JP2005148507A

JP2005148507A - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2005148507A
Application number: JP2003387501A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Konagaya; 達也小長谷
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】装置を大型化することなく、読取画像の倍率変動を補正する。
【解決手段】レンズ鏡胴４２に取り付けられた温度センサ４５は、レンズユニット４０近傍の温度を測定する。測温回路５２では、測定された温度が設定範囲から外れた場合に、温度データを倍率変動検出回路５３に送る。倍率変動検出回路５３では、温度データよりレンズユニット４０の焦点距離の変動量を検出する。そして、光学倍率の変動量を算出し、倍率変動を補正するための倍率補正値を決定する。画像変倍回路５２では、ＣＣＤエリアセンサ４１から出力される画像データに対し、倍率補正値にて変倍処理を行うことで、レンズユニット４０による光学倍率の変動を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、写真フイルムに記録された画像を光電的に読み取って、画像データを出力する画像読取装置に関する。

特開平９−１１３７８５号公報特開平９−１５２９４０号公報

写真フイルムに記録された画像を光電的に読み取ってデジタルの画像データを出力する画像読取装置と、画像データに基づいて強度変調された記録光で感光性記録紙に画像を露光するプリンタ装置と、記録紙に現像・乾燥処理を行ってプリント写真を生成するプロセサ装置からなるデジタルプリントシステムが広く普及している。画像読取装置は、光電変換手段としてのＣＣＤイメージセンサと、写真フイルムからの光をＣＣＤイメージセンサの光電面に結像させる撮像レンズと、ＣＣＤイメージセンサから出力される画像データを補正する画像処理部から構成される。

撮影レンズの小型化、及び色収差を極力抑える観点から、低分散ガラスを材料としたレンズ素子が好ましく用いられている。この低分散ガラスは、色収差が小さくなる反面、温度対する膨張率や屈折率の変化が通常のガラスよりも高いため、光学倍率が変動しやすいという特性がある。そこで、撮像レンズ近傍の温度を測定し、検出された温度に基づいて撮像レンズのみを移動させることで、光学倍率の変動を補正することが行われている（特許文献１，２参照）。

上記特許文献に記載の装置では、撮像レンズの移動を可能にするためにレンズ鏡胴にカム機構等の移動手段を組み込んでいるので、レンズ鏡胴部分が大型化するとともに、製造コストが高くなってしまうという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、装置を大型化させることなく、光学倍率の変動を補正することが可能な画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、撮像素子と撮像レンズとを備え、記録画像をデジタルの画像データに変換して出力する撮像手段と、撮像レンズの近傍の温度を測定する温度センサと、温度センサによる測定温度に基づいて、撮像レンズの設定倍率からの倍率変動を補正する補正倍率を算出し、画像データに対して補正倍率にて変倍処理を行う画像変倍手段と、を備えたことを特徴とする。

画像変倍手段は、測定温度が設定温度範囲から外れた場合にのみ、変倍処理を行うことが好ましい。また、プリントサイズに応じて定められた変倍量に補正倍率を乗じて得られる倍率にて、変倍処理を行うことが好ましい。温度センサによる温度測定は、記録画像の読取前、読取途中、読取後、一定時間間隔のいずれかに行うこともできる。

本発明によれば、温度センサによる撮像レンズ近傍の測定温度に基づいて、撮像レンズの設定倍率からの倍率変動を補正する補正倍率を算出し、画像データに対して補正倍率にて変倍処理を行うようにしたので、撮像レンズを移動する機構を設けることなく、光学倍率の変動を補正することができる。したがって、装置を小型化することができるとともに、コストダウンを図ることができる。

また、測定温度が設定温度範囲から外れた場合にのみ変倍処理を行うので、変倍処理に要する時間を短縮することができる。さらに、プリントサイズに応じて定められた変倍量に補正倍率を乗じて得られる倍率にて、変倍処理を行うので、補正後の画像にモアレが発生するのを防止することができる。

図１に示すように、デジタルラボシステム１０は、画像読取装置１１と画像出力装置１３から構成されている。画像読取装置１１は、光源１５、拡散ボックス１６、フィルムキャリア１７、撮像部１８、画像処理部１９等を備えており、これらは撮像部１８の光軸２０上に配置される。

光源１５は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤外（ＩＲ）の光を発する多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５ＩＲを基板１５ａ上にマトリクス状に配置して構成されている。各ＬＥＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５ＩＲは、ＬＥＤドライバ２１によって発光制御される。後述する画像読取の際には、各ＬＥＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５ＩＲを各色で個別に発光させることによって、Ｒ，Ｇ，Ｂ，ＩＲの光（読取光）を写真フィルム２６，２７に向かって順次照射する。なお、符号２２は、プラスチック等の透明な材料で形成された保護カバーであり、各ＬＥＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５ＩＲの破損等を防止する。光源１５の近傍には、各ＬＥＤの温度を一定範囲内に抑えるためのファン２３が設けられており、ドライバを介して図示しないシステムコントローラにより回転制御される。

拡散ボックス１６の下面および上面には、光を拡散させる拡散板２５がそれぞれ設けられている。各ＬＥＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５ＩＲから発せられたＲ，Ｇ，Ｂ，ＩＲの光は、下面に配置された拡散板２５で拡散されて拡散ボックス１６に入射する。入射した光は、内面で反射しながら上方に導かれて拡散板２５で再び拡散され、フイルムキャリア１７にセットされた写真フイルム２６に向けて照射される。これにより、写真フイルム２６、２７には、その面内にわたってほぼ均一な光量の読取光が照射される。

フィルムキャリア１７は、１３５タイプの写真フイルム（１３５フイルム）２６用の搬送路と、ＩＸ２４０タイプの写真フイルム（ＡＰＳフイルム）２７用の搬送路とが設けられている。また、フイルムキャリア１７は、光軸２０に垂直な方向（図中矢線方向）にスライド自在とされており、いずれか一方の写真フイルムが選択されて画像読取装置１１の読み取り位置にセットされる。例えば１３５フイルム２６の画像を読み取る際は、１３５フイルム２６用の露光開口２８が光軸２０上に配置されるように、フイルムキャリア１７をスライド移動する。同様に、ＡＰＳフイルム２７の画像を読み取る場合には、ＡＰＳフイルム２７用の露光開口２９を、光軸２０上に位置決めする。

図２に示すように、フィルムキャリア１７はロアマスク３０、アッパーマスク３１、写真フイルム２６，２７の搬送を行うための操作パネル３１とから構成される。ロアマスク３０とアッパーマスク３１には、露光開口２８，２９に対応する位置に長方形状の開口がそれぞれ形成されている。なお、周知のように、アッパーマスク３１は、写真フィルム２１の搬送中は、写真フィルム２６，２７の上方に退避し、画像読取時には下方に移動して、ロアマスク３０とともに読取位置にある写真フィルム２６，２７を挟持し、その平面性を確保する。

なお、搬送する写真フイルムの種別毎にフイルムキャリアを用意し、個別に画像読取装置１１にセットしても良い。あるいは、１３５フイルム２６用の搬送路とＡＰＳフイルム２７用の搬送路を、光軸２０に平行な方向に並べたフイルムキャリアを用いても良い。

図１に示すように、撮像部１８は、レンズユニット４０、ＣＣＤエリアセンサ４１、レンズ鏡胴４２及びＣＣＤホルダ４３を備えている。レンズユニット４０は色収差の小さな複数の低分散レンズから構成され、レンズ鏡胴４２の内部に保持されている。レンズ鏡胴４２は、ＣＣＤエリアセンサ４１を保持するＣＣＤホルダ４３に固定されている。ＣＣＤホルダ４３は図示しないガイドロッドと減速ギヤ列を介してフォーカスモータに接続されており、このフォーカスモータの駆動によってＣＣＤホルダ４３とレンズ鏡胴４２が一体となって光軸２０に平行な方向に移動する。これにより、写真フィルム２６，２７とＣＣＤエリアセンサ４１との距離（共役長）が変化し、焦点調整が行われる。この焦点調整によって、各ＬＥＤ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５ＩＲから発せられた光で照明された撮影コマがＣＣＤエリアセンサ４１の光電面に結像される。

レンズ鏡胴４２には、レンズユニット４０近傍の温度を測定する温度センサ４５が取り付けられている。温度センサ４５として、例えばサーミスタが用いられ、画像読み取りの直前に温度測定を行い、温度信号を画像処理装置１２へ送る。温度センサ４５は、熱伝導性接着剤でレンズ鏡胴４２の内側又は外側に取り付けても良いし、レンズ鏡胴４２の内部に埋め込んでも良い。

ＣＣＤエリアセンサ４１は、ＣＣＤドライバ４６によって駆動され、その光電面に結像した光学像を電気的な撮像信号に変換して出力する。撮像信号はアンプで増幅された後に、Ａ／Ｄコンバータ４７によってデジタル信号に変換され、画像信号補正回路４８に送られる。なおＣＣＤエリアセンサ４１に代えて、公知の各種エリアセンサやラインセンサを用いてもよい。

画像信号補正回路４８では、Ａ／Ｄコンバータ４７から入力された画像信号に対してシェーディング補正や暗電流補正等の信号処理を行い、この補正後の画像信号を画像処理部１９に送る。画像処理部１９は、撮像部１８から送られたＲ，Ｇ，Ｂの各画像データに対して各種の画像処理を行い、プリントに適した画像データを出力する。まず、傷補正回路５０において、ＩＲ画像データの出力がしきい値を下回っている画素を、塵埃の付着や傷等のある不適正画素として検出し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像データを補間などによって補正する。次に、画像変倍回路５１において、プリントサイズに基づいて定められた倍率で読取画像のサイズを変更する。

ここで、温度変動に起因してレンズユニット４０の光学特性が変化すると、オートフォーカス後の読取画像の光学倍率が変動する。すなわち、図３に示すように、ＣＣＤエリアセンサ４１の撮像範囲６０内で予め定められたトリミング範囲６１に対して、写真フイルム２６，２７の画像範囲６２にずれが生じてしまう。図３の例では、トリミング範囲６１がフイルム画像範囲６１よりも大きいため、トリミングで得られた読取画像のエッジに余白部分が生じてしまう。

そこで、画像変倍回路５１では、レンズユニット４０の温度変動に基づき設定された補正倍率Ｃ１で、読取画像の変倍を行うことで、温度変動に起因するレンズユニット４０の光学倍率の変動を補正する。

倍率Ｃ１は以下のようにして求められる。まず、画像処理部１２内に設けられた測温回路５２において、温度センサ４５から送られる温度信号に基づきレンズユニット４０近傍の温度を検出し、検出された温度が規定温度範囲（例えば１５℃〜３０℃）から外れている場合には、温度データとして倍率変動検出回路５３に送る。なお、検出された温度が異常に高いあるいは低い場合には、モニタ５５にその旨を表示し、あるいはアラーム音を発生して、オペレータに点検を促す。

倍率変動検出回路５３では、測温回路５２からの温度データに基づいて光学倍率の変動量を算出し、補正倍率Ｃ１を算出する。図４に示すように、レンズユニット４０の後側主点とＣＣＤエリアセンサ４１との距離をＬ₁とし、レンズユニット４０の前側主点と写真フイルム２６，２７との距離をＬ₂とする。このとき、レンズユニット４０の焦点距離をｆとすると、
１／ｆ＝１／Ｌ₁＋１／Ｌ₂ ・・・（１）
が成り立つ。そして、温度変動により焦点距離が（ｆ＋Δｆ）に変化するとともに、距離Ｌ₂がＬ₂ ^'に変動すると、以下の式が成り立つ。
１／（ｆ＋Δｆ）＝１／Ｌ₁＋１／Ｌ₂ ^' ・・・（２）

上式において、Δｆの値は製造時のテスト、もしくは計算値で予め決定されており、温度とΔｆの値を対応づけたＬＵＴが、倍率変動検出回路５３内のメモリに記憶されている。また、温度変動に起因して、読取画像の倍率が設定値のＭから（Ｍ＋ΔＭ）に変動すると、この値は次式で求められる。
（Ｍ＋ΔＭ）＝Ｌ₁／Ｌ₂ ^' ・・・（３）

式（２）よりＬ₂ ^'を算出し、これを（３）に代入することでΔＭを求めることができる。補正倍率Ｃ１は
Ｃ１＝Ｍ／（Ｍ＋ΔＭ）
であるため、Ｃ１は次式のようになる。

したがって、測定温度に対応したΔｆの値をＬＵＴから読み出し、補正倍率Ｃ１を三首することで、レンズユニット４０の温度変動に起因する光学倍率の変動を効果的に補正することができる。複雑な機構を設けることなく光学倍率の変動を補正しているため、装置を小型化できるとともに、製造コストを抑えることができる。

なお、レンズユニット４０の光学倍率の変動量は大きくないため、補正倍率Ｃ１で変倍した後の画像にモアレが発生しやすくなる。このため、画像変倍回路５２では、倍率Ｃ１に、プリントサイズに基づいて定められた倍率を乗ずることで算出される倍率にて、画像変倍を行う。プリントサイズに基づいて定められた倍率は比較的大きいため、単に倍率Ｃ１で変倍処理を行う場合に生じうるモアレを効果的に抑えることができる。さらに、画像の変倍処理を複数回行う必要がなくなるため、演算処理に要する時間を短縮することができる。

電子変倍がなされた画像データは、階調変換回路５６、トーン処理回路５７、シャープネス処理回路５８において階調変換処理、トーン処理、シャープネス処理等の画像処理が行われる。このようにして、写真フィルム２６，２７に光学的に記録された各撮影コマを、デジタルの画像データとして読み取る画像読取が行われる。

画像読取はプレスキャンとファインスキャンとの２回行われ、プレスキャンでは写真フィルム２６，２７を一方向へ搬送して低画素数で画像が読み取られる。画像処理装置１２では、このプレスキャンデータに基づきファインスキャンの際の読取条件を撮影コマ毎に設定する。また、ファインスキャンでは、写真フィルム２６，２７がプレスキャン時と反対の方向へ送られ、高画素数で画像が読み取られる。各スキャンでは、光源１５の各色ＬＥＤ１５Ｒ，１５Ｇ, １５Ｂ，１５ＩＲが色毎にオンされて、各色順次でＲ，Ｇ，Ｂ，ＩＲの各スキャン画像データが得られる。

画像処理が完了したＲ，Ｇ，Ｂの各画像データは、オペレータが確認できるように仕上がり画像としてモニタ５５にシミュレート表示される。オペレータは、モニタ画面を観察して問題がなければプリントキー（図示せず）を操作してプリントを指示する。これにより、画像処理が完了したＲ，Ｇ，Ｂの各画像データは画像出力装置１３に送られる。

画像出力装置１３は、レーザプリント部６５とプロセサ部６６とから構成される。レーザプリント部６５は、Ｒ，Ｇ，Ｂのレーザ光源及び変調部を備えている。変調部では、画像処理装置１２から送られてきたＲ，Ｇ，Ｂの各出力画像データに基づいてレーザ光源からの各色レーザ光を変調し、この変調したレーザ光によりカラーペーパーを走査露光して、画像（潜像）をカラーペーパーに記録する。プロセサ部６６は、走査露光済みのカラーペーパーに対して発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理を行う。このようにして、写真フィルム２１に記録された撮影コマから写真プリントが得られる。

上記実施形態では、画像読み取りの直前に温度センサ４５による温度測定を行っているが、画像読み取りの間（例えば、プレスキャンとファインスキャンの間）や、画像読み取りの後、装置の起動時、一定時間毎に行っても良い。

また、上記実施形態では、写真フイルム上の画像読み取りを例にして説明しているが、本発明は透過原稿や反射原稿に記録された画像を読み取って画像データを生成する場合にも、同様に適用することができる。

デジタルラボシステムの構成を概略的に示す説明図である。フイルムキャリアの外観斜視図である。撮像レンズの温度変化によって、ＣＣＤイメージセンサに結像される読取画像範囲が変動した状態を示す説明図である。撮像部の断面図である。

符号の説明

１１画像読取装置
１５光源
１８撮像部
１９画像処理部
２６，２７写真フイルム
４０レンズユニット
４１ＣＣＤエリアセンサ
４５温度センサ
５１画像変倍回路
５２測温回路
５３倍率変動補正回路

Claims

記録画像を光電的に読み取る撮像素子と、前記記録画像の光学像を設定倍率にて前記撮像素子に結像させる撮像レンズとを備え、前記記録画像をデジタルの画像データに変換して出力する撮像手段と、
前記撮像レンズの近傍の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記撮像レンズの前記設定倍率からの倍率変動を補正する補正倍率を算出し、前記画像データに対して前記補正倍率にて変倍処理を行う画像変倍手段と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
前記画像変倍手段は、前記測定温度が設定温度範囲から外れた場合にのみ、前記変倍処理を行うことを特徴とする、請求項１記載の画像読取装置。
前記撮像レンズの後側主点と前記撮像素子との距離をＬ₁，前記撮像レンズの前側主点と前記記録画像との距離をＬ₂，前記撮像レンズの焦点距離とその変動量をそれぞれｆ、Δｆとしたとき、
前記補正倍率Ｃ１を次式で定めたことを特徴とする、請求項１又は２記載の画像読取装置。
前記画像変倍手段は、プリントサイズに応じて定められた変倍量に前記補正倍率を乗じて得られる倍率にて、変倍処理を行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
前記温度センサによる温度測定は、前記記録画像の読取前、読取途中、読取後、一定時間間隔のいずれかに行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取装置。