JP2522707B2 - 画像撮像装置 - Google Patents

画像撮像装置

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JP2522707B2 JP1259112A JP25911289A JP2522707B2 JP 2522707 B2 JP2522707 B2 JP 2522707B2 JP 1259112 A JP1259112 A JP 1259112A JP 25911289 A JP25911289 A JP 25911289A JP 2522707 B2 JP2522707 B2 JP 2522707B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はスキャナー等に供され、複数のラインセンサ
(イメージセンサ、光電変換素子)の電気的重畳部にお
ける撮像信号の位相誤差の補正が行われた画像信号を創
出する画像撮像装置に関する。
[従来の技術] 印刷製版用のスキャナー等においては、原稿画像の撮
像を行う場合、比較的大なる原稿並びに高解像化に対応
すべく、CCD等の複数個のラインセンサを、原稿の走行
方向(副走査)に直交した1撮像ライン分の撮像を行う
ように接続部を重合すべく配置(以下、光学的直線状と
いう)して、一次元的撮像(主走査)を行い、且つ副走
査と併せて、二次元的画像情報信号の創出が行われるの
が一般的である。
斯かる複数のラインセンサが光学的直線状に配設され
た例として、特開昭63−72262号公報、特開昭63−72263
号公報の画像撮像装置を挙げることが出来る。
このように、複数個のラインセンサには主走査の1ラ
インの画像情報を読み取るべく、前記原稿の副走査方向
の移動に同期した駆動パルスが順次印加され、二次元的
画像情報が導出される。ここで導出された撮像信号は、
スキャナー等においては、周波数階調および網点信号生
成処理等が施された後、画像再生系に供される。
[発明が解決しようとする課題] 然しながら、上記の従来の技術に係る画像撮像装置に
おいては、主走査方向の撮像信号の時間軸におけるレベ
ルの不均一、例えば、経時的な機械的配置状態の変動に
よる接続の偏差、すなわち、ラインセンサの電気的重畳
部における撮像信号の位相差によりMTF特性の劣悪化を
生起する。
斯かる場合、導出される撮像信号をスライス回路等を
介した均一化信号処理手段が採用されるが、良好な画像
の再現性は得難い。例えば、再生系にあって、フイルム
等に再生される際には、濃度むらを生起し、さらに網掛
処理が施される場合は再生画像の鮮鋭度の不均一を招来
する等の欠点を有している。
本発明は係る点に鑑みてなされたものであって、比較
的簡単な構成において、格子状パターンの撮像信号から
複数のラインセンサの主走査方向における接続部の偏
差、すなわち、電気的重畳部における撮像信号の位相差
が高精度に補正された画像信号を創出する画像撮像装置
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] 前記の課題を解決するために、本発明の画像撮像装置
は、主走査ラインに直交する格子状パターンを主走査ラ
イン方向に画素毎に撮像して、撮像信号を導出する複数
のラインセンサを備えた画像信号導出手段と、 前記撮像信号を量子化して記憶せしめる記憶手段と、 前記記憶された撮像信号から複数のラインセンサの接
続部の両側に係る撮像信号の夫々位相を検出するととも
に、前記位相を比較して位相差信号を創出する演算手段
と、 前記位相差信号に基づいて、前記複数のラインセンサ
の撮像信号を読み出すタイミングを制御してラインセン
サの電気的重畳部の偏差を補正した撮像信号を創出する
撮像信号補正手段とを備え、 前記演算手段は、前記格子状パターンに対応して出力
レベルが増減する前記撮像信号のピーク毎に番号を付け
てピーク番号とし、 前記ピーク番号に対応する画素の番号をピーク画素番
号とし、 前記ピーク番号と前記ピーク画素番号を2次元直交座
標とする座標系上で、各ラインセンサ毎の回帰直線を求
め、 隣り合うラインセンサ間の回帰直線のずれを前記座標
系上で読み取り、このずれを隣り合うラインセンサ間の
主走査方向の前記位相差信号として創出することを特徴
とする。
[作用] 上記のように構成される本発明の画像撮像装置におい
ては、画像信号導出手段は格子状パターンに係る画像が
対物レンズ等を介して複数の、例えば、接続部が重合し
た光学的直線状のラインセンサに結像され、さらに、駆
動パルスがラインセンサに順次供給されて主走査が行わ
れる。同時にラインセンサ切換手段に供給される。これ
により、撮像信号が駆動パルスに同期して創出される。
記憶手段において、撮像信号は量子化手段に供給され
て、デジタル信号に変換された後、記憶される。
演算手段においては、接続部の両側のラインセンサの
撮像信号に係る波形のピーク検出が行われる。この後、
両側のラインセンサの夫々の直線の式を求め、次いで2
つの直線の式から主走査方向の接続部の偏差、すなわ
ち、電気的重畳部の撮像信号の位相差を求める。
あるいは、波形の傾き最大点または最小点またはゼロ
点等の検出から、前記と同様に2つの直線の式を求め主
走査方向の接続部の偏差を求めて位相差を検出する。
また、複数回の撮像による撮像信号を平均し、あるい
は複数の波形から位相を検出して位相差を得る。
補正信号処理手段においては、前記位相差信号に基づ
いて、読出位置を変更すべく時間軸が変更された駆動パ
ルスが、対応する複数のラインセンサに供給されて、ラ
インセンサの接合部の電気的重畳部の偏差が補正された
撮像信号が創出される。あるいは、一旦各ラインセンサ
の信号を量子化し、メモリに記憶した後、メモリを読み
出すアドレスを制御して補正する。
[実施例] 次に、本発明に係る画像撮像装置の実施例を添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図に本発明がスキャナーに適用された実施例の構
成を示し、第2図に信号処理系を詳細に示す。また、第
3図および第4図は信号処理系の説明に係る図である。
第1図に示される例は、画像撮像系Opおよび信号処理
系Csを有している。なお、本画像撮像系Opおよび信号処
理系Csは、画像記録媒体Gaの読取範囲の大小に対応した
周期のクロック信号により撮像を行い、以後の再生画像
における画質品位の向上を図るべく信号処理を施すもの
とされる。
先ず、画像撮像系Opでは、テストパターンPcおよび画
像記録媒体Gaを副走査方向Mに移動せしめるためのロー
ラ12を有し、さらにテストパターン(測定原稿)Pcに描
かれた格子状パターンAあるいは画像記録媒体Gaに投光
部14から光が照射される。
次いで、得られる画像光が反射ミラー16を介して対物
レンズ18で集光されて導出される。次いで、ハーフミラ
ー20a、20bで反射/透過が行われ、CCDラインセンサ22
a、22b、22c、22dに入射される。ここで光電変換が行わ
れてCCDラインセンサ22a乃至22dからの撮像信号S1
S2、S3、S4が信号処理系Csに供給される。この場合、読
出駆動パルスCK1、CK2、CK3、CK4が信号処理系Csから導
出され、且つCCDラインセンサ22a乃至22dに時間軸が整
合されて入力され、主走査に係る1ライン分(X方向)
の読み出しが行われる。
次に、信号処理系Csは、ラインセンサ駆動クロック信
号発生回路30を備えており、ここから導出される読出駆
動パルスCK1乃至CK4がスイッチング回路32に供給され
る。これに同期してCCDラインセンサ22a乃至22dが選択
される。なお、基本クロック信号がタイミングゼネレー
タ33から入力される。
さらに暗時レベルの補正を行う暗時補正回路34と、CC
Dラインセンサ22a、22b、22c、22dの画素間の感度偏
差、照度差に伴う暗信号の変動を補正するシェーディン
グ回路が設けられている。ここで導出される信号がさら
にA/D変換器38を介して、メモリ切換スイッチ40aに供給
される。さらに、メモリ切換スイッチ40aと40b間に、第
1および第2メモリ42、44が配設されている。
また、第1メモリ42とメモリ切換スイッチ40bの間に
は補正切換スイッチ45が配設されている。
さらに、メモリ切換スイッチ40bから導出される信号
が倍率変換回路46に供給される。また第1および第2メ
モリ42および44には書込アドレスカウンタ47および読出
アドレスカウンタ48が連接されている。
また、タイミングゼネレータ33に接続されるバスライ
ンBsに全体の制御を行うCPU50と、制御プログラムを収
納するRAM52、前記のラインセンサ駆動クロック信号発
生回路30およびシーケンス制御レジスタ58が接続されて
いる。
このような場合、補正切換スイッチ45がメモリ切換ス
イッチ40bと接続される際には、外部から供給される周
知のラインシング信号に基づいた周期の異るクロック信
号がタイミングゼネレータ33から送出されており、図示
しない画像撮像範囲に対応したCCDラインセンサ22a乃至
22dが選択される。
このような構成並びに作動する実施例においては、先
ず、前記格子状パターンAを撮像してCCDラインセンサ2
2a乃至22dから導出された撮像信号S1乃至S4、すなわ
ち、撮像信号S10に係る解析・演算が行われ、CCDライン
センサ22a乃至22bの接続部(電気的重畳部)に係る位相
差情報(位相差信号)を得る。
この場合、一撮像ラインの撮像信号が第1メモリ42に
記憶され、次いでCPU50および制御プログラムが収納さ
れたRAM52と外部指示、所謂、画像記録媒体Ga毎、ある
いは、作業工程毎、さらに日々作業開始前等に行う制御
動作のもとに、読出アドレスカウンタ48を介して第1メ
モリ42からバスラインBsに送出され、撮像信号S10に斯
かる解析・演算がCPU50で行われる。
次に、前記解析・演算により得られた位相差情報に基
づいて、シーケンス制御レジスタ58のn値を変更せし
め、ラインセンサ駆動クロック信号発生回路30から送出
される読出駆動パルスCK1乃至CK4の転送開始信号の時間
軸を変更する。これ以後の画像記録媒体Gaの撮像信号S1
乃至S4は、電気的重畳部に位相差を有しないことにな
る。
以下、光学的直線状の接合から離間したCCDラインセ
ンサ22aに係り、CCDラインセンサ22a、22bの接続部の位
相差情報の検出に係る第1および第2の演算処理を第3
図および第4図を参照して説明する。
位相差の検出は、格子状パターンAの読み取りによる
周期的に変化する撮像信号について、各周期のピークの
位相差を求めればよい。そのために、第1の演算処理に
おいてピークの主走査方向の座標(画素番号)を求め、
第2の演算処理においてピークの位相差を求める。
先ず、第1の演算処理は、接続部を含む主走査方向の
所定の範囲のx番目の画素(0≦x≦n)に着目して、
その1つ前(x−1番目)の画素と1つ後(x+1番
目)の画素の信号レベルを比較して、着目画素のレベル
が前後の画素よりも高ければ(Lx-1<Lx且つLY>Lx+1
らば)その画素をi番目のピークとみなす。この処理
を、上記所定の範囲の画素(0番目からn番目)につい
て繰り返すことで各周期のピークの主走査方向の座標が
求まる。
次に、第2の演算処理は、上記の各ピークの番号とそ
の主走査方向の座標(画素番号)を夫々横軸と縦軸にと
ってプロットし、接続部の両側のCCDに係る直線の式
(x=a1+b1・iおよびx=a2+b2・i)を夫々求め
る。なお、これらの直線の式を求める際には最小自乗法
を用いる回帰直線とすることで位相差検出の精度を上げ
ることが出来る。続いて、夫々の式の接続部中央
(i)におけるxの値の差Δxは Δx=(a2+b2・i)−(a1+b1・i) が求める位相差になる。
上記の第2の演算処理は撮像信号のS/N比が良好でな
い場合に有効である。
また、上記の第1および第2の演算処理においては、
主走査の撮像を複数回行い、夫々導出されて入力される
複数回の撮像信号の平均を求めるとともに、当該平均さ
れた撮像信号から波形のピーク検出あるいは波形の傾き
の最大点または最小点またはゼロ点の検出を行うことも
出来る。
なお、平均は撮像信号において行うばかりでなく、複
数回の夫々の撮像信号において演算処理を行い、この
後、平均を行うことでもよい。
また、波形を微分して、その零レベルを横切る点から
ピークの座標を求めて、CCDラインセンサ22aおよび22d
の位相の検出を行ってもよい。
さらに、撮像信号の複数の波形の位相を検出してもよ
い。
このようにして算出された値が位相差情報として検出
される。
ここで導出された位相差情報(位相差検出信号)が、
さらにバスラインBsを介して、シーケンス制御レジスタ
58に供給される。
当該シーケンス制御レジスタ58では、撮像信号におけ
る位相差(位相差検出信号)をその内容として格納し、
すなわち、n値を変化させラインセンサ駆動クロック信
号発生回路30に、その位相差に基づき、CCDラインセン
サ22aおよび/または22bに送出される読出駆動パルスC
K1、CK2の転送開始信号の時間軸を変更して送出する。
ここで、次なる画像記録媒体Gaが撮像される。従って、
読出におけるCCDラインセンサ22aおよび22bの光学的直
線の偏差、すなわち、接続部の電気的重畳部における位
相差が補正された撮像信号S1乃至S4が得られ、この後、
撮像信号S10として送出される。
[発明の効果] 本発明によれば、比較的簡単な構成において、格子状
パターンの撮像信号から複数のラインセンサの主走査方
向における接続部の偏差、すなわち、電気的重畳部にお
ける撮像信号の位相差が高精度に補正された画像信号が
創出される効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の画像撮像装置の一実施例を示す構成
図、 第2図は第1図の画像撮像装置に組み込まれる信号処理
系の詳細な構成を示すブロック図、 第3図および第4図は信号処理系の動作説明に供される
図である。 22a〜22d……CCDラインセンサ 30……ラインセンサ駆動クロック信号発生回路 33……タイミングゼネレータ 50……CPU、52……RAM 58……シーケンス制御レジスタ A……格子状パターン CK1〜CK4……読出駆動パルス Cs……信号処理系、S1〜S4……撮像信号 Op……画像撮像系

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主走査ラインに直交する格子状パターンを
    主走査ライン方向に画素毎に撮像して、撮像信号を導出
    する複数のラインセンサを備えた画像信号導出手段と、 前記撮像信号を量子化して記憶せしめる記憶手段と、 前記記憶された撮像信号から複数のラインセンサの接続
    部の両側に係る撮像信号の夫々位相を検出するととも
    に、前記位相を比較して位相差信号を創出する演算手段
    と、 前記位相差信号に基づいて、前記複数のラインセンサの
    撮像信号を読み出すタイミングを制御してラインセンサ
    の電気的重畳部の偏差を補正した撮像信号を創出する撮
    像信号補正手段とを備え、 前記演算手段は、前記格子状パターンに対応して出力レ
    ベルが増減する前記撮像信号のピーク毎に番号を付けて
    ピーク番号とし、 前記ピーク番号に対応する画素の番号をピーク画素番号
    とし、 前記ピーク番号と前記ピーク画素番号を2次元直交座標
    とする座標系上で、各ラインセンサ毎の回帰直線を求
    め、 隣り合うラインセンサ間の回帰直線のずれを前記座標系
    上で読み取り、このずれを隣り合うラインセンサ間の主
    走査方向の前記位相差信号として創出することを特徴と
    する画像撮像装置。
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