JP2621065B2

JP2621065B2 - 光電変換装置

Info

Publication number: JP2621065B2
Application number: JP8101028A
Authority: JP
Inventors: 龍造本告; 真琴木村; 正樹磯貝; 曉昌佐藤; 厚河原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1997-06-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JPH0923337A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明はフィルムに記録された画像
情報に基いて得られる光信号を電気信号に変換する光電
変換装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】銀塩フィルムを用いるカメラシステムに
よって撮影されたネガフィルム又はポジフィルムに記録
された画像の濃度の分布範囲は各々の撮影時に於けるフ
ィルムの感光条件及び現像条件によって種種異なる。例
えば露出オーバー又は露出アンダー或いは被写体の表面
の明度分布状態等によってフィルムに記録された画像の
濃度の分布範囲が種々変化する。この様な種々の濃度の
分布範囲のフィルムをそのまま使用して、その裏側より
一定光量の光源にて照明して透過した光を光電変換素子
（例えばＣＣＤラインセンサー）によって光電変換して
電気信号にし、さらに該電気信号から画像を再生する場
合に適正な階調の再生画像を得ることが困難である。

【０００３】現像したフィルムをそのまま用いて光電変
換する新しい光電変換装置においては使用フィルムのガ
ンマ特性や撮影時の露出条件による画像の濃度の分布の
偏りがあることと、ポジフィルムとネガフィルムとで特
性が異なるために、再生画像の画質が著しく劣り実用に
供し得ないという問題点があった。特に、ポジフィルム
とネガフィルムとは以下の様な特性の違いがあり、再生
画像の画質を著しく劣らせる原因となる。例えば、カメ
ラでポジフィルムを用いて被写体を撮影するとする。図
１０はポジフィルムの露光量と記録される濃度との関係
の例を示す図である。横軸はフィルムの露光量の対数を
取った値である。よって横軸の数値が１増加すると露光
量は１０倍増加することを示している。また縦軸はフィ
ルムに記録される濃度を示している。仮に被写体のうち
一番明るい部分に対応するフィルムの露光量が−０．５
であり一番暗い部分に対応するフィルムの露光量が−
２．０であるとする。図１０のフィルムのフィルムの特
性では、露光量−２．０の部分がポジフィルムでは濃度
３．０で記録され、露光量−０．５の部分がポジフィル
ムでは濃度０．４で記録される。光電変換装置はポジフ
ィルムの画像から、撮影時の被写体輝度（フィルムの露
光量）を算出する必要がある。即ち、フィルムの露光量
からポジフィルムの濃度に変換する特性の逆算を光電変
換装置がする必要がある。即ちこの逆算としてガンマ補
正をする必要がある。全く同じ被写体をネガフィルムで
撮影する場合を考える。図１１はネガフィルムの露光量
と記録される濃度との関係を示す図である。横軸はフィ
ルムの露光量の対数を取った値である。よって横軸の数
値が１増加すると露光量は１０倍増加することを示して
いる。また縦軸はフィルムに記録される濃度を示してい
る。図１１のフィルムのフィルムの特性では、露光量−
２．０の部分がネガフィルムでは濃度１．０で記録さ
れ、露光量−０．５の部分がネガフィルムでは濃度２．
１で記録される。光電変換装置はネガフィルムの画像か
ら、撮影時の被写体輝度（フィルムの露光量）を算出す
る必要がある。即ち、フィルムの露光量からネガフィル
ムの濃度に変換する特性の逆算を光電変換装置がする必
要がある。即ちこの逆算としてガンマ補正をする必要が
ある。例えば、ポジフィルムの記録特性のみに対応する
ガンマ補正しかできない装置において、ネガフィルムの
画像を取り込もうとすると次の様な問題があった。即
ち、ネガフィルムの画像を反転してポジ画像にすること
が出来ないという問題がある。また、取り込んだ画像は
コントラストの低い全体的に白っぽい画像になってしま
うという問題がある。また、光電変換装置の光電変換素
子は露光しすぎると飽和してしまう。よって透過原稿の
濃度が低すぎると、光電変換素子は飽和してしまい、再
生画像を劣化させてしまうという問題が生じる。

【０００４】

【発明の目的】本発明は以上の問題点に鑑みて、ポジフ
ィルムとネガフィルムの両方の記録特性に対応するガン
マ補正ができ、光電変換素子が飽和せずに画像を取り込
むことにより高画質の画像を取り込むことのできる光電
変換装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【発明の概要】上記目的を達成するために本発明の装置
は、陽画又は陰画の透過原稿を照明する照明系（１，４
〜７）と、照明系による透過原稿の透過光を電気的な画
像信号に変換する光電変換手段（１０）と、第１スキャ
ンによる画像信号に基づき、透過原稿の最小濃度を検出
する濃度検出手段（３４）と、濃度検出手段の最小濃度
検出出力に基づき、第２スキャン時における光電変換手
段の露出条件を制御する露出制御手段（３５〜３７，１
１，８）と、第２スキャン時に、露出制御手段によって
一定レベル範囲に収められた画像信号を、陽画画像に対
するガンマ補正処理する陽画用ガンマ補正手段（２３）
と、第２スキャン時に、露出制御手段によって一定レベ
ル範囲に収められた画像信号を、陰画画像に対するガン
マ補正処理する陰画用ガンマ補正手段（２１，２２）
と、陽画用ガンマ補正手段と陰画用ガンマ補正手段とを
切り換える切換手段（２８）とを有することとした。

【０００６】

【０００７】

【実施例】図１は本発明の光電変換装置が適用されるフ
ィルムを直接用いる画像電送システムの送信装置の概要
を示す説明図である。１は一定光量を連続発光する光
源、２は凹面鏡、３は平面鏡、４は赤外線吸収フィル
タ、５は拡散板、６はコンデンサーレンズ、７は現像済
みのネガ（ポジ）フィルム、８は結像光学系、８ａは該
結像光学系８中に設けられる絞り、９は該結像光学系の
焦点面、１０は該焦点面９を走査可能に設けられる光電
変換素子（例えばＣＣＤラインセンサ、以下ラインセン
サと称す）、１１は絞り駆動用モータ、１２は光電変換
素子走査駆動用モータである。

【０００８】光源１の光束は凹面鏡２、平面鏡３で反射
され、赤外線吸収フィルタ４、拡散板５を通りコンデン
サーレンズ６で集光され、フィルム７の画面を一様に照
明する。フィルム７を透過した光は結像光学系８によっ
て焦点面９に結像され、該焦点面を走査する光電変換素
子１０によって電気信号に変換する。尚フィルム７は上
下左右方向に移動可能であり、又、結像光学系８はズー
ム可能のものとなっている。

【０００９】図２は図１に示す様なフィルムを用いる画
像電送システムの送信装置に本発明を適用した実施例を
示すブロック図である。図１と同符号は同効物を表わす
ものとし、説明を省略する。１８は送信装置の動作シー
ケンスを制御するシーケンスコントローラ、１９は光電
変換素子の電気信号出力を増幅するプリアンプ、２０は
直流レベルをシフト可能のクランプ回路、２１はネガフ
ィルム用ガンマ補正回路、２２は反転回路、２３はポジ
フィルム用ガンマ補正回路、２８はポジ・ネガ切換用の
スイッチ、２４は電話回線の使用周波数帯域に適合する
回線用フィルター、２５は例えば電算機による画像処理
を行う様な場合の為に用意されるディジタル画像信号処
理回路、２６は電話回線を用いて画像を電送する為にキ
ャリア信号発生器２７からのキャリアを回線用フィルタ
ーを通して得られる画像信号によりＡＭ又はＦＭ変調す
る変調器である。２９はクロック発生回路、３０はオプ
チカルブラックを検出するサンプルホールド回路、３１
は本スキャンによる光電変換に先立って行う高速スキャ
ン（以下プリスキャンと称す）時にフィルムの画像に於
ける最大濃度の値を検出する最大濃度検出回路、３４は
プリスキャン時にフィルムの画像に於ける最大濃度の値
を検出する最大濃度検出回路、３４はプリスキャン時に
フィルムの画像に於ける最も透明に近い部分即ち最小濃
度の値を検出する最小濃度検出回路、３５は前記最小濃
度検出回路３４の出力から適正絞り開度を与える絞り値
を演算する絞り値演算回路、３６は該絞り値演算回路３
５の出力によって絞り駆動用モータ１１の回転を制御す
るモータ制御回路、３７は絞り８ａの開度に従ってブラ
シを移動せしめて抵抗値を変化する公知のポテンシオメ
タである。該ポテンシオメタ３７の出力は前記モータ制
御回路にフィードバックされて、絞り８ａのフィードバ
ック制御ループを形成する。３２はサンプルホールド回
路３０、最大濃度検出回路３１、絞り値演算回路３５の
出力よりクランプ電圧を演算するクランプ電圧演算回
路、３３は該クランプ電圧演算回路の出力電圧をプリス
キャンの間及び本スキャンの間ホールドしてクランプ回
路２０に与える電圧ホールド回路である。

【００１０】図３は使用フィルムの最大、最小濃度を検
出する為に前記プリスキャンをして得られるラインセン
サ出力の１ライン分の画像信号波形、図４は本発明によ
って得られる前記１ライン分の画像信号波形を示す。図
５は装着フィルムがネガフィルムである場合のネガ用ガ
ンマ補正回路２１のガンマ特性の一例を示す特性図であ
り、図６はポジフィルムである場合のポジ用ガンマ補正
回路２３のガンマ特性の一例を示す特性図である。

【００１１】以下図２に示すフィルムを用いる画像電送
システムの送信装置の動作を図３、図４を引用して説明
する。シーケンスコントローラ１８はプリスキャンに先
立って絞り８ａを一定値に初期設定する様にモータ制御
回路３６に信号を与える。これによってどの様な濃度分
布のフィルムであってもラインセンサ１０の出力が飽和
しない様にすることができる。次にシーケンスコントロ
ーラ１８はクロック発生回路２９によってサンプルホー
ルドパルスを出力させ、イメージセンサ１０のオプチカ
ルブラックレベルをサンプルホールド回路３０によって
検出し、クランプ電圧演算回路３２によって該オプチカ
ルブラックレベルを基準レベル（図３に於けるレベルＣ
＝Ｏ（ｖ))とする電圧値を求めその電圧を電圧ホールド
回路３３によりプリスキャンの間ホールドしてクランプ
回路２０へ与え続ける。プリスキャンをすることによっ
て装着されたフィルムの最大、最小濃度がそれぞれ最大
濃度検出回路３１と最小濃度検出回路３４により検出さ
れる。図３に於いてレベルａが最小濃度レベル、ｂが最
大濃度レベルを表わす。プリスキャンによって得られた
最小・最大濃度レベルａ、ｂは図４に示すあらかじめ設
定された最小・最大濃度レベルａ’、ｂ’になる様絞り
及びクランプ電圧が制御される。

【００１２】絞りは（ａ’−ｂ')／（ａ−ｂ）ここで
ｂ’＝０であるからａ’／（ａ−ｂ）によって絞りの補
正率が求められ、絞り８ａと連動したポテンシオメタ３
７によって位置情報がフィードバックされて絞り制御が
なされ装着フィルムの最小濃度レベル（図３ａ）を基準
レベル（図４ａ')に設定する。又、クランプ電圧演算回
路３２は−（ｂ−ｃ）×（ａ’−ｂ')／（ａ−ｂ）ここ
でｃ＝０、ｂ’＝０であるから−ｂ×ａ’／（ａ−ｂ）
によってクランプ電圧を発生し、電圧ホールド回路３３
によって本スキャンの間クランプ回路２０へ該クランプ
電圧を与え続ける。

【００１３】クランプ回路２０はクロック発生回路２９
からのクランプパルスによって前記電圧ホールド回路３
３からのクランプ電圧を入力して本スキャンの間装着フ
ィルムの最大濃度レベル（図３のｂ）を基準レベル（図
４のｂ')に設定する。この様にしてどの様な露光状態の
フィルムであっても画像の電気信号は一定のレベル範囲
に収まることになる。そして装着フィルムがネガであれ
ば図５に示すガンマ特性を持つネガ用ガンマ補正回路２
１により階調補正がなされ、反転回路２２によって極性
の反転がなされる。又、装着フィルムがポジであれば図
６に示すガンマ特性を持つポジ用ガンマ補正回路２３に
より階調補正がなされ、スイッチ２８によりネガポジい
ずれかが選択され、一方はディジタル画像信号処理回路
２５に入力されて電算機等の処理に適したディジタル画
像信号として出力端子ＯＵＴ１に出力され、他方は電話
回線用フィルター２４に入力され、これを通過した後電
話回線用の変調器２６によってキャリア信号発生器２７
からのキリャアをＡＭ又はＦＭ変調し、電話回線用出力
端子ＯＵＴ２に出力される。

【００１４】ここでガンマ補正回路２１、２３はそれぞ
れ複数のガンマ補正特性を用意しているものであるが、
入力される電気信号が一定のレベル範囲に収まっている
ことから用意すべきガンマ特性の数を少くすることがで
きる。図７は他の実施例の主要部分を示すブロック図、
図８は図３同様プリスキャンで得られるラインセンサ出
力の１ライン分の画像信号波形図、図９はガンマ補正の
為のガンマ特性図である。図７に示すブロック図は図２
に示すブロックの本発明に係る部分に置き換えられる部
分を示し、図２に示すプリアンプ１９と、ディジタル画
像信号処理回路２５及び回線用フィルター２４との間に
挿入されるものである。

【００１５】図７に於いてＡ／ＤはＡ−Ｄ変換器、ＢＵ
Ｆ１、ＢＵＦ２はバッファ、ＲＡＭはランダムアクセス
メモリ、ＤＳ１、ＤＳ２はデータセレクタ、ＳＷはネガ
ポジ指定用切換えスイッチ、ＣＰＵはマイクロコンピュ
ータでセントラルプロセッサユニットを含む。Ｒ／Ｗは
リード・ライト端子、Ｒはリード時に選択される端子、
Ｗはライト時に選択される端子、Ａはアドレス端子、Ｄ
はデータ端子である。本実施例では画像信号の振幅を一
定にする為にγ補正カーブを調節することによって行う
方法である。以下動作を説明する。

【００１６】プリスキャン時プリアンプ１９からの出力
はＡ−Ｄ変換器Ａ／Ｄによってディジタル信号に変換さ
れる。プリスキャン時データセレクタＤＳ１、ＤＳ２は
いずれもリード端子Ｒに接続されているので前記ディジ
タル変換された画像信号はＣＰＵのデータ端子Ｄに入力
される。この時ＣＰＵのＲ／Ｗ端子はＨとなりＢＵＦ２
はイネーブルされる。ＣＰＵはプリスキャンによって入
力された画像信号の最大・最小濃度即ち図８に於けるｂ
₁及びａ₁を検出し、図９に於けるデータｂ'₁及びａ'₁
を得るガンマ補正カーブを演算し設定する。設定された
ガンマ補正カーブのアドレス及びデータＲＡＭに出力す
る。この時はデータセレクタＤＳ１、ＤＳ２はライト端
子Ｗに切替りＣＰＵのＲ／Ｗ端子がＬとなりバッファＢ
ＵＦ１がイネーブルされる。ＣＰＵのアドレス端子Ａ、
データ端子ＤからアドレスとデータがＲＡＭに送られＲ
ＡＭに前記ガンマ補正カーブが書き込まれる。

【００１７】プリスキャンに続くメインスキャン時には
ＣＰＵによってバッファＢＵＦ１及びＢＵＦ２がＯＮと
なりＡ−Ｄ変換器Ａ／Ｄの出力はＲＡＭのアドレス端子
Ａに入力され、データ端子Ｄには前記設定ガンマ補正に
従って処理されたデータが出力される。尚実施例では光
電変換素子にラインセンサを用いたが勿論２次元のもの
を使用することも可能でありその場合は走査駆動用モー
タ１２は不要となる。

【００１８】

【発明の効果】以上の様に本発明の装置では、濃度検出
手段が第１スキャンによる前記画像信号に基づき、前記
透過原稿の最小濃度を検出し、その検出出力に基づき、
露出制御手段が第２スキャン時における前記光電変換手
段の露出条件を制御し、また、陽画用ガンマ補正手段と
前記陰画用ガンマ補正手段とを有し、それらを切換手段
が切り換える。そのため本発明の装置では、光電変換手
段が飽和することもなく、陽画又は陰画の透過原稿の画
像を適切な階調で補正することができるので、高画質な
画像を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルムを直接用いる画像電送システムの送信
装置の概要を示す図。

【図２】実施例を示すブロック図。

【図３】プリスキャンで得られるラインセンサ出力の１
ライン分の画像信号波形図。

【図４】本発明によって得られる１ライン分の画像信号
波形図。

【図５】ネガフィルム用ガンマ特性図。

【図６】ポジフィルム用ガンマ特性図。

【図７】他の実施例を示すブロック図。

【図８】プリスキャンで得られるラインセンサ出力の１
ライン分の画像信号波形図。

【図９】ガンマ特性図。

【図１０】ポジフィルムにおける露光量と記録される濃
度との関係を示す図。

【図１１】ネガフィルムにおける露光量と記録される濃
度との関係を示す図。

【符号の説明】

８ａ絞り１０ラインセンサ２０クランプ回路３０サンプルホールド回路３１最大濃度検出回路３２クランプ電圧演算回路３３電圧ホールド回路３４最小濃度検出回路３５絞り値演算回路３６モータ制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−208768（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−39168（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−142673（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−156260（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−178665（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−178667（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】陽画又は陰画の透過原稿を照明する照明
系と、前記照明系による前記透過原稿の透過光を電気的な画像
信号に変換する光電変換手段と、第１スキャンによる前記画像信号に基づき、前記透過原
稿の最小濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段の最小濃度検出出力に基づき、第２ス
キャン時における前記光電変換手段の露出条件を制御す
る露出制御手段と、前記第２スキャン時に、前記露出制御手段によって一定
レベル範囲に収められた前記画像信号を、陽画画像に対
するガンマ補正処理する陽画用ガンマ補正手段と、前記第２スキャン時に、前記露出制御手段によって一定
レベル範囲に収められた前記画像信号を、陰画画像に対
するガンマ補正処理する陰画用ガンマ補正手段と、前記陽画用ガンマ補正手段と前記陰画用ガンマ補正手段
とを切り換える切換手段とを有することを特徴とする光
電変換装置。