JP2922957B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は個体撮像素子を使用し、画像読取系の調整を
容易に行い、常に一定した測定条件で画像を読取ること
のできる画像読取装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、写真焼付装置はネガフィルムなどの各被写体
に対し露光量を求める場合に、各被写体の濃度を測定し
なければならない。通常、これはネガフィルムを透過し
てきた光をネガフィルムの近傍に配置されている複数の
フォトダイオードなどで測光し、ネガフィルム全体を透
過する光の透過率を測定するというものである。

しかし、この手段では各フォトダイオードの感度の相
違などによってネガフィルムの濃度を画面全体で均一に
測定できるものではなく、その上、この測定方法では原
画上の主要被写体以外の部分が大きく影響することがあ
り、この測光情報のみでは最適露光量を正確に決定でき
ないという問題点がある。このため、被写体の画像を細
かい画素に分割し、その画素ごとに濃度を正確に測定
し、この情報に基づいて上記全体の透過率から求めた露
光量に補正を加える手段が採られている。

このように被写体の画像を細かい画素に分割して読取
るような画像読取装置にあっては、画像データのダイナ
ミックレンジが常に問題になってくる。特に、ネガフィ
ルムなどの画像を読取る場合には、第一にネガ１シーン
内の明部と暗部との濃度差は濃度２程度であり、第二に
一種類のネガの表現域は濃度2.5〜３程度であり、第三
に読取系の光源変動、異種感光材料間の差などを考慮す
ると、測定系としては濃度3.5〜４程度であることが要
求される。

したがって、処理系は実際に上記の読取りを全て満足
させるために画像データとして14〜15ビットのデータが
必要とされるが、次の理由で実際にそれを扱う系を構成
するのは困難である。すなわち、第一に高速・高分解能
のA/D変換器は非常に高価であり、第二に信号の帯域が
広いので、上記範囲でS/N比をカバーするのが難しく、
第三に画像データのビット数が増えると、露光演算の処
理時間が長くなる。

そのため、従来ではデータのビット数を最小限に制限
するとともに、次のような使用上の限定を行っている。
すなわち、第一に最も明るい条件（ネガ種など）に設定
し、一番濃度の低いネガ（ネガの素抜け部）を測光さ
せ、最も出力が大きい部分が測定レンジを越えないよう
に調光手段（絞り）を調整してできるだけ測光範囲が拡
大するようにする。第二に光量が大幅に変化するミラー
トンネルは使用せず、使用する場合は交換するたびに上
記調光手段の調整を行う。ここで、ミラートンネルはネ
ガのサイズが小さくなり、露光時間が伸びてしまうのを
防止するため、サイズに合せ光を集光し光量を多くする
ために使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記増幅率はランプ交換時や光源の経
時変化の影響を抑えるための定期調整により補正しなけ
ればならない。現在では基準原画の読取りに影響を与え
る全ての要素の組合せについて別々に補正しなければな
らないので、非常に手間がかかるという問題点がある。

また、上記のような使用上の制限を加えても、ネガサ
イズ，ネガ種の違い（メーカー，ネガ感度の違いで支持
材の濃度や感度曲線が異なる）でセンサに対して基準画
像の濃度にばらつきがあるため、その条件によって測定
できるレンジの幅が変わり、同じ処理を行っても処理結
果に相関性がなくなる問題点がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、増幅回路における増幅率
の補正作業を必要最小限とし、またネガサイズ，ネガ
種，ネガキャリア種，ミラートンネルなどの条件に関係
なく常に一定の条件で画像濃度を測定可能な画像読取装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明にあっては、写真
フィルムなどの原画を証明する光源と、上記原画を撮像
するイメージセンサと、このイメージセンサを駆動する
ための駆動制御手段と、上記イメージセンサの出力を増
幅する増幅手段と、この増幅されたイメージセンサの出
力をデジタル化するA/D変換手段と、原画以外にイメー
ジセンサに入る光量を変化させる要素の組合せに対し各
々基準原画の出力データが一定範囲内に入るように増幅
率を調整する手段と、各々の要素の組合せに対し決定さ
れた増幅率を記憶する手段とを備え、上記増幅率調整手
段は、ある一つの上記要素の組合せの増幅率を調整した
場合に、この組合せの調整前の増幅率と調整後の増幅率
の比を求め、他の組合せの増幅率の調整に対しても上記
比と同じになるように増幅率を同時調整することを特徴
とする。

上記増幅率は各ネガサイズ，各ネガキャリア（プリン
トの仕方により数種類あり、例えばマニュアルプリント
用や自動送り機構付キャリア等），各ネガ種，光源から
イメージセンサ間に配置される光学系の種類，ミラート
ンネルなどごとに各々独立して設定可能であることが好
ましい。

〔作用〕

上記の構成を有する本発明においては、ネガサイズ，
ネガ種，ネガキャリア形状，光源光学系の種別など原画
以外にイメージセンサに入る光量を変化させる要素の組
合せに対し各々基準原画の出力データが一定範囲内に入
るように増幅率を調整し、各々の組合せに対し決定され
た増幅率を記憶するので、ネガ間の判定結果の相関性が
高まる。そして、ある一つの上記要素の組合せの増幅率
の登録値を補正した場合に他の組合せの増幅率に対して
も同時に補正を行うようにすることで、各ネガサイズご
とに行っている増幅率の調整を一サイズのみの調整で済
むようにした。

〔実 施 例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図に本発明の一実施例による画像読取装置を示す。同
図において、イメージセンサとしての固体撮像素子（以
下CCDという。）１の信号はサンプルホールド，増幅
（外部より増幅率を制御可能な）などを処理する増幅手
段としての映像信号処理部２に出力され、この映像信号
処理部２からの出力信号はA/D変換器３でデジタル信号
に変換される。CCD1はタイミング信号を発生する駆動制
御手段としての駆動信号発生回路４により駆動するのに
必要な信号を得ている。そして、A/D変換器３でデジタ
ル変換されたデータの中から最大値検出回路５により画
像内の最大値を検出し、この最大値検出回路５から得ら
れた検出値と予め設定された値とを画像出力比較回路６
で比較し、この比較の基準は画像出力レベル設定回路７
にて設定されている。

また、最適増幅検出回路８は最適増幅率を求め、この
最適増幅率を最適増幅記憶回路９で記憶するようになっ
ている。検出回路10はネガサイズ，ネガ種，ネガキャリ
ア形状，光源光学系の種別などを検出する。画像メモリ
11はその書込みと読出しが画像メモリ制御回路12で制御
され、画像メモリ制御回路12の内部は画像アドレス発生
回路12aと画像メモリR/W制御回路12bとから構成されて
いる。なお、13は映像信号処理部２における増幅率を切
替える増幅率切替部、14には全体な制御などを行う制御
手段としてのCPUである。

上記の構成において、本実施例の通常動作を説明する
と、増幅率切替部13は最適増幅率記憶回路９側に接続さ
れている。そして、最適増幅率記憶回路９には検出回路
10からネガサイズ，ネガ種，ネガキャリア形状，ミラー
トンネルなどの情報が入力され、その組合せに対し登録
されている増幅率制御信号を出力する。したがって、映
像信号処理部２には現在設定されている増幅率で信号処
理するようになっている。

一方、CCD1は駆動信号発生回路４からの駆動信号によ
り駆動され、CCD1に照射された光の強度に応じた映像信
号を出力する。この映像信号は映像信号処理部２で増
幅、映像信号処理された後、A/D変換器３に入りデジタ
ル信号に変換される。CPU14から画像メモリ制御回路12
にスタート信号を入力し起動されると、画像メモリ制御
回路12はCCD駆動信号と同期して画像の取込みを開始
し、１フレーム分の画像情報を画像メモリ11に書込む。

ところで、事前の光量調整は次のようにして行われ
る。すなわち、イメージセンサにCCDなどを使用する
と、ダイナミックレンジが比較的狭いので、そのレンジ
をフルに使用しなければならない。したがって、通常、
基準設定（使用頻度が高いネガの素抜け部，ミラートン
ネル，ネガキャリア，回路ゲイン基準値など）の組合せ
Ｓにおいて増幅率は基準増幅率に固定し調整せずに画像
を読取り、A/D変換後の出力が設定範囲になるように絞
り、光源の印加電圧などで光量を調整する。そして、各
設定された状態（絞り、光源の印加電圧など）は再設定
するまで固定しておく。

また、上記組合せＳ以外の組合せに対しては次の順序
で最適増幅率を設定する。すなわち、 （１）基準ネガをキャリア上の所定位置にセットする。

（２）増幅率切替部13を最適増幅率検出回路８側にす
る。

（３）最適増幅率回路８にCPU14から初期値を与える。

（４）CPU14から画像メモリ制御回路12にスタートパル
スを送出し、画像情報を取り込む。

（５）原画の１フレーム画像を読取ると、画像出力比較
回路６は最大値検出回路５の出力と画像出力レベル設定
回路７の設定範囲の出力とを比較し、最大値が設定範囲
よりも大きい場合は最適増幅率検出回路８に対し、一定
量増幅率を下げるように信号を出力する（逆の場合は増
幅率を上げるように信号を出力する）。

（６）上記（３），（４）の動作を繰返す。

（７）最大値検出回路５の出力が画像出力レベル設定回
路７の設定範囲に入ったら、最適増幅率記憶回路９は検
出回路10にて現在選択されているレジスタに登録し、CP
U14に終了信号を送出する。

（８）CPU14は終了信号を受取ると、増幅率切替部13を
最適増幅率記憶回路９側に切替える。

なお、本実施例では画像出力の最大値データを使用し
たが、これに限らず、画像出力や平均値や中心部のデー
タなどを使用してもよい。

また、増幅率を補正するには、ある一つの組合せに対
し上記最適増幅を設定するのと同様な方法で行う。但
し、補正に使用した組合せが光量を調整するための基準
の組合せＳである場合には、変更後の増幅率補正値が基
準増幅率に対し、一定の範囲に入っているか否かを確認
する必要がある。これは、範囲外であると、CCD1の測定
レンジと光源の光量との関係が大きくずれていると考え
られるため、他の組合せを使用した場合、CCD1の測定レ
ンジから測光範囲が外れる危険性があるためである。こ
のときは、事前の光量調整と同じ手順で光量を調整する
ようにする。

さらに、他の組合せの増幅率を自動的に補正するに
は、増幅率補正をした組合せＡが光量調整のための基準
の組合せでない場合、まず基準の組合せＳについて自動
補正値を求め、基準増幅率に対し一定の範囲に入ってい
るか否かを確認する。一定の範囲に入っていなければ、
事前の光量調整と同じ手順で光量を調整しなおすことに
なる。

他方、基準増幅率に対し一定の範囲に入っている場合
は他の全ての組合せに対し第２図に示すように増幅率の
補正を行う。まず、補正した組合せＡの補正前の増幅率
Ga1と補正後の増幅率Ga2との比を増幅率のカーブから求
める。この場合、基準のカーブをROMのテーブルなどで
保持しているとする。次いで、自動補正したい組合せＢ
の補正前の増幅率Gb1を呼出し、上記で求めた増幅率の
変化から補正後の増幅率Gb2を演算する。

Gb2＝Gb1×Ga2/Ga1 そして、増幅率のカーブより逆演算を行いGb2に対応
する増幅率補正値を求め、さらに組合せＢの補正値をそ
の増幅率補正値に更新する。

次に、第３図は本実施例の画像読取装置を適用した写
真焼付装置を示し、同図において、光源20からの光はミ
ラートンネル23で拡散された後、ネガキャリア24上に載
置されたネガフィルムＦ（第１図）を照明する。そし
て、ネガフィルムＦを透過した光はレンズ25,露光時間
を制御するためのダークシャッター26を通過し、反射ミ
ラー27で反射された後、印画紙28上に結像される。ま
た、光源20とミラートンネル23との間には、光源20から
の熱を防ぐ防熱ガラス21と、イエロー（Ｙ），マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃ）の光をカットするカットフィルタ
22とが配置されている。

さらに、ネガフィルムＦの周辺には青（Ｂ）・緑
（Ｇ）・赤（Ｒ）の濃度を測定するためのフォトダイオ
ード（LATD測光センサ）29が配置され、ネガフィルムＦ
を透過する光量を測定できるようになっている。同様に
ネガ画像を読取るための２次元CCDもネガフィルムの周
辺に画像読取ユニット30として配設されており、この画
像読取ユニット30内にはネガフィルム画像がCCD1上に所
定の光量で結像されるようにCCD1とネガフィルムＦとの
間に調整手段（絞り）31,レンズ32が設けられている。

上記の構成において、写真焼付けを行うには露光開始
の指令が発せられると、まず現在のネガサイズなどの検
出回路10から現在その組合せで登録されている増幅率を
読出し、映像信号処理部２に出力する。その後、ネガキ
ャリア24上の焼付部に載置されているネガフィルムＦを
BGRのフォトダイオード29で測光し、ネガフィルムＦの
透過光量を測定するとともに、２次元のCCD1でネガフィ
ルムＦを小さな画素ごとに分解測光し、その分割測光デ
ータを求める。

そして、フォトダイオード29のデータから基本露光時
間を、分割測光データから基本露光時間に対する補正量
を各々求め、最終的な露光時間を決定する。露光時間が
決定したら、まずダークシャッタ26を開き、印画紙28に
露光を始め、各色それぞれ露光時間経過後にカットフィ
ルタ22を光路内に入れ、３色ともに露光時間が過ぎたと
ころで、ダークシャッタ26を閉じ、その後カットフィル
タ29を開くという操作を行い印画紙28上にネガ画像を焼
き付けることになる。

尚、上記実施例において映像信号処理部２の増幅率は
各ネガサイズ，各ネガキャリア，各ネガ種，光源からイ
メージセンサ間に配置される光学系の種類ごとに各々独
立して設定可能であることが好ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、基準の原画の
出力が一定の範囲内に入るように増幅手段の増幅率を変
化させるようにしたので、各サイズごとに素抜けを一定
の出力にすることができ、その結果同一の条件で露光補
正の処理を行うことができる。そして、各設定に対して
増幅率を記憶しているので、設定を変えてもその度に調
整をしなおす必要がなくなる。このようにして、原画の
判定結果の相関性が向上するとともに、プリント能力，
操作性の低下が防止できる。

また、ネガサイズ、ネガ種、ネガキャリア形状、光源
光学系の種別など原画以外にイメージセンサに入る光量
を変化させる要素の組合せにおける増幅率の内、ある一
つを調整した場合に他の組合せの増幅率に対しても同時
に調整を行うので、従来各組合せごとに定期的に行って
いた調整を１組合せのみで済むこととなって、操作を簡
略化することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像読取装置の一実施例を示すブ
ロック図、 第２図は同実施例において増幅率を自動補正するための
グラフ図、 第３図は同実施例の画像読取装置を適用した写真焼付装
置を示す概略斜視図である。 １……CCD（イメージセンサ）、 ２……映像信号処理部（増幅手段）、 ３……A/D変換器（A/D変換手段）、 ４……駆動信号発生回路（駆動制御手段）、 ５……最大値検出回路、６……画像出力比較回路、 ７……画像出力レベル設定回路、 ８……最適増幅率検出回路、 ９……最適増幅率記憶回路、10……検出回路、 11……画像メモリ、12……画像メモリ制御回路、 13……増幅率切替部、20……光源、 30……画像読取ユニット。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】写真フィルムなどの原画を証明する光源
   と、上記原画を撮像するイメージセンサと、このイメー
   ジセンサを駆動するための駆動制御手段と、上記イメー
   ジセンサの出力を増幅する増幅手段と、この増幅された
   イメージセンサの出力をデジタル化するA/D変換手段
   と、原画以外にイメージセンサに入る光量を変化させる
   要素の組合せに対し各々基準原画の出力データが一定範
   囲内に入るように増幅率を調整する手段と、各々の要素
   の組合せに対し決定された増幅率を記憶する手段とを備
   え、 上記増幅率調整手段は、ある一つの上記要素の組合せの
   増幅率を調整した場合に、この組合せの調整前の増幅率
   と調整後の増幅率の比を求め、他の組合せの増幅率の調
   整に対しても上記比と同じになるように増幅率を同時調
   整することを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】上記増幅率は各ネガサイズごとに独立して
   認定可能である請求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】上記増幅率は各ネガキャリアごとに独立し
   て認定可能である請求項１記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】上記増幅率は各ネガ種ごとに独立して認定
   可能である請求項１記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】上記増幅率は光源からイメージセンサ間に
   配置される光学系の種類ごとに独立して設定可能である
   請求項１記載の画像読取装置。