JPH03234171A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は比較的Ｓ／Ｎ比のよくない固体撮像素子で画像
を読取る場合に、画像を積算することにより画像読取り
のＳ／Ｎ比を向上させ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。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ネガフィルムの画像を測定するセンサとして
は、ポイント測光用のデバイスとしてフォトダイオード
やフォトマルなどが挙げられ、これらは広いダイナミッ
クレンジを有するものの、走査機能を付加する必要があ
って、構造が複雑化し、形状が大きくなるとともに、コ
ストが高くなり、信頼性に欠ける問題がある。これに対
し、■・２次元画像を読取れる素子としてのＣＣＤ、Ｍ
ＯＳは、走査機能などのメカニカルな機構が不要になる
ものの、デバイスの構成上、Ｓ／Ｎ比を高めることか困
難である（３０〜４０ｄＢ程度）。

したがって、アンダー露光ネガからオーバー露光ネガま
での広い測定範囲（７０〜８０ｄＢ）を必要とする写真
フィルムなどの画像情報を正確に検出する画像読取装置
のセンサには最適ではない。

そのため、現状では安価な画像読取装置を構成する場合
、上記センサに対し次のような機構を組合せてＳ／Ｎ比
を高める手段が講じられている。

すなわち、光源の明るさを連続あるいは段階的に変えら
れるようにし、ネガフィルムなどの被写体の平均濃度等
により、光源側の明るさを変え、撮像素子の感度レンジ
内に入るようにする。これは光源の調光装置が必要とな
り機構が複雑化するとともに、制御性、安定性が高くな
いという問題がある。また、ＣＣＤなどの蓄積型画像素
子を使用し、蓄積時間を連続あるいは段階的に変え、見
かけ上のダイナミックレンジを上げる手段がある。

これは対象画像により撮像に必要な測定時間が変わり、
対象画像が暗い場合に多大な時間がかかり、画像蓄積時
間を長くすることにより、素子自体の暗電流などの影響
で逆にＳｌＮ比を低下させてしまう場合がある。

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、簡単な構成でネガフィルムな
どの原画像を正確に読取ることのできる画像読取装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の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照明する光源と、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、この得られたデ
ジタル画像を記憶する画像メモリと、上記原画を繰り返
しサンプリングする回数を設定する手段と、この設定さ
れた回数に同一フレームの画像を上記画像メモリに記憶
する画像メモリ制御手段と、各フレーム同士を加算する
加算手段とを備えたことを特徴とする。

また、上記の構成においてイメージセンサからの出力と
予め設定されている値との比較を行う比較手段と、画像
読取りを制御する制御手段から上記設定値を設定する手
段と、上記比較手段の出力に基づいて画像加算回数を調
整する手段とを有することが好ましい。

〔作　　用〕

上記の構成を有する本発明においては、原画の繰り返し
サンプリングする回数を設定し、この設定された回数に
同一フレームの画像を画像メモリに記憶して各フレーム
同士を加算するようにしたので、簡単な構成でネガフィ
ルムなどの画像を正確に検出することのできる。

〔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
図に本発明の第１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
などを処理する映像信号処理部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。ＣＣＤＩ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、画像メモリ切替回路５はＡ／Ｄ変換器３でデジ
タル信号に変換されたデータを画像メモリＲ／Ｗ制御回
路９ｂからの情報により選択された画像メモリに接続さ
れる。画像メモリ６は６１〜６ｎと複数枚用意され、画
像加算回路７は画像が格納されている画像メモリ６の画
素データを加算し、信号変換回路８はこの画像加算回路
７からの出力を後の演算処理に対し望ましいデータ形式
（画素のビット数が必ず同じになるよう）に変換する。

画像メモリ６はその書込みと読出しが画像メモリ制御回
路９て制御され、画像メモリ制御回路９の内部は画像ア
ドレス発生回路９ａと画像メモリＲ／Ｗ制御回路９ｂと
から構成されている。

なお、１０は画像の加算回数を記憶する加算回数設定回
路、１１は画像出力比較回路、１２は画像出力レベル設
定回路、１３は全体の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、本実施例の画像読取装置の動作を
説明する。ＣＣＤＩは駆動信号発生回路４からの駆動信
号により駆動され、ＣＣＤＩは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。そして、画像の記憶は以下の順序で行われる。す
なわち、 （１）画像加算回数ｋを加算回数設定回路１０に登録す
る。この場合、画像の最大加算回数は画像メモリ６の枚
数ｎまでとする。

（２）ＣＰＵ１３から画像メモリ制御回路９にスタート
信号を入力して起動させる。

（３）画像メモリＲ／Ｗ制御回路９ｂは画像メモリ切替
回路５を切替え、Ａ／Ｄ変換器３からのデジタル信号を
画像メモリ６１に送出する。

（４）画像メモリ制御回路９はＣＣＤ駆動信号と同期し
て画像の取込みを開始し、１フレ一ム画像を読取る。

（５）１フレームの画像読取りが終了すると、画像メモ
リＲ／Ｗ制御回路９ｂは画像メモリ切替回路５を切替え
、次の新しい画像メモリ６２に接続する。

（６）上記（４）、（５）の動作を加算回数設定回路１
０にて設定された画像加算回数にだけ行い、ｋ枚の画像
を画像メモリ６上に蓄積する。

このようＣｏこして記憶された画像の読出しは、以下の
順序で行われる。すなわち、 （１）ＣＰＵ１３から画像メモリ制御回路９に画像上の
読出したい画素のアドレスとメモリ制御信号を出力する
。

（２）画像メモリＲ／Ｗ制御回路９ｂは上記アドレスを
得て、画像メモリ６（６１〜６ｎ）にそのアドレスを供
給し、メモリのデータを読み出す。

（３）画像メモリ６の各出力は画像加算回路７に入力さ
れ、画像データを記憶していないメモリ（ｎ枚の内、選
択されなかったｎ−に枚のメモリ）がある場合には、そ
の入力は内部で切離され、全て０と見做される。

（４）画像加算回路７では各入力を全て加算し信号変換
回路８に入力する。

（５）信号変換回路８では加算された画像データを常に
一定のフォーマットになるようにＲＯＭテーブルを使用
し、データを変換する。その出力信号はＣＰＵ１Ｂに読
込まれる。

第２図は本発明の第２実施例による画像読取装置を示し
、前記第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して
説明する。本実施例では画像メモリ切替回路５が設けら
れてなく、画像加算回路７は画像が格納されている画像
メモリ６の画素データと入力されるＣＣＤＩ出力とを加
算している。

その他の構成は前記第１実施例と同一であるので、その
説明を省略する。

本実施例の画像読取装置の動作を説明すると、ＣＣＤＩ
は駆動信号発生回路４からの駆動信号により駆動され、
ＣＣＤＩは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。

そして、画像の記憶は以下の順序で行われる。すなわち
、 （１）画像加算回数ｋを加算回数設定回路１０に登録す
る。この場合、画像の最大加算回数は２（画像メモリ６
の１画素のビット数−Ａ／Ｄ変換のビット数）までとす
る。

（２）画像メモリ６をクリアする（０を書込む）。

（３）ＣＰＵ１３から画像メモリ制御回路９にスタート
信号を人力して起動させる。

（４）画像メモリ制御回路９はＣＣＤ駆動信号と同期し
て画像の取込みを開始し、この時、画像メモリＲ／Ｗ制
御回路９ｂは対応する画像メモリ６のデータとＣＣＤＩ
の出力とを加算して画像メモリ６に書込む。

（−５）上記（４）の動作を加算回数設定回路１０にて
設定された画像加算回数にだけ行い、画像を画像メモリ
６上に蓄積する。

このようにして記憶された画像の読出しは、まずＣＰＵ
Ｉ　３から画像上の読み出したい画素のアドレスとメモ
リ制御信号を画像メモリ制御回路９に出力する。次いで
、画像メモリＲ／Ｗ制御回路９ｂは上記アドレスを得て
、画像メモリ６にそのアドレスを供給し、メモリのデー
タを読み出す。

そして、画像メモリ６の出力は信号変換回路８に入力さ
れ、画像データを常に一定のフォーマットになるように
ＲＯＭテーブルを使用し、データを変換する。その出力
信号はＣＰＵ１３に読込まれる。

上記画像加算回数ｋを加算回数設定回路１０で決定する
には読取時間が長時間かけられる場合、上記各実施例と
も最大の加算回数を使用すればよい。また、可及的に読
取時間を短くしたい場合には、出力の小さいものはノイ
ズ成分が多いため加算回数を多くし、出力が大きなもの
は加算回数を少なくすれば、比較的平均読取時間が短く
なる。

すなわち、 ■最低加算回数を決定する（ＣＣＤＩから最大入力Ｖｍ
ａｘが入ってきた時の加算回数をに回とする）。

■予備的に画像を読込み、画像内の最大値Ｖを求める。

■その最大値に応じて加算回数を決定する。例えば、Ｖ
　ｍ　ａ　ｘ　／　Ｖ　＊　ｋなどの関係で加算回数を
決定する（ＶがＶｍａｘの１／２程度であれば２倍の回
数加算する）。

■決定した加算回数を設定し画像を読取る。

一方、ハードウェアで加算回数を決定する場合には、第
１図及び第２図の画像出力比較回路１１゜画像出力レベ
ル設定回路１２を用いて加算回数を制御することもでき
る。すなわち、 ■画像出力比較回路１１に適当なレベル、例えば最大出
力の１７２などを与える。

■加算回数をその設定で可能な最大回数にして読取りを
開始する。

■画像出力比較回路１１は、最初の１フレーム読取中に
その画像の最大値（または平均値）を求め、１フレーム
読取後に画像出力レベル設定回路１２で設定されている
レベルと比較し、その結果に応じて加算回数を設定しな
おす。

■引続き、その加算回数が終了するまで画像の読込みを
行う。

なお、設定レベルを複数設定できるようにしておけば、
１フレーム後の画像出力比較回路１１の結果で画像加算
回数を再設定すればよい。

ところで、信号変換回路８にあっては加算回数が変化し
ても同一のデータとして扱えるように加算回数とその時
の画像データから一定のフォーマットのデータに変換し
なおす必要がある。この変換には上位ビットに加算回数
、下位ビットに画像データを入力すると、一定のフォー
マットになるようなＲＯＭテーブルを利用するのが望ま
しい。

なお、上記実施例では２次元デバイスを例にとって説明
したが、これ以外の１次元デバイスなどにも適用可能で
ある。

次に、第３図は前記各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２
４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Ｃ
ＣＤ１上に所定の光量で結像されるようにＣＣＤＩとネ
ガフィルムＦとの間に調光手段（絞り）３１゜レンズ３
２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Ｂ
ＧＨ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ＣＣＤＩ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２
６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
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、静止画像に対し
、連続した数フレームを加算するようにしたので、Ｓ／
Ｎ比が向上し安定した画像の読取りを行うことができる
。また、−回の読込みの蓄積時間が一定で、長時間にな
ることがないので、暗電流、スミアなどの影響が少なく
、簡易な構成でネガフィルムなどの画像を正確に読取る
ことができるという効果を奏する。

１２・・・画像出力レベル設定回路、 １３・・・ＣＰＵ　（制御手段）、２０・・・光源、３
０・・・画像読取ユニット。

【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第１実施例を示す
ブロック図、 第２図は本発明に係る画像読取装置の第２実施例を示す
ブロック図、 第３図は本発明の各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・・・画像メモリ切替回路、６・・・画像メモリ
、７・・・画像加算回路、８・・・信号変換回路、９・
・・画像メモリ制御回路（画像メモリ制御手段）、１０
・・・加算回数設定回路、 １１・・・画像出力比較回路、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、写真フィルムなどの原画を照明する光源と、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、この得
   られたデジタル画像を記憶する画像メモリと、上記原画
   を繰り返しサンプリングする回数を設定する手段と、こ
   の設定された回数に同一フレームの画像を上記画像メモ
   リに記憶する画像メモリ制御手段と、各フレーム同士を
   加算する加算手段とを備えたことを特徴とする画像読取
   装置。 ２、上記イメージセンサからの出力と予め設定されてい
   る値との比較を行う比較手段と、画像読取りを制御する
   制御手段から上記設定値を設定する手段と、上記比較手
   段の出力に基づいて画像加算回数を調整する手段を有す
   る請求項１記載の画像読取装置。