JPH02192375A - 固体イメージセンサの暗電流補正方法 - 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］ 本発明はファクシミリ装置や製版用画像読取装置等にお
いて用いられる固体イメージセンサの暗電流補正方法に
関し、−層詳細には、例えば、ライン状に配列された多
数の光電変換部で構成されるＣＣＤ　（電荷結合素子）
等の固体イメージセンサを用いて原稿画像を読み取る際
、当該固体イメージセンサの出力信号に対して当該固体
イメージセンサの暗電流を補正する信号を効率的に演算
処理することにより、画像読取に際し補正演算の高速化
が図れ且つ固体イメージセンサによる画像の読み取りに
起因して発生する再生画像上の濃度の不均一性を除去し
、高品質の画像を得ることを可能とした固体イメージセ
ンサの暗電流補正方法に関する。

［発明の背景］ 例えば、印刷、製版の分野において作業工程の合理化、
画像品質の向上環を目的として原稿に担持された画像情
報を電気的に処理しフィルム原版を作成する画像走査再
生システムが広範に用いられている。

この画像走査再生システムは画像読取装置と画像再生装
置とから基本的に構成されている。

すなわち、画像読取装置では画像読取部において一方向
に副走査搬送される原稿の画像情報が固体イメージセン
サによって前記副走査方向と略直交する方向へ主走査さ
れ電気信号に変換される。次に、前記画像読取装置で光
電変換された画像情報は製版条件に応じた階調補正、エ
ツジ強調等の演算処理が施された後、画像再生装置にお
いてレーザ光等の光信号に変換されフィルム等の感光材
料からなる画像記録担体上に再生される。なお、この画
像記録担体は所定の現像装置によって現像処理されフィ
ルム原版として印刷等に供されることになる。

ところで、前記画像読取装置において原稿を主走査して
その画像情報を読み取る場合、固体イメージセンサとし
て多数の、例えば、数千の光電変換部を主走査方向に沿
って一列に配列したＣＣＤイメージセンサ等が用いられ
ている。

この場合、画像読取装置は当該ＣＣＤイメージセンサと
光学系によって原稿を電子的に走査し蛍光灯等によって
照明される原稿からの反射光あるいは透過光を光電変換
して電気信号を得るように構成されている。ＣＣＤイメ
ージセンサ等の固体イメージセンサを採用する画像読取
装置は光をフォトマルチプライヤ等で光電変換する画像
読取装置に比較して小型軽量に出来ることが広く採用さ
れるに至った主な理由である。

ところが、ＣＣＤイメージセンサ等の固体イメージセン
サを構成する各光電変換部には、光入射がなくても半導
体に特有の暗電流が存在し、この暗電流に対応するＣＣ
Ｄイメージセンサの出力電圧は、第１図に示す暗電流に
対応する出力電圧の特性から諒解されるように、通常、
固体イメージセンサを構成する光電変換部毎に異なり且
つ連続的なうねりを有する特性となっている。このため
、ＣＣＤイメージセンサが適用される装置により得られ
る再生画像上にこの濃度の不均一性に起因する明暗むら
を惹起するという不都合が指摘されている。この明暗む
らは原稿画像の濃度が高濃度である場合に特に顕著に観
測される。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、複数の光電変換部で構成される固体イメージセ
ンサを用いて原稿画像を読み取る前に固体イメージセン
サを遮光した状態で各光電変換部の暗電流に対応する出
力信号を得、この出力信号から前記暗電流に対応する出
力信号を補正する補正信号を所定数の光電変換部毎に生
成し、実際に固体イメージセンサにより原稿画像を読み
取った際、当該読み取った画像信号を前記補正信号によ
り補正することにより、画像読取の際に遂行される補正
演算を高速化し且つ固体イメージセンサの暗電流に起因
して発生する再生画像上の明暗むらを除去し高品質の画
像を得ることを可能とする固体イメージセンサの暗電流
補正方法を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は光源により原稿
を照明すると共に複数の光電変換部が配列された固体イ
メージセンサを用いて前記原稿に担持された画像情報に
応じた反射光あるいは透過光を読み取る際に適用される
固体イメージセンサの暗電流補正方法であって、予め固
体イメージセンサの光電変換部を遮光した状態で各光電
変換部の暗電流に起因する出力信号を測定し、次に、当
該測定した出力信号から所定数の光電変換部毎の所定値
を演算して補正信号を得、次いで、実際に原稿に担持さ
れた画像情報を読み取る際に、固体イメージセンサを構
成する各光電変換部の出力信号に前記各光電変換部に対
応する補正信号を所定演算して暗電流に起因する出力信
号の不均一性を補正することを特徴とする。

さらに本発明は前記所定数の光電変換部毎の所定値は所
定数の光電変換部毎の平均値とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る固体イメージセンサの暗電流補正方
法についてこれを実施するための装置との関係において
好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。

第２図において、参照符号ｌＯは本実施態様に係る固体
イメージセンサの暗電流補正方法が適用される画像走査
再生装置の読取部を示す。この読取部１０では原稿Ｓに
担持された画像情報が光源１２からの照明光によって照
明され、その反射光が集光レンズ１６を介して複数の光
電変換部から構成される固体イメージセンサ、例えば、
ＣＣＤイメージセンサ１８により光電的に読み取られる
。この場合、前記原稿Ｓは図示しない搬送機構により矢
印へ方向に副走査搬送されると共に、ＣＣＤイメージセ
ンサ１８によって矢印Ｂ方向に主走査されることでその
全面の画像情報が読み取られる。なお、本実施態様にお
いて、このＣＣＤイメージセンサ１８を構成する光電変
換部の数は５０００個とし、図に示すように、参照符号
Ｎ１乃至Ｎ、。。。を付す。

一方、ＣＣＤイメージセンサ１８によって光電変換され
た画像情報は画像信号■、として詳細を後述する信号補
正回路２０に導入され、信号補正回路２０を介して画像
信号■。に変換され信号処理回路２２に導入される。信
号処理回路２２では階調補正、輪郭強調等の画像処理が
施され、これらの画像処理後の画像信号ｂ＜ｍ点画像信
号全生部２４に導入される。この網点画像信号発生部２
４において、網点信号に基づいて所定の網点サイズから
なる２値信号に変換され、当該２値信号がレーザ走査部
２６に導入される。そして、レーザ走査部２６において
、前記２値信号に基づいてレーザ光りをオン／オフ制御
すると共に当該オン／オフ制御されたレーザ光りを光偏
向器（図示せず）によって偏向してフィルムＦ上に網点
画像を形成する。この場合、フィルムＦは矢印方向に副
走査されると共に、レーザ光りによって当該副走査方向
と略直交する方向に主走査されることでその表面に画像
情報が二次元的に再生される。

ここで、前記信号補正回路２０は第３図のブロック図に
示すように構成される。第３図において、夫々の構成要
素、すなわち、ブロックに入力または出力する矢線は信
号の流れを表し、この矢線の途中に１本の短斜線を交差
させ且つ当該短斜線の近傍に数字８を添えて表した矢線
は８ビツトのデジタル信号線であることを示している。

前記ＣＣＤイメージセンサ１８から出力される画像信号
■直は１回路２接点のスイッチ３０の接点３２ｂ、共通
接点３２ａを介して加算器３４に導入される。なお、接
点３２ｃは接地されている。前記加算器３４は抵抗Ｒ１
１１、ＲｔｔおよびＲ１４と演算増幅器３６並びに抵抗
Ｒ１１＋、Ｒ１，および演算増幅器３８とから構成され
、抵抗Ｒ３゜、Ｒ１！、Ｒ１４、Ｒ４およびＲ１ｌ＋の
値を等しい値に選択しておくことにより加算器を構成出
来る。すなわち、演算増幅器３６からなる回路は反転加
算器を形成し、演算増幅器３８は反転器を形成している
。

この加算器３４の出力信号Ｖえはオフセットおよび利得
を調整する乗算型Ｄ／Ａ変換器４２のアナログ入力端子
Ａ、に導入される。この場合、デジタル入力端子りには
利得を決定する信号が導入されており、入力信号■、が
８ビツトのＡ／Ｄ変換器４４のフルスケール電圧に対応
するようにオフセットおよび利得が調整される。オフセ
ットおよび利得の調整された画像信号■、はＡ／Ｄ変換
器４４によって８ビツトのデジタル画像信号■。に変換
される。次いで、演算制御回路４６で当該画像信号■。

に基づいて後述する補正信号■、が算出され、当該補正
信号■。はメモリ４８に補正テーブルＴｃとして格納さ
れる。

メモリ４８に補正テーブルＴ、として格納された補正信
号■。はＤ／Ａ変換器５０を介してアナログ信号である
補正信号■、として前記加算器３４の他方の入力端子に
導入するように構成されている。

本発明に係る固体イメージセンサの暗電流補正方法を実
施するための装置は基本的には以上のように構成される
ものであり、次にその作用並びに効果について説明する
。

先ず、メモリ４８に格納される補正テーブルＴｃの作成
方法について説明する。そこで、スイッチ３０の共通接
点３２ａと接地側の接点３２ｃが接続されるようにスイ
ッチ３０を切り換える。この状態において、演算制御回
路４６からＤ／Ａ変換器５０に対して入力信号として０
乃至２５５に対応するデジタル信号を出力する。この場
合、Ｄ／Ａ変換器５０から出力信号としてＯ乃至２５５
のアナログ信号Ｘが出力し、このアナログ信号Ｘは加算
器３４、乗算型Ｄ／Ａ変換器４２を介しＡ／Ｄ変換器４
４によってデジタル信号ＹにＡ／Ｄ変換される。このデ
ジタル信号Ｙを当該演算制御回路４６で読み取り、第４
図に示すように、アナログ信号Ｘとデジタル信号Ｙの対
応テーブルＴＩを作成する。この対応テーブルＴ１は、
図から諒解されるように、乗算型のＤ／Ａ変換器４２が
正の値のみをＤ／Ａ変換する特性であるため、第１式に
示すように、非線形の特性を有するテーブルとなる。

そこで、デジタル信号Ｙ＝β、に対応するアナログ信号
Ｘ＝α１を求めこのアナログ信号Ｘ＝α１に所定のオフ
セットＯＦＳ、例えば、１６を加算して所定のアナログ
信号Ｘ＝α２を得る（第２式参照）。

αｚ　　＝　（Ｘ　ｔ　　＋　ＯＦ　Ｓ　　　　　　　
　　　　”’（２）そして、所定のアナログ信号Ｘ＝α
２に対応するデジタル信号を演算制御回路４６から出力
しＤ／Ａ変換器５０を介して加算器３４を構成する抵抗
Ｒ１ｇ側に前記アナログ信号Ｘ＝α２を印加しておく。

この場合、Ａ／Ｄ変換器４４の出力デジタル信号の値は
Ｙ＝β２になっているものとする。この状態、すなわち
、当該信号補正回路２０が線形状態にある場合に前記暗
電流を補正する補正テーブルＴｃを作成する。

そこで、原稿Ｓの読み取りに先立ちＣＣＤイメージセン
サ１８を構成する各光電変換部Ｎ、乃至Ｎ、。。。の暗
電流を原因とする出力電圧のばらつきを測定する。この
場合、スイッチ３０を構成する共通接点３２ａをＣＣＤ
イメージセンサ１８側（７）接点３２ｂに接続し且つＣ
ＣＤイメージ　センサ１８を遮光して、その状態でＣＣ
Ｄイメージセンサ１８を構成する各光電変換部Ｎ、乃至
Ｎ、。。。からの画像信号ｖｉを信号補正回路２０を構
成する加算器３４の抵抗Ｒ１゜側に導入する。

暗電流に対応する画像信号■ｉと一定値α２とは加算器
３４で加算処理された後、乗算型Ｄ／Ａ変換器４２を介
してＡ／Ｄ変換器４４に導入される。第５図にＡ／Ｄ変
換器４４によってＡ／Ｄ変換された一定値α２を含む暗
電流に対応するＣＣＤイメージセンサ１８の出力特性を
示す。第５図から諒解されるように、ＣＣＤイメージセ
ンサ１８を構成する光電変換部Ｎ１乃至Ｎ　Ｓｅａ。毎
に暗電流に起因する出力デジタル画像信号■。

（ＮＪ）（但し、ｊ＝ｔ、２、・・・５０００　’）が
うねり状にばらついている。

本発明者はこの暗電流特性が不連続な特性ではなくこの
ように連続的なうねり状の特性となっていることに着目
して以下に示す補正方法を採用する。

そこで、先ず、ＣＣＤイメージセンサ１８を出力電圧の
変化が略直線と見做される連続する所定数の光電変換部
毎のブロック、例えば、１００個毎の４９のブロックＢ
ＬＩ　、ＢＬ、　、・・・ＢＬ４９に分け、そのブロッ
ク毎の平均値Ｖ（ＢＬえ（ｉ＝１．２、・・・４９））
を算出する（第３式参照）。

従って、第４図に対応して所定数の光電変換部毎のブロ
ックＢＬ、　、ＢＬｚ　、・・・ＢＬ、、毎のの一定値
α：を含む平均値信号Ｖ　（ＢＬｉ　）が第６図に示す
ように得られる。なお、第６図において、−点鎖線で示
す特性は第４図に示す平均値処理前の出力デジタル画像
信号ｖ０の特性である。

次に、スイッチ３０の共通端子３２ａを接地端子３２ｃ
側に切り換える。そして、演算制御回路４６からＤ／Ａ
変換器５０に導入するデータをアナログ信号Ｘ＝α、に
対応するデータから１ずつ増加させブロック毎の平均値
Ｖ（ＢＬえ）のＡ／Ｄ変換値が前記デジタル信号Ｙ＝β
２あるいはβ２に最も近い値となるＤ／Ａ変換器５０の
出力アナログ信号Ｘを求め、このアナログ信号Ｘをα、
（ＢＬｉ）とする。このアナログ信号Ｘ＝α３（ＢＬＩ
）は前記オフセットＯＦＳを含む値であるので補正テー
ブルＴｃに格納すべきデジタル補正信号ｖｃは次の第４
式を満足するアナログ信号Ｘ＝α、（ＢＬｉ）をＡ／Ｄ
変換したデジタル信号となる（第７図参照）。

α、（ＢＬｉ）＝α、（ＢＬ、）−０ＦＳ　　・・・（
４）そこで、実際に原稿Ｓに担持された画像情報を読み
取る際には光電変換部Ｎ１乃至Ｎ、。。の出力画像信号
Ｖ　＝　（１＝１乃至１００）に対しては補正信号■、
としてｖｃ＝α４（ＢＬＩ）を加算器３４で加算し、以
下同様にして、最終的に光電変換Ｎ４．。１乃至Ｎ、。

。。の出力画像信号Ｖｌ　　（ｉ＝４９０１乃至５００
０　）に対しては補正信号■。とじて■。＝αｍ（ＢＬ
ｉｗ）を加算器３４で加算するように制御すれば、第５
図に示す暗電流に対応するうねり状の不均一性は略キャ
ンセルすることが出来ることが諒解されよう。この場合
、Ｄ／Ａ変換器５０はＣＣＤイメージセンサ１８の光電
変換部１００個の読み取りに対して一度だけその出力値
を変化させればよく、画像信号■、から補正後の画像信
号■。を極めて高速に得ることが出来る。また、上記の
ような補正演算を遂行することによりＣＣＤイメージセ
ン１８を構成する光電変換部の遮光時にはＡ／Ｄ変換器
４４の出力デジタル画像信号Ｖ０の値は■。＝β、とな
り原稿Ｓに担持された画像情報の読み取りは乗算型Ｄ／
Ａ変換器４２の直性領域で処理することが可能となり、
画像情報を歪なく読み取ることが出来る。

このような設定条件のもとにＣＣＤイメージセンサ１８
の遮光状態を解除し、原稿Ｓに担持された画像情報の実
際の読み取りを行う。そこで、光源１２からの照明光を
照射された原稿Ｓに担持される画像情報が反射光として
集光レンズ１６を介してＣＣＤイメージセンサ１８によ
り光電的に読み取られる。この場合、前記原稿Ｓは図示
しない搬送機構により矢印Ａ方向に副走査搬送されると
共に、当該ＣＣＤイメージセンサ１８により矢印Ｂ方向
に主走査されることでその全面に担持された画像情報の
読み取りが遂行される。

このようにしてＣＣＤイメージセンサ１８によって光電
変換された画像情報は信号補正回路２０を構成する加算
器３４の一方の入力端子に導入される。この場合、加算
器３４の他方の入力端子には前記メモリ４８に格納され
た補正信号■。がＤ／Ａ変換器５０を介してアナログ信
号としての補正信号■。とじて導入されているので、乗
算型Ｄ／Ａ変換器４２に導入される画像信号■、は暗電
流に起因するうねり状の出力電圧特性が略除去された画
像情報のみを担持する信号となる。

このようにして暗電流補正された画像信号は乗算型Ｄ／
Ａ変換器４２により利得の調整された後、Ａ／Ｄ変換器
４４により略画像情報のみを担持するデジタル画像信号
■。に変換される。次に、Ａ／Ｄ変換器４４、すなわち
、信号補正回路２０から出力される画像信号ｖ０は画像
信号処理回路２２に導入され、出力される画像の製版条
件に応じて階調補正、輪郭強制、倍率変換等の信号処理
が行われた後、周知の網点画像信号発生部２４に導入さ
れる。当該網点画像信号発生部２４では、導入された画
像信号に応じてパルス幅変調された２値信号がレーザ走
査部２６に導入される。そして、レーザ走査部２６から
主走査方向に偏向されて出力される２値レーザ光りがフ
ィルムＦ上に照射される。この場合、フィルムＦは副走
査方向に搬送されており、その全面に出力製版条件に応
じた網点画像情報が再生されることになる。このフィル
ムＦは現像装置によって現像処理され、フィルム原版が
完成する。

なお、上記の実施態様において所定数の光電変換部毎の
ブロックは１００個の光電変換部毎としているが１００
個に限らず、暗電流に対応するうねり状の出力特性に応
じて５０個、２００個等にしてもよく、あるいはブロッ
ク毎の光電変換部の数を変化してもよいことは勿論であ
る。

［発明の効果１ 以上のように、本発明によれば、例えば、ライン状に配
列された多数の光電変換部で構成される固体イメージセ
ンサを用いて原稿画像を読み取る際、予め当該固体イメ
ージセンサの暗電流に起因する出力電圧の不均一性に対
応する信号から所定数の光電変換部分毎の補正信号を算
出して格納しておき、実際に原稿画像を読み取る際に、
当該補正信号と前記画像信号とを加算処理するように構
成している。このため、画像読み取りの際に遂行される
補正演算を高速化し且つ固体イメージセンサによる画像
の読み取りに起因して発生する再生画像上のすし状のむ
らを除去して高品質の画像を再生出来る利点が得られる
。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
例えば、固体イメージセンサとしてＣＯＤイメージセン
サに限らずＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ　Ｂｒｉｇａｄｅ　Ｄ
ｅｖｉｃｅ）イメージセンサを採用することも可能であ
る等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改
良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は固体イメージセンサの暗電流に対応する出力電
圧の特性を表す図、 第２図は本発明に係る暗電流補正方法が適用される画像
走査再生装置のブロック図、第３図は第２図に示す画像
走査再生装置の中、信号補正回路の詳細ブロック図、 第４図は第３図に示す信号補正回路における回路特性の
説明図、 第５図乃至第７図は本発明に係る暗電流補正方法を説明
する図である。 １０・・・読取部　　　　　　　１２・・・光源１６・
・・集光レンズ １８・・・ＣＯＤイメージセンサ ２０・・・信号補正回路　　　　２２・・・信号処理回
路２４・・・網点画像信号発生部　２６・・・レーザ走
査部３４・・・加算器　　　　　　　３６．３８・・・
演算増幅器４２・・・乗算型Ｄ／Ａ変換器 ４６・・・演算制御回路 ５０・・・Ｄ／Ａ変換器 Ｓ・・・原稿 ４４・・・Ａ／Ｄ変換器 ４８・・・メモリ Ｆ・・・フィルム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源により原稿を照明すると共に複数の光電変換
   部が配列された固体イメージセンサを用いて前記原稿に
   担持された画像情報に応じた反射光あるいは透過光を読
   み取る際に適用される固体イメージセンサの暗電流補正
   方法であって、予め固体イメージセンサの光電変換部を
   遮光した状態で各光電変換部の暗電流に起因する出力信
   号を測定し、次に、当該測定した出力信号から所定数の
   光電変換部毎の所定値を演算して補正信号を得、次いで
   、実際に原稿に担持された画像情報を読み取る際に、固
   体イメージセンサを構成する各光電変換部の出力信号に
   前記各光電変換部に対応する補正信号を所定演算して暗
   電流に起因する出力信号の不均一性を補正することを特
   徴とする固体イメージセンサの暗電流補正方法。