JPS62193365A - Picture reader - Google Patents

Picture reader

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JPS62193365A
JPS62193365A JP61032933A JP3293386A JPS62193365A JP S62193365 A JPS62193365 A JP S62193365A JP 61032933 A JP61032933 A JP 61032933A JP 3293386 A JP3293386 A JP 3293386A JP S62193365 A JPS62193365 A JP S62193365A
Authority
JP
Japan
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light
output
film
image sensor
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP61032933A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Horiuchi
堀内 秀之
Hisatake Yokouchi
久猛 横内
Chiaki Shinpo
真保 千秋
Yoichi Onodera
洋一 小野寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP61032933A priority Critical patent/JPS62193365A/en
Publication of JPS62193365A publication Critical patent/JPS62193365A/en
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  • Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the influence of noise by reducing the light unevenness on a film by an optical fiber and a light diffusing plate and reducing the noise component by the output of a CCD one-dimensional line sensor and the correlative double sampling method and providing a signal correcting circuit part with a means which adds and averages white-and-black correcting data. CONSTITUTION:A light diffusing plate 6 is inserted between the exit end of an optical fiber 5 and an X-ray film 7 to reduce the spatial light variance of the quantity of projected light. The light transmitted through and diffused by the X-ray film 7 passes an optical mirror 9 to focus a film image on a CCD one-dimensional line sensor 12 by a focusing lens 10 and is converted to an electric signal proportional to the intensity of light. An optical output monitor signal detected by a photodetector 18 passes an amplifier 19 and an AD converter 20 to obtain a digital signal REF. A signal correcting circuit 21 performs various corrections and logarithmic conversion with AD-converted digital signal SIG and REF to obtain correct X-ray film density information, and this information is stored in a picture memory and is outputted to a CRT display device 23 or the like as required.

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フィルム画像読み取り装置
に係り、特にC0D一次元ラインセンサーを用いた画像
読取装置の光学系、光検出系及び信号補正回路系に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a facsimile machine and a film image reading device, and particularly to an optical system, a photodetection system, and a signal correction circuit of an image reading device using a C0D one-dimensional line sensor. Regarding the system.

〔従来技術〕[Prior art]

紙面、もしくはフィルム面の画像を線順次に読み取り、
電気信号に変換する装置は、ファクシミリに広く用いら
れる。最近は医用X線フィルムなど非常に精細でダイナ
ミックレンジの広い画像を正確に読みとる装置が検討さ
れている。このような高ダイナミツクレンジを必要とす
るものでは対象画像上にレーザ光を集光し、かつ一次元
光走査させ、対象画像の表面反射又は透過光を光検出器
で電気信号に変換する構成がとられている。この場合、
光学系及び光走査系が複雑、高価、調整固型かつ装置が
どうしても大きくなる欠点を有する。
Reads images on paper or film in line sequential order,
Devices that convert electrical signals are widely used in facsimiles. Recently, devices that can accurately read extremely fine images with a wide dynamic range, such as medical X-ray film, are being considered. For devices that require such a high dynamic range, a configuration is used in which a laser beam is focused on the target image, one-dimensional light scanning is performed, and the surface reflected or transmitted light of the target image is converted into an electrical signal by a photodetector. is taken. in this case,
The disadvantages are that the optical system and optical scanning system are complicated, expensive, difficult to adjust, and the device is inevitably large.

一方、C0D一次元ラインセンサを用いる画像読゛爪装
置に関連するものには例えばNEC技報MoQ、3B、
No、1.pp 116−120(1985)に記載さ
れているものが挙げられる。
On the other hand, related to image reading devices using C0D one-dimensional line sensors, for example, NEC Technical Report MoQ, 3B,
No, 1. Examples include those described in pp. 116-120 (1985).

この装置では、光を走査する代りに光源として蛍光灯な
どの面光源を用い、CCD一次元ラインセンサを電気的
に走査して読取りを行なう。したがって機械駆動部は画
像面(紙面)の副走査(−次送り)のみとなり、光学系
も著るしく簡単な構成となり、保守調整も容易となる。
In this device, instead of scanning light, a surface light source such as a fluorescent lamp is used as a light source, and a CCD one-dimensional line sensor is electrically scanned and read. Therefore, the mechanical drive unit only performs sub-scanning (-next feed) of the image surface (paper surface), and the optical system has a significantly simpler configuration, making maintenance and adjustment easier.

ただし、CCDを有しており、画像の中間濃度を読取り
、再現する装置では特にこの不均一がすし状の再生画像
濃度ムラとなって現れるので、上記公知例においてはラ
インセンサのビットごとの黒レベル及び白レベル補正手
段を有している。また蛍光灯の光量の温度変化、経時変
化を補償するためAGC回路蛍光灯の電源電流を制御す
る手段が設けられている。
However, in devices equipped with a CCD that read and reproduce the intermediate density of an image, this non-uniformity appears as a sliver-like density unevenness in the reproduced image. It has level and white level correction means. In addition, means for controlling the power supply current of the AGC circuit fluorescent lamp is provided in order to compensate for temperature changes and temporal changes in the amount of light from the fluorescent lamp.

〔発明の解決しようとする問題点コ ところが、蛍光灯などの面光源には空間的な輝はiIi
源電流電流御では吸収し得ない。一方、上記公知例にお
けるCC,D一次元ラインセンサの白レベル補正は、フ
ィルムのない状態でのセンサの各ビットの出方を記憶し
て感度補正を行なうものなので、一枚のフィルムの読取
り中に生じる上記空間的、時間的輝度変動による感度む
らは補正できない。
[Problems to be solved by the invention]However, with surface light sources such as fluorescent lamps, spatial brightness is
It cannot be absorbed by controlling the source current. On the other hand, the white level correction of the CC, D one-dimensional line sensor in the above-mentioned known example performs sensitivity correction by memorizing the output of each bit of the sensor when there is no film. It is not possible to correct the sensitivity unevenness caused by the spatial and temporal luminance fluctuations that occur in the image.

さらに、CCD一次元ラインセンサのダイナミックレン
ジは55dB程度であり、とくに医用X線フィルムの像
を読取るには不充分である。
Furthermore, the dynamic range of the CCD one-dimensional line sensor is about 55 dB, which is insufficient especially for reading images of medical X-ray films.

以上の理由により、従来は光走査機械が不要であり、し
かも高精度、高ダイナミツクレンジの画像を有効に読取
るに充分な性能を有する装置を得ることは困難であった
For the above-mentioned reasons, it has heretofore been difficult to obtain an apparatus that does not require an optical scanning machine and has sufficient performance to effectively read images with high precision and high dynamic range.

そこで、本発明のひとつの目的は、光走査機構が不要で
、しかも光源輝度の空間的・時間的変動による感度むら
の生じない画像読取装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, one object of the present invention is to provide an image reading device that does not require an optical scanning mechanism and that does not cause sensitivity unevenness due to spatial and temporal fluctuations in light source brightness.

本発明の別の目的は、さらに高ダイナミツクレンジの画
像読取装置を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide an image reading device with a higher dynamic range.

[問題点を解決するための手段] 本願発明の特徴は、光源からの光を入力する光ファイバ
束の量的端を光拡散板の一方の面に一次元方向に一様に
分配して結合し、光拡散板の他方の面を照射面とする光
照明系を備え、この照射面の一部に画像フィルムを送り
出して1次元イメージセンサで画像フィルムを介した光
量を検出するとともに、照射値の残りの部分にはモニタ
用光検出器を設け、上記1次元イメージセンサの各ビッ
トの出力をモニタ用光検出器の出力で補正するようにし
た構成にある。
[Means for Solving the Problems] A feature of the present invention is that the quantitative ends of the optical fiber bundle into which the light from the light source is input are uniformly distributed in one dimension on one surface of the light diffusing plate and coupled. It is equipped with a light illumination system that uses the other side of the light diffusing plate as the irradiation surface, and an image film is sent out to a part of this irradiation surface, and a one-dimensional image sensor detects the amount of light passing through the image film, and also measures the irradiation value. A monitoring photodetector is provided in the remaining portion of the image sensor, and the output of each bit of the one-dimensional image sensor is corrected by the output of the monitoring photodetector.

本発明の他の特徴は上記一次元イメージセンサの出力し
一相関二重サンプリングにより得るようにした点にある
Another feature of the present invention is that the output of the one-dimensional image sensor is obtained by single-correlation double sampling.

本発明の別の特徴は一次元イメージセンサとしてペルチ
ュ冷却手段で低温に保たれたCCD一次元ラインセンサ
を用いることにある。
Another feature of the present invention is that a CCD one-dimensional line sensor kept at a low temperature by a Peltz cooling means is used as the one-dimensional image sensor.

「作用」 上記の光照明系によれば束ねられた光フアイバー束に均
一な照度の光を入射させることが容易であり、しかも光
ファイバは均質なものか容易に得られるので光を一次元
方向に一様に光を分散するによるわずかな光量分布のむ
らも平均化することができ、画像フィルムの検出位置に
一様な光を照射することができ、さらにこの一様な光量
の照射面の一部にはモニタ用光検出器が設けられ、その
出力により画線読取図の一次元イメージセンサの出力を
補正するので、光量の時間的変動をも常用補償すること
ができる。こうして本願発明の構成によれば感度むらの
ない画像読取が可能となる。
"Function" According to the above-mentioned optical illumination system, it is easy to make light of uniform illuminance enter the bundled optical fiber bundle, and since the optical fibers are homogeneous or easily obtained, the light can be directed in one dimension. It is possible to even out slight unevenness in the light intensity distribution due to uniformly dispersing the light, and it is possible to irradiate the detection position of the image film with uniform light. A monitoring photodetector is provided in the section, and the output of the one-dimensional image sensor for the line reading diagram is corrected based on the output thereof, so that it is possible to regularly compensate for temporal fluctuations in the amount of light. Thus, according to the configuration of the present invention, image reading without unevenness in sensitivity is possible.

一方、通常のccop!tf次元ラインセンサは、雑音
レベルの高さからダイナミックレンゲ55dB程度にあ
る。そこでペルチェ冷却手段によりC0D−次次元セン
サを低温に保ち、暗電流の均一化をはかるとともにショ
ット雑音を低減する。
On the other hand, regular ccop! The dynamic range of the tf-dimensional line sensor is about 55 dB due to the high noise level. Therefore, the C0D-dimensional sensor is kept at a low temperature using a Peltier cooling means to equalize dark current and reduce shot noise.

また二重相関サンプリング(CS)を行なうことにより
さらに雑音を低減し、ダイナミックレンジを70〜80
dB以上とすることが可能となる。
In addition, by performing double correlation sampling (CS), noise is further reduced and the dynamic range is increased to 70 to 80.
dB or more.

[実施例] ここでは例としてX線フィルム画像読取りを中心に説明
する。
[Example] Here, an explanation will be given focusing on X-ray film image reading as an example.

医療甲X線フィルム画像読取りを行なうには、濃度とし
て0〜3.2以上を系の雑音等の影響を受けずに忠実に
読取ることが必要である。このためには画像読取り装置
として次のことを考慮する必要がある。
In order to read medical X-ray film images, it is necessary to read densities of 0 to 3.2 or higher faithfully without being influenced by system noise. For this purpose, it is necessary for the image reading device to consider the following.

(1)フィルム上での光むらが少なく、がく時間的に光
むらが変化しないこと。時間と共に変動があっても、完
全に補正できること。
(1) There is little light unevenness on the film, and the light unevenness does not change over time. Even if there are fluctuations over time, it can be completely corrected.

(2)光検出系のダイナミックレンジが3.5〜4桁以
上あること。
(2) The dynamic range of the photodetection system is 3.5 to 4 orders of magnitude or more.

(3)光検出系の感度むら等が完全に補正でき、かつ各
補正時に新たに雑音等が混入しないこと。
(3) Sensitivity unevenness in the photodetection system can be completely corrected, and no new noise or the like is introduced during each correction.

(4)(3)の補正条件が時間経過によって変化しない
こと、特に温度によって変動しないこと。
(4) The correction conditions in (3) should not change with the passage of time, and in particular should not change with temperature.

これらの項目において、(1)に対しては従来蛍光灯を
使用しており、空間的輝度むらが時間的に変動する。こ
の変動を補正するにはフィルムを透過しない光モニタ系
をもう一系統もうけ、空間的輝度むらの時間変化を測定
する必要がある。蛍光灯のような面光源の輝度むらの補
正はむずかしい。
Among these items, for (1) conventional fluorescent lamps are used, and the spatial brightness unevenness varies over time. In order to correct this variation, it is necessary to install another light monitoring system that does not pass through the film and measure the temporal changes in spatial brightness unevenness. It is difficult to correct the uneven brightness of surface light sources such as fluorescent lights.

(2)に関しては1通常のC0D一次元ラインセンサで
はダイナミックレンジが55dB程度で、先の要請の7
0〜80dB以上にするには雑音低減手段として相関二
重サンプリング(CDS)の原理が良く知られている。
Regarding (2), 1. The dynamic range of a normal C0D one-dimensional line sensor is about 55 dB, and the above requirement is 7.
The principle of correlated double sampling (CDS) is well known as a noise reduction means for reducing the noise to 0 to 80 dB or more.

CDSに関してはアイ・イー・イー・イー、ジャーナル
・オブ・ソリッド・ステート・サーキッツ(I E E
 E  Journal ofSolid−8tate
 C1rcuits) Vol、 S C−9、Na 
1 。
Regarding CDS, IEE, Journal of Solid State Circuits (IEE
E Journal of Solid-8tate
C1rcuits) Vol, S C-9, Na
1.

PP、 1〜13 (1974)の論文に記載されてい
る。(3)に関しては、補正時に新たな雑音が混入しな
い白補正、黒補正、及び光源光出力の補正法が必要であ
り、(4)では光検出系の温度制御により検出系の状態
変動を小さくすることが必要である。
PP, 1-13 (1974). Regarding (3), it is necessary to use white correction, black correction, and light source light output correction methods that do not introduce new noise during correction, and for (4), temperature control of the photodetection system is used to reduce state fluctuations in the detection system. It is necessary to.

以下図面をもとに本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below based on the drawings.

第11!lは本発明の詳細な説明する構成図である。11th! FIG. 1 is a block diagram illustrating the present invention in detail.

図において1はランプ光源、2は光源用のDC電源、3
はランプハウスで内側表面は反射率を大きくしている。
In the figure, 1 is a lamp light source, 2 is a DC power source for the light source, and 3 is a lamp light source.
is a lamp house whose inner surface has a high reflectance.

4はテーパー型の光ガイド、5は光フアイバーガイド、
6は光拡散板、7はX4!フイルム、8はフィルム搬送
用ローラーである。9は光学ミラー、10は結像レンズ
、11は光シャッタ、12はCCD一次元ラインセンサ
、13はCCD一次元イメージセンサ駆動回路、14は
ペルチェ冷却素子、15はペルチェ冷却素子温度制御回
路である。16はCDS@路、17はAD変換器である
。18は光源光出力モニタ甲光検出器。
4 is a tapered light guide, 5 is an optical fiber guide,
6 is a light diffusion plate, 7 is X4! The film 8 is a roller for transporting the film. 9 is an optical mirror, 10 is an imaging lens, 11 is an optical shutter, 12 is a CCD one-dimensional line sensor, 13 is a CCD one-dimensional image sensor drive circuit, 14 is a Peltier cooling element, and 15 is a Peltier cooling element temperature control circuit. . 16 is a CDS @ path, and 17 is an AD converter. 18 is a light source light output monitor instep photodetector.

19は増巾器、20はAD変換器、21は第3図に示し
た信号補正回路部、22は画像メモリ、23はCRTデ
ィスプレイ、24は信号補正回路制御部、25は画像読
取制御部である。第2図の26は光シャッタである。
19 is an amplifier, 20 is an AD converter, 21 is a signal correction circuit section shown in FIG. 3, 22 is an image memory, 23 is a CRT display, 24 is a signal correction circuit control section, and 25 is an image reading control section. be. 26 in FIG. 2 is an optical shutter.

動作を説明する。ランプ光源1からの光はランプハウス
3により集められ1次にテーパー型光ガイド4により光
ファイバ5の円型にたばねられた入射端に導かれる。テ
ーパー型光ガイドは光を効率的に光フアイバ入射端に導
くために挿入されている。光ファイバ5の出射端は一次
元方向に一様に配列され、その出射光は光拡散板6に導
かれる。
Explain the operation. Light from a lamp light source 1 is collected by a lamp house 3 and firstly guided by a tapered light guide 4 to the circularly bent input end of an optical fiber 5. A tapered light guide is inserted to efficiently guide light to the input end of the optical fiber. The output ends of the optical fibers 5 are uniformly arranged in one dimension, and the output light is guided to the light diffusing plate 6.

光拡散板6の他方の面からの光がxgフィルム7を照射
するとともに、その対照光の一部はモニタ用光検出器1
8に導かれる。このような光フアイバー束により光を分
配する構成では、はぼ一様な光量分布を容易に得ること
ができる。しがし光ファイバー一本ごとの出射角度や光
透過率の変動はさけられないため、本実施例では光フア
イバ5出射端とXsフィルム7の間に光拡散板6を挿入
し照射光量の空間的光変動をさらに小さくしている。
Light from the other side of the light diffusing plate 6 illuminates the XG film 7, and a portion of the contrast light is transmitted to the monitoring photodetector 1.
8. With such a configuration in which light is distributed using an optical fiber bundle, a fairly uniform light amount distribution can be easily obtained. However, since variations in the output angle and light transmittance of each optical fiber cannot be avoided, in this embodiment, a light diffusing plate 6 is inserted between the output end of the optical fiber 5 and the Xs film 7 to spatially change the amount of irradiated light. Light fluctuations are further reduced.

Xaフィルム7から透過、拡散された光は光学ミラー9
をへて、結像レンズ1oによりCCD一次元ラインセン
サ12上にフィルム画像を結像し、光強度に比例した電
気信号に変換する。従来のCCD一次元ラインセンサ電
気信号出力ではリセット雑音等が太きくS/N比が約5
00:ILかないため、十分なダイナミックレンジが得
られない。
The light transmitted and diffused from the Xa film 7 passes through the optical mirror 9
Then, the film image is formed on the CCD one-dimensional line sensor 12 by the imaging lens 1o, and converted into an electric signal proportional to the light intensity. Conventional CCD one-dimensional line sensor electrical signal output has large reset noise and S/N ratio of approximately 5.
00: There is no IL, so a sufficient dynamic range cannot be obtained.

そこで第1図ではCDS回路16によりSNの改善を行
なっている。最後にAD変換器17でアナログ信号をデ
ィジタル信号の形に変換する。このディジタル信号をS
IGと名付ける。
Therefore, in FIG. 1, the CDS circuit 16 is used to improve the SN. Finally, an AD converter 17 converts the analog signal into a digital signal. This digital signal is
Name it IG.

一方、光検出器18により検出された光出力モニタ信号
は、増巾器19、AD変換器20をへてディジタル信号
REFを得る。
On the other hand, the optical output monitor signal detected by the photodetector 18 passes through an amplifier 19 and an AD converter 20 to obtain a digital signal REF.

光シャッタ11及び26は、光検出素子のオフセット値
を測定するためのものである。11を閉としたときのA
D変換器17の出力はC0D一次元ラインセンサ14の
各絵素ごとの暗電流不均一性データを示す。また26を
閉じたときのAD変換器20の出力は光検出器18のオ
フセットデータとなる。
The optical shutters 11 and 26 are for measuring the offset value of the photodetecting element. A when 11 is closed
The output of the D converter 17 indicates dark current non-uniformity data for each picture element of the C0D one-dimensional line sensor 14. Further, the output of the AD converter 20 when the switch 26 is closed becomes offset data of the photodetector 18.

暗電流不均一性はC0D一次元ラインセンサの温度によ
って変化し、さらに暗電流によるショット雑音によりS
N比も変化する。CCD素子を冷却し温度コントロール
することで、暗電流を一定に保ち、ショット雑音を低減
できる。このため、第1回にはペルチェ素子14.ペル
チェ冷却素子温度制御回路15を用いている。
Dark current non-uniformity changes depending on the temperature of the C0D one-dimensional line sensor, and shot noise due to dark current causes S
The N ratio also changes. By cooling the CCD element and controlling its temperature, dark current can be kept constant and shot noise can be reduced. Therefore, in the first session, the Peltier element 14. A Peltier cooling element temperature control circuit 15 is used.

信号補正回路21はADされたディジタル信号SIG及
びREFを用いて各種補正及び対数変換することで正し
いX線フィルム濃度情報を求める回路で、濃度情報は画
像メモリ22に格納し、必要に応じてCRTディスプレ
イ23等に出力する。
The signal correction circuit 21 is a circuit that obtains correct X-ray film density information by performing various corrections and logarithmic conversion using the AD digital signals SIG and REF.The density information is stored in the image memory 22 and transferred to the CRT as necessary. Output to the display 23 or the like.

系全体の制御は画像読取制御部25、信号補正回路21
の制御は信号補正回路制御部24により行なう。
The entire system is controlled by an image reading control section 25 and a signal correction circuit 21.
This control is performed by the signal correction circuit control section 24.

次に信号補正回路について第3図をもとに詳述する。Next, the signal correction circuit will be explained in detail with reference to FIG.

第3図において、SIG信号系統については30が加算
器、31はCCD素子黒レベル一次元メモリ、32はレ
ジスタである。33は引算器。
In FIG. 3, for the SIG signal system, 30 is an adder, 31 is a CCD element black level one-dimensional memory, and 32 is a register. 33 is a subtractor.

34は加算器、35はCCD素子白レベル一次元メモリ
、36はレジスタ、37はlog変換回路。
34 is an adder, 35 is a CCD element white level one-dimensional memory, 36 is a register, and 37 is a log conversion circuit.

38は白レベル一次元log変換メモリである。38 is a white level one-dimensional log conversion memory.

40はlog変換回路、41は引算器、42は加算器で
ある。
40 is a log conversion circuit, 41 is a subtracter, and 42 is an adder.

REF信号系については5oが加算器、51はオフセッ
ト平均値メモリ、52はレジスタ、53は引算器54は
加算器、55は光モニタ出力平均値メモリ、56はレジ
スタ、57はlog変換回路、58は光モニタlog平
均値メモリ、59はlog変換回路、60は引算器であ
る。70はlog変換テーブル、71はアドレスカウン
タ、72及び74はダウン・カウンタ、73はCCD素
子出力における黒レベル・白レベル加算のための加算走
査回数データ、75は光モニタオフセット平均値及び光
モニタ出力平均値メモリを求めるための加算回数データ
で、それぞれ動作スタートSTでカウンタ72及び74
にこれらデータがセットされる。H8はCCD素子の走
査開始信号、CLKはCCD素子駆動用クロック信号で
ある。
Regarding the REF signal system, 5o is an adder, 51 is an offset average value memory, 52 is a register, 53 is a subtracter 54 is an adder, 55 is an optical monitor output average value memory, 56 is a register, 57 is a log conversion circuit, 58 is a light monitor log average value memory, 59 is a log conversion circuit, and 60 is a subtracter. 70 is a log conversion table, 71 is an address counter, 72 and 74 are down counters, 73 is addition scan number data for adding the black level and white level in the CCD element output, 75 is the optical monitor offset average value and the optical monitor output The data of the number of additions to obtain the average value memory, which are counted by the counters 72 and 74 at the operation start ST, respectively.
These data are set in . H8 is a scanning start signal for the CCD element, and CLK is a clock signal for driving the CCD element.

X線フィルムの濃度りは、フィルム光透過率をTとする
と、 D=logl/T で表現される。実際には光源の光強度変動と白レベルの
補正を考慮すると一次元走査のに番目走査の1番目絵素
の濃度D i Kは ここで、Fwiはフィルムが無い時のCCD素子出力レ
ベル(白レベル)、FpzKX線フィルム読取り時のC
CD素子出力レベル、Rwは白レベルデータ取得時の光
出力モニタの出力レベル、RFIKはxRIAフィルム
読取り時の光出力モニタの出力レベルである。COD素
子自体の感度バラツキ、黒レベル不均一性、雑音及び光
学系による光量むらのため各絵素ごとに異なることを考
慮することが必・要である。又、光出力モニタの出力レ
ベルは光検出器及び回路系のオフセットの変動がある。
The density of an X-ray film is expressed as D=logl/T, where T is the film light transmittance. In reality, taking into account light intensity fluctuations of the light source and white level correction, the density D i K of the first pixel in the second scan of the one-dimensional scan is here, and Fwi is the CCD element output level (white) when there is no film. level), C when reading FpzK X-ray film
CD element output level, Rw is the output level of the optical output monitor when acquiring white level data, and RFIK is the output level of the optical output monitor when reading the xRIA film. It is necessary to take into consideration the fact that each picture element is different due to variations in sensitivity of the COD element itself, non-uniformity in black level, noise, and unevenness in the amount of light due to the optical system. Furthermore, the output level of the optical output monitor varies due to the offset of the photodetector and circuit system.

まずCOD素子の黒レベル補正法について述べる。CC
D素子出力SIGのに番目走査の1番目絵素の黒レベル
値をbiKとし、雑音低減のためn走査分加算したとす
ると1番目絵素の黒レベル加算平均値B1は と表わされる。この演算は第3図においてダウン・カウ
ンタ72にnの値をセットし、光シャッタ11を閉にi
 CCD素子12に光が入射しないようにi、SWt 
tをONにし30,31,3217)加算平均回路系で
n走査回数分加算平均する。結果として31黒レベル一
次元メモリに黒レベルデータが得られる。
First, a method for correcting the black level of a COD element will be described. C.C.
Assuming that the black level value of the first picture element in the second scan of the D element output SIG is biK, and that n scans are added to reduce noise, the black level additive average value B1 of the first picture element is expressed as follows. This calculation is performed by setting the value of n in the down counter 72 and closing the optical shutter 11 in FIG.
i, SWt to prevent light from entering the CCD element 12.
t is turned ON and 30, 31, 3217) Add and average the n number of scans in the addition and averaging circuit system. As a result, black level data is obtained in a 31 black level one-dimensional memory.

光学系を含めた白レベル値は、光シャッタ11を開にし
て1CCD素子出力SIGのに番目走査の1番目絵素の
値をWiKと1番目絵素の黒レベル加算平均値B1から
Wi K−B iと書ける。この場合も雑音低減のため
n走査分加算i白データFWIとする。
The white level value including the optical system is obtained by opening the optical shutter 11 and calculating the value of the first pixel of the second scan of the 1CCD element output SIG from WiK and the black level additive average value B1 of the first pixel from WiK- It can be written as B i. In this case as well, in order to reduce noise, n scans are added as i white data FWI.

この演算は第3図においてSWよ2をONにしてwi 
K−B iを引算器33で行ない、n走査分加算を黒レ
ベルの算定と同じ方法で、34,35゜36による加算
平均口路で行なう。ここで求めた平均値を371og変
換器37にて701og変換テーブルを用いlog変換
された白レベル値は、白レベル一次元log変換メモリ
38に格納する。
This calculation is performed by turning on SW 2 in Figure 3.
K-B i is performed by a subtracter 33, and addition for n scans is performed in the same manner as the calculation of the black level, using an addition average path using 34 and 35 degrees 36. The average value obtained here is log-converted by a 371-og converter 37 using a 701-og conversion table, and the white level value is stored in a white level one-dimensional log conversion memory 38.

実際のフィルムデータはCCD素子SIGのに番目走査
の1番目絵素の値をfIKとi呑口絵素の黒レベル加算
平均値B1からfix−B1と書け、これがFF1Kで
ある。5W13をONとしてこのデータを、 log変
換回路40に入力し、 log変換されたデータlog
Fpixを得る。この値を、白レベル一次元log変換
メモリ38のデータから引算器41で引算すると、引算
の結果(logFwtlogF p i ic)はもし
光源の光出力に変動が無ければフィルム濃度値を表わす
For actual film data, the value of the first pixel of the second scan of the CCD element SIG can be written as fIK and the black level addition average value B1 of the i end picture element B1 to fix-B1, and this is FF1K. Turn on 5W13, input this data to the log conversion circuit 40, and log the log converted data.
Get Fpix. When this value is subtracted from the data in the white level one-dimensional log conversion memory 38 by the subtracter 41, the result of the subtraction (logFwtlogF p i ic) represents the film density value if there is no change in the light output of the light source. .

実際のランプ光源の場合には光出力に時間的に白データ
を取った時と、フィルムを読んでいる時で時間経過のた
め出力変動がある。これをフィルム読込み時に補正する
必要がある。
In the case of an actual lamp light source, there is a temporal change in the light output due to the passage of time between when white data is taken and when the film is being read. It is necessary to correct this when reading the film.

まず、光出力モニタ系REFのオフセット補正について
述べる。信号REFのオフセット値を○jとi雑音低減
のためm画素分加算平均し、それを0とすると で表わせる。この演算は第3図において、ダウンカウン
タ74にmの値をセットし、光シャッタ26を閉にし、
光検出器18に光が入射しないようにし、5W21をO
Nの状態で、50,51゜52の加算平均回路系でm画
素数分加算平均する。
First, offset correction of the optical output monitor system REF will be described. If the offset value of the signal REF is averaged by ○j and i for m pixels to reduce noise, and it is set to 0, it can be expressed as . This calculation is performed by setting the value of m in the down counter 74, closing the optical shutter 26, and
Prevent light from entering the photodetector 18, and turn 5W21 to O.
In the N state, m pixels are averaged using an averaging circuit system of 50, 51 degrees and 52 degrees.

結果としてオフセット平均値メモリ51に黒レベルデー
タが得られる。
As a result, black level data is obtained in the offset average value memory 51.

次にCOD素子信号が白データを取るためS W 1 
*をONにした同じタイミングでSW2□をONにし、
COD素子が白データを求めている間の、光シャッタ2
6を開にしたときの光モニタ出力平均値を求める。引算
器53により黒レベルを差引いた光モニタ出力の平均値
RwはR1は光モニタ出力で加算回数0は光モニタ出力
の変動状態で決める。この演算は54,55゜56の加
算平均回路系でQ回加算平均し求める。
Next, since the COD element signal takes white data, SW 1
Turn on SW2□ at the same timing as turning on *,
Optical shutter 2 while the COD element is searching for white data
Find the average value of the optical monitor output when 6 is open. The average value Rw of the optical monitor output after subtracting the black level by the subtracter 53 is determined by R1 being the optical monitor output and the number of additions 0 being determined by the fluctuation state of the optical monitor output. This calculation is performed by averaging Q times using a 54.55°56 averaging circuit system.

平均値が求まるとlog変換回路57にてlog変換し
、58光モニタlog平均値メモリに格納する6実際の
フィルムデータをCCD素子に取込んでいる場合にはS
W2.をONにしてR,、K=R1K−0の値を引算器
53で得る。iとkはCCD素子出力SIGのに番目走
査で1番目絵素を意味する。このデータをlog変換回
路59でlog変換し、最終的に引算器で6Qlog平
均値メモリ58の出力1ogRwから引算するとlog
 RW −logR,iKを得、光モニタ出力変動補正
データを得る。
Once the average value is determined, it is converted into a log in a log conversion circuit 57 and stored in the optical monitor log average value memory.6 If the actual film data is loaded into the CCD element, S
W2. is turned on and the subtracter 53 obtains the value R, , K=R1K-0. i and k mean the first pixel in the second scan of the CCD element output SIG. This data is log-converted by the log conversion circuit 59, and finally subtracted from the output 1logRw of the 6Qlog average value memory 58 by the subtracter.
RW-logR,iK is obtained, and optical monitor output fluctuation correction data is obtained.

最後に、フィルム濃度データである引算器41出力から
、光モニタ出力変動補正データである60引算器60の
出力を引算器42で引算することにより、光モニタ出力
変動分を補正したフィルム濃度データを得る。この濃度
データは画像メモリ22に格納されている。必要に応じ
DA変換後CRTディプレイ23に表示する。
Finally, the output of the 60 subtracter 60, which is the optical monitor output fluctuation correction data, is subtracted by the subtracter 42 from the output of the subtracter 41, which is the film density data, to correct the fluctuation in the optical monitor output. Obtain film density data. This density data is stored in the image memory 22. If necessary, the data is displayed on the CRT display 23 after DA conversion.

説明の都合上、これまでの記述では同一機能を有するコ
ンポーネントを複数個持った形で行なったが、加算器、
引算器、log変換器等は共通の機能のものを1つにま
とめて構成することが可能であり、結果として全体構成
も簡単化することができる。
For convenience of explanation, the description so far has been made with multiple components having the same function, but the adder,
The subtracter, log converter, etc. can be configured by combining those with common functions into one, and as a result, the overall configuration can be simplified.

光シャッタ11及び26は各光検出器の前面に設置した
形で説明してきたが、光ファイバ5と光源1との間の適
当な位置に設置することにより、光シャッタを1個にへ
らすことが可能である。ただこの場合、光検出器周辺で
の十蓮刑遮光が必要である。
The optical shutters 11 and 26 have been described as being installed in front of each photodetector, but by installing them at appropriate positions between the optical fiber 5 and the light source 1, the number of optical shutters can be reduced to one. It is possible. However, in this case, it is necessary to block light around the photodetector.

光源については、半導体レーザやLED、その他各種レ
ーザ装置に置換えることが可能である。
As for the light source, it is possible to replace it with a semiconductor laser, an LED, or other various laser devices.

光フアイバ出力端は光強度の一様性を目的として光拡散
板6を挿入したが、一様性を必要としない中途にはこの
光拡散乱を取去っても良い。
Although a light diffusion plate 6 is inserted at the output end of the optical fiber for the purpose of uniformity of light intensity, this light diffusion disorder may be removed midway when uniformity is not required.

光源は一般に温度上昇を共なうため、光ファイバ等の材
料が熱により変形すること、又紫外線による有機材料の
破損を防ぐため、光ファイバと光源の間に赤外線カット
の光フィルタ又は紫外線カットの光フィルタ80を挿入
することにより対策できる。
Since light sources generally rise in temperature, an infrared-cutting optical filter or ultraviolet-cutting filter is installed between the optical fiber and the light source to prevent materials such as optical fibers from deforming due to heat, and to prevent damage to organic materials due to ultraviolet rays. This can be countered by inserting an optical filter 80.

暗電流による黒レベルデータおよび白レベルデータは、
CCD素子をベルチェ素子で一定温度に温度制御すると
、これらデータは時間の経過により変化しない、そのた
め、フィルム1枚ごとに黒及び白データを取る必要がな
い、−担、黒および白データ、さらにその時に測定した
光モニタ出力系のオフセットデータ等を測定したら、各
データをメモリ31,38.51および58に格納して
おく。このようにすると、フィルムごとに補正データを
取る必要はなく、処理時間の短縮化が計れる。
Black level data and white level data due to dark current are
When the temperature of the CCD element is controlled to a constant temperature using a Bertier element, these data do not change over time, so there is no need to take black and white data for each film. After measuring the offset data and the like of the optical monitor output system, each data is stored in the memories 31, 38, 51, and 58. In this way, it is not necessary to obtain correction data for each film, and processing time can be shortened.

これまでの説明では、一次元のCCD素子について述べ
たが、二次元のCCDイメージセンサに対しても応用出
来、この場合にはフィルム搬送系がいらなくなることか
ら、装置の構成がさらに簡単化される。
In the explanation so far, we have described a one-dimensional CCD element, but it can also be applied to a two-dimensional CCD image sensor, and in this case, the configuration of the device is further simplified because a film transport system is not required. Ru.

さらに、これまでの説明はフィルム透過画像に限定した
が、通常ファクシミリのような光反射型の画像読み取り
系にも応用できることは、装置構成のうち光源−光フア
イバ系を反射型にすることにより実現できる。
Furthermore, although the explanation so far has been limited to film transmission images, it can also be applied to light reflection type image reading systems such as normal facsimile machines by making the light source-optical fiber system of the device configuration a reflection type. can.

[発明の効果] 本発明によれば、フィルム上での光むらを光ファイバ及
び光拡散板により小さく出来、従来蛍光灯で問題になっ
ている空間的輝度むらを少なくすることができる。又、
輝度むらが時間的に空間的に変動することもない。
[Effects of the Invention] According to the present invention, light unevenness on a film can be reduced by using optical fibers and a light diffusing plate, and spatial brightness unevenness, which has been a problem with conventional fluorescent lamps, can be reduced. or,
Luminance unevenness does not vary temporally or spatially.

CCD一次元ラインセンサ出力と相関二重サンプリング
手法により雑音成分を減らし、さらに素子を低温度に温
度制御することにより暗電流レベルを下げその結果とし
てショット雑音を小さくすることが出来、CCD一次元
ラインセンサ出力の低雑音化により、センサーの広ダイ
ナミツクレンジ化を達成している。
The CCD one-dimensional line sensor output and correlated double sampling method reduce noise components, and by controlling the temperature of the element to a low temperature, it is possible to lower the dark current level and, as a result, reduce shot noise. By reducing the noise of the sensor output, we have achieved a wide dynamic range of the sensor.

さらに、信号補正回路部では、白黒補正データを加算平
均する手段を持つことによって、白黒データを取得時に
問題による雑音の影響を小さくし、かつ、対数変換回路
を導入し、従来掛算・割算を必要とした補正演算を単な
る加算、減算で行なえるようにし、処理時間の短縮化及
び回路系の簡単化が出来き、白補正不完全による濃度む
らの無い良質のX線フィルム読取りをC0D一次元イメ
ージセンサを用いて実現できる。
Furthermore, the signal correction circuit section has a means for averaging the black and white correction data to reduce the influence of noise caused by problems when acquiring black and white data, and a logarithmic conversion circuit has been introduced to eliminate the conventional multiplication and division. The necessary correction calculations can be performed by simple addition and subtraction, shortening processing time and simplifying the circuit system, allowing high-quality X-ray film reading without density unevenness due to incomplete white correction to be performed using C0D one-dimensional technology. This can be achieved using an image sensor.

さらに、C0D一次元ラインセンサを温度制御すること
から、白レベル、黒レベル等の温度変動にともなう時間
的変化が小さく、データ取得の工程を各フィルムごとに
行なう必要がなくなり、フィルム読み取り速度の向上に
つながる利点がある。
Furthermore, since the temperature of the C0D one-dimensional line sensor is controlled, temporal changes in white level, black level, etc. due to temperature fluctuations are small, and there is no need to perform the data acquisition process for each film, improving film reading speed. There are advantages that lead to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の詳細な説明する構成図、第2図は光源
および光フアイバ部を説明する構成図、第3図は信号補
正回路部である。 1・・・光源、5・・・光ファイバ、6・・・拡散板、
11・・・光シャッタ、12・・・CCD次元ラインセ
ンサ、14・・・ペルチェ冷却素子、17及び20・・
・AD変換器、21・・・信号補正回路部、22・・・
画像メモリ一部、23・・・CRTディスプレイ ?15ノE2コ J 第2図 彎〜/
FIG. 1 is a block diagram explaining the present invention in detail, FIG. 2 is a block diagram explaining a light source and an optical fiber section, and FIG. 3 is a signal correction circuit section. 1... Light source, 5... Optical fiber, 6... Diffusion plate,
11... Optical shutter, 12... CCD dimensional line sensor, 14... Peltier cooling element, 17 and 20...
- AD converter, 21... signal correction circuit section, 22...
Part of image memory, 23...CRT display? 15 no E2 ko J Fig. 2 ~/

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光源からの光を入力する光ファイバ束の出射端を光
拡散板の一方の一次元方向に一様に分配して結合し、該
光拡散板の他方の面に一様な光量の照射面を形成する光
照明系、 前記照射面の一部に画像フィルムを送り出すフィルム搬
送手段、 前記照射面の残りの部分で照射面の光景を検出するモニ
タ用光検出器、 前記画像フィルムを介した光量を計測する一次元イメー
ジセンサ、及び、 白レベル及び黒レベルにおける前記一次元イメージセン
サの出力を各ビットごとに記憶する記憶手段をそれぞれ
有し、前記画像フィルムが照射面にあるときの前記一次
元イメージセンサの各ビットの出力と記憶された白レベ
ル、黒レベルのデータとを用いて前記一次元イメージセ
ンサの感度分布を補正した画像濃度信号を算出し、かつ
前記モニタ用光検出器の出力で算出した値を更に補正し
て光量の変動を補償した画像濃度信号を得る信号補正回
路を有することを特徴とする画像読取装置。 2、前記一次元イメージセンサの出力データは相関二重
サンプリングにより得ることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の画像読取装置。 3、前記一次元イメージセンサはペルチェ冷却手段によ
り低温に制御されたCCDイメージセンサであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の画像読取装置
[Claims] 1. The output end of the optical fiber bundle that inputs the light from the light source is uniformly distributed and coupled in one dimension of one side of the light diffusing plate, and the output end is connected to the other side of the light diffusing plate. a light illumination system that forms an irradiation surface with a uniform amount of light; a film transport means that sends an image film to a part of the irradiation surface; a monitoring photodetector that detects the scene of the irradiation surface using the remaining portion of the irradiation surface; a one-dimensional image sensor that measures the amount of light passing through the image film; and a storage means that stores the output of the one-dimensional image sensor for each bit at a white level and a black level, and the image film is arranged on an irradiated surface. calculating an image density signal in which the sensitivity distribution of the one-dimensional image sensor is corrected using the output of each bit of the one-dimensional image sensor and the stored white level and black level data when the one-dimensional image sensor is An image reading device comprising: a signal correction circuit that further corrects a value calculated from the output of a photodetector to obtain an image density signal that compensates for fluctuations in light amount. 2. The image reading device according to claim 1, wherein the output data of the one-dimensional image sensor is obtained by correlated double sampling. 3. The image reading device according to claim 1, wherein the one-dimensional image sensor is a CCD image sensor controlled to a low temperature by a Peltier cooling means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01194747A (en) * 1988-01-29 1989-08-04 Konica Corp Radiograph information reader
JP2011198565A (en) * 2010-03-18 2011-10-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd Image display apparatus, and computer program and image display method to be used for the same

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