共に、測光手段
から出力された測光データを、電荷蓄積時間に基づき読
取対象画像の各画素の階調値を表す画像データに変換
し、各画素毎に、有効と判断しかつ最も長い電荷蓄積時
間で蓄積された電荷量に対応する画像データを出力する
ので、低コストに構成でき、広ダイナミックレンジで画
像を読み取ることができる、という優れた効果を有す
る。

【０１２０】請求項２記載の発明は、電荷蓄積型光セン
サの各セルに複数回電荷を蓄積させる際の各回における
電荷蓄積時間が段階的に長くなるように制御し、有効と
判断した測光データに対応する画像データのみを、各画
素の画像データ毎に記憶手段の一定の記憶領域に記憶さ
せることを繰り返すので、上記効果に加え、最適な画像
データを得るために画像データを選択する処理が非常に
簡単になると共に、記憶手段の記憶容量が少なくて済
む、という効果を有する。

【０１２１】請求項４記載の発明は、電荷蓄積型光セン
サにおける電荷蓄積時間と各セルに実際に蓄積される電
荷量との関係に基づき、電荷蓄積型光センサの各セルに
複数回電荷を蓄積させる際の各回における蓄積電荷量が
２ⁿ 倍又は２ⁿ 分の１倍（但しｎは自然数）で順に変化
するように電荷蓄積時間を制御するので、上記効果に加
え、電荷蓄積型光センサの各セルに蓄積される電荷が電
荷蓄積時間に正比例しない場合であっても、測光データ
をビットシフトさせることで、所定の電荷蓄積時間で各
セルに電荷を蓄積したときの蓄積電荷量を正確に表すデ
ータを得ることができる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る画像スキャナの光学系を示す
概略構成図である。

【図２】画像スキャナの信号処理系の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図３】三板ＣＣＤセンサ方式における電子シャッタの
作動及び電荷転送のタイミングの一例を示すイメージ図
である。

【図４】三色順次切り替え方式における電子シャッタの
作動及び電荷転送のタイミングの一例を示すイメージ図
である。

【符号の説明】

１０ 画像スキャナ １２ 写真フィルム ２４ レンズ部 ２８ エリアＣＣＤセンサ ３２ 増幅器 ３４ Ａ／Ｄ変換器 ３６ デジタルレベルシフタ ３８ ＬＵＴ ４０ デジタルレベルコンパレータ ４２ スキャナコントローラ ４４ 画像メモリ ４６ ＣＣＤドライバ ４８ 画像メモリコントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐ブルーミング特性を有し、複数のセル
   の各々で入射光に応じた電荷を各々蓄積する電荷蓄積型
   光センサを備え、該電荷蓄積型光センサの各セルに蓄積
   された電荷量を表す測光データを出力する測光手段と、 前記電荷蓄積型光センサの複数のセルの各々に読取対象
   画像の各画素からの光を入射させる光学系と、 単一の読取対象画像からの光により、互いに異なる電荷
   蓄積時間で前記電荷蓄積型光センサの各セルに複数回電
   荷を蓄積させる蓄積制御手段と、 前記電荷蓄積型光センサの各セルで蓄積電荷の飽和が生
   じなかったか否かに応じて、前記測光手段から出力され
   た測光データが有効か否かを各セルに対応するデータ毎
   に判断する判断手段と、 前記電荷蓄積型光センサにおける電荷蓄積時間に基づ
   き、前記測光手段から出力された測光データを、読取対
   象画像の各画素の階調値を表す画像データに変換する変
   換手段と、 前記測光手段から複数回出力される測光データのうち、
   各画素毎に、前記判断手段によって有効と判断されかつ
   最も長い電荷蓄積時間で蓄積された電荷量に応じて前記
   測光手段から出力されたデータに対応する前記画像デー
   タを選択する選択手段と、 を含む画像読取装置。
2. 【請求項２】 画像データを記憶するための記憶手段を
   更に備え、 前記蓄積制御手段は、前記電荷蓄積型光センサの各セル
   に複数回電荷を蓄積させる際の各回における電荷蓄積時
   間が段階的に長くなるように制御し、 前記選択手段は、前記判断手段によって有効と判断され
   た測光データに対応する画像データのみを、各画素の画
   像データ毎に前記記憶手段の一定の記憶領域に記憶させ
   ることを繰り返すことにより、前記画像データの選択を
   行うことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記変換手段は、前記測光手段から出力
   された測光データに対し、前記電荷蓄積型光センサにお
   ける電荷蓄積時間の長さに応じたシフト量だけビットシ
   フトさせる処理を含む所定の処理を行って、前記測光デ
   ータを前記画像データに変換することを特徴とする請求
   項１記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記蓄積制御手段は、電荷蓄積型光セン
   サにおける電荷蓄積時間と各セルに実際に蓄積される電
   荷量との関係に基づき、電荷蓄積型光センサの各セルに
   複数回電荷を蓄積させる際の各回における蓄積電荷量が
   ２ⁿ 倍又は２ ⁿ 分の１倍（但しｎは自然数）で順に変化
   するように、前記各回における電荷蓄積時間を制御する
   ことを特徴とする請求項３記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記電荷蓄積型光センサはオーバフロー
   ドレイン構造であることを特徴とする請求項１乃至請求
   項４の何れか１項記載の画像読取装置。