JPS6126181A

JPS6126181A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPS6126181A
Application number: JP14724084A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Takenaka; 陽一竹中; Mitsuru Ikeda; 満池田; Ken Ishikawa; 謙石川
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1984-07-16
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1986-02-05

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】〔技術分野〕本発明は、微小口径に集束させたビームでフィルム等の
画像面上を走査し、あるいは画像全体に光を照射し、画
像全体に渡って１ラインごとに透過あるいは反射した光
ビーム光量を、その画素の位置情報と対応づけて時系列
的、あるいはラインセンサ等で一度に計測する画像読取
装置に係り、特に、高濃度部から低濃度部まで広い濃度
範囲の画像情報を計測する技術手段に適用して有効な技
術に関するものである。

〔背景技術〕

画像読取装置の対象となる画像は、画像記録用面状媒体
上に構成され、画像情報は透過あるいは反射光量として
取り出されるが、例えば、医療用Ｘ線写真フィルムでは
、通常の拡散光濃度で３程度のものを濃度分解能にすぐ
れた平行光濃度ＤＰ（平行入射光量Ｉ。に対するフィル
ム透過後の平行光光量をＩｐとすると、Ｄｐ＝−Ｑｏｇ
Ｉｐ／１ｏｐで定義される）によって濃度計測をすると
、その値が４乃至８に達する。すなわち、透過光量に換
算すると４乃至８桁に及ぶダイナミックレンジを有する
画像情報媒体である。

しかし、従来の画像読取装置では、単−光検出器系で濃
度計測を行っているため、特に、プリアンプ回路（オペ
アンプを使用した場合約４桁）のダイナミックレンジで
制約され、例えばＸ線写真のデュアル・エネルギー・サ
ブトラクションを行うのに必要な濃度範囲に渡る画像情
報を得ることが困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、広い濃度の範囲に渡って有効に画像情
報を読み取ることのできる画像読取装置を提供すること
にある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるである
。

〔発明の概要〕

本願によって開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、広い濃度範囲に渡って画像情報を得るために
平面画像の一つのラインを数回づつ計測、し、同一ライ
ンにおけるそれぞれの計測において、光検出器系の限ら
れたダイナミックレンジに見合うように、入射光量を段
階的に変化させたり、あるいは、それぞれの走査におい
て、光検出器系の増幅利得（以下、ゲインという）を切
り換えたりして画像情報を適当な濃度領域に分割して読
み取り、それを変化させた入射光量や光検出器系のゲイ
ンを考慮して、広い濃度範囲に渡って有効な画像情報を
持つ一つのラインデータに合成することにより、広い濃
度の範囲に渡って有効に画像情報を読取ることができる
ようにした画像読取装置である。

〔発明の構成〕

以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
。

第１図は、本発明の実施例１の画像読取装置を説明する
ための図であり、その画像読取装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

図中、ｌは光源、２は光量変調素子であり、例えば、Ｎ
Ｄフィルタや音響光学変調素子等の光量を変化させるも
のを用ればよい。３は光量変調素子２を駆動する光量変
調素子駆動回路であり、光量変調素子駆動制御回路４か
らの信号に従って光量変調素子２を駆動するためのもの
である。。５は光偏向素子であり、振動ミラーなど光の
方向を変え光ビームを繰り返し走査できるものであれば
、どのようなものを用いてもよい。６は光偏向素子５を
駆動する光偏向素子駆動回路であり、走査の開始を示す
同期信号を光量変調素子駆動回路４及び切換器１６に送
るためのものである。７は光を所定のビームサイズに絞
るための入射側コリメータ、８は光ビーム、９は読取の
対象となるフィルム、１０はフィルムを送るためのフィ
ルム送り駆動装置、１１は光を所定のビームサイズにす
るための出射側コリメータ、１２はフォトダイオードや
フォトマルチプライアチューブ等の光を電気信号に変換
する光電変換器、１３はプリアンプ回路、１４は対数ア
ンプ等の対数変換器、１５はアナログ・デジタル変換器
（以下、Ａ／Ｄコンバータという）、１６は切換器であ
り、前記光偏向素子駆動回路６からの同期信号を受けて
、例えば、奇数番目には低濃度用データバッファ１７に
データを格納し、偶数番目には高濃度用データバッファ
１８にデータを格納するように切換えるためのものであ
る。前記低濃度用データバッファ１７及び高濃度用デー
タバッファ１８は、それぞれ低濃度部。

高濃度部が有効となる１ラインデータを格納するための
バッファである。１９は高濃度用データバッファ１８の
データに、条件補正定数設定器２０によって設定される
定数Ａ（あらかじめ決められている値）を加算する加算
回路、２１は低濃度データを判定基準定数設定器２２に
よって設定される判定基準定数Ｂ（あらかじめ決められ
ている）と比較するための比較回路であり、その比較結
果の信号を切換器２３に伝達するものである。。この切
換器２３は、低濃度データが、前記定数Ｂと比較した結
果、定数Ｂより大きな場合は、高濃度用データバッファ
１８の高濃度データ、すなわち、加算回路１９の結果が
選択され、そうでない場合は、低濃度用データバッファ
１７の低濃度データが選択されるように構成されている
。

次に１本実施例の動作を説明する。

第１図において、光源１から照射された光は、光量変調
素子２を経て光偏向素子５に至るが、光偏向素子５が、
例えば、ガルバノミラ−であるとすると、光偏向素子駆
動回路６が発生する周期信号波形に従ってミラーの角度
が変化し、光はミラー面に反射して入射側コリメータフ
によって微小口径の光束８となってフィルム９上を直線
走査する。

また、光走査方向にフィルム送り駆動装置１０によって
フィルム９が送られ、フィルム９全面に光を走査するこ
とが可能となる。ここで、フィルム送り駆動装置１０に
よってフィルム９が１画素幅送られる間に、光偏向素子
５による光ビーム走査を２回行うように光偏向素子駆動
回路６の走査速度を調整しておく。さらに、この２回の
走査のうち１番目の走査では、同期信号に従って光量変
調素子駆動制御回路４が働き光量を低濃度用入射光量工
、に保持され、続く２番目の走査では、高濃度用入射光
量ｉ１．ｌ　（＝１００ＩＬ乃至１０００ＩＬ）に保持
される。このようにして、フィルム９が一画素幅送られ
る間に低濃度用、高濃度用２回の走査を行い、次のライ
ンに移る。前記一連の動作を繰り返してフィルム全面を
走査する。各走査ともフィルム濃度に対応して減衰した
光量が出射側コリメータ１１を経て光電変換素子１２に
入力される。この光電変換素子１２によって電気信号に
変換され、プリアンプ回路１３により増幅され、対数変
換器１４で対数に変換され、対数変換器１４に内臓され
た反転アンプによって符号反転され、Ａ／Ｄコンバータ
１５に入力される。Ａ／Ｄコンバータ１５は、１ライン
の濃度分布に応じて時々刻々と変化する信号が入力され
るが、光ビーム走査の各画素位置に対応した時刻にＡ／
Ｄ変換を行い、１ラインを構成する各画素位置のデジタ
ル化された濃度信号を時系列的に切換器１６に伝達する
。切換器１６は、光偏向素子駆動回路６より送られる同
期（ＳＹＮＣ）信号に同期して出力側の接続を切換え、
各ライン走査のうち低濃度用走査の時は、低濃度用デー
タバッファ１７に入力順に濃度データを格納していき、
高濃度用走査の時は、高濃度用データバッファ１８に格
納する。

この両バッファに格納されたデータを比べてみると、低
濃度用データバッファ１７の濃度データは、濃度の低い
画素のデータについては、プリアンプ回路１３のダイナ
ミックレンジ内におさまり、有効データとみなせるフィ
ルム９の入射する光量１１が少ないので一定濃度以上の
濃度の高い画素のデータは、第２図に示すように、入力
信号がさらに小さくなるため、プリアンプ回路１３のダ
イナミックレンジの下限で制約を受け、格納データは一
度符号反転しているので頭打ちになり、有効な濃度情報
の指示ができなくなる。一方、高濃度用データバッファ
１８の濃度データは、入射光量が多く低濃度用データバ
ッファ１７とは反対に一定濃度以上の高濃度データが有
効となるが、濃度の低い画素のデータはプリアンプのダ
イナミックレンジの上限で飽和してしまい、高濃度用デ
ータバッファ１８に格納されたデータは足切りされた無
効データとなってしまう。この両バッファのデータから
画素ごとにデータの選択を行い広い濃度範囲に渡って有
効なデータを合成するために、各画素ごとに、低濃度用
データバッファ１７のデータと、頭打ちによりデータの
信用できなくなる上限を示す定数Ｂとを比較回路２１に
よって比較し７、定数Ｂ以上であれば、切換器２３に低
濃度用データバッファ１７のデータを出力するように指
示し１、定数Ｂ以上であれば同じ画素位置に対応してい
る高濃度用データバッファ１８のデータを出力するよう
に指示する。ここで、高濃度用データバッファ１８の有
効データは入射光量１゜が■１−に比べ１００乃至１０
００倍光量が多いために、その分だけ低濃度用データバ
ッファ１７のデータより値が小さくなっている（符号反
転しているため）。

また、その値は対数に変換されているため、その差が一
定となっている。そこでその差に相当する定数Ａだけ加
算回路１９によって加算することにより、切換器２３に
入る前にあらかじめ入射光量がＩＬの場合の値に換算す
ることができる。以上のようにして、広い濃度の範囲に
渡って有効な画像情報が蓄積されている画像についても
その情報を読み取ることが可能になる。

なお前記実施例Ｉでは、対数変換後のデータを合成して
いるが、リニヤスケールデータでも加算回路のかわりに
乗算回路を用いれば同様の効果が得られる。

第３図は、本発明の実施例■の画像読取装置を説明する
ための図であり、その画像読取装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

本実施例Ｈの画像読取装置は、前記実施例Ｉでは入射光
量を２段に分けているが、これを２段に限定する必要が
ないので、第３図に示すように、入射光量をｎ段に分け
１ラインにつき９回光ビーム走査を行い、第１切換器２
４によってｎ個の濃度データバッファ２５Ａ乃至２５Ｎ
にデータを振り分け、条件補正定数設定器２６Ｂ乃至２
６Ｎによって設定される同−入射光量に換算するための
定数Ａ２乃至Ａｎを加算器２７Ｂ乃至２７Ｎによって加
算し、その結果を、判定基準定数設定器２８によって設
定される実施例Ｉの定数Ｂに相当する判定基準定数（０
）と、比較回路２９Ａ乃至２９Ｎを用いて比較し、その
結果を用いてデコーダ３０を介して有効な濃度バッファ
データを第２切換器３１を用いて選択する構成にするこ
とにより、さらに、広い濃度範囲に渡る濃度計測を可能
にしたものである。

第４図は、本発明の実施例■の画像読取装置を説明する
ための図であり、その画像読取装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

実施例■の画像読取装置は、前記実施例Ｉ及び■の入射
光光量を切り換えるかわりに、第４図に示すように、プ
リアンプゲイン切換器３２によってプリアンプ回路１３
のゲインを切り換えるようにしたものである。このよう
に構成することにより、はぼ同様の手法で実施例Ｉと同
様の効果をあげることが可能である。

また、前記実施例Ｉ、ＩＩ及び■の他に次のようなもの
がある。

すなはち、前記実施例１．ＩＩ及び■のものは、フィル
ムの送りを連続としているが、ステップ送りをする場合
も計測条件を変えて−通り計測した後、フィルムを１ス
テツプ送るようにすれば同様の効果が得られる。

また、光偏向素子による光ビーム走査を縦方向。

横方向の２つを組合せてフィルムを静止させ光偏向素子
で２次元走査をする場合、フィルムをドラムに巻き付は
回転させるドラム方式の走査にした場合においても、前
述の実施例と同様の効果が得られる。

また、フィルムの透過光量の計測にとどまることなく、
反射光計測においても出射側コリメータ１１および光電
変換素子１２の配置を変えることで十分な効果が期待で
きる。

さらに、前記実施例では、光ビームを走査するものであ
るが、これとは別の機構で、画像全面に光を照射し、ラ
インセンサ等で、各ラインの濃度を一度に計測する手法
においても、同一ラインについて照射光量等の計測条件
を段階的に変えることにより、前記実施例で述べてきた
高濃度、低濃度用データバッファに前記実施例と同様の
データを読み取ることが可能である。

〔効果〕

以上説明したように１本願によって開示された新規な技
術手段によれば、次のような効果を得ることができる。

すなわち、広い濃度範囲に渡って画像情報を得るために
平面画像の一つのラインを数回づつ計測し、同一ライン
におけるそれぞれの計測において、光検出器系の限られ
たダイナミックレンジに見合うように、入射光量を段階
的に変化させたり、あるいは、それぞれの走査において
、光検出器系のゲインを切り換えたりして画像情報を適
当な濃度領域に分割して読み取り、それを考慮して、広
い濃度範囲に渡って有効な画像情報を持つ同一のライン
データに合成することにより、光検出回路系のダイナミ
ックレンジに限定されずに、広い濃度範囲に渡って対象
画像の画像情報を読み取ることができる。例えば、透過
光計測の場合は、平行光濃度にして８程度の高い濃度の
画像情報まで十分読み出すことが可能である。

なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能である
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例■の画像読取装置を説明する
ための図であり、その画像読取装置の概略構成を示すブ
ロック図、第２図は、実施例■の動作を説明するためのバッファ内
の値対濃度特性を示す図、第３図は、本発明の実施例Ｈの画像読取装置を説明する
だめの図であり、その画像読取装置の概略構成を示すブ
ロック図、第４図は５本発明の実施例■の画像読取装置を説明する
ための図であり、その画像読取装置の概略構成を示すブ
ロック図である。図中、１・・・光源、２・・・光量変調素子、３・・・
光量変調素子駆動回路、４・・・光量変調素子駆動制御
回路、５・・・光偏向素子、６・・・光偏向素子駆動回
路、７・・・入射側コリメータ、８・・・光ビーム、９
・・・フィルム、ｌＯ・・・フィルム送り駆動装置、１
１・・・出射側コリメータ、１２・・・光電変換素子、
１３・・・プリアンプ回路、１４・・・対数変換器、１
５・・・Ａ／Ｄコンバータ、１６・・・切換器、１７・
・・低濃度用データバッファ、１８・・・高濃度用デー
タバッファ、１９．２７Ａ乃至２７Ｎ・・・加算回路、
２０．２６Ｂ乃至２６Ｎ・・・条件補正定数設定器、２
１．２９Ａ乃至２９Ｎ・・・比較回路、２２゜２８・・
判定基準定数設定器、２３・・・切換器、２４・・・第
１切換器、２５Ｂ乃至２５Ｎ・・・濃度データバッファ
、３０・・・デコーダ、３１・・・第２切換器、３２・
・・プリアンプゲイン切換器である。

Claims

【特許請求の範囲】

画像面上に微小口径の光束を走査させる手段と、画像面
を透過あるいは反射した光量を検出しデジタル信号に変
換する手段を備え、画素の位置情報に対応づけて濃度情
報を読み取る画像読取装置において、画像の１ラインの
データ計測が数回の同一ラインデータ計測から構成され
るように計測ラインを移動させる計測ライン移動制御手
段と、該計測ライン移動と同時に光検出系のダイナミッ
クレンジ範囲内に、同一ラインのそれぞれの計測値のう
ちの画像情報を取り出すのに有効な濃度計測値が納まる
ように、その計測の入射光量、あるいは検出器系の増幅
利得を段階的に切換える手段と、前記数回に分けて計測
される同一ラインのデータを格納するバッファと、同一
ラインにおける数回のライン計測条件の異なる各計測の
データを同一計測条件におけるデータに換算するデータ
換算手段と、１ラインを構成する画素ごとに各バッファ
から有効データを選び出すデータ選択手段とを具備した
ことを特徴とする画像読取装置。