JP4023194B2

JP4023194B2 - 画像読取装置および合焦制御方法

Info

Publication number: JP4023194B2
Application number: JP2002104802A
Authority: JP
Inventors: 秀和大廣
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2022-04-08
Also published as: JP2003295328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像読取装置および合焦制御方法に関し、より特定的には被露光媒体に記録される画像に焦点を合わせる画像読取装置および合焦制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像が記録されるフィルムには反りを有するものがある。フィルムに反りがあると、合焦すべきフィルム面の位置が不均一となり、正確に合焦制御することができず問題となる。このことは、スリーブフィルムと比較してマウントされたフィルムにおいてより顕著である。
このような問題に対して、特開２０００−８９３７４に、画像の複数位置で合焦制御して得られた複数の焦点の中間的な位置に焦点を合わせることで、画像の全体においてずれ幅の小さい合焦状態を得る技術が開示されている。この技術では、対象とするコマ画像（またはフィルム）の全体に対して合焦される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２０００−８９３７４の技術は、画像をトリミングする場合のように、コマ画像のうちの一部の領域にのみ高精度な合焦が要求される場合には適さない。コマ画像の全体に対して合焦させたのでは、要求される特定領域の画像に着目すれば、必ずしも高精度に合焦されているとは言えないからである。
それゆえにこの発明の主たる目的は、画像中の特定領域に高精度に合焦させることができる画像読取装置および合焦制御方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の画像読取装置は、被露光媒体に記録される画像を読み取る画像読取装置であって、被露光媒体に向けて光を発する光源、被露光媒体を透過した光または被露光媒体から反射した光を結像させる結像手段、結像手段によって結像された光を検出して画像を読み取る画像センサ、画像中の所望の領域を複数設定する設定手段、結像手段の少なくとも一部、画像センサおよび被露光媒体のうち少なくとも一つを結像手段の光軸方向に移動させる移動手段、ならびに設定手段で設定された複数の領域それぞれについて領域中の複数位置に対してフォーカスデータを得、複数のフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータを得、仮想フォーカスデータに基づいた位置に結像手段の少なくとも一部、画像センサおよび被露光媒体のうち少なくとも一つが移動するように移動手段を制御する制御手段を備える。
【０００５】
請求項２に記載の合焦制御方法は、被露光媒体に記録される画像中の所望の領域を複数設定する工程、少なくとも複数の領域それぞれについて領域中の複数位置でそれぞれフォーカスデータを取得する工程、複数のフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータを取得する工程、および仮想フォーカスデータに基づいて画像に焦点を合わせる工程を備える。
【０００６】
請求項１に記載の画像読取装置では、画像中の所望の領域が設定され、設定された領域中の複数位置においてそれぞれフォーカスデータを得、それら複数のフォーカスデータに基づいて得られた仮想フォーカスデータに基づいてフォーカス調節される。したがって、たとえば画像をトリミングする場合や画像に含まれる人物の顔に優先的に合焦させたい場合等、画像中の特定の領域に優先的に合焦させたい場合であっても、被露光媒体の反りによる影響を軽減させて高精度に合焦させることができる。請求項２に記載の合焦制御方法についても同様である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態の画像読取装置１０は、光源部１２を含む。光源部１２は、フィルム搬送部１４に向けて光を発する。フィルム搬送部１４では、被露光媒体の一例である写真用のフィルム１６が設定されおよび必要に応じて搬送され、光源部１２から発せられた光はフィルム１６に照射される。この実施形態では、フィルムマウント１８にマウントされたフィルム１６が用いられる。
【０００８】
光源部１２から発せられフィルム搬送部１４のフィルム１６を透過した光の光路上に、ＣＣＤユニット２０が配置される。ＣＣＤユニット２０はラインセンサ等のセンサを含む。フィルム搬送部１４とＣＣＤユニット２０との間には、結像手段としてレンズユニット２２が配置される。レンズユニット２２は、光軸Ｌに沿って移動可能なレンズ（図示せず）を含む。レンズの移動などレンズユニット２２の制御はレンズ制御部２４で行われる。フィルム１６を透過した光は、レンズユニット２２を介してＣＣＤユニット２０のセンサに投影される。
【０００９】
ＣＣＤユニット２０は、さらにＡ／Ｄ変換器を含み、センサで受光した光をデジタルデータである画像データに変換して出力する。ＣＣＤユニット２０から出力された画像データは画像処理部２６に入力される。画像処理部２６では、階調変換や色変換等の所定の処理が施される。画像処理部２６から出力された画像データはさらに、制御手段であるシステム制御部２８を介してＣＲＴ等の表示部３０に入力され、フィルム１６に記録されるコマ画像に対応する画像が表示部３０に表示される。また、画像処理部２６からは、たとえばプリント装置である画像出力部３２にも画像データが出力され、画像出力部３２ではたとえば印画紙に画像がプリント処理される。
【００１０】
さらに、システム制御部２８にはキーボードやマウス等の入力部３４が接続され、入力部３４から種々の設定やデータ入力等が行われる。また、システム制御部２８には、レンズ制御部２４からレンズユニット２２のレンズの位置情報が入力され、これによってシステム制御部２８でレンズの位置が認識される。さらに、システム制御部２８は、フィルム搬送部１４を制御して必要に応じてフィルム１６を搬送し、レンズ制御部２４を制御してレンズユニット２２のレンズを移動させる。
ＣＣＤユニット２０から出力された画像データは、フォーカス検出部３６にも入力される。フォーカス検出部３６では、入力された画像データを用いて画像のコントラストが判定され、判定されたコントラストはシステム制御部２８に入力され記憶される。
【００１１】
画像読取装置１０では、レンズユニット２２のレンズが光軸Ｌに沿って移動されながら所定間隔ごとの各位置で画像データが取得され、それぞれコントラストが判定される。横軸をレンズの位置とし縦軸をコントラストの値としたグラフを想定すると、グラフは山形になり、山形の頂点（コントラストが最大になる点）に対応するレンズの位置が、最も正確に焦点が合うレンズの位置すなわち合焦位置Ｐ_m,n（後述）ということになる。システム制御部２８では、このように合焦位置Ｐ_m,nが演算によって求められフォーカスデータとして記憶される。
【００１２】
この実施形態ではたとえば、レンズ制御部２４はレンズユニット２２のレンズを移動させるためのパルスモータを含み、合焦位置Ｐ_m,nは、レンズの機械的な原点からの移動距離（パルスモータのパルス数）であらわされる。
システム制御部２８ではさらに、後述するようにしてフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータが求められる。システム制御部２８で求められた仮想フォーカスデータはレンズ制御部２４に出力される。
【００１３】
レンズ制御部２４は、システム制御部２８から入力された仮想フォーカスデータに基づいてレンズユニット２２のレンズを移動する。これによって、レンズユニット２２による結像位置とＣＣＤユニット２０のセンサの位置とが一致するように、すなわち正確に合焦するようにフォーカス調節される。
また、レンズユニット２２の近傍には温度センサ３８が配置される。温度センサ３８では、レンズユニット２２の温度データが取得され、取得された温度データはレンズ制御部２４を介してシステム制御部２８に入力され、それぞれのレンズの位置と関連付けて記憶される。システム制御部２８は、温度データに基づいてレンズの位置を調整することができる。
【００１４】
つぎに、図３および図４を参照して、画像読取装置１０の主要動作について説明する。
まず、フィルム１６のうちフォーカスデータを取得する複数の位置が設定される（ステップＳ１）。この実施形態では、たとえばフィルム１６のコマ画像上に５×５のマトリクス状に均等に位置する２５個の位置（図２において○で示す位置）が設定される。ここで、各位置での合焦位置（フォーカスデータ）をＰ_m,nとあらわす。ｍは列をあらわしｎは行をあらわすものとし、たとえば図２において、左上の位置での合焦位置をＰ_1,1と、右上の位置での合焦位置をＰ_5,1と、左下の位置での合焦位置をＰ_1,5と、右下の位置での合焦位置をＰ_5,5とあらわす。
【００１５】
つぎに、トリミングする領域や特に優先して焦点を合わせたい領域（たとえば人物の顔）など優先的に合焦させたい領域が、フィルム１６のコマ画像中の所望の位置に設定される（ステップＳ３）。領域の大きさは、ステップＳ１で設定された位置が複数含まれる限りにおいて任意に設定される。この実施形態ではたとえば、フィルム１６の中心付近の領域（図２において２点鎖線Ｆで囲まれた領域）が設定され、この領域内に合焦位置Ｐ_2,2〜Ｐ_4,2、Ｐ_2,3〜Ｐ_4,3、Ｐ_2,4〜Ｐ_4,4が取得される９個の位置が含まれる。そして、レンズが初期位置に配置されて（ステップＳ５）、フォーカス調節するために用いられる画像データが取得され（ステップＳ７）、取得された画像データを用いて画像のコントラストが判定される（ステップＳ９）。
【００１６】
つぎにレンズが、予め設定される所定位置（終点）まで移動したかが判断され（ステップＳ１１）、まだ所定位置まで移動していない場合には、レンズが所定位置の方向へ移動され（ステップＳ１３）、ステップＳ７に戻る。
レンズが所定位置まで移動した場合には、その所定位置に移動するまでの複数の位置でそれぞれ画像データが取得され画像のコントラストが判定されており、それらのコントラストの値から、コントラストが最大になるレンズの位置が上述のようにして求められ、合焦位置Ｐ_m,nとして記憶される（ステップＳ１５）。
【００１７】
そして、ステップＳ１で設定されたすべての位置で合焦位置Ｐ_m,nすなわちフォーカスデータが取得されたかが判断され（ステップＳ１７）、ＮＯと判断された場合には、フォーカスデータの取得が予定される他の位置がスキャニング位置に配置されるようにフィルム１６が搬送され（ステップＳ１９）、ステップＳ５に戻る。
【００１８】
ステップＳ１７でＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ３で設定された領域内で取得された複数（この実施形態では９個）のフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータが取得される（ステップＳ２１）。仮想フォーカスデータにはたとえば、ステップＳ３で設定された領域内で取得された複数のフォーカスデータのうち最大値と最小値との中間値{＝（最大値＋最小値）／２}が設定される。そして、仮想フォーカスデータに基づいてレンズユニット２２のレンズが移動され（ステップＳ２３）、フィルム１６のコマ画像がスキャンされる（ステップＳ２５）。これによって、フィルム１６のコマ画像からトリミングされた画像や所望の領域が優先的に合焦された画像等の画像データが取得される。
【００１９】
そしてさらに、他のフィルムのコマ画像や同じフィルムの他のコマ画像等、他の画像を処理するかがたとえばオペレータの指示に基づいて判断され（ステップＳ２７）、他の画像を処理しない場合には動作は終了される。さらに他の画像を処理する場合には、ステップＳ２５でスキャンされた画像に代えてつぎに処理する画像が設定され（ステップＳ２９）、ステップＳ１に戻る。
【００２０】
画像読取装置１０によれば、フィルム１６のコマ画像上の複数の位置でフォーカスデータが取得されるので、フィルム１６の反りの状態が認識される。そして、フィルム１６のコマ画像中の所望の領域が設定され、設定された領域中の複数位置でそれぞれ取得されたフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータが求められ、仮想フォーカスデータに基づいてフォーカス調節される。このため、たとえば画像をトリミングする場合や画像中の人物の顔に優先的に合焦させたい場合等、画像中の特定の領域に優先的に合焦させたい場合に、従来のようにコマ画像全体に対して合焦させる場合と比較して、フィルム１６の反りによる影響を軽減させて高精度に合焦させることができる。したがって、たとえばトリミングされるような特に重要な領域に優先的に合焦された高精度な画像データを取得することができる。
【００２１】
なお、優先的に合焦させたい領域を設定した後に、その領域内の複数位置でフォーカスデータを取得するようにしてもよい。これによれば、上述の実施形態の場合よりもフォーカスデータを取得する位置（回数）が減少し、迅速に所望の領域に合焦させることができる。
また、優先的に合焦させたい領域の設定は、上述のようにスキャンする画像ごとに設定せずとも、予め所定の位置（たとえば画像の中心付近等）に設定しておいてもよい。
【００２２】
さらに、優先的に合焦させたい領域は、複数設定してもよい。このようにすれば、たとえば画像中の複数の人物の顔に優先的に合焦させることができる。この場合は、それら複数の領域内で取得された複数のフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータを求めるとよい。
また、仮想フォーカスデータは、取得された複数のフォーカスデータの平均値としてもよい。
【００２３】
さらに、画像が濃すぎる等コントラストを判定できずフォーカスデータを取得できない位置がある場合には、その位置のフォーカスデータとして、近傍の位置のフォーカスデータに基づいて求めた近似値を用いてもよい。近似値としてはたとえば、両隣のフォーカスデータの平均値が用いられる。また、フォーカスデータを取得できない位置がコマ画像の端部である場合には、近似値としてたとえば、コントラストを表したグラフのカーブの延長線上の該当する位置の値が用いられる。
【００２４】
また、レンズユニット２２のレンズを光軸Ｌ方向に移動させることによってフォーカス調節することに限定されず、レンズユニット２２全体の移動用のモータを設けレンズユニット２２全体を移動させたり、ＣＣＤユニット２０移動用のモータを設けＣＣＤユニット２０を移動させたり、フィルム１６を移動させる等、レンズユニット２２の少なくとも一部、ＣＣＤユニット２０およびフィルム１６のうち少なくとも一つを光軸Ｌ方向に移動させることによってフォーカス調節するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、レンズユニット２２は、フィルム１６から反射した光を結像させるようにしてもよい。
また、被露光媒体は、フィルムマウント１８にマウントされたフィルム１６であることに限定されずスリーブフィルムであってもよく、また、ネガフィルムおよびポジフィルムのいずれであってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、画像中の特定の領域に優先的に合焦させたい場合であっても、被露光媒体の反りによる影響を軽減させて高精度に合焦させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】マウントされたフィルム上の、フォーカスデータを取得する複数位置を示す図解図である。
【図３】この発明の動作の一例を示すフロー図である。
【図４】図３に示す動作の続きを示すフロー図である。
【符号の説明】
１０画像読取装置
１２光源部
１４フィルム搬送部
１６フィルム
２０ＣＣＤユニット
２２レンズユニット
２４レンズ制御部
２８システム制御部
３４データ入力部
３６フォーカス検出部

Claims

被露光媒体に記録される画像を読み取る画像読取装置であって、
前記被露光媒体に向けて光を発する光源、
前記被露光媒体を透過した光または前記被露光媒体から反射した光を結像させる結像手段、
前記結像手段によって結像された光を検出して前記画像を読み取る画像センサ、
前記画像中の所望の領域を複数設定する設定手段、
前記結像手段の少なくとも一部、前記画像センサおよび前記被露光媒体のうち少なくとも一つを前記結像手段の光軸方向に移動させる移動手段、ならびに
前記設定手段で設定された前記複数の領域それぞれについて前記領域中の複数位置に対してフォーカスデータを得、前記複数のフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータを得、前記仮想フォーカスデータに基づいた位置に前記結像手段の少なくとも一部、前記画像センサおよび前記被露光媒体のうち少なくとも一つが移動するように前記移動手段を制御する制御手段を備える、画像読取装置。
被露光媒体に記録される画像中の所望の領域を複数設定する工程、
少なくとも前記複数の領域それぞれについて前記領域中の複数位置でそれぞれフォーカスデータを取得する工程、
前記複数のフォーカスデータに基づいて仮想フォーカスデータを取得する工程、および
前記仮想フォーカスデータに基づいて前記画像に焦点を合わせる工程を備える、合焦制御方法。