(57)【要約】【課題】照明光の透過量が少ない透過型フィルムに記録された画像の暗部部分から、Ｓ／Ｎの良い読み取り信号を得るフィルム画像読取装置を提供する。【解決手段】フィルムを照明する光源装置に、水平および垂直方向に複数箇所の照明光量を制御出来る機能を付加し、まず、フィルム全体を均一に照明してこのフィルム光像を撮像装置により撮像した信号から、フィルムの暗部を水平および垂直方向のデータとして検出し、この検出した暗部のデータを反転して照明装置に送り、照明量をこのデータにより暗部部分の個所を増加させて再度フィルムを照明して撮像装置で撮像し、フィルム暗部のレベルが増加した撮像信号信号を得た後、この増加した暗部の撮像信号レベルのみを下げることにより、暗部のノイズも同時に抑圧してＳ／Ｎを改善する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライト光を出射する光源と、
前記バックライト光を入射して前記光源の方向とは異なる方向へ反射して出射すると共に出射する前記バックライト光の照射範囲内各部における各光量をそれぞれ外部から供給する制御信号より独立して調整可能とする２次元の反射型素子を有する光源装置と、
撮像すべき画像を光学的に記録した光透過型記録媒体を介して、前記反射型素子から出射する前記バックライト光を前記画像で光変調して得た光学像を撮像し光電変換して得た画像信号を出力する撮像装置と、
前記画像信号のうち所定レベル以下の輝度レベルを検出して、検出した輝度レベルと所定の基準レベルとを比較して得た差分レベルを反転した差分反転信号を生成し、生成した前記差分反転信号に基いた前記制御信号を前記反射型素子へ出力する輝度レベル検出装置と、
前記画像信号のうち所定レベル以下の輝度レベルに対応した、前記反射型素子から出射する前記バックライト光の前記照射範囲内各部における光量を増加して前記所定レベル以下の輝度レベルを有する信号部分が生じないように前記画像信号の輝度レベルを補償するとともに、前記補償した輝度レベルを前記撮像装置が撮像して得た画像信号から減算する画像処理装置と、
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載されている前記画像読取装置において、
前記光透過型記録媒体の位置と前記撮像装置との間に設けられ、
前記光透過型記録媒体から出射する前記バックライト光を前記輝度レベル検出装置側へ分岐する分岐装置と、
前記分岐装置から分岐された前記バックライト光を光電変換する他の撮像装置とを更に有し、
前記他の撮像装置で撮像した画像信号を前記輝度レベル検出装置に供給することを特徴とする前記画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明の発光量を２次元的に制御する光源装置を用いたフィルム等の画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、透過型のフィルムを高精細画像データとして読み取る画像読取装置は、画素数の多い１次元の固体撮像素子（例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）を用いて１ラインごとに走査し画像データを得ていた。
【０００３】
そして、この画像読取装置に用いる光源は、フィルムを照明する光を１ラインごとに均一にしようとして光学濃度フィルタ等により物理的に光量を補正するか、あるいは予め不均一な照明のデータを１ライン単位で記憶しておき、画像読取装置で得た画像データをこの記憶されていたデータにより電気的に補正していた。
【０００４】
図１２に従来の画像読取装置例を示す。この画像読取装置は、フィルム２３を光源２０でレンズＡ，濃度フィルタ２１、絞り２２、レンズＢを介して照明し、レンズＣにより撮像素子２４にフィルム２３の光像を結像させて電気信号に変換し画像データとするものである。
【０００５】
この図１２の画像読取装置は、光源２０、濃度フィルタ２１、絞り２２、フィルム２３、撮像素子２４、Ａ／Ｄ変換部２５、画像変換部２６、メモリ２７、信号レベル検出部２８、光量制御部２９、レンズＡ，Ｂ，Ｃから構成される。
【０００６】
次に図１２における動作について説明する。
まず、光源２０は図１２（Ｂ）に示すように単一光源でありこの光源から発光される照明光を反射ミラー２０ａでフィルム２３への一方向に集中して照射し、レンズＡ，レンズＢ間は平行光にした後フィルム２３面を照明する。
【０００７】
光源２０による照明量はレンズＡ，Ｂ間に濃度フィルタ２１（図１２（Ｃ））、絞り（図１２（Ｄ））を挿入して光量調整した後、レンズＢを介してフィルム２３に照射し、この光量調整された照明光により生成されたフィルム２３の光像を、レンズＣを介して撮像素子２４に結像させる。
【０００８】
撮像素子２４からはフィルム２３の光像に応じた撮像信号Ｄ０が出力され、この撮像信号Ｄ０をＡ／Ｄ２５に加えてデジタル信号Ｄ１を得る。このデジタル信号Ｄ１を画像変換部２６で信号レベル、ガンマ、直流レベル等の画像処理を行い、映像信号Ｄｏｕｔ１として出力する。
【０００９】
一方、Ａ／Ｄ２５からはデジタル信号Ｄ１を平均化した照明光量とフィルム濃度とによって定まる濃度データＤｓ１が出力される。そして予め標準の照明光量とフィルム濃度で設定した標準濃度データＤｓ２をメモリ２７に記憶しておき、この標準濃度データＤｓ２と濃度データＤｓ１とを信号レベル検出部２８で比較して得られた比較データＤａｖｅ１を光量制御部２９に送り、濃度フィルタ２１の駆動信号Ｄｎ１、絞り２２の制御信号Ｄｎ２を生成して最適な照明光量となるよう濃度フィルタ２１と絞り２２を制御する。
【特許文献１】特開２００３−６０８５５号公報
【特許文献２】特開平８−２１４３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
単一光源でフィルム全体を照明しているため、フィルム明部に合わせて照明量を設定すると、特にフィルムの暗部については透過光が少なくなり読み取り信号が小さくなるので周辺から混入するノイズの影響を受けやすく、その結果、暗部のＳ／Ｎが悪くなり画質の劣化を生ずるという問題点があった。
【００１１】
そこで本発明は、上述した問題点を解決して、フィルムの暗部での照明量を増加させて読み取り信号を大きくし、フィルム暗部においてもＳ／Ｎのよい画質が得られるフィルム読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、第１の発明の画像読取装置は、バックライト光を出射する光源（ランプ１４ｅ）と、前記バックライト光を入射して前記光源の方向とは異なる方向へ反射して出射すると共に出射する前記バックライト光の照射範囲内各部における各光量をそれぞれ外部から供給する制御信号より独立して調整可能とする２次元の反射型素子（Ｄ−ＩＬＡ素子１４ｂ）を有する光源装置（光源装置１４）と、撮像すべき画像を光学的に記録した光透過型記録媒体を介して、前記反射型素子から出射する前記バックライト光を前記画像で光変調して得た光学像を撮像し光電変換して得た画像信号を出力する撮像装置（撮像装置１０）と、前記画像信号のうち所定レベル以下の輝度レベルを検出して、検出した輝度レベルと所定の基準レベルとを比較して得た差分レベルを反転した差分反転信号を生成し、生成した前記差分反転信号に基いた前記制御信号を前記反射型素子へ出力する輝度レベル検出装置（輝度レベル検出装置１２）と、前記画像信号のうち所定レベル以下の輝度レベルに対応した、前記反射型素子から出射する前記バックライト光の前記照射範囲内各部における光量を増加して前記所定レベル以下の輝度レベルを有する信号部分が生じないように前記画像信号の輝度レベルを補償するとともに、前記補償した輝度レベルを前記撮像装置が撮像して得た画像信号から減算する画像処理装置（画像処理装置１１）と、を有する。
【００１３】
上記目的を達成するため、第２の発明の画像読取装置は、前記第1の発明に記載されている前記画像読取装置において、前記光透過型記録媒体の位置と前記撮像装置との間に設けられ、前記光透過型記録媒体から出射する前記バックライト光を前記輝度レベル検出装置側へ分岐する分岐装置（ハーフミラー１７）と、前記分岐装置から分岐された前記バックライト光を光電変換する他の撮像装置（撮像装置１０‘）とを更に有し、前記他の撮像装置で撮像した画像信号を前記輝度レベル検出装置に供給することを特徴とする前記画像読取装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像読取装置は、フィルム暗部の照明量を増加させてフィルム暗部の読み取り信号レベルを増加させることにより、フィルム暗部の読み取り信号に重畳するノイズの比率を下げてＳ／Ｎのよいフィルムの読み取り画像信号が得られる画像読取装置を提供出来るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
光源装置に水平および垂直方向の複数箇所の照明光量を制御出来る機能を付加し、まず、光源装置によりフィルム全体を均一に照明して撮像した画像信号を得、次にこの画像信号からフィルム暗部のデータを検出した後これを反転して光源装置に送り、フィルム暗部の照明量を増加させて再度フィルムを撮像し、その時に得られた画像信号の増加した部分をフィルム画像に応じて下げることで、フィルム暗部部分のノイズを抑圧することは、Ｓ／Ｎを改善した高品位な画質の画像信号を得ることが出来る画像読取装置の最良の形態である。
以下、本発明の実施の最良の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１（Ａ）、（Ｂ）に画像読取装置の実施例１の構成を示す。
この画像読取装置（Ａ）は、撮像装置１０、画像処理装置１１、輝度レベル検出装置１２、照明制御装置１３、光源装置１４、光学系１５、フィルム１６により構成される。
（Ｂ）は（Ａ）に撮像装置１０‘、ハーフミラー１７を加えて高速化を図ったものである。
尚、ハーフミラー１７は可動型の全反射ミラーで構成してもよい。
【００１７】
次にこの画像読取装置の動作を図１及び図２、図３を用いて説明する。
まず、光源装置１４からフィルム１６の全体が光学系１５を介して均一な照明量となる照明光を照射する。この光源装置１４の均一光によるフィルム１６の光像Ｌ０を、撮像装置１０で受光し撮像信号Ｐ０を出力する。
【００１８】
ここで、図２の（Ａ）に示すような明暗部を持つフィルム１６に対し、図２（Ｂ）に示すようにフィルム１６の暗部では信号レベルが小となった補正部分を含む撮像信号Ｐ０が出力される。
【００１９】
この撮像信号Ｐ０を輝度レベル検出装置１２に加え、暗部検出部１２ａにより補正部分のみを抽出したデータＤ０を得る。そしてこのデータＤ０をフィルム１６の暗部データとして暗部記憶部１２ｂに記憶する。そして暗部記憶部１２Ｂに記憶されたデータＤ０を図２（Ｃ）に示すように反転して照明量を増加させるデータＤ１として照明制御装置１３へ送る。
【００２０】
次に示す図３は、光源装置１４による照明量の増加分の分布を示す図である。
図２(Ｃ)で示されたデータＤ０の分布を図３（Ａ）に示めす。このデータＤ０を照明制御装置１３では図３（Ｂ）に示すようにフィルム１６の暗部強調データとして通常の照明光量のデータ量に照明量増加分として加算して光源装置１４に送る。
【００２１】
そして、データＤ０によりフィルム暗部の照明量が増加した照明光が光源装置１４から光学系１５を経由して、フィルム１６に再び照射されて光像Ｌ１となり、撮像装置１０で受光し撮像信号Ｐ１として出力する。
【００２２】
この撮像信号Ｐ１を画像処理装置１１に加えるとともに、輝度レベル検出装置１２からは暗部記憶部１２ｂに記憶されたフィルム暗部のデータＤ０を輝度レベル補正信号Ｄ２として読み出して画像処理装置１１に加え撮像信号Ｐ１の増加した暗部レベルを減少させた画像データＤｏｕｔを得る。
【００２３】
図１（Ｂ）では均一光照明時は撮像装置１０‘において撮像したフィルム画像から暗部強調データを得て、暗部強調光照明時には撮像装置１０によりフィルム画像を撮像するものである。
このように二つの撮像装置を用いることにより、例えばテレビジョン信号の垂直帰線消去期間に暗部強調データを生成し次の映像期間に照明光を強調することが可能となりリアルタイムでの稼動が出来る。
【００２４】
次に図４に撮像信号Ｐ０及びＰ１に対するノイズレベルの状態を示す。
まず、図４（Ａ）は光源装置１４により均一光照明が行われた場合で、撮像信号レベルはフィルム濃度に比例する。この時、撮像信号の大小のレベルに対しノイズレベルは同じであるから、フィルム濃度が暗部のとき、撮像信号レベルは小となるから撮像信号レベルに対するノイズレベルの比率は大となりＳ／Ｎは撮像信号レベルが小になるほど劣化する。
【００２５】
次に図４（Ｂ）はフィルム暗部の照明量を増加させた場合の例で、図の実線で示すように光源装置１４による暗部強調光照明でフィルム暗部の撮像信号レベルが増加する。この増加した暗部の撮像信号レベルを、図の点線に示すように補正信号Ｄ２で補正することによりフィルム濃度に沿った撮像信号レベルに戻す。この時撮像信号レベルを減少させるから図に示すようにノイズレベルも撮像信号レベルと同様に減少する。
【００２６】
従って、光源装置１４による暗部強調光照明を行うことにより、フィルム暗部においてもＳ/Ｎのよい撮像信号を得ることが出来る。
ノイズレベルは照明量の増加に反比例して減少する。例えば暗部の照明量を２倍にするとノイズレベルは１／２，照明光量を３倍にするとノイズレベルは１／３となる。
【００２７】
図５に暗部での照明光量補正レベルの検出例を示す。
撮像信号レベル１００％に対して暗部輝度レベル領域は基準レベルを設定し、この基準レベル以下を暗部とする。基準レベル自体は取り扱うフィルムの透過濃度により設定するが、目安としては略５０％以下とし、この基準レベル以下の撮像信号との差分を反転して照明光量の増加分とすれば５０％付近はあまり照明光量は増加せず、フィルムのもっとも透過光量が少ないところが最大の照明光量となるから非常に効果的である。
【００２８】
このように基準レベルに対する撮像信号の差分を照明光量とすることにより、急激な撮像信号の変動はなく補正部分の照明量に対する増加分の傾斜も緩やかなので、補正部分と補正しない部分との境界にも違和感がなく良好な画像が得られる。
【００２９】
次に光源装置１４を、図６（Ａ）に示す。この光源装置１４は発光量を２次元で制御出来る反射型液晶（ＬＣＯＳ：ＬＩｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）素子を用いた例で示す。この反射型液晶ＬＣＯＳ素子は、Ｄ−ＩＬＡ素子の名称で日本ビクター株式会社より投射型プロジェクター用に市販されている。
【００３０】
図６の光源装置１４は、放熱板１４ａ、Ｄ−ＩＬＡ素子１４ｂ（ＬＣＯＳ素子）、偏向制御素子１４ｃ、反射鏡１４ｄ、ランプ１４ｅから構成されている。
次に動作を説明する。まずランプ１４ｅで発光された照明光が偏向制御素子１４ｃにおいて９０度で全反射されＤ−ＩＬＡ素子１４ｂに加えられる。このＤ−ＩＬＡ素子１４ｂでは制御信号により図３の（Ａ）に示すようにフィルム１８の暗部の照明量を増加するようＤ−ＩＬＡ素子１４ｂの反射量を増加させる。
【００３１】
そして偏向制御素子１４ｃを透過し光学系１６を介して光源装置１４から暗部の照明量を増加させた図３(Ｂ)に示す照明光によりフィルム１８が照明される。
Ｄ−ＩＬＡ素子１４ｂはテレビジョン信号の表示にも用いられており、高速の駆動が容易に出来る。このため従来の光源では光量制御が迅速に行われなかったが、Ｄ−ＩＬＡＳ素子１４ｂを光源装置１４の光量の制御に用いることにより、テレビジョン信号と略同等の速度で高速な光量制御が可能となる。
【００３２】
図６（Ｂ）はＤ−ＩＬＡ素子１４ｂの配列例で２次元に複数配置されており、１つずつの反射率が制御信号により調整できる。反射率は８００〜１５００：１の範囲で微調整出来るから、例えば撮像装置の撮像信号のデータが８ｂｉｔで扱われている場合は、撮像装置のデータの分解能２５６：１に対し、十分な光量制御が出来る。
【００３３】
次に、図７に照明光と撮像信号の経過例を示す。
まず光源装置１４により均一な照明光が光学系１５を経由してフィルム１６に照射される。次にフィルム１６の光像は光像Ｌ０として撮像装置１０に結像される。光像Ｌ０にはフィルムの暗部が含まれておりこれを撮像信号Ｐ０として撮像装置１０から出力される。このときの暗部のノイズは暗部の撮像信号に対し大である。
【００３４】
撮像信号Ｐ０を輝度レベル検出装置１２に入力しフィルム暗部の位置の照明レベルを増加させるため照明信号Ｄ１を生成する。そして照明制御装置１３で光量を制御する信号ＤＬ０として光源装置１４に加える。この時光学系１５経由でフィルム１６を照明するため照明光像とフィルム光像が一致するようデータを左右上下反転させて用いる。
【００３５】
光源装置１４からフィルム暗部の位置の照明レベルを増加させた暗部補正照明光で光学系１５を介してフィルム１６を再び照明する。そしてフィルム１６の光像Ｌ１は撮像装置１０に結像され撮像信号Ｐ１として出力される。この撮像信号Ｐ１を画像処理装置１１に入力し、輝度レベル検出装置１２画像処理装置Ｂで生成された補正信号Ｄ２により撮像信号Ｐ１の暗部の信号レベルを低減してフィルム濃度に略一致し暗部ノイズも低減された修正信号Ｄｏｕｔを得る。
【００３６】
次に、図８に画像を中心にした実施例を示し、図９に図８のフローチャートを示す。
（１）は最初にフィルムに照射される均一光、（２）は均一光を照射されたフィルム光像でフィルム濃度に沿った光像、（３）は撮像装置で(２)のフィルム光像を撮像したときに出力された撮像信号による画像、（４）は（３）の撮像信号からフィルム暗部のみを検出した信号の画像、（５）は（４）の暗部検出信号により暗部の照明光量を強調した分布の暗部強調光照明、（６）は（５）により照明されたフィルム光像、（７）は（６）を撮像装置で撮像して得られた撮像信号による画像、（８）は(７)の撮像信号を（４）の暗部検出信号により暗部を補正した画像で、フィルム光像（２）と略等しい濃度分布の画像である。
【実施例２】
【００３７】
実施例２による画像を中心にした照明光と撮像信号の経過例を図１０に示す。この経過例は、図１（Ｂ）において撮像装置１０‘と光源装置１４が低解像度の場合の例である。
まず（１）は最初にフィルムに照射される均一光、（２）は均一光を照射されたフィルム光像でフィルム濃度に沿った光像、（３）は低解像度の撮像装置１０‘で(２)のフィルム光像を撮像したときに出力された撮像信号による画像、（４）は（３）の撮像信号からフィルム暗部のみを検出した信号の画像、（５）は（４）の暗部検出信号により暗部の照明光量を強調した分布の暗部強調光照明で撮像装置１０’と同じ解像度の光源装置１４を用いたものである。
【００３８】
（１０）は（５）により（１５）のフィルムを照明した時のフィルム光像で、図示していない光学ＬＰＦを挿入して暗部と明部の境界を滑らかにして、低解像度の影響を減少させ暗部の照明面積をやや増加させた照明光で照明したものである。（９）は（１０）のフィルム光像を高解像度の撮像装置１０で撮像した撮像信号による画像で暗部以外の明部部分の一部も照明光量が増加されている。
【００３９】
一方（７）は（２）のフィルム光像を高解像度の撮像装置１０で撮像した画像、（６）は（７）の画像から明部のみを検出したもの、（１１）では（７）の画像の明度部分のみを（６）により抽出したものである。そして、（８）は（７）の画像から暗部のみの範囲を検出したもので、この検出した暗部の範囲から（９）の画像の暗部を抽出し（１４）の画像を得る。従って明度部分の一部の照明光量を増加させても検出されない。
【００４０】
この（１４）の画像は照明光が強調されているから、（８）の暗部のみの範囲を再度用いて（１４）の暗部の画像の信号レベルを減少させて（１３）の画像を得、そして（１１）の画像と（１３）の画像を合成して（１２）の明暗部が一緒になった画像を得る。
以上によりフィルム暗部のＳ／Ｎのよい画像の出力信号を画像読取装置から得ることが出来る。
【実施例３】
【００４１】
さらに、実施例３による画像を中心にした照明光と撮像信号の実施例を図１１に示す。これは、図１（Ａ）の場合を示す。そして、図１０の（５）の暗部の照明光量を強調した部分を暗部に応じて全体を増加した光量増均一光としたものである。
【００４２】
このようにすれば照明光量は一度に増加するが、図１０とほぼ同じ動作を行い、フィルム暗部のＳ／Ｎのよい画像読取装置の出力信号を得ることが出来る。
また、照明光量を一度に増加することが困難な場合は（１）の均一光はそのままで、撮像装置１０のシャッター時間をフィルム暗部の濃度に応じて延ばせばよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による画像読取装置の実施例１を示す図である。
【図２】本発明による補正データの２次元配列を示す図である。
【図３】本発明による光源装置の照明量の分布を示す図である。
【図４】本発明の撮像信号とノイズレベルとを示す図である。
【図５】本発明の暗部輝度レベルと差分反転レベルを示す図である。
【図６】本発明の光源装置例を示す図である。
【図７】本発明による照明光と撮像信号の動作例を示す図である。
【図８】本発明による照明光と撮像信号の経過例を示す図である。
【図９】本発明による経過例のフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明による実施例２の経過例を示す図である。
【図１１】本発明による実施例３の経過例を示す図である。
【図１２】従来の画像読取装置の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  撮像装置
１０‘撮像装置              （第２の撮像装置）
１１  画像処理装置
１２  輝度レベル検出装置
１２ａ暗部検出部            （検出部）
１２ｂ暗部記憶部            （記憶部）
１３  照明制御装置
１４  光源装置
１４ａ放熱板
１４ｂＤ−ＩＬＡ素子        （反射型素子）
１４ｃ偏向制御素子
１４ｄ反射鏡
１４ｅランプ                （単一光源）
１５  光学系
１６  フィルム              （透過型記録媒体）
１７  ハーフミラー
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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