JP3605813B2 - フイルムスキャナの露出制御装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフイルムスキャナの露出制御装置及び方法に係り、特に現像済みネガフイルムの画像をラインセンサで読み取るフイルムスキャナの露出制御装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のコマ画像を含む１ロールの現像済みスチル写真フイルムを一定の速度で搬送しながら、該フイルムのコマ画像をラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をアナログアンプで増幅したのち画像信号として出力するフイルムスキャナが提案されている。
【０００３】
このフイルムスキャナは、先ず、画像の撮影条件（ＡＥ／ＡＷＢ情報）を取得する為に、前記アナログアンプのゲインを所定の初期ゲイン値に設定するとともに、前記電子シャッタのシャッタ値を所定の初期値に設定し、フイルム全体にわたって第一の搬送速度で読み取り（第１プリスキャン）を行い、次に前記ゲイン増大機能を使用すると同時に、ゲイン増大分だけ減じた露出条件に基づいて各コマに補正をかけながらフイルムを高速でスキャン（第２プリスキャン）して、全コマの縮小画像（インデックス画像）を取得すると共に更に詳細なＡＥ／ＡＷＢ情報を取得している。そしてこの第２プリスキャンで得られたＡＥ／ＡＷＢ情報に基づいて各コマに補正をかけて適正な各コマ画像を取得している（これを本スキャンという）。
【０００４】
尚、この種のフイルムスキャナの露出制御として、本願出願人は、既に特願平７─１８２９５５号明細書においてＣＣＤラインセンサの電子シャッタと、該ラインセンサの出力電圧を増幅するアナログアンプのゲインを一定量増大させるゲイン増大機能によって露出制御を行う方法を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特願平７─１８２９５５号明細書にはフイルムスキャナの露出制御にアナログアンプのゲインを一定量増大させて露出制御範囲を拡大する方法が提案されているが、このような技術は、ＣＣＤラインセンサからの出力を予め設定した増幅率で正確に増幅できることが必要であり、特にＣＣＤラインセンサで発生する暗電流分の補償を正しく行わないと、第１プリスキャンと第２プリスキャンとの間でゲインを一定量増大させた際に入出力特性におけるリニアリティが失なわれる結果、露出制御が正しく行われず、第２プリスキャンによるインデックス画像及び本スキャンによる各コマ画像の調子再現が劣り画質劣化が生じるという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、アナログアンプのゲインを一定量増大させても入出力特性におけるリニアリティの維持を図り、露出制御範囲の拡大ができるフイルムスキャナの露出制御装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、複数のコマ画像を含む１ロールの現像済みスチル写真フイルムを一定の速度で搬送しながら、該フイルムのコマ画像をラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をアナログアンプで増幅したのち画像信号として出力するフイルムスキャナの露出制御方法において、前記ラインセンサには各受光部に蓄積される電荷の蓄積時間を変更することによって露出を制御する電子シャッタ機能を設けるとともに、前記アナログアンプのゲインを一定量増大させるゲイン増大機能を設け、さらに前記アナログアンプ出力に含まれる前記ラインセンサの暗電流出力を補正するためのＯＢ補正手段を設け、先ず、前記アナログアンプのゲインを所定の初期ゲイン値に設定した後にＯＢ補正手段の設定を行うとともに、前記電子シャッタのシャッタ値を所定の初期値に設定し、前記フイルムを第１の搬送速度で全コマにわたって搬送しながら、該フイルムの全コマ画像を前記ラインセンサによって読み取り、該ラインセンサからの出力電圧を基に各コマの明るさを検出する第１のプリスキャンを実行し、前記第１のプリスキャンで得られた各コマの明るさに基づいて各コマ毎の適正露出時間に相当する前記電子シャッタのシャッタ値を求め、その後、前記ゲイン増大機能を使用し、前記アナログアンプのゲインを前記初期ゲイン値よりも一定量増大させるとともに再度ＯＢ補正手段の設定を行い、このゲイン増大による出力電圧の増分を相殺するよう各コマ毎に前記求めたシャッタ値を補正し、前記電子シャッタによる前記補正したシャッタ値となるように露出制御しながら、該フイルムを第２の搬送速度で全コマにわたって搬送し、該フイルムの全コマ画を前記ラインセンサによって読み取り、複数のコマの画像を示すインデックス画像を表示する第２のプリスキャンを実行することを特徴としている。そして本発明によれば、ラインセンサに設けた電子シャッタと、アナログアンプのゲインと、フイルム搬送速度とを総合的に制御して、画像信号を得る過程において、アナログアンプのゲインを一定量増大させるゲイン増大機能を設け、このゲイン増大機能を有効／無効の選択可能な構成とし、先ず、第１のプリスキャンでは、前記ゲイン増大機能を使用せず（無効とし）、アナログアンプのゲイン値を所定の初期ゲイン値に設定するとともに電子シャッタのシャッタ値を所定の初期値に設定し、ＯＢ補正を行った後に所定の第１の搬送速度によってフイルムの全コマをスキャンし、各コマの明るさ情報を得ている。そして、その明るさ情報に基づいて、その初期ゲイン値における各コマ毎の適正な露出時間に相当する電子シャッタのシャッタ値を求めている。
【０００８】
続く第２のプリスキャンにおいては、前記ゲイン増大機能を有効とし、前記初期ゲイン値に更に一定量のゲインを加えて前記アナログアンプのゲインを増大させ、これに対応したＯＢ補正を行っている。このようにゲイン増大した状態で、先に求めた適正な露出時間に相当するシャッタ値に従って露出制御を実行したのでは、ラインセンサの出力が過大になりすぎるので、その分、露出時間を短くするようにそのシャッタ値を補正し、その補正したシャッタ値に従って露出制御し、ラインセンサの適正な出力電圧レベルを得ている。このように、第２のプリスキャン時にゲイン増大機能を付加し、電子シャッタによる露出制御の負担の軽減を可能にさせている。
【０００９】
これにより、１ロール中の複数のコマ画像の中に、極端に透過率の低いコマが存在する場合、従来であれば、電子シャッタだけで対応しているために、電子シャッタで制御できる限界に達すると、そのコマについては適正な露出制御を行うことができないでいたが、本発明によれば、ゲインの切り替えを行っても適切なＯＢ補正が行われ入出力のリニアリティが保証されるので、第２のプリスキャン時にゲイン増大を付加することが可能になり、そのゲイン増大させた分、電子シャッタの露出時間を全体的に短くする方向に働くため、結果的に電子シャッタの露出制御可能域を拡幅することができる。従って、従来であればＡＥ制御が飽和していたような透過率の低いコマについても、露出制御を効かせて画像を取り込むことが可能となる。
【００１０】
即ち、前記ゲイン増大機能の選択に対応して適切なＯＢ補正を行うことで、入出力のリニアリティが保たれる事から、ゲイン増大量を適切に選択すれば、全てのコマについて露出制御が有効に機能したインデックス画像を表示することができる。
また、フイルム搬送の往路で前記第１のプリスキャンを実行し、その復路で前記第２のプリスキャンを実行すれば、フイルム搬送シーケンスに無駄がなく、プリスキャンに要する時間が短縮できる。
【００１１】
更に、第１のプリスキャンによって各コマの明るさを検出した際に、上記のような極端に透過率の低いコマが存在するか否かを判別し、かかる透過率の低いコマが１つでも存在している場合には、前記ゲイン増大機能を有効にしてＯＢ補正を行った後に上述の第２のプリスキャンを実行し、他方、かかる透過率の低いコマが１つも存在せず、何れのコマも一定の透過率以上である場合には、上記ゲイン増大機能を働かせる利益に乏しいので、このような場合にはゲイン増大機能を使用せずに、先に求めた適正露出時間に相当するシャッタ値どおりの露出制御を行う第３のプリスキャンを前記第２のプリスキャンに代わって実行するのが望ましい。
【００１２】
尚、上述のように第２のプリスキャン時に全コマについて一律にゲイン増大を付加するようにしたのは、第２のプリスキャンを全コマにわたって一定の搬送速度で実行するという要請からくるものであり、各コマ毎にゲインを増減制御し又は、各コマ毎に搬送速度を制御するものに比べ、本発明は、回路構成が簡単で、制御の安定性とリニアリティ精度の面からも優れている。
【００１３】
更にまた、本発明によれば、第２のプリスキャン後の本スキャンは基本的に各コマ毎にフイルム搬送速度を変更することが可能なシーケンスであり、第１のプリスキャンで検出した各コマの明るさに応じて、各コマ毎にそのコマをスキャンする際の搬送速度を制御できる。その際、一定の透過率以上のコマについては、標準速度でスキャンするものとし、他方、透過率の低いコマについては、標準速度の１／ｎ速度の低速度でスキャンするように構成することが考えられる。この場合、搬送速度が遅くなるとそれにつれて１ラインの読み取り周期も遅くすることにより、搬送方向と同方向の画素数を変更することなくラインセンサの露光時間を長くすることができる。
【００１４】
更に、ゲイン増大機能の増幅倍率を前記標準速度と低速度との比（ｎ倍）とすることにより、ゲイン増大機能と１／ｎ低速時とで信号量が同等となり、第２のプリスキャンと本スキャンとの間で露出制御上の計算が容易となり、構成が簡略化できる。
また、前記第１のプリスキャンの実行により、コマの明るさが所定の明るさ以下のコマは、続く第２のプリスキャンで得た画像信号から改めてコマの明るさを示す情報及び、基準最大値、基準最小値を求め、撮影条件を取得し直すようにしたので、オーバーのコマに対しても、本スキャン時に適正な撮影条件で読み込みを行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るフイルムスキャナの露出制御装置及び方法の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明が適用されるフイルムスキャナの実施形態の一例を示す要部ブロック図である。このフイルムスキャナは、主として照明用の光源１０、撮影レンズ１２、ＣＣＤラインセンサ１４、アナログアンプ１６、Ａ／Ｄコンバータ１８、デジタル信号処理回路２０、モータ３１、キャプスタン３２及びピンチローラ３３を含むフイルム駆動装置、中央処理装置（ＣＰＵ）４０等を備えている。
【００１６】
光源１０は、フイルムカートリッジ５０内から引き出される現像済みのネガフイルム５２を図示しない赤外カットフィルタを介して照明し、フイルム５２を透過した透過光は、撮影レンズ１２を介してＣＣＤラインセンサ１４の受光面に結像される。
ＣＣＤラインセンサ１４は、フイルム搬送方向と直交する方向に１０２４画素分の受光部が配設されており、ＣＣＤラインセンサ１４の受光面に結像された画像光は、Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタが設けられて各受光部で電荷蓄積され、光の強さに応じた量のＲ，Ｇ，Ｂの信号電荷に変換される。このようにして蓄積されたＲ，Ｇ，Ｂの電荷は、ＣＣＤ駆動回路１５から加えられる１ライン周期のリードゲートパルスが加えられると、シフトレジスタに転送されたのちレジスタ転送パルスによって順次電圧信号として出力される。また、このＣＣＤラインセンサ１４は、各受光部に隣接してシャッターゲート及びシャッタードレインが設けられており、このシャッターゲートをシャッターゲートパルスによって駆動することにより、受光部に蓄積された電荷をシャッタードレインに掃き出すことができる。即ち、このＣＣＤラインセンサ１４は、ＣＣＤ駆動回路１５から加えれるシャッターゲートパルスに応じて受光部に蓄積する電荷を制御することができる、いわゆる電子シャッター機能を有している。
【００１７】
上記ＣＣＤラインセンサ１４から読み出されたＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号は、図示しないＣＤＳクランプによってクランプされてアナログアンプ１６に加えられ、ここで後述するようにゲインが制御される。実施の形態の特徴は、通常のＣＤＳゲイン制御に加え、ＣＤＳに所定量（６ｄＢ）のゲイン増大機能を付加した点にある。このＣＤＳのゲイン増大機能はＣＰＵ４０からのＯＮ／ＯＦＦ信号４２により有効／無効制御される。尚、このゲイン増大機能の役割については後述する。
【００１８】
前記アナログアンプ１６から出力される１コマ分のＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号はＡ／Ｄコンバータ１８によって点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換されたのち、デジタル信号処理回路２０によって後述するＯＢ補正、白バランス、黒バランス、ネガポジ反転、ガンマ補正等が行われたのち、図示しない画像メモリに記憶される。
【００１９】
尚、画像メモリに記憶された１コマ分のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、繰り返し読み出され、Ｄ／Ａコンバータによってアナログ信号に変換されたのち、エンコーダでＮＴＳＣ方式の複合映像信号に変換されてモニタＴＶに出力される。これにより、モニタＴＶよってフイルム画像を見ることができるようになる。
フイルム駆動装置は、フイルムカートリッジ５０のスプール５０Ａと係合し、そのスプール５０Ａを正転／逆転駆動するフイルム供給部と、このフイルム供給部から送出されるフイルム５２を巻き取るフイルム巻取部と、フイルム搬送路に配設され、フイルム５２をモータ３１によって駆動されるキャプスタン３２とピンチローラ３３とで挟持してフイルム３２を所望の速度で搬送する手段とから構成されている。尚、上記フイルム供給部は、フイルムカートリッジ５０のスプール５０Ａを図１上で時計回り方向に駆動し、フイルム先端がフイルム巻取部によって巻き取られるまでフイルムカートリッジ５０からフイルム５２を送り出すようにしている。また、ＣＰＵ４０は、モータ回転数／方向制御回路３４を通じてモータ３１の正転／逆転、起動／停止、パルス幅変調によるフイルム搬送速度の制御を行うことができる。
【００２０】
ＣＰＵ４０は、モータ回転数／方向制御回路３４を通じてモータ３１の正転／逆転・起動／停止、パルス幅変調によるフイルム搬送速度の制御を行う。そして、例えば９．２５ｍｍ／秒の速度を標準のフイルム画像を取り込む時の搬送速度とすると、標準速度の１／２倍速（４．６２５ｍｍ／秒）の低速から１６倍速（１４８．０ｍｍ／秒）の高速まで速度制御することができるようになっている。尚、１コマのフイルム搬送方向と同方向の画素数は、ＣＣＤ駆動回路１５のリードゲートパルス等の周期を変更しない場合にはフイルム搬送速度に応じて変化し、例えば、１／２倍、１倍、８倍、１６倍の各速度における各素数は、１７９２画素、８９６画素、１１２画素、５６画素である。
【００２１】
さて、本実施の形態による露出制御は、以下の３つの手段によって行われる。ＣＣＤラインセンサ１４は、前述したように電子シャッタ機能を有しており、ＣＰＵ４０からＣＣＤ駆動回路１５を介して電子シャッタ値が制御され、これによって露出時間が制御される。尚、本実施の形態では電子シャッタ値可変範囲は、１０％〜１００％までとなっている。
【００２２】
また、ＣＰＵ４０は、本スキャン時に、モータ回転数／方向制御回路３４及びモータ３１を通じてフイルム５２が１倍速から１／２倍速までの範囲の任意の速度で搬送されるように制御することができるようになっている。一方、モータ３１の軸には、スリット付きの円盤３５が取り付けられており、この円盤３５のスリットを検出するフォトディテクタ３６は、モータの回転速度を示すパルス信号をタイミングジェネレータ３７に出力する。そして、タイミングジェネレータ３７は、本スキャン時には上記入力するパルス信号によってモータ３１の回転に同期したパルス信号を発生する。タイミングジェネレータ３７から発生されるパルス信号は、ＣＣＤ駆動回路１５、Ａ／Ｄコンバータ１８、デジタル信号処理回路２０等に加えられ、これにより各回路は駆動速度が制御されるとともに同期がとられている。
【００２３】
即ち、フイルム搬送速度を変更することにより、ＣＣＤ駆動回路１５からＣＣＤラインセンサ１４に出力されるリードゲートパルス、シャッターゲートパルス、レジスタ転送パルスの周期も自動的に変更される。尚、１倍速の本スキャン時には、１コマのフイルム搬送方向と同方向の画素数は８９６画素となるが、フイルム搬送速度を変更してもＣＣＤ駆動回路１５のリードゲートパルス等の周期も自動的に変更されるため、画素数の変動はない。
【００２４】
このようにフイルム搬送速度を１倍速から１／２倍速に変更することにより、露出時間を１００％から２００％の範囲で変更することができる。尚、タイミングジェネレータ３７の制御方法としては、上記実施の形態に限らず、図２に示すようにタイミングジェネレータ３７の元クロック周波数をモータ回転数に合わせて位相同期ループ（ＰＰＬ）３８で可変してもよい。
【００２５】
更に、ＣＣＤラインセンサ１４の後段に設けられているアナログアンプ１６は、ＣＰＵ４０からのゲイン制御信号４４によって、Ｒ，Ｇ，Ｂ各チャンネルのＡ／Ｄコンバータ入力信号レベルを増幅するものである。尚、本実施の形態では、アンプゲインの可変範囲は６ｄＢから１８ｄＢ（２〜８倍）となっている。このアナログアンプ１６の最低ゲインは、次式、
【数１】

で決定される。尚、以後、ｍｉｎ（ＣＣＤ定格出力電圧，アナログアンプ定格入力電圧）をＣＣＤ適正出力電圧と呼ぶ。ＣＣＤ出力がＣＣＤ適正出力電圧なら、アンプゲインを最低ゲインに設定すれば、Ａ／Ｄコンバータ１８への入力電圧は適正（定格入力電圧）となり、ＳＮも最良となる。
【００２６】
また、本実施の形態では、このアナログアンプ１６は、後述する第２のプリスキャン時にＣＰＵ４０からゲイン増大動作（ＯＮ）信号が加えられると、所定のゲイン増大（本実施の形態では６ｄＢ）を付加し、ＣＰＵからゲイン増大動作（ＯＦＦ）信号が加えられると、そのゲイン増大を解除するゲイン増大機能を備えていることを特徴としている。ここで、このゲイン増大機能のゲイン増大量を６ｄＢとしたのは、本スキャンにおいて標準速度（１倍速）と１／２倍速を切り替える本実施の形態のシステムの制御上の有利だからである。即ち、ゲイン６ｄＢ増大時と前記１／２倍速時は、Ａ／Ｄコンバータに入力される信号レベルは同等であるために、システムのＡＥ制御上、計算が容易となるからである。
【００２７】
次に、図３に示すフローチャートを参照しながら露出制御の手順を説明する。まず、フイルムカートリッジ５０がカートリッジ収納部（図示せず）にセットされると、アナログアンプのゲイン増大機能を無効に設定した状態で、ＣＣＤラインセンサ１４の暗電流による出力誤差を補償するＯＢ補正値を取得する（ステップ１０）。即ち、アナログアンプ１６のゲインを所定の初期値に設定するとともに、ＣＣＤラインセンサ１４のオプティカル・ブラック部（ＯＢ）に対応するＣＣＤ出力のＡ／Ｄコンバータ１８からのデータをＯＢ補正値として取得する。次に、フイルムカートリッジ５０からフイルム５２が送り出されてフイルム先端がフイルム巻取部の巻取軸に巻き付けられると（フイルムローディングが完了すると）（ステップＳ１１）、以下に示すＣＤＳキャリブレーションを実行する（ステップＳ１２）。
【００２８】
即ち、ＣＣＤラインセンサ１４の電子シャッタ値Ｔ１を規定値（例えば４０％）に設定し、フイルム５２の未露光部分（例えば、フイルム先端のネガベース）を撮像する。そして、Ａ／Ｄコンバータ１８から出力され、かつ前記ＯＢ補正値によって補正されたＲ，Ｇ，Ｂの各信号がそれぞれ所定の最大値（即ち、Ａ／Ｄコンバータ１８の入力レンジ最大）になるようにアナログアンプゲイン（ＣＤＳゲイン）が調整される。アナログアンプゲインが変更されたことを受けて再度ＯＢ補正値を取得する（ステップＳ１３）。このときのゲイン値を初期ゲイン値、電子シャッタ値を初期シャッタ値と呼ぶ。
【００２９】
このようにしてアナログアンプ１６のゲインを調整した後、フイルム５２を一定速度で搬送し、フイルム画像のスキャン（第１のプリスキャン）を実行する（ステップＳ１４）。即ち、電子シャッタ値は前記初期シャッタ値（例えば４０％）の一定に固定し、且つ前記ゲイン増大機能も無効にしたまま、アナログアンプ１６のゲインは前記初期ゲイン値に設定し、フイルム５２を１６倍速の高速で順方向（図１上で右方向）に搬送して全コマ画像を読み込む。このとき、ＣＣＤラインセンサ１４、アナログアンプ１６及びＡ／Ｄコンバータ１８を介して積算ブロック４１に点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号が取り込まれる。また、これらのＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、ステップ１３で取得したＯＢ補正値によってＯＢ補正が施されている。
【００３０】
ここで、第１のプリスキャンのフイルム搬送速度は１６倍速であるため、１コマのフイルム搬送方向の画素数は、５６画素となっている。また、ＣＣＤラインセンサ１４は、前述したようにフイルム搬送方向と直交する方向に１０２４画素分の受光部を有しているが、１／３２に間引くことにより１コマのフイルム搬送方向と直交する方向の画素数は、３２画素となっている。図５（Ａ）は１コマのフイルム画像における上記積算ブロック４１での積算エリアの一例を示している。即ち、１コマ（５６×３２画素）は８×８の積算エリアに分割されており、積算ブロック４１はの各積算エリア別にデジタル信号を積算し、その積算値をＣＰＵ４０に出力する。尚、１つの積算エリアは、７×４画素からなっている。
【００３１】
ＣＰＵ４０は、積算ブロック４１から入力する積算値に基づいて、図５（Ｂ）に示すように６つの領域毎の平均輝度値を求める。そして、露出制御のための測光値は、中心の領域１の平均輝度値と、この輝度値に近い周辺領域の輝度値を加算平均して算出する。尚、中心の領域１の平均輝度値は、その周辺領域の輝度値に比べて大きな重み付けがされている。
【００３２】
ＣＰＵ４０は上記のようにして各コマの明るさを示す測光値をそれぞれ算出し、これらの測光値をＣＰＵ内蔵のランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）４０Ａに記憶する。そして、各コマの測光値は、続く第２のプリスキャンの際、及び各コマを本スキャンする際の露出制御時に使用される。
また、前記積算ブロック４１は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各チャンネル毎に所定の積算エリアのデジタル画像信号の階調（実施の形態では、８ビット（０〜２５５）の階調）を積算し、その積算エリアの平均階調を求め、積算エリアの各階調データを作成する。更に、積算ブロック４１は、順次作成される階調データに基づいて各階調毎の度数をカウントし、ヒストグラムを作成する（図示せず）。そしてＣＰＵ４０は該ヒストグラムの階調の小さい方から度数を順次累算し、その累算度数が所定の閾値（例えば３％）を一致又は最初に超えたときの階調を基準最小値としてＲ，Ｇ，Ｂ毎に求めるとともに、前記ヒストグラムの階調の大きい方から度数を順次累算し、その累算度数が前記所定の閾値と一致又は最初に超えた時の階調を基準最大値としてＲ，Ｇ，Ｂ毎に求める（ステップＳ１５）。尚、基準最小値及び基準最大値の規定方法は上記方法に限らず、他の方法によって規定してもよい。
【００３３】
このように、ＣＰＵ４０は、前記ヒストグラムを基にＲ，Ｇ，Ｂ毎にそれぞれ、基準最大値（ピーク値）及び基準最小値（ボトム値）を検出するとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂ中の最大値（Ｍａｘ値：ＤＭａｘ ）を検出する。こうして得られたピーク値及びボトム値を基に、デジタル信号処理回路２０によって白バランス、黒バランス、ネガポジ反転、及びガンマ補正等が行われるとともに、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ中の最大値に基づいて電子シャッタ値が求められる（ステップＳ１６）。尚、前記基準最大値及び基準最小値がＡＷＢデータに相当し、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ中の最大値がＡＥデータに相当する。
【００３４】
ここで、電子シャッタ値Ｔの決定方法について説明する。
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の内の最大値ＤＭａｘ を用い、後述する本スキャン時におけるこの最大値ＤＭａｘ が、例えば８ビット系の場合には、２５５になるように電子シャッタ値Ｔを次式、
【数２】
Ｔ＝Ｔ０×２５５／ＤＭａｘ
により決定する。但し、Ｔ０は、第１のプリスキャン時に初期設定された電子シャッタ値である。
【００３５】
こうして、図４（Ａ）表─１に示すようなコマ毎に適正な電子シャッタ値が求められると同時に、各コマのネガポジ反転に必要な信号ピーク値、ボトム値等のデータが取り込まれる。尚、この時求められる電子シャッタ値は、後述の本スキャンの搬送速度（１倍速）における値とする。また、前記表─１上で電子シャッタ値が１００％を超える値が示されているが、実際には１００％を超える制御は不可能であるため、このようなコマについては、本スキャン時に低速スキャンが必要となる。例えば、１３０％の場合は、本スキャン時には１／２速の搬送速度にするとともにリードゲートパルス、シャッターゲートパルス等の周期を２倍にし、６５％の電子シャッタで画像を取り込むことになる。
【００３６】
次に、第２のプリスキャンを行うために、アナログアンプ１６のゲイン増大機能を有効（例えば６ｄＢアップ）にし（ステップＳ１８）、このときのＯＢ補正値を取得する。（ステップＳ１９）。
さて、上述のように第１のプリスキャンにて、各コマの透過率（コマ画像の露光アンダー／オーバーの露光状態）を判別するとともに、ＡＥ／ＡＷＢデータを取得した後、続いて、そのＡＥ／ＡＷＢデータに基づいて、８倍速の高速で逆方向に巻き戻しながら全コマ画像を読み込み、全コマ画像を示すインデックス画像を表示しながら再度プリスキャンを行う復路の第２のプリスキャンを実行する（ステップＳ２０）。尚、この第２のプリスキャン時に、Ａ／Ｄコンバータ１８を介して取り込まれるＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号は、ステップ１９で取得したＯＢ補正値によってＯＢ補正が施されている。また、露光アンダーのコマに対しても第２のプリスキャンで適正な画像データの読み込みを行うために、アナログアンプ１６のゲイン増大機能を有効（例えば６ｄＢアップ）にし（ステップＳ１８）、これに対応してＯＢ補正を行っている。
【００３７】
即ち、（１）前記第１のプリスキャンで本スキャン時の電子シャッタ値が１００％を超えるコマが存在しない場合には、上述の表─１の電子シャッタ値をそのまま各コマの露出制御に適用しながら、インデックス画像を取り込む。尚、この場合ゲイン増大機能は使用する必要がなく、かえってゲインを増大させないことにより、Ｓ／Ｎが有利となる。
【００３８】
他方、（２）前記第１のプリスキャンで本スキャン時の電子シャッタ値が１００％を超えるコマが存在する場合には、６ｄＢのゲイン増大を付加するゲイン増大機能を使用し、且つ電子シャッタの設定を図４（Ｂ）表─２に示すように表─１の値を一律に１／２に補正した電子シャッタ値として適用し、各コマの露出制御を行いながらインデックス画像を取り込む。この場合、Ｓ／Ｎ的には前記（１）の場合よりも低下するが、オーバーのコマ（透過率の低いコマ）に対しても電子シャッタ機能を働かすことができ、遜色ないインデックス画像の表示が可能となる。
【００３９】
また、前記第１のプリスキャンで電子シャッタ値が１００％を超えるコマは第１のプリスキャンにおいて画像がオーバーで濃度が濃く、十分なＣＣＤ出力が得られていないのでＡＥ／ＡＷＢデータの精度が悪いため、このようなコマに限り、上記インデックス画像の取り込みと並行して、改めてネガポジ反転に必要な信号ピーク値、ボトム値等のＡＥ／ＡＷＢデータを取り込む（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）。
【００４０】
即ち、第１のプリスキャンで適正なＡＥ／ＡＷＢデータが取得できているコマについては、改めてデータを取り直す必要性もなく、また、処理上の無駄であるので、第１のプリスキャンでオーバーであることが検出されたコマに限って、前記ＡＥ／ＡＷＢデータの再取得を行っている。これにより、本スキャン時に適正な撮影条件でコマ画像の読み込みを行うことができるとともに、データ処理効率上も有利である。
【００４１】
ところで、通常、Ａ／Ｄコンバータ１８は、入力信号レベルの高い領域ほど、分解能が良くなるものであり、本本実施の形態のようにゲイン増大を付加すると、著しくオーバー（透過率の低い）なネガの信号ボトム値も増幅されるため、Ａ／Ｄコンバータ１８の分解能がよい領域で信号を取り込むことができるようになり、ＡＥ制御の精度が向上するという利点もある。
【００４２】
また、第２のプリスキャンは８倍速でフイルムが搬送されるため、１コマのフイルム搬送方向と同方向の画素数は１１２画素である。一方、ＣＣＤラインセンサは、前述したようにフイルム搬送方向と直交する方向に１０２４画素分の受光部を有しているが、１／１６に間引くことにより、１コマのフイルム搬送方向と直交する方向の画素数は、６４画素である。
【００４３】
そして、全コマ分（例えば、１ロール４０コマ分）の画像データが図示しないバッファに記憶され、その全部または一部の複数コマを示すインデックス画像がモニタに表示される。操作者は、このインデックス画像を見ながら、後に続く１コマ再生（本スキャン）をするコマを選択することが出来る。
第２のプリスキャンが完了すると本スキャンに対応するために、アナログアンプ１６のゲイン増大機能を再び無効に設定し（ステップＳ２４）、ゲイン増大機能の切り替えに対応して再びＯＢ補正値を取得する（ステップＳ２５）。
【００４４】
次に、ＯＢ補正、白バランス、黒バランス、ネガポジ反転、ガンマ補正のデジタル信号処理について説明する。
図５は図１に示したデジタル信号処理回路２０の内部構成を含むブロック図である。このデジタル信号処理回路２０は上述したデジタル信号処理を行うもので、主として加算器２１、２２、２３、２５、乗算器２４、２７、及びベースＬＵＴ２６から構成されている。加算器２１には、Ａ／Ｄコンバータ１８から点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像信号ＣＭＰＡＤ が入力している。尚、デジタル画像信号ＣＭＰＡＤ は、所定のクロックにしたがって時系列的にＲ，Ｇ，Ｂ，Ｇと流れている。
【００４５】
加算器２１の正入力には前述したようにデジタル画像信号ＣＭＰＡＤ が加えられ、負入力にはＣＣＤラインセンサ１４の暗電流分を示す信号が加えられており、加算器２１は暗電流分を含むデジタル画像信号ＣＭＰＡＤ から上述したように予め取得したＯＢ補正値を減算し、これにより暗電流が補正されたデジタル画像信号を加算器２２に出力する。
【００４６】
加算器２２は、暗電流が補正されたデジタル画像信号とオフセットとを加算する。これにより、黒点オフセットされたデジタル画像信号が得られる。
加算器２２から出力される黒点オフセットされたデジタル画像信号は、加算器２３の負入力に加えられ、加算器２２の正入力には白ピークレベルを示す値（２５５）が加えられており、加算器２２は２５５から黒点オフセットされたデジタル画像信号を減算する。これによりネガポジ反転されたデジタル画像信号が得られる。
【００４７】
続いて、ネガポジ反転されたデジタル画像信号は、乗算器２４に加えられる。乗算器２４の他の入力にはマルチプレクサ４７からＷＢゲインが加えられており、乗算器２４は２入力を乗算することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル画像信号のポジ画像の白を合わせる。
次に、乗算器２４から出力されるデジタル画像信号は、加算器２５及びベースＬＵＴ２６に加えられる。ベースＬＵＴ２６は、図６（Ａ）に示したように入力信号の階調に応じたガンマ補正値を有しており、入力するデジタル画像信号の階調に応じたガンマ補正値を読み出し、このガンマ補正値を乗算器２７に出力する。乗算器２７の他の入力にはマルチプレクサ４８からガンマゲインが加えられており、乗算器２７は２入力を乗算することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル画像信号の色別のガンマ補正値を生成し、これを加算器２５の負入力に出力する。
【００４８】
加算器２５は入力するＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像信号から各色別に伸長又は圧縮されたガンマ補正値を減算する。これによりガンマ補正された正規のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像信号ＲＧＢＧｇａｍ が得られる。
次に、白バランス及び黒バランスを合わせるために使用するオフセット値及びＷＢゲイン量の算出方法について説明する。
【００４９】
オフセット値及びＷＢゲイン量は、前記基準最大値及び基準最小値に基づいて、次式、
【数３】
オフセット値＝２５５−Ｒｍａｘ …（１）
ＷＢゲイン量＝２５５／（Ｒｍａｘ −Ｒｍｉｎ ） …（２）
により算出する。
【００５０】
尚、式（１）、（２）はＲに関するものであるが、他の色チャンネルも同様にして算出する。また、ここでは、Ｒ，Ｇ，Ｂデジタル信号は８ビットとして表しており、２５５はその最大値である。
ＣＰＵ４０は、式（１）及び（２）に示したようにＲ，Ｇ，Ｂ毎にオフセット（Ｒｏｆｆｓｅｔ， Ｇｏｆｆｓｅｔ， Ｂｏｆｆｓｅｔ）及びＷＢゲイン（Ｒｗｂｇａｉｎ， Ｇｗｂｇａｉｎ， Ｂｗｂｇａｉｎ）を算出して記憶するとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にガンマゲイン（Ｒｇａｍｇａｉｎ，Ｇｇａｍｇａｉｎ，Ｂｇａｍｇａｉｎ ）を記憶している。また、これらのオフセット等は、各コマ毎に記憶されている。そして、アドレスデコーダ４２によってスキャンしようとするコマに対応するオフセット等が選択され、図５中のＩＮＴＤＡＴＡ によってＲ，Ｇ，Ｂのオフセットはレジスタ４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに格納され、Ｒ，Ｇ，Ｂのゲインはレジスタ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに格納され、Ｒ，Ｇ，Ｂのガンマゲインはレジスタ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂに格納される。尚、これらのレジスタには、１コマ分のＲ，Ｇ，Ｂデジタル画像信号が処理され保持される。
【００５１】
レジスタ４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに格納されたオフセット（Ｒｏｆｆｓｅｔ， Ｇｏｆｆｓｅｔ， Ｂｏｆｆｓｅｔ）はマルチプレクサ４６に加えられており，マルチプレクサ４６の他の入力には、前記所定のクロックを分周して作成されたタイミング信号ＩＮＴＣＯＬＳＬＯ，１ ＧＡ加えられている。マルチプレクサ４６は、タイミング信号ＩＮＴＣＯＬＳＬ ０，１によって３つのオフセットからいずれか１つのオフセットを選択し、この選択したオフセットをデジタル信号処理回路２０の加算器２２の他の入力に出力する。
【００５２】
同様にして、マルチプレクサ４７は、レジスタ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂから入力する３つのＷＢゲイン（Ｒｗｂｇａｉｎ， Ｇｗｂｇａｉｎ， Ｂｗｂｇａｉｎ）のうちの１つのゲインを選択し、この選択したＷＢゲインを乗算器２４に出力し、また、マルチプレクサ４８は、レジスタ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂから入力する３つのガンマゲイン（Ｒｇａｍｇａｉｎ，Ｇｇａｍｇａｉｎ，Ｂｇａｍｇａｉｎ ）からいずれか１つのガンマゲインを選択し、この選択したガンマゲインを乗算器２７に出力する。
【００５３】
上記実施の形態ではアナログアンプ１６から出力される１コマ分のＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号をＡ／Ｄコンバータ１８によって点順次のＲ，Ｇ，Ｂデジタル信号に変換されたのち、デジタル信号処理回路２０によって画像信号からＯＢ補正値を減算するようにしたＯＢ補正手段について説明したが、これに限らず、例えば、Ａ／Ｄコンバータ１８に入力する以前のアナログ信号の状態でＯＢ補正を行ってもよい。また、点順次のＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号ではなく同時化されたＲ，Ｇ，Ｂ電圧信号の状態でＯＢ補正を行ってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るフイルムスキャナの露出制御装置及び方法によれば、ラインセンサからの出力電圧を増幅するアナログアンプにおいて、ゲインを一定量増大させるゲイン増大機能の動作に連動してＯＢ補正機能が再設定されるので、ゲイン増大機能を利用してもラインセンサから生じた暗電流に起因する入出力のリニアリティ誤差の補償を正しく行うことができ、結果的に電子シャッタの露出可能域を拡幅することができる。これにより、リニアリティの誤差を原因として生じていたインデックス画像及び本スキャンにおける各コマ画像の調子再現の不足による画質劣化を防げるので、従来であれば露出制御が飽和していたような透過率の低いコマについても、露出制御を正確に効かせてインデックス画像を取り込み、表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明が適用されるフイルムスキャナの一実施の形態を示す要部ブロック図である。
【図２】図２は図１に示すタイミングジェネレータの他の制御方法を示す要部ブロック図である。
【図３】図３は図１に示すフイルムスキャナの全体のシーケンスを説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）は、往路プリスキャンの結果得られる各コマ毎の電子シャッタ値の一例を示す表、同図（Ｂ）は復路プリスキャン及びインデックス表示時の各コマ毎の電子シャッタ設定の一例を示す表である。
【図５】図５（Ａ）は図１に示した積算ブロックで積算される各積算エリアを示し、同図（Ｂ）は測光値を算出するための各領域を示す図である。
【図６】図６（Ａ）乃至（Ｄ）はそれぞれ図１のデジタル信号処理回路の各部における処理内容を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…光源
１２…撮影レンズ
１４…ＣＣＤラインセンサ
１５…ＣＣＤ駆動回路
１６…アナログアンプ
１８…Ａ／Ｄコンバータ
２０…デジタル信号処理回路
２１、２２、２３，２５…加算器
２４、２７…乗算器
２６…ベースＬＵＴ
３１…モータ
３２…キャプスタン
３４…モータ回転数／方向制御回路
３５…円盤
３６…フォトディテクタ
３７…タイミングジェネレータ
４０…中央処理装置（ＣＰＵ）
４１…積算ブロック
５０…フイルムカートリッジ
５２…ネガフイルム

Claims (7)

1. 現像済みスチル写真フイルムを一定の速度で搬送するとともに該フイルムの画像を蓄積時間の制御が可能なラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をゲインの切り替え制御可能なアナログアンプで増幅したのちＡ／Ｄコンバータに出力するようにしたフイルムスキャナの露出制御装置において、
   前記ラインセンサの蓄積時間を制御する露出制御手段と、
   前記アナログアンプのゲインを制御するゲイン制御手段と、
   スキャンしようとするフイルム画像の明るさを示す情報に基づいて該フイルム画像のスキャン時における前記Ａ／Ｄコンバータの入力電圧が最適状態となるように露出制御手段及びゲイン制御手段を制御する制御手段と、
   前記アナログアンプの後段において前記ラインセンサの暗電流による出力誤差を補償するＯＢ補正値を取得し、該ＯＢ補正値によってアナログアンプから出力される画像信号を補正するＯＢ補正手段と、
   前記ゲイン制御手段により前記アナログアンプのゲインの切り替え制御が行われる毎に前記ＯＢ補正手段におけるＯＢ補正値を変更させる手段と、
   を備えたことを特徴とするフイルムスキャナの露出制御装置。
2. 前記ＯＢ補正値手段は、アナログアンプの増幅率に対応したＯＢ補正に関するＯＢ補正値を記憶する手段を有し、記憶されている増幅率が設定された場合には、対応するＯＢ補正値に基づいてＯＢ補正を実施することを特徴とする請求項１のフイルムスキャナの露出制御装置。
3. フイルムの交換またはフイルムスキャナの電源投入によってＯＢ補正値の記憶を削除して初期状態とすることを特徴とする請求項２のフイルムスキャナの露出制御装置。
4. 現像済みスチル写真フイルムを一定の速度で搬送するとともに該フイルムの画像を蓄積時間の制御が可能なラインセンサによって読み取り、該ラインセンサの出力電圧をゲインの切り替え制御可能なアナログアンプで増幅したのちＡ／Ｄコンバータに出力するようにしたフイルムスキャナの露出制御方法において、
   前記アナログアンプのゲインを予め補正された所定値に保持するとともに、前記電子シャッタのシャッタ値を所定の初期値に設定し、
   前記フイルムを第１の搬送速度で全コマにわたって搬送しながら、該フイルムの全コマ画像を前記ラインセンサによって読み取り、前記Ａ／Ｄコンバータから得られる画像データに基づいて少なくとも各コマの明るさを検出する第１のプリスキャンを実行し、
   前記第１のプリスキャンによって検出した各コマの明るさを示す情報に基づいて前記電子シャッタの各コマ毎のシャッタ値を求め、
   前記求めた各コマ毎のシャッタ値のうち、少なくも前記電子シャッタで制御可能な最大蓄積時間を越えるシャッタ値がある場合には、前記アナログアンプのゲインを前記所定値よりも一定量増大させるとともに、このゲイン増大による出力電圧の増分を相殺するように各コマ毎に求めたシャッタ値を補正し、
   その後、前記アナログアンプのゲインを前記増大させたゲインに保持するとともに、前記電子シャッタのシャッタ値を前記補正したシャッタ値となるように各コマ毎に露出制御しながら、該フイルムを第２の搬送速度で全コマにわたって搬送し、該フイルムの全コマ画像を前記ラインセンサによって読み取り、前記Ａ／Ｄコンバータから各コマ画像の画像データを得る第２のプリスキャンを実行し、該第２のプリスキャン時において、前記ラインセンサの暗電流による出力誤差を補償するＯＢ補正値であって、前記アナログアンプのゲイン増大に対応するＯＢ補正値によって前記画像データを補正することを特徴とするフイルムスキャナの露出制御方法。
5. 前記アナログアンプのゲインを初期値に設定したときに、前記ラインセンサの暗電流による出力誤差を補償する第１のＯＢ補正値を求め、 前記ラインセンサ上に前記フイルムのネガベースを位置させ該ネガベースをラインセンサで読み取り、前記Ａ／Ｄコンバータから出力されるＲ，Ｇ，Ｂ出力電圧を示す各データを前記第１のＯＢ補正値によって補正したＲ，Ｇ，Ｂデータの各最大値が所定の基準値に一致するように前記アナログアンプのゲインを前記予め補正された所定値に制御することを特徴とする請求項４のフイルムスキャナの露出制御方法。
6. 前記アナログアンプのゲインを前記予め補正された所定値に設定したときに、前記ラインセンサの暗電流による出力誤差を補償する第２のＯＢ補正値を求め、前記第１のプリスキャン時に前記Ａ／Ｄコンバータから得られる画像データを前記第２のＯＢ補正値によって補正することを特徴とする請求項４又は５のフイルムスキャナの露出制御方法。
7. 前記第２のプリスキャン後、前記アナログアンプのゲインを前記第１のプリスキャン時における所定値に低減させるとともに、該低減させたアナログアンプのゲインに対応して前記電子シャッタのシャッタ値を変更し、
   その後、前記フイルムを前記第２の搬送速度よりも低速の第３の搬送速度で搬送し、該フイルムのコマ画像を前記ラインセンサによって読み取り、前記Ａ／Ｄコンバータからコマ画像の画像データを得る本スキャンを実行し、
   該本スキャン時において、前記ラインセンサの暗電流による出力誤差を補償する第３のＯＢ補正値であって、前記アナログアンプのゲインの低減させたゲインに対応する第３のＯＢ補正値によって前記画像データを補正することを特徴とする請求項６のフイルムスキャナの露出制御方法。

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