(57)【要約】  【課題】  階調数の低下を来たすことなく各種の階調変換処理が可能なフィルム投影装置及びそのフィルム投影装置を備えた写真処理装置を提供する。  【解決手段】  光軸Ｌに沿って、光源１と、前側焦点面に配置された光源１から照射される投影光を平行光とするコンデンサレンズ２と、コンデンサレンズ２の透過光を像面に結像させる結像レンズ３と、コンデンサレンズ２と結像レンズ３の間に写真フィルム６ａを設置するフィルム保持部６と、結像レンズ３の後焦点位置に配置され、結像レンズ３からの透過光の０次光Ｌ１と回折光Ｌ２に所定の位相差を持たせる位相板４とを備え、写真フィルム６ａの投影像７を像面としてのスクリーン５に結像させる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から照射される投影光を平行光とするコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズの透過光を像面に結像させる結像レンズと、前記コンデンサレンズと前記結像レンズの間に写真フィルムを設置するフィルム保持部と、前記結像レンズの後焦点位置に配置され、前記結像レンズからの透過光の０次光と回折光に所定の位相差を持たせる位相板とを備え、前記写真フィルムの投影像を像面に結像させるフィルム投影装置。
【請求項２】
前記０次光と前記回折光の位相差が１／２波長となるように前記位相板が構成されている請求項１記載のフィルム投影装置。
【請求項３】
前記０次光と前記回折光の位相差が０から１／４波長の間で可変になるように前記位相板が構成されている請求項１記載のフィルム投影装置。
【請求項４】
前記０次光と前記回折光の位相差が０から１／２波長の間で可変になるように前記位相板が構成されている請求項１記載のフィルム投影装置。
【請求項５】
前記０次光と前記回折光の位相差が連続的に可変になるように前記位相板が構成されている請求項３または４記載のフィルム投影装置。
【請求項６】
前記像面が印画紙で構成される請求項１から５の何れか１項記載のフィルム投影装置。
【請求項７】
前記像面が撮像素子の撮像面で構成される請求項１から５の何れか１項記載のフィルム投影装置。
【請求項８】
前記光源がＲ、Ｇ、Ｂ夫々の単色光源に切り替え可能に構成され、夫々の単色光源に対応して前記位相板による位相差を同期して切り替える位相差切替機構を設けてある請求項１から７の何れか１項記載のフィルム投影装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項記載のフィルム投影装置を備えた写真処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム画像に対する階調性を変換処理するフィルム投影装置及びそのフィルム投影装置を備えた写真処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルム画像をプリント処理する写真処理装置では、フィルム画像に対して各種の階調変換処理を行なうべく種々の方式が提案されている。例えば、ネガ画像をポジ画像に変換するものでは、撮像素子を備えたフィルムスキャナで写真フィルムを読み取り、デジタル画像に変換した後に所定のデジタル演算処理を施して階調反転させるものや、階調補正を行なうものとしては、例えばハイコントラストの写真フィルムをフィルムスキャナで読み取る際に、最終プリントの見栄えを良くするために所定のデジタル演算処理を施してガンマ補正を行なうものが提案され、アナログ方式の写真処理装置では、フィルム投影装置に配置されたネガ面に液晶パネルを取り付けて透過光量を可変に調節することにより覆い焼き処理を施すものが提案されていた。
【特許文献１】特開平７−２８４０１２号公報
【特許文献２】特開平５−２５７２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した特許文献１に記載されたような、デジタル画像に変換した後の画像データに所定のデジタル演算処理を施して階調変換を行なう方式によれば、量子化誤差やデジタル演算処理などに起因して階調数が低下するという本質的な問題があり、これによる画質の低下を避けることが困難であった。また上述した特許文献２に記載されたような、液晶パネルを用いた覆い焼き処理では、液晶パネルの階調数が限られているため、補正後の画像の階調に所謂ギザリが発生して画質の低下が否めないものであった。
【０００４】
本発明は、上述の従来欠点に鑑み、階調数の低下を来たすことなく上述した各種の階調変換処理が可能なフィルム投影装置及びそのフィルム投影装置を備えた写真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】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明によるフィルム投影装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、光源と、前記光源から照射される投影光を平行光とするコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズの透過光を像面に結像させる結像レンズと、前記コンデンサレンズと前記結像レンズの間に写真フィルムを設置するフィルム保持部と、前記結像レンズの後焦点位置に配置され、前記結像レンズからの透過光の０次光と回折光に所定の位相差を持たせる位相板とを備え、前記写真フィルムの投影像を像面に結像させる点にある。
【０００６】
コンデンサレンズを透過した投影光が結像レンズに入射すると、結像レンズの後側焦点面に光源像が生じるが、このときフィルム保持部で保持されたフィルムを透過する投影光がフィルム面で回折して光源像の周りに広がりが生じる。そこで、前記後側焦点面に位相板を設けて、フィルムで変化を受けずに透過した０次光とフィルムで回折された回折光との間に位相差を持たせると、フィルムの位相分布が像の強度分布に変わり、像面に位相分布に対応する明暗の分布が形成される。前記位相板により生じる０次光と回折光の位相差を調整することにより、像面に結像されるフィルム画像の階調性が変換処理される。
【０００７】
同第二の特徴構成は、同欄請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記０次光と前記回折光の位相差が１／２波長となるように前記位相板が構成されている点にある。
【０００８】
前記位相板により生じる０次光と回折光の位相差を１／２波長に調整すれば、フィルムの透過光量が最大となる部位では１／２波長ずれた０次光と回折光が互いに打ち消されて暗くなり、フィルムの透過光量が最小となる部位では１／２波長ずれた回折光により明るくなる。そして透過光量が中間の部位でも０次光と回折光が干渉して明暗が反転する。つまり、ネガ画像とポジ画像の変換処理がなされる。
【０００９】
同第三の特徴構成は、同欄請求項３に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記０次光と前記回折光の位相差が０から１／４波長の間で可変になるように前記位相板が構成されている点にある。
【００１０】
０次光と回折光の位相差が０であればフィルム上の元画像が忠実に再現された画像として像面に結像されるが、位相差が０から１／４波長の間で次第に大きくなるように変化させると、元画像の暗い部分が次第に明るく、明るい部分が次第に暗くなる。つまり、コントラストが強いフィルム画像であれば、次第にコントラストが弱く階調性の高い像として像面に結像されるのである。従って、位相差が０から１／４波長の間で可変になるように前記位相板が構成されると、オリジナルのフィルム画像に対する所望の階調変換が可能になる。
【００１１】
同第四の特徴構成は、同欄請求項４に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記０次光と前記回折光の位相差が０から１／２波長の間で可変になるように前記位相板が構成されている点にある。
【００１２】
第二または第三の特徴構成に記載したように、０次光と回折光の位相差を０から１／４波長の間で次第に大きくすると階調性が高くなり、位相差が１／２波長になればネガポジ反転する。従って、０次光と回折光の位相差を０から１／２波長の範囲で可変に構成することにより元画像からネガポジ反転されるまでの間での所望の階調変換が可能になる。
【００１３】
同第五の特徴構成は、同欄請求項５に記載した通り、上述の第三または第四の特徴構成に加えて、前記０次光と前記回折光の位相差が連続的に可変になるように前記位相板が構成されている点にある。
【００１４】
このような位相差板を使用すれば、０次光と回折光の位相差を連続的に変化させることができるので、元画像に対する最も好ましい階調性を持った画像を極めて容易に得ることができるのである。
【００１５】
同第六の特徴構成は、同欄請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記像面が印画紙で構成される点にある。
【００１６】
フィルム投影装置の像面を印画紙とすれば、画質が劣化することの無い状態で、フィルムのネガ画像をポジ画像とするプリントや覆い焼きプリントと同等の階調性を有するプリント、さらには任意の階調性を持ったプリントを容易に得ることができる。
【００１７】
同第七の特徴構成は、同欄請求項７に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記像面が撮像素子の撮像面で構成される点にある。
【００１８】
フィルム画像が直接にデジタル画像データに変換されるのではなく、アナログ処理により階調性が整えられた（ガンマ補正された）画像がデジタル画像データに変換できるので、極力画質の劣化を来たさない状態でその後の種々のデジタル処理が可能になる。
【００１９】
同第八の特徴構成は、同欄請求項８に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記光源がＲ、Ｇ、Ｂ夫々の単色光源に切り替え可能に構成され、夫々の単色光源に対応して前記位相板による位相差を同期して切り替える位相差切替機構を設けてある点にある。
【００２０】
位相差切替機構により、Ｒ、Ｇ、Ｂ夫々の単色光源と、それらに対応する位相差板が同期して切り替えられることにより、カラーフィルムに対するカラー処理が可能になる。例えば、第二の特徴構成に本構成を採用すればカラーのネガポジ反転画像を得ることができるのである。
【００２１】
本発明による写真処理装置の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項９に記載した通り、上述の第一から第八の何れかの特徴構成を備えたフィルム投影装置を備えた点にあり、このような写真処理装置によれば、画質の劣化を引き起こすこと無く所望の階調性を有する写真プリントを得ることができるようになるのである。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明した通り、本発明によれば、階調数の低下を来たすことなく各種の階調変換処理が可能なフィルム投影装置及びそのフィルム投影装置を備えた写真処理装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明によるフィルム投影装置及びそのフィルム投影装置を備えた写真処理装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、フィルム投影装置は、光軸Ｌに沿って、光源１と、前側焦点面に配置された光源１から照射される投影光を平行光とするコンデンサレンズ２と、コンデンサレンズ２の透過光を像面に結像させる結像レンズ３と、コンデンサレンズ２と結像レンズ３の間に写真フィルム６ａを設置するフィルム保持部６と、結像レンズ３の後焦点位置に配置され、結像レンズ３からの透過光の０次光Ｌ１と回折光Ｌ２に所定の位相差を持たせる位相板４とを備え、写真フィルム６ａの投影像７を像面としてのスクリーン５に結像させるように構成されている。
【００２４】
前記光源１からコンデンサレンズ２を透過した投影光が結像レンズ３に入射すると、結像レンズ３の後側焦点面に光源像が生じるが、このときフィルム保持部６で保持されたフィルムを透過する投影光がフィルム６ａ面で回折して光源像の周りに広がりが生じる。
【００２５】
前記結像レンズ３の後側焦点面に位相板４を設けて、フィルム６ａで変化を受けずに透過した０次光Ｌ１とフィルム６ａで回折された回折光Ｌ２との間に位相差を持たせると、フィルム６ａの位相分布が像の強度分布に変わり、像面に位相分布に対応する明暗の分布が形成され、位相板４により生じる０次光と回折光の位相差を調整することにより、像面に結像されるフィルム画像の階調性が変換処理される。
【００２６】
前記位相板４は、例えば透明の円形ガラス板の中心部に複屈折性を有する有機物薄膜層４ａが形成されてなり、０次回折光が有機物薄膜層４ａを透過することにより、周囲のガラス板を透過した回折光との間で所定の位相差が生じるように構成されている。尚、位相板４としては、透明基板に中心部と周部とで透過光に対して異なるリタデーション値を有する材料で薄膜層が形成されたものであってもよく、その素材は適宜公知の材料を使用して構成することができ、以下の種々の実施形態においても適用可能である。
【００２７】
前記フィルム保持部６は、フィルム６ａの上下端部を保持する保持機構と、図１中、紙面上方から下方に向かって長尺状のフィルム６ａを間歇的にフィードするフィルム送り機構とを備えて構成され、以って、スクリーン５にフィルム６ａの画像を投影するアナログ方式のビューワが構成される。
【００２８】
図２に別の態様を説明する。図２によれば、投影光として環状のスリット１ａがコンデンサレンズ２の前側焦点面に配置され、結像レンズ３の後側焦点面に環状の有機物薄膜層４ａが形成された位相板４が配置される。光源からスリット１ａを通過した投影光により、環状の有機物薄膜層４ａの部位にスリット１ａ部が結像される構成となっている。
【００２９】
上述した何れの態様であっても、位相板４による位相差の波長分散が小さいものであれば、例えば波長が４２０ｎｍ前後の青色光から波長が６５０ｎｍ前後の赤色光までの波長帯域の可視光を出力する任意の光源を光源１として使用できるが、波長分散が大きい位相板であればその位相板４による位相差に適応した単色光源を光源１として使用すればよい。
【００３０】
上述した位相板４として、０次光Ｌ１と回折光Ｌ２との間の位相差が１／２波長となるものを選択すると、フィルムに担持されている画像のうち透過光量が最大となる部位では１／２波長ずれた０次光と回折光が互いに打ち消されて暗くなり、透過光量が最小となる部位では１／２波長ずれた回折光により明るくなる。そして透過光量が中間の部位でも０次光と回折光が干渉して明暗が反転する。つまり、ネガ画像とポジ画像の変換処理がなされる。
【００３１】
上述した位相板４を、０次光Ｌ１と回折光Ｌ２との間の位相差が０から１／２波長の間、または、０から１／４波長の間で可変になるように構成すれば、選択された位相差に応じて階調性が変換された投影画像が得られる。例えば図３に示すように、光軸Ｌと平行な軸心周りにモータＭにより回転可能に保持された透明ガラス板に位相差の異なる３種類の位相板４１，４２，４３を配置すれば、光軸Ｌに配置された位相板による位相差に基づいて階調変換される。例えば、ハイコントラストなフィルム画像に対して０から１／４波長の間で位相差を可変に調節すれば、コントラストが低下して、好ましい階調性の画像が投影される。尚、位相板の数や、各位相差は設定範囲内で適宜設定されるものであり、複数の位相差に可変な構造であれば、上述した回転円盤方式に限るものではない。
【００３２】
位相板４の構成としては、図６に示すように、光軸Ｌに対して斜めの分割面に沿って分割され、それぞれ端部で保持部４ｄにより保持された位相板４ｂ，４ｃを、前記分割面で接合された状態から互いに離間する方向に保持部４ｄを移動させることにより、両位相板４ｂ，４ｃの肉厚を連続的に可変に構成することで複屈折率を連続的に変えることができ、これにより位相板４ｂ，４ｃを通過する０次光と、その周辺を通過する回折光との位相差を連続的に可変になるようにしてもよい。
【００３３】
図４に示すように、光源１として、光軸Ｌに平行な軸心周りにモータＭの駆動により回転する円盤に青（Ｂ）緑（Ｇ）赤（Ｒ）夫々の単色光源を取り付けるとともに、各光源１に対して所定の位相差を生じる位相差板４１，４２，４３を備えた透明ガラス板を光軸Ｌと平行な軸心周りにモータＭにより回転可能に保持し、光源１と対応する位相差板４を同期して回転操作する位相差切替機構を設けることにより、フィルム画像がカラー画像である場合に対応できる。例えば、位相差板による位相差を各光源に対して１／２波長とすることでカラーのネガポジ反転画像が投影される。
【００３４】
図４に示す位相差板４に代えて図６に示す位相差板４を採用すれば、図５に示すように、位相差板を回転駆動する必要が無くなる。この場合、光源１と同期して位相差板４の厚みを変更制御すればよい。
【００３５】
上述したフィルム投影装置は何れもスクリーン５にフィルム画像を投影するアナログビューワに用いられるものとして説明したが、像面をスクリーン５に代えて印画紙とすれば、アナログ方式の投影露光装置が構成される。このような装置によれば、位相差板４による位相差を適宜設定することにより、コントラストの強い画像を柔らかい写真画像としてプリントするたとえば覆い焼き処理と同等の効果が得られ、従来の液晶パネルを使用した覆い焼きで現われるようなギザリの無い、美しい高品質なプリントを得ることができる。
【００３６】
さらに、像面をスクリーン５に代えて撮像素子の撮像面で構成すれば、フィルム画像をデジタルデータとして入力するフィルムスキャナが構成される。このように構成されたフィルムスキャナによれば、例えばフィルム画像のコントラストを低下させる度合いにより位相差板による位相差を調節することにより、階調数を落とさずにデジタル画像を入力できるので、後のガンマ補正が不要となり、高画質のプリントを得ることができる。
【００３７】
フィルムスキャナを構成する場合には、像面に二次元ＣＣＤ素子を配置して１コマずつ読込む構成としてもよいし、光源１の配置位置に直線状のスリットを設け、当該スリットに対応する像面に一次元ＣＣＤ素子を配置して、フィルム保持部６によりフィルムを副走査することにより１ラインずつ読込む構成としてもよい。
【００３８】
上述のフィルム投影装置を写真処理装置に備えることにより、高画質なプリントが得られる。例えば、アナログ方式の写真処理装置に適用すると、図７に示すように、ロール状の印画紙５４が送りローラー５５で搬送され、露光ステーション手前のカッター５６でシート片に切断された印画紙に本発明によるフィルム投影装置５９で焼き付け処理を行ない、露光ステーション表面に配置された有孔搬送ベルト５７を介して印画紙がサクションボックス５８により吸引搬送された後に現像部５２で現像処理されるように構成される。デジタル方式の写真処理装置に適用した場合には、フィルムスキャナ部に本発明によるフィルム投影装置が配置されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】フィルム投影装置の説明図
【図２】別実施形態を示すフィルム投影装置の説明図
【図３】別実施形態を示すフィルム投影装置の説明図
【図４】別実施形態を示すフィルム投影装置の説明図
【図５】別実施形態を示すフィルム投影装置の説明図
【図６】別実施形態を示すフィルム投影装置の要部の説明図
【図７】写真処理装置の説明図
【符号の説明】
【００４０】
１：光源
２：コンデンサレンズ
３：結像レンズ
４：位相板
５：スクリーン
６：フィルム保持部
６ａ：フィルム
７：投影像
Ｌ：光軸
Ｌ１：０次光
Ｌ２：回折光
【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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