(57)【要約】【課題】画像読取装置において、受光部の温度による受光特性の変化をより正確に補正した画像データを得る。【解決手段】温度データ取得手段７０により、受光部６０が光を受光することなく受光部６０から出力された暗出力信号に基づいてラインセンサ６５から出力された暗出力データに基づいて受光部６０の温度を示す温度データを取得する。その後、励起光Ｌｅの照射により放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を受光部６０が受光しているときに受光部６０により光電変換されてラインセンサ６５から出力された画像データを補正手段７５が入力し、この補正手段７５が、上記温度データに基づいて上記画像データを補正する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物から発せられた光を受光し光電変換する多数の受光部を有する受光手段を備えた画像読取装置であって、
前記受光部が光を受光することなく該受光部から出力された暗出力信号に基づいて前記受光部の温度を示す温度データを取得する温度データ取得手段と、前記受光部が光を受光しているときに該受光部で光電変換され前記受光手段から出力された画像データを、前記温度データに基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記温度データ取得手段が、前記各受光部からの前記暗出力信号に基づいて各受光部の温度を示す温度データを取得するものであり、前記補正手段が、各受光部に対応する前記画像データと温度データとを用い、該画像データを該温度データに基づいて補正するものであることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置に関し、詳しくは、多数の受光部を有する受光手段を備えた画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、多数の受光部を線状あるいは面状に配列したイメージセンサを用いて、原稿等を読み取りこの原稿を表す画像データを取得する画像読取装置が知られている。このような画像読取装置においては、例えば、原稿を照明する光源やイメージセンサの温度を検出して温度データを得、この温度データを用いて、イメージセンサの温度変動によって上記画像データに生じる誤差成分を補正している（例えば、特許文献１、および特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３３２８３号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００２−１３５５３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、イメージセンサの温度の検出は、一般にイメージセンサのパッケージの壁面の温度をサーミスタ等を用いて測定しており、上記パッケージの壁面の温度を測定する測定手法では、例えば、光源による特定の方向からの熱輻射によりイメージセンサの特定の部位の温度が高くなったり、あるいはイメージセンサの周囲に急峻な温度変化が生じてパッケージの表面と内部とで温度差が生じたりするときには、受光部の正確な温度測定が困難であり、受光部の温度による受光特性の変化を正確に補正することが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、受光部の温度をより正確に測定し、これにより、受光部の温度による受光特性の変化をより正確に補正した画像データを得ることができる画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、被検物から発せられた光を受光し光電変換する多数の受光部を有する受光手段を備えた画像読取装置であって、受光部が光を受光することなく該受光部から出力された暗出力信号に基づいて前記受光部の温度を示す温度データを取得する温度データ取得手段と、受光部が光を受光しているときに該受光部で光電変換され前記受光手段から出力された画像データを、前記温度データに基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
前記温度データ取得手段を、前記各受光部からの暗出力信号に基づいて各受光部の温度を示す温度データを取得するものとし、前記補正手段を、各受光部に対応する前記画像データと温度データとを用い、該画像データを該温度データに基づいて補正するものとすることができる。
【０００９】
前記被検物は、原稿であってもよいし、あるいは、励起光の照射を受けることにより予め内部に記録された放射線像を表す輝尽発光光を発生する放射線像変換パネル等であってもよい。
【００１０】
なお、前記温度データ取得手段によって取得される温度データは、温度を直接示すデータに限らず、温度を間接的に示す温度データでもよいし、さらに、温度を段階的に示す温度データであってもよい。例えば、受光部から出力された暗出力信号に基づいて得られた受光部の温度と相関を有する物理量を、温度に変換することなくデータ化して温度データとしたものであってもよい。また、上記温度データは、受光部から出力された暗出力信号に基づいて予測される受光部の温度を示す温度データであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明の画像読取装置は、受光部が光を受光することなく上記受光部から出力されたの暗出力信号に基づいて上記受光部の温度を示す温度データを取得する温度データ取得手段と、受光部が光を受光しているときに受光部で光電変換され受光手段から出力された画像データを、上記温度データに基づいて補正する補正手段とを備えているので、受光部自身の正確な温度を示す温度データを取得することができ、これにより、受光部の温度による受光特性の変化をより正確に補正した画像データを得ることができる。
【００１２】
また、温度データ取得手段を、上記各受光部からの暗出力信号に基づいて各受光部の温度を示す温度データを取得するものとし、補正手段を、各受光部に対応する画像データと温度データとを用い、画像データを温度データに基づいて補正するものとすれば、各受光部毎の正確な温度を示す温度データを取得することができ、これにより、各受光部毎に温度による受光特性の変化を補正することができるので、受光部の温度よる受光特性の変化をさらに正確に補正した画像データを得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す斜視図、図２は励起光照射部と検出部を示す拡大側面図である。
【００１４】
本発明の実施の形態による画像読取装置である放射線像読取装置１００は、励起光の照射を受けて被検物である放射線像変換パネル１０から発せられた光を受光し光電変換する主走査方向に並べられた多数の受光部６０を有するＣＣＤ素子からなる受光手段であるラインセンサ６５と、受光部６０が光を受光することなく該受光部６０から出力された暗出力信号に基づいてラインセンサ６５から出力された暗出力データを用いて、受光部６０の温度を示す温度データを取得する温度データ取得手段７０と、受光部１０が光を受光しているときに受光部６０で光電変換されラインセンサ６５から出力された受光部６０からの画像データを、上記温度データに基づいて補正する補正手段７５とを備えている。
【００１５】
ここで、ラインセンサ６５は、受光部６０からの出力を増幅しＡ／Ｄ変換してデジタル値からなる暗出力データや画像データを出力する読出部６１を有している。
【００１６】
この放射線像読取装置１００は、その他に、放射線像変換パネル１０に対して励起光Ｌｅを照射する励起光照射部２０と、励起光Ｌｅの照射を受けて放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を検出する上記ラインセンサ６５等から構成される検出部３０と、励起光照射部２０を放射線像変換パネル１０に対して移動させる搬送部５０とを備えている。なお、この放射線像読取装置１００は、励起光照射部２０からの励起光Ｌｅの照射を受けて放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を検出部３０で検出してこの検出部３０から出力された画像データを、上記補正手段７５により補正し、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を表す画像データを取得するものである。
【００１７】
励起光照射部２０は、励起光Ｌｅを射出する複数の半導体レーザが主走査方向（図中矢印Ｘ方向、以後、主走査Ｘ方向という）に並べられた励起光光源２１、および励起光光源２１から射出された励起光Ｌｅを放射線像変換パネル１０上の線状領域Ｓに集光させる主走査Ｘ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる集光光学系２２等からなる。
【００１８】
検出部３０は、主走査Ｘ方向に並べられた多数のレンズ、例えば屈折率分布型レンズ等からなる結像レンズ３１、輝尽発光光を透過させ励起光を遮断する励起光カットフィルタ３３、および上記ラインセンサ６５を備え、上記各要素が、放射線像変換パネル１０に向けてこの順に並べられている。
【００１９】
励起光照射部２０と検出部３０とは一体化されて読取部４０を構成しており、この一体化された読取部４０は、搬送部５０によって上記主走査Ｘ方向と交わる副走査方向（図中矢印Ｙ方向、以後、副走査Ｙ方向という）に一定の速度で搬送される。
【００２０】
次に上記実施の形態における作用について説明する。
【００２１】
励起光照射部２０から照射された励起光Ｌｅは放射線像変換パネル１０上の線状領域Ｓに集光される。励起光Ｌｅの照射によって線状領域Ｓから発生した輝尽発光光は結像レンズ３１および励起光カットフィルタ３３を通してラインセンサ６５の受光部６０上に結像される。この結像された輝尽発光光が受光部６０で光電変換されて読出部６１で増幅されＡ／Ｄ変換されてデジタル値からなる画像データがこの読出部６１から出力される。
【００２２】
上記励起光照射部２０による励起光Ｌｅの照射と検出部３０による輝尽発光光の検出を実行しながら、励起光照射部２０と検出部３０とを一体化してなる上記読取部４０が搬送手段５０によって副走査Ｙ方向へ搬送され、上記輝尽発光光の検出により受光部６０で光電変換されラインセンサ６５から出力された受光部６０からの画像データが出力される。この放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を表す画像データは画像バッファ７２に記憶される。
【００２３】
一方、励起光照射部２０から励起光Ｌｅを照射して上記放射線像を表す画像データを取得する前に、すなわち、受光部６０が光を受光することなく該受光部６０から出力された暗出力信号に基づいてラインセンサ６５から出力された暗出力データが暗出力バッファ７４に記憶される。すなわち、光を受光することなく受光部６０から読み出されて読出部６１でデジタル値に変換されて出力された暗出力データが暗出力バッファ７４に記憶される。
【００２４】
暗出力バッファ７４に記憶された暗出力データは温度データ取得手段７０に入力され受光部６０の温度を示す温度データに変換され、この温度データは温度データ取得手段７０の内部に記憶される。
【００２５】
補正手段７５は、上記温度データ取得手段７０に記憶された温度データと画像バッファ７２に記憶された画像データとを入力し、予めこの補正手段７５の内部に記憶された温度特性補正テーブルを参照して、上記温度データが示す温度に対応する補正係数を取得し、この補正係数を用いて上記画像データを補正し補正済の画像データを取得する。上記温度特性補正テーブルは、各受光部６０の温度による受光特性の変化で生じる上記画像データが示す値の変動を補正するための補正係数が示されたものである。この補正手段７５は、例えば、受光部の温度が高くなるにしたがって上記受光部から得られる画像データに大きな補正係数を掛け合わせてこの画像データを補正する。
【００２６】
ここで、暗出力データに基づいて温度データ取得手段７０によって行なわれる温度データの取得と、補正手段７５による画像データの補正について説明する。
【００２７】
＜暗出力データに基づく温度データ取得手段による温度データの取得＞
始めに、暗出力データに基づいて行なわれる温度データ取得手段７０による温度データの取得について説明する。図３は絶対温度と暗出力データに含まれるオフセット出力成分および暗電流出力成分との関係を示す図である。
【００２８】
受光部６０が光を受光することなく該受光部６０から出力された暗出力信号に基づいてラインセンサ６５から出力された暗出力データは、受光部６０の暗電流によるショットノイズ、受光部６０の暗電流出力、読出部６１で発生する読出系のノイズ、およびその他の固定出力（オフセット出力）が含まれている。
【００２９】
ここで、上記暗電流出力は、受光部のｐ−ｎ接合部で熱励起によって発生した正孔−電子対が、電圧の印加で移動することによって発生する。この暗電流出力の発生量は絶対温度の逆数を片に持つ指数関数に比例する。すなわち、暗電流出力Ｉｄは、
Ｉｄ＝Ａ×ｅｘｐ（−Ｅ／（ｋ×Ｔ））  …（１）
ここで、
Ｅ：ドナー／アクセプタ準位のエネルギに関係する定数
ｋ：ボルツマン係数
Ｔ：絶対温度
Ａ：比例定数
の式で表すことができる。
【００３０】
なお、比例定数Ａは、受光部への印加電圧や受光部の不純物濃度などにより変化する値である。
【００３１】
上記式（１）において、比例定数Ａの値と定数Ｅの値とが予めわかれば、暗電流出力Ｉｄの値から絶対温度Ｔを求めることができる。
【００３２】
一方、上記ラインセンサ６５から出力された受光部６０からの暗出力データＤは、
Ｄ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｆ１＋Ｉｄ  …（２）
ここで、
Ｎ１：読出系のノイズ
Ｎ２：暗電流によるショットノイズ
Ｆ：オフセット出力
Ｉｄ：暗電流出力
の式で表すことができる。
【００３３】
ここで、上記読出系のノイズ成分および暗電流によるショットノイズ成分は、ラインセンサ６５から出力された受光部６０からの暗出力データを複数回取り込んで加算平均することにより除去することができる。したがって、図３に示すように、暗出力データＤは、
Ｄ＝Ｉｄ＋Ｆ  …（３）
の式で近似することができる。
【００３４】
上記のことにより、定数Ｅ、比例定数Ａ、およびオフセット出力Ｆの値が予めわかれば、絶対温度Ｔ、すなわち受光部６０の温度を求めることができる。
【００３５】
ここで、定数Ｅ、比例定数Ａ、およびオフセット出力Ｆそれぞれの値は、ラインセンサの種類、構造、材質毎に異なり、さらに上記種類、構造、材質が同じであってもラインセンサ毎に上記値は異なるので、装置毎にこれらの値を測定して、その測定値を温度データ取得手段７０に予め記憶させておく。
【００３６】
これにより、温度データ取得手段７０は、受光部６０が光を受光することなく該受光部６０から出力された暗出力信号に基づいてラインセンサ６５から出力された暗出力データＤを、式（３）に代入して暗電流出力Ｉｄを求め、さらに式（１）の関係に基づいて絶対温度Ｔを算出することにより、受光部６０の温度を示す温度データを取得することができる。
【００３７】
ここで、受光部中において上記温度データを取得する対象とする受光部は１つであってもよいし、複数であってもよい。複数の受光部が上記温度データを取得する対象となる場合には、取得された複数の温度データは温度データ取得手段７０によって加算平均され受光部の温度を代表する１つの温度データが取得される。
【００３８】
＜補正手段による画像データの補正＞
次に、補正手段７５による画像データの補正について説明する。図４は温度特性補正テーブルを示す図、図５は各受光部の位置毎の補正係数を示す図である。
【００３９】
補正手段７５は、温度データ取得手段７０で取得された温度データの値に対応する補正係数を、予め内部に記憶している温度特性補正テーブルから呼び出し、上記温補正係数を上記画像バッファ７２から入力した画像データのそれぞれの値に掛け合わせて補正済の画像データを得る。なお、上記温度特性補正テーブルは、予め各受光部毎に温度による受光特性の変化を測定した結果に基づいて作成したものである。
【００４０】
上記温度特性補正テーブルは、図４に示すように、１０℃から５０℃まで５℃おきに各受光部（受光部位置１から受光部位置２０００の主走査Ｘ方向に並ぶ受光部）の補正係数を示したものであり、例えば、温度データ取得手段７０で取得した温度データが示す温度が１５°のときには、温度特性補正テーブル中の温度１５°の各受光部に対応する補正係数（図中網掛け表示した係数）がこれらの受光部に対応して取得された画像データに掛け合わされて、各受光部に対応するそれぞれの画像データが補正され補正済の画像データが得られる。
【００４１】
図５に各受光部の位置（受光部位置１から受光部位置２０００）と補正係数の値との関係を示す。図中の温度１５°における補正係数を示す太線が、上記画像データの補正に採用される各受光部（受光部位置１から受光部位置２０００）に対応する補正係数である。
【００４２】
図６に、上記放射線像読取装置１００によって、上記補正済の画像データを取得する際のフローチャートを示す。
【００４３】
図６のフローチャートに示すように、最初に、被写体を通して放射線を放射線像変換パネルに爆射し、この放射線像変換パネルに上記被写体の放射線像を記録する。その後、この放射線像変換パネルに励起光を照射して輝尽発光光を検出する直前に、すなわち、受光部６０が光を受光することなく該受光部６０から出力された暗出力信号に基づいてラインセンサ６５から出力された暗出力データを１２８回繰り返して取り込み、この１２８の暗出力データを加算平均して、この暗出力データから上記読出系のノイズ成分および暗電流によるショットノイズ成分を除去する。
【００４４】
次に、温度データ取得手段により、上記ノイズ成分が除去された暗出力データに基づいて受光部の温度を示す温度データを取得する。
【００４５】
つづいて、補正手段７５が、温度特性補正テーブルの中から上記温度に対応する補正係数を読み出す。
【００４６】
次に、放射線像変換パネル１０に励起光を照射し、この励起光の照射により放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を受光部６０で受光し、この受光部で光電変換されラインセンサ６５から出力された受光部６０からの画像データを画像バッファ７２を通して補正手段７５が得、この補正手段７５が上記画像データに上記補正係数を掛け合わせて、上記画像データを補正した補正済の画像データを取得する。
【００４７】
その後、上記補正済の画像データに各種画像処理が施され、この各種画像処理が施された画像データは記憶媒体に保管された後、ＣＲＴやフィルム上に出力されて可視画像として表示される。
【００４８】
なお、上記温度データ取得手段７０と補正手段７５による画像データの補正は、温度データ取得手段７０により、ラインセンサ６５から出力された受光部６０からの暗出力データに基づいて各受光部の温度を示す温度データを取得し、補正手段７５により、各受光部に対応する画像データと温度データとを用い、各画像データを各温度データに基づいて補正するようにしてもよい。
【００４９】
以下、上記のように補正を行なう場合について説明する。図７は温度特性補正テーブルを示す図、図８は各受光部位置毎の補正係数を示す図である。
【００５０】
補正手段７５は、温度データ取得手段７０から各受光部に対応する温度データを得、さらに、上記各温度データが示す温度に対応する補正係数を予め内部に記憶している温度特性補正テーブルから読み出して、この読み出した温補正係数を上記画像バッファ７２から入力した画像データのそれぞれの値に掛け合わせて補正済の画像データを得る。
【００５１】
すなわち、上記温度特性補正テーブルは、図７に示すように、１０℃から５０℃まで５℃おきに各受光部（受光部位置１から受光部位置２０００の主走査Ｘ方向に並ぶ受光部）の補正係数を示した上記と同様のものであり、ここでは、受光部位置１から受光部位置５００に位置する受光部に対応する温度データが示す温度が１０℃、受光部位置５０１から受光部位置１５００に位置する受光部に対応する温度データが示す温度が２０℃、受光部位置１５０１から受光部位置２０００に位置する受光部に対応する温度データが示す温度が１５℃であり、温度特性補正テーブル中の受光部位置１から受光部位置５００に対応する温度１０℃の補正係数（図中網掛け表示した係数）がこの受光部位置１から受光部位置５００に位置する受光部に対応する画像データに掛け合わされ、温度特性補正テーブル中の受光部位置５０１から受光部位置１５００に対応する温度２０℃の補正係数（図中網掛け表示した係数）がこの受光部位置５０１から受光部位置１５００に位置する受光部に対応する画像データに掛け合わされ、温度特性補正テーブル中の受光部位置１５０１から受光部位置２０００に対応する温度１５℃の補正係数（図中網掛け表示した係数）がこの受光部位置１５０１から受光部位置２０００に位置する受光部に対応する画像データに掛け合わされるようにする。
【００５２】
図８に各受光部の位置（受光部位置１から受光部位置２０００）と補正係数の値との関係を示す。図中の太線が、上記画像データの補正に採用される補正係数である。
【００５３】
このような補正を行なうことにより、受光部の温度による特性の変化をさらに正確に補正ことができる。
【００５４】
また、空間的に温度分布ができやすいイメージセンサ、例えば、上記のように受光部が一方向に長いイメージセンサや受光エリアが広いイメージセンサなどの場合、イメージセンサを通して取得された画像データを補正する際の、受光部の温度による受光特性の変化の影響をより正確に補正する顕著な効果を期待することができる。
【００５５】
なお、一般の画像読取装置の場合、複数の受光素子をアレイ状またはエリア状に配列したイメージセンサでは、画素ごとに感度にバラツキがあり、さらに、このこの感度も温度により変化しその変化にもバラツキがある。一般に、このようなセンサを用いたコピー装置やフラットベッドスキャナ装置のような画像読取装置においては、上記感度バラツキ（画素ごとの感度バラツキ）を補正する補正手段を持っている。この補正方法の代表的なものに、白基準板を読み取って明補正係数列を作成する明補正方法がある。このような装置では、読取直前や読取直後など、明補正係数列を作成するタイミングが原稿を読み取るタイミングとほど近く、読み取りを行なう際の条件が略同一と考えられるので、イメージセンサの温度変化による補正不良は発生しにくいが、ハロゲン光源やＬＥＤ光源のパワー変動（経時変化・温度特性）起因の補正不艮が懸念されており、温度モニタを設置して、光源温度とイメージセンサ出力との関係から上記感度バラツキを補正する補正データの修正を行う方法が提案されている（特開２００１−３３３２８３号公報、特開２００２−１３５５３１号公報など参照）。
【００５６】
一方、励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を検出し放射線像変換パネルに記録された放射線像を読み取る放射線像読取装置に上記のようなイメージセンサを適用する場合、システムの構成上、自基準板を読み取って感度バラツキを補正するという上記と同様の明補正方法を用いることは困難である。すなわち、明補正は、放射線像変換パネルに対して放射線を一様照射して行う方法が代表的である（特開昭６３−１５８５３６参照）。このことは、明補正係数列の作成タイミングと画像を読み取るタイミングが大きく離れ、条件も異なることになり、イメージセンサの温度変化による不具合が発生しやすくなる。たとえば温度によって受光素子の感度が変化するといった場合、明補正係数列がある温度条件、あるいは温度条件不明で測定した一種類では、補正が不十分な場合がある。
【００５７】
したがって、上記放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を検出する場合にには、上記受光部の温度をより正確に測定し、これにより、受光部の温度による受光特性の変化をより正確に補正した画像データを得る顕著な効果を奏することができる。
【００５８】
なお、上記温度データ取得手段は、受光部から出力された暗出力信号に基づいて受光部の温度を予測し、この予測温度を示す温度データを取得するものとすることができる。上記暗出力信号に基づいて受光部の温度を予測する方式としては、例えば、特開平４−１６０３２７、特開平８−１１４５１２、特表２００２−５４４５１２等に記載されている測定原理を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す斜視図
【図２】励起光照射部と検出部を示す拡大側面図
【図３】暗出力データに含まれるオフセット出力成分および暗電流出力成分と絶対温度との関係を示す図
【図４】温度特性補正テーブルを示す図
【図５】各受光部位置毎の補正係数を示す図
【図６】放射線像変換パネルに記録された放射線像を表す画像データを取得する際のフローチャートを示す図
【図７】温度特性補正テーブルを示す図
【図８】各受光部位置毎の補正係数を示す図
【符号の説明】
１０    放射線像変換パネル
２０    励起光照射部
３０    検出部
４０    読取部
５０    搬送部
６０    受光部
６１    出力部
６５    受光素子
７０    温度データ取得手段
７５    補正手段
１００    放射線像読取装置
【図１】
2004236167.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004236167.tif 000005
【図４】
2004236167.tif 000006
【図５】
2004236167.tif 000007
【図６】
2004236167.tif 000008
【図７】
2004236167.tif 000009
【図８】
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