(57)【要約】【課題】  より適切に温度変化に対応してレンズの焦点補正を行うと共に、焦点補正に用いる合焦位置データのデータ量を押えることのできる画像処理装置を提供する。【解決手段】  画像を読み取るイメージセンサに画像を結像するレンズと、レンズに係る温度を計測する温度センサＴＳを備え、温度センサＴＳからの出力に基づいてレンズの焦点補正を行う画像処理装置であって、予め設定された所定の設定温度毎にレンズの合焦位置を記憶した合焦位置データを有し、温度センサＴＳからの出力温度が、合焦位置データに設定温度として記憶されていない場合に、合焦位置データに基づいて出力温度に対する合焦位置を算出する合焦位置算出部４２と、出力温度に対する合焦位置と、レンズの現在位置との位置差を算出する位置差算出部４３と、位置差に基づいて、焦点補正の実施時間設定を変更する補正時間設定部４４とから構成されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を読み取るイメージセンサに画像を結像するレンズと、前記レンズに係る温度を計測する温度センサを備え、前記温度センサからの出力に基づいて前記レンズの焦点補正を行う画像処理装置であって、
予め設定された所定の設定温度毎に前記レンズの合焦位置を記憶した合焦位置データを有し、
前記温度センサからの出力温度が、前記合焦位置データに前記設定温度として記憶されていない場合に、前記合焦位置データに基づいて前記出力温度に対する合焦位置を算出する合焦位置算出部と、
前記出力温度に対する合焦位置と、前記レンズの現在位置との位置差を算出する位置差算出部と、
前記位置差に基づいて、前記焦点補正の実施時間設定を変更する補正時間設定部とから構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記合焦位置データが、レンズ倍率毎に記憶されており、
前記レンズ倍率に適合する前記合焦位置データが記憶されていない場合に、前記合焦位置データに基づいて、前記レンズ倍率に適合する前記合焦位置データを作成する合焦位置データ作成部を備える請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記合焦位置算出部が、前記出力温度に対する合焦位置を、前記合焦位置データに記憶された前記出力温度の前後の前記設定温度に対する合焦位置から直線近似により算出する請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記補正時間設定部が、前記位置差が所定値より大きい場合に、次回の焦点補正を行う時期を早く設定する請求項１〜３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、特に、画像を読み取るイメージセンサに画像を結像するレンズと、前記レンズに係る温度を計測する温度センサを備え、前記温度センサからの出力に基づいて前記レンズの焦点補正を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムに光を当てて透過光から画像を読み取るフィルムスキャナ等、画像を読み取る画像処理装置では、鏡銅やレンズ硝材が温度変化によって収縮若しくは膨張することにより、レンズの結像面が移動して、レンズの焦点が合わなくなることがある。このため、レンズの焦点を補正する技術が提案されている。
レンズの焦点補正技術には、予め設定された所定時間毎、及び、フィルムの焼付処理の実施毎に、レンズまたは送り手段の設置箇所の温度に基づいて、レンズの位置を補正する画像処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。また、予め記憶された設定温度と測定温度との温度差が４℃未満の場合には、合焦位置を温度差により補正して算出し、これ以外の場合には、合焦位置の検出を行う画像処理装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３３３７５４号公報
【特許文献２】特開２００２−１６５０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２においては、レンズの焦点補正を行うタイミングが固定されているために、特に、温度変化が非常に大きい場合には、次の焦点補正が行われるまでにレンズの焦点が合わなくなる虞があるという問題があった。
また、自動的に合焦位置を検出するオートフォーカス処理を行う場合、オートフォーカス処理の前後でピントの状態が変化したり、レンズの焦点補正に係る処理が非常に複雑になるという問題があった。これに対し、倍率毎に温度に対する合焦位置を記憶した合焦位置データを用いて合焦位置を算出する場合、ピントの状態変化を防止し焦点補正処理を簡素化できるが、レンズの合焦位置は温度及び倍率等によって異なり一律に算出することができないため、合焦位置データのデータ量が膨大となる。このため、合焦位置データの生成そのものが困難となるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より適切に温度変化に対応してレンズの焦点補正を行うと共に、焦点補正に用いる合焦位置データのデータ量を押えることのできる画像処理装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するための本発明に係る画像処理装置の特徴構成は、画像を読み取るイメージセンサに画像を結像するレンズと、前記レンズに係る温度を計測する温度センサを備え、前記温度センサからの出力に基づいて前記レンズの焦点補正を行う画像処理装置であって、予め設定された所定の設定温度毎に前記レンズの合焦位置を記憶した合焦位置データを有し、前記温度センサからの出力温度が、前記合焦位置データに前記設定温度として記憶されていない場合に、前記合焦位置データに基づいて前記出力温度に対する合焦位置を算出する合焦位置算出部と、前記出力温度に対する合焦位置と、前記レンズの現在位置との位置差を算出する位置差算出部と、前記位置差に基づいて、前記焦点補正の実施時間設定を変更する補正時間設定部とから構成されている点にある。
【０００７】
ここでの合焦位置は、設定温度に対するレンズの焦点位置、及び、基準温度に対する焦点位置からの補正量等である。
即ち、上記特徴構成によれば、補正時間設定部により焦点補正のスケジュールを自動的に調整するので、温度変化による焦点のずれに、より柔軟に対応してレンズの焦点補正を実施することができる。また、合焦位置算出部により合焦位置データに含まれない温度に対する合焦位置を求めるので、焦点補正の精度を低下させることなく合焦位置データのデータ量を少なく押えることができるとともに、合焦位置データの作成を容易にすることができる。
【０００８】
この目的を達成するための本発明に係る画像処理装置の他の特徴構成は、前記合焦位置データが、レンズ倍率毎に記憶されており、前記レンズ倍率に適合する前記合焦位置データが記憶されていない場合に、前記合焦位置データに基づいて、前記レンズ倍率に適合する前記合焦位置データを作成する合焦位置データ作成部を備える点にある。
【０００９】
即ち、上記特徴構成によれば、予め記憶されている所定倍率に対する合焦位置データから任意の倍率に対する合焦位置データを作成可能であるから、レンズ倍率が多数設定されている場合や任意に設定可能に構成されている場合に、全ての倍率に対する合焦位置データを作成し記憶しておく必要が無く、合焦位置データのデータ容量を軽減することができ、合焦位置データの作成を容易にすることができる。
【００１０】
更に、前記合焦位置算出部が、前記出力温度に対する合焦位置を、前記合焦位置データに記憶された前記出力温度の前後の前記設定温度に対する合焦位置から直線近似により算出するように構成されていてもよく、このように構成すれば、簡易な演算で適切に合焦位置を算出することができ、合焦位置の算出に係る構成を簡素化することができる。
【００１１】
更に、他の特徴構成は、前記補正時間設定部が、前記位置差が所定値より大きい場合に、次回の焦点補正を行う時期を早く設定する点にある。
即ち、上記特徴構成によれば、位置差が大きく焦点のずれが大きい場合、例えば、温度変化が著しく短期間に焦点のずれが大きく生じる場合に、次回の焦点補正を実施する時期を早く設定して、焦点のずれに対応する。これによって、温度変化による焦点のずれに適切に対応することができる。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る画像処理装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態における画像処理装置は、図１に示すように、光源ユニットＡ、フィルムキャリアＢ、レンズユニットＣ、及び、光電変換部としての光電変換ユニットＤを備えて写真フィルムＦの画像情報をデジタル信号化して取り込むフィルムスキャナとして構成されている。
【００１３】
このフィルムスキャナは、現像済みの写真フィルムＦのサイズ（１３５サイズ、２４０サイズ、１２０・２２０サイズ等）に対応したフィルムキャリアＢを装着自在に構成されると共に、光源ユニットＡからの光線をフィルムキャリアＢに支持された写真フィルムＦに照射する照明光学系と、写真フィルムＦを透過した光線をレンズユニットＣから光電変換ユニットＤに導く結像光学系とを備えている。結像光学系としてのレンズユニットＣは、写真フィルムＦの主走査方向に沿う領域からの可視光画像を光電変換ユニットＤに内蔵したＣＣＤ（ Charge Coupled Device）型のラインセンサの光電変換面に結像させると同時に、写真フィルムＦの主走査方向に沿う領域からの赤外光画像を光電変換ユニットＤに内蔵した赤外光（ＩＲ）用のＣＣＤ型のラインセンサの光電変換面に結像させるよう機能するものであり、光電変換ユニットＤは、写真フィルムＦの可視光画像をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色に対応したデジタル信号化した画像データ（可視光データ）として取得すると同時に、写真フィルムＦのゴミや傷に起因する赤外光画像をゴミや傷に対応する欠陥データ（赤外光データ）として取得するよう構成されている。
【００１４】
光源ユニットＡは、三原色及び赤外光を送り出すよう、基板上に多数の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配置した光源部としての発光ダイオードアレイＬＥＤを具備し、この発光ダイオードアレイＬＥＤからの光線を合流させ白色光線として上方に向けて送り出すよう構成されている。フィルムキャリアユニットＢは、長手方向を主走査方向に沿う姿勢に設定したスリット状のスキャンゲートＳＧが形成されたケース２０を備えると共に、写真フィルムＦを長手方向（副走査方向）に往復搬送させる複数の圧着型の搬送ローラと、下面側の集光レンズとを備えて構成されている。
【００１５】
レンズユニットＣは、フィルムキャリアＢに支持された写真フィルムＦの画像を光電変換ユニットＤに内蔵したＣＣＤラインセンサの光電変換面に対して任意の拡大率で結像させるようズーム型の光学レンズ５を備えている。光電変換ユニットＤは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色に対応した３ライン型のＣＣＤラインセンサと赤外光（ＩＲ）を感知する１ライン型のＣＣＤラインセンサとを内蔵すると共に、光学レンズ５からの可視光を透過させ、赤外光を反射させるダイクロイック型のスプリッタを内蔵している。
【００１６】
スキャニングを行う際には、光学レンズ５による拡大率（主走査方向での画素数）が設定されると同時に、フィルムキャリアＢでの写真フィルムＦの搬送速度（副走査方向での画素数）が設定され、この設定の後に、写真フィルムＦに対して光線を照射する状態で、搬送ローラを駆動することにより写真フィルムＦを設定された速度で搬送し、この搬送速度と同期したタイミングで光電変換ユニットＤのＣＣＤラインセンサにおいて主走査方向に沿うライン状の画像情報を取り込む処理が行われる。
【００１７】
照明光学系は、発光ダイオードアレイＬＥＤからの光線を合流させて上方に送り出す合流光学系と、この合流光学系からの光線を拡散させるよう光源ユニットＡに内蔵された拡散板１０とで構成されている。
【００１８】
次に、このフィルムスキャナにおける制御系について説明する。図２は、フィルムスキャナの制御系の構成を示しており、この制御系では、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）を備えた制御装置３０に対して、温度センサＴＳ等からの計測信号が入力する入力系が形成されると共に、制御装置３０から複数の発光ダイオード１で構成される発光ダイオードアレイＬＥＤ等に対してＰＷＭ式に電力を制御するドライバ２を介して電力を供給する出力系が形成されている。ここでの温度センサＴＳは、光学レンズ５の鏡体の温度を測定する。
【００１９】
制御装置３０は、前記入力系からの信号の入力を許し、前記出力系に対する信号の出力を許すインタフェース３１（Ｉ／Ｏ）を備えると共に、半導体メモリＲＡＭ／ＲＯＭ３２を備え、また、発光ダイオード１への供給電力を制御する光量制御手段３３とを備えている。更に、この制御装置３０は、温度センサＴＳからの信号に基づいて光学レンズ５の焦点補正を行う焦点補正手段４０を備えている。
【００２０】
焦点補正手段４０は、図２に示すように、合焦位置データ記憶部４１、合焦位置算出部４２、位置差算出部４３及び補正時間設定部４４を備えて構成され、ソフトウェアやハードウェアにより実現される。更に、本実施形態の焦点補正手段４０は、合焦位置データ作成部４５を備えている。
【００２１】
合焦位置データ記憶部４１には、予め設定された所定の設定温度毎に光学レンズ５の合焦位置を記憶した合焦位置データが記憶されている。ここで、図３は、合焦位置データの一例を示している。本実施形態では、合焦位置データは、予め設定された目標倍率毎に作成されており、目標倍率として、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、２．０の７つの倍率が予め設定されている。そして、これらの目標倍率毎に、０度から７０度までの１０毎の設定温度について、光学レンズ５の補正量が設定温度に対する合焦位置として記憶されている。
【００２２】
尚、合焦位置データの取得は、目標倍率毎に各設定温度に対する補正量を計測して行う。ここで、フィルムスキャナのばらつきや測定誤差を考慮して、複数のフィルムスキャナのサンプルの測定値を平均化したものを用いることが望ましい。また、設定温度について、本実施形態では等間隔に１０度毎に計測しているが、補正量の変化の大きい範囲については設定温度を細かく設定し、補正量の変化の小さい範囲については設定温度を粗く設定するのも好適である。
【００２３】
次に、このようにして構成された焦点補正手段４０の処理について、図３乃至５を基に説明する。焦点補正手段４０は、基準温度に対する焦点位置を求める焦点調整処理、及び、光学レンズ５の鏡体の現在温度に基づいて焦点補正処理を行う。
【００２４】
焦点補正手段４０における機器間の焦点位置のずれを調整するための焦点調整処理について図４を基に説明する。この焦点調整処理は、フィルムスキャナの組み付け後に実施し、フィルムスキャナの組み付け誤差を解消する。
【００２５】
焦点補正手段４０は、先ず、予め設定された目標倍率から、焦点調整処理を行う目標倍率を設定する（ステップ＃１０１）。続いて、焦点補正手段４０は、光学レンズ５を操作して焦点位置を測定する（ステップ＃１０２）。尚、測定の際、光学レンズ５のＦ値を開放Ｆ値（開放絞り値）に設定する。また、ここでの焦点位置の単位は、光学レンズ５を駆動するフォーカスモータ（パルスモータ）のパルス数である。焦点補正手段４０は、温度センサＴＳからの出力に基づいて、光学レンズ５の鏡体の現在温度を測定する（ステップ＃１０３）。
【００２６】
焦点補正手段４０は、基準温度に対する焦点位置のパルス数を算出し、合焦位置データ記憶部４１に記憶する（ステップ＃１０４）。詳細には、目標倍率における基準温度に対するパルス数fo_（Mag）は、現在温度の前後の設定温度に対する補正量を用いて直線近似により求められ、現在温度をＴ_Ａ、現在温度Ｔ_Ａより低い側の合焦位置データにおける設定温度をＴ_Ｌ、温度Ｔ_Ｌにおける補正量をＰ_ＴＬ、現在温度Ｔ_Ａより高い側の合焦位置データにおける温度をＴ_Ｈ、温度Ｔ_Ｈにおける補正量をＰ_ＴＨ、ステップ＃１０２において計測された光学レンズ５の焦点位置、即ち計測パルス数をfo_bestとすると、
fo_（Mag）＝fo_best−Ｐ_ＴＬ−（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｌ）×（Ｐ_ＴＨ−Ｐ_ＴＬ）÷１０
で求められる。
【００２７】
ここで、例えば、目標倍率＝０．９、現在温度Ｔ_Ａ＝３８．５℃、計測パルス数fo_best＝１３０pulseとすると、図３に示す合焦位置データより、Ｔ_Ｌ＝３０℃、Ｔ_Ｈ＝４０℃、Ｐ_ＴＬ＝１８pulse、Ｐ_ＴＨ＝２４pulseが求められる。従って、目標倍率０．９についての基準温度に対するパルス数fo_（Mag）、即ちfo_09は、１３０pulse−１８pulse−（３８．５℃−３０℃）×（２４pulse−１８pulse）÷１０＝１０７pulseとなる。
【００２８】
焦点補正手段４０は、同様にして、ステップ＃１０３及び＃１０４の処理を目標倍率毎に実行し、目標倍率夫々について、基準温度に対する焦点位置、即ち、fo_08、fo_09、fo_10、fo_11、fo_12、fo_13、fo_20を算出し、合焦位置データ記憶部４１に記憶する（ステップ＃１０５）。
【００２９】
このように、フィルムスキャナの組み付け後に予めステップ＃１０１乃至＃１０５の処理を実行しておけば、以下の焦点補正処理を実行することで、温度変化による焦点のずれを補正することができる。
【００３０】
焦点補正手段４０における焦点補正処理について図５を基に説明する。本実施形態の焦点補正処理は、フィルムスキャナの電源投入時、設定時間経過毎、光学レンズ５の倍率変更時、及び、写真フィルムＦの交換時をデフォルトの基準補正時として、後は、補正量に基づいて次の焦点補正実施時期を決定する。
【００３１】
焦点補正手段４０は、先ず、フィルムスキャナの現在の設定倍率を取得する（ステップ＃２０１）。そして、取得した設定倍率に対応する合焦位置データが合焦位置データ記憶部４１に記憶されているかを確認する（ステップ＃２０２）。対応する合焦位置データが在る場合には（ステップ＃２０２でＹｅｓ分岐）、この合焦位置データを取得する（ステップ＃２０３）。
【００３２】
設定倍率に対応する合焦位置データが合焦位置データ記憶部４１に記憶されていない場合には（ステップ＃２０２でＮｏ分岐）、合焦位置データ作成部４５が、合焦位置データ記憶部４１に記憶された合焦位置データに基づいて、現在倍率に適合する合焦位置データの作成を行う（ステップ＃２０４）。具体的には、現在倍率の前後の目標倍率に対する合焦位置データを取得し直線近似により現在倍率に対する合焦位置データを作成する。例えば、現在倍率が１．５倍のとき、図３に示す合焦位置データから目標倍率１．３に対する合焦位置データ及び目標倍率２．０に対する合焦位置データを取得し、各補正量を直線近似により算出し、現在倍率に対応する合焦位置データとする。
【００３３】
焦点補正手段４０は、温度センサＴＳからの出力に基づいて、光学レンズ５の鏡体の温度を測定し（ステップ＃２０５）、この測定した現在温度が合焦位置データに設定されているか否かを確認する（ステップ＃２０６）。現在温度が合焦位置データに設定されている場合には（ステップ＃２０６でＹｅｓ分岐）、合焦位置データから現在温度に対する補正量を取得し、これに基づいてフォーカスモータへの出力パルス数を求める（ステップ＃２０７）。
【００３４】
現在温度が合焦位置データに設定されていない場合には（ステップ＃２０６でＮｏ分岐）、合焦位置算出部４２が、合焦位置データに基づいて現在温度に対する補正量を直線近似により算出すると共に、算出した補正量に基づいてフォーカスモータへの出力パルス数を求める。詳細には、フォーカスモータへの出力パルス数fo_pulは、ステップ＃２０５において計測された現在温度をＴ_Ａとして、
fo_pul＝fo_（Mag）＋Ｐ_ＴＬ＋（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｌ）×（Ｐ_ＴＨ−Ｐ_ＴＬ）÷１０
で求められる。
【００３５】
ここで、例えば、目標倍率０．９、現在温度Ｔ_Ａ＝３８．５℃とすると、合焦位置データ記憶部４１より、焦点調整処理において記憶したfo_best＝１０７pulseを得ることができ、合焦位置データより、Ｔ_Ｌ＝３０℃、Ｔ_Ｈ＝４０℃、Ｐ_ＴＬ＝１８pulse、Ｐ_ＴＨ＝２４pulseが求められる。従って、目標倍率０．９、現在温度Ｔ_Ａ＝３８．５℃に対する出力パルス数fo_pulは、１０７pulse＋１８pulse＋（３８．５℃−３０℃）×（２４pulse−１８pulse）÷１０＝１３０pulseとなる。
【００３６】
位置差算出部４３は、フォーカスモータから光学レンズ５の現在位置、即ちパルス数を取得し（ステップ＃２０９）、ステップ＃２０５において求めた出力パルス数fo_pulと、光学レンズ５の現在位置との位置差を算出する（ステップ＃２１０）。
【００３７】
続いて、焦点補正手段４０は、本実施形態では、位置差が２pulse以上の場合に焦点補正を行う。焦点補正手段４０は、位置差が２pulse以上であるか否かを確認し（ステップ＃２１１）、位置差が２pulse以上の場合、fo_pulの値に基づいてフォーカスモータを駆動し光学レンズ５を移動させる（ステップ＃２１２）。
【００３８】
補正時間設定部４４は、ステップ＃２１０において算出した位置差に基づいて、次回の焦点補正の実施時間を変更する（ステップ＃２１３）。詳細には、位置差が所定値より大きい場合に、焦点補正を行う時間間隔を短く設定する。例えば、位置差が予め設定された所定値より大きい場合に、次回の焦点補正の実施時期を所定の割合で早くする。
【００３９】
尚、本実施形態では、温度センサＴＳから取得した現在温度が合焦位置データに設定温度として設定されていない場合に、直線近似により補正量を求めたが、各変数を重み付けする等、他の関係式を用いて補正量を求める構成とするのも好ましい実施態様である。同様に、フィルムスキャナの現在の設定倍率に対応する合焦位置データが合焦位置データ記憶部４１に記憶されていない場合に、直線近似ではなく、他の関係式を用いて各補正量を求める構成とするのも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】フィルムスキャナの斜視図
【図２】フィルムスキャナの制御系の構成を示す機能ブロック図
【図３】本発明に係る画像処理装置で用いる合焦位置データの一例を示す図
【図４】本発明に係る画像処理装置の焦点補正手段の焦点調整処理ルーチンを示すフローチャート
【図５】本発明に係る画像処理装置の焦点補正手段の焦点補正処理ルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
【００４１】
４０  焦点補正手段
４１  合焦位置データ記憶部
４２  合焦位置算出部
４３  位置差算出部
４４  補正時間設定部
４５  合焦位置データ作成部
ＴＳ  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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