JPS60123159A - Shading correcting method in picture scanner - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To form shading correction with a simple circuit and also without any memory device by applying gain adjustment to an output signal of each photoelectric converting element of a photosensor array or an output signal in the each unit of plural elements connected in parallel. CONSTITUTION:An output signal from the elements 1-N of the photosensor array 18 is summed in parallel via differential amplifiers 21a-21n possible for gain adjustment and outputted via an amplifier 22. In scanning photoelectrically the reference face such as a white paper sheet for example, each sensor output is as shown in alpha in Fig. (b). Each sensor output alpha is corrected by decreasing the gain of the differential amplifiers 21a-21n as the photosensor array 18 approaches both edges of the effective scanning part subject to photoelectric scanning so as to obtain a uniform output beta.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は平面走査型画像走査記録装置における走査側
での走査速度の変化にともなう走査光量の変化を補正す
るシェーディング補正方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a shading correction method for correcting changes in the amount of scanning light due to changes in scanning speed on the scanning side in a plane scanning type image scanning recording apparatus.

平面走査型の画像走査記録装置で原画を光電走査する場
合には例えば第１図に示す如き光学系を用いて行なわれ
る。この場合、レーザ発振器（Ｈａ）の出力光ビームは
まず、後述するグレーテングビームＢｅと走査光ビーム
ＢＰに分岐される。走査光ビームＢＰはビームエキスパ
ンダ（１２Ｆ）で拡大されて、光ビーム偏向平膜である
ガルバノミラ−吋に入射され、該ガルバノミラ−（至）
で偏向された走査光ビームＢＰは、対物レンズα４及び
折返しミラー（６）を介して走査面λ上に照射され、原
画０′Ｉ）を走査する。そして原画ａηからの反射光が
フォトセンサアレイα・で光電変換され、画像信号をピ
ックアップする様になっている。When an original image is photoelectrically scanned by a plane scanning type image scanning recording apparatus, an optical system as shown in FIG. 1 is used, for example. In this case, the output light beam of the laser oscillator (Ha) is first branched into a grating beam Be and a scanning light beam BP, which will be described later. The scanning light beam BP is expanded by a beam expander (12F), and is incident on the galvano mirror, which is a flat film for deflecting the light beam.
The scanning light beam BP deflected by is irradiated onto the scanning plane λ via the objective lens α4 and the folding mirror (6), and scans the original image 0'I). Then, the reflected light from the original image aη is photoelectrically converted by the photosensor array α, and an image signal is picked up.

上記光学系の構成に於て、光ビーム偏向手段である、ガ
ルバノミラ−（２）の振れ角θ（ｒｍｌ）は、通常 θ＝（ｌｊｇｓｉｎωｔ　・・・（２）θ０：ガルバノ
ミラーの最大振れ角（ｒａｄ）で表わされる。In the above optical system configuration, the deflection angle θ (rml) of the galvano mirror (2), which is the light beam deflection means, is usually θ=(ljgsinωt...(2) θ0: the maximum deflection angle of the galvano mirror ( rad).

第２図は上記方ルバノミラーＱ、Ｉで走査光ビームＢＰ
が偏向され走ｆ［ＩＤＡ上を走査する様子を拡大したも
のである。Figure 2 shows the scanning light beam BP with the above-mentioned rubano mirrors Q and I.
This is an enlarged view of how the image is deflected and scanned over f[IDA.

この第２図に於て走査光ビームＢＰの銅り幅Ｌ（ｍｌ）
はレンズ（ロ）の焦点距岨をｆ（ＩＩｍ）としたとき次
の如くになる。In this Fig. 2, the copper width L (ml) of the scanning light beam BP is
is as follows when the focal length of the lens (b) is f(IIm).

Ｌ＝２・Ｙ＝２・ｆ−−２０ ＝２・ｆ−ｔａ［ｌ（２・θ０・癲ωｔ）・・・（３）
また該ビームＢｐの走査速度Ｖは （ただしに１；４・ｆ・θ０・ω） となる。L=2・Y=2・f−−20 =2・f−ta[l(2・θ0・ωt)...(3)
Further, the scanning speed V of the beam Bp is (1; 4·f·θ0·ω).

また、当該光学系においては、走ｆ面Ａにおける走査光
ビームのスポット径が一定であるため、該ビームＢｐが
単位長さＩを通過する時間Ｔはで表わされる。In addition, in this optical system, since the spot diameter of the scanning light beam on the scanning f-plane A is constant, the time T for the beam Bp to pass through a unit length I is expressed by .

従って定量面Ａ上での走査光！ｉＦｉは次の（６）式で
表わすことができる。Therefore, scanning light on quantitative surface A! iFi can be expressed by the following equation (6).

Ｐ：レーザービームのパワー（Ｗ） に４＝　、− 第８図は、上記（６）式で与えられる走査光ｊｉｔ（入
射光量）　Ｅ　（Ｗ−５ｅｏ＝Ｊ）　を規格化した１例
を示したグラフであり、かかる光量の走査光ビームを用
いて画像信号を得た場合顔画像信号は中心部が小さく周
辺部が大きくなって正確な画像信号を得ることはできな
い。そこで従来から走査光ビームの走査速度の変化にと
もなう走査光量の変化を補正するためのシェーディング
補正が行なわれている。このシェーディング補正の１例
としては、特開昭５８−２７４６６に開示された如きも
のがあり、ここでは特定走査＆置に対応させたシェーデ
ィング補正係数をあらかじめメモリ装置に記憶させてお
き、入力画像信号ζこ対してシェーディング補正を行な
う方法が開示されている。しかしながらこの方法に於て
はメモリ装置が必要であること、また上記メモリ装置の
容量を小さくするために前記特定走査位置以外の位置の
補正係数は補間計算によって待ているので、該計算のた
めの複雑な回路及び係数計算のためのソフトウェアが必
要となる欠点がある。また、かかる係数計算には、回路
の応答性−ζ限定される計算速度の限界があり、リア）
Ｖタイムでの補正が困難であった。P: Laser beam power (W) = 4 = , - Figure 8 shows an example of normalizing the scanning light jit (incident light amount) E (W-5eo=J) given by the above equation (6). This graph shows that when an image signal is obtained using a scanning light beam with such a light amount, the face image signal is small at the center and large at the periphery, making it impossible to obtain an accurate image signal. Therefore, shading correction has been conventionally performed to correct changes in the amount of scanning light due to changes in the scanning speed of the scanning light beam. An example of this shading correction is the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-27466, in which shading correction coefficients corresponding to specific scans and positions are stored in advance in a memory device, and the input image signal is A method for performing shading correction on ζ is disclosed. However, this method requires a memory device, and in order to reduce the capacity of the memory device, the correction coefficients for positions other than the specific scanning position are calculated by interpolation, so the calculation is complicated. The disadvantage is that it requires a sophisticated circuit and software for coefficient calculation. In addition, such coefficient calculation has a calculation speed limit that is limited by the circuit's response.
It was difficult to correct the V time.

また、他の例としては、特公昭５ｇ−１９１８７に開示
された如きものがあり、ここでは前記例に於ける如く、
補正係数そのものをメモリ装置に記憶させるのでなく、
該メモリ装置には補正係数の逆数を記憶しておき、掛算
によって入力信号に対してシェーディング補正をする方
法が開示されている。仁の場合もメモリ容量を減少させ
るべく補正係数の逆数からある定数を引いた値をメモリ
装置に記憶させる様にしているが、前記例と同様、メモ
リ装置が必要であり、演算回路が複雑であるので高価と
なる難点がある。更に他の公知例えして、例えば特開昭
５７−１１９５６５がｌるが、ここでも補正値をメモリ
装置に記憶させておき、該補正値に基づいて入力信号を
補正する方法が示されている。この方法は前記２つの公
知例と同じくメモリ装置や演算回路を必要とする難点に
加えて、予め基準面（白色原稿）を光電走査して上記補
正値を作る必要があり操作との難点をも伴なっている。Further, as another example, there is the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 5g-19187, and here, as in the above example,
Rather than storing the correction coefficient itself in a memory device,
A method is disclosed in which a reciprocal of a correction coefficient is stored in the memory device and shading correction is performed on an input signal by multiplication. In the case of Jin, the value obtained by subtracting a certain constant from the reciprocal of the correction coefficient is stored in the memory device in order to reduce the memory capacity, but as in the previous example, a memory device is required and the arithmetic circuit is complicated. The disadvantage is that it is expensive. Furthermore, other known examples include, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-119565, which also discloses a method of storing correction values in a memory device and correcting an input signal based on the correction values. . This method has the same difficulty as the above two known examples in that it requires a memory device and an arithmetic circuit, and also has the disadvantage of having to photoelectrically scan the reference surface (white original) in advance to create the above correction value, which is difficult with operation. Accompanying.

この発明は上記従来方法の峻点を解消すべく提案された
ものであって、シェーディング補正を、より簡単な回路
で、かつメモリ装置を用いないで実現することを目的と
するものである。The present invention has been proposed in order to solve the drawbacks of the above-mentioned conventional methods, and it is an object of the present invention to realize shading correction with a simpler circuit and without using a memory device.

その要点とするところは上記フォトセンサアレイの各党
ｗｔ変換素子（以下、単に素子と称する。）の出力信号
、又は並列接続されたｖ！ＩＬ数素子単素子単位出力信
号にゲイン１ｉ１１１整を施してシェーディング補正を
する点にある。The main point is that the output signal of each wt conversion element (hereinafter simply referred to as an element) of the photosensor array, or the v! The point is that shading correction is performed by applying a gain of 1i111 to the single-element unit output signal of several IL elements.

またかかるフォトセンサアレイを用いる方法においては
、上記シェーディング補正後でも、各素子の貼合せ時に
生じるギャップ、もしくは各素子の切断加工時に庄じる
切断面近傍の感度低下領域に起因して、それらに対応す
る部分で信号の低下や感度低下を生じることがある。こ
の発明では、かかる不都合を解消するため、フォトセン
サアレイを複数本、例えば２本用い、双方のフォトセン
サアレイの各菓子又は並列接続された複数素子単位相互
の境界部を副走査方向に対してたがいにずらせて配置す
ることにより前記した信号の低下や感度低下を解消する
ことができる。In addition, in the method using such a photosensor array, even after the above-mentioned shading correction, due to gaps that occur when bonding each element or areas of decreased sensitivity near the cut surface that is created when cutting each element, Signal degradation and sensitivity degradation may occur in the corresponding areas. In this invention, in order to eliminate such inconvenience, a plurality of photosensor arrays, for example, two photosensor arrays are used, and the boundaries between each confectionery of both photosensor arrays or the multiple element units connected in parallel are aligned in the sub-scanning direction. By arranging them so that they are shifted from each other, it is possible to eliminate the above-mentioned signal drop and sensitivity drop.

以下図面に基づいて更に詳しく説明する。A more detailed explanation will be given below based on the drawings.

第４図（ａ）はこの発明に係る方法を実施するための回
路の１例を示すものであって、フォトセンサアレイ（ト
）の各素子（１）（２）・・・Ｎからの出力信号はゲイ
ン調整可能な差動増幅器（２１ａ）・・・（２１ｎ）を
介して並列に接続され、更に増幅器に）を介して出力さ
れる様になっている。FIG. 4(a) shows an example of a circuit for carrying out the method according to the present invention, in which outputs from each element (1), (2), . . ., N of a photosensor array (g) are shown. The signals are connected in parallel via gain-adjustable differential amplifiers (21a)...(21n), and are further output via the amplifiers.

第４図（ｂ）は白紙等の基準面を光電走査し上記回路を
用いてシェーディング補正した場合の１例を示すもので
、フォトセンサアレイ（ト）で光電走査されろ有効走査
部分の両端部に近づくに従って上記増幅器（２１ａ）・
・・（２ｘｎ）のゲインを小さくして各センサ出力（α
）を補正して均一な出力（β）を得ることができる様に
なっている。Figure 4(b) shows an example of a case where a reference surface such as a blank sheet of paper is photoelectrically scanned and shading is corrected using the above circuit. The amplifier (21a)
...(2xn) gain is reduced and each sensor output (α
) can be corrected to obtain a uniform output (β).

第す図はこの発明に係る方法を実施するための、他の回
路碗を示すものである。同図中のフォトセンサアレイ（
至）の各素子は複数個（この場合８個と４個）の素子単
位ごとに並列に接続されてゲイン調整可能な４個の差動
増幅器（２１１ａ）〜Ｃ２８ｄ）にそれぞれ入力され、
それらの差動増幅器（２８ａ）〜（２＆ｉ）で、各素子
単位ごとにゲイン調整された後、差動増幅器（ハ）を介
して出力されるように構成されている。FIG. 2 shows another circuit bowl for carrying out the method according to the invention. Photo sensor array in the same figure (
Each of the elements (to) is input to four differential amplifiers (211a) to C28d) which are connected in parallel in units of multiple elements (in this case, 8 and 4) and whose gains can be adjusted.
After the gain is adjusted for each element by the differential amplifiers (28a) to (2&i), the signal is outputted via the differential amplifier (c).

かかる構成にすると、ｆ２Ｖ；Ｂには前記第４図（ｂ）
に示す如き均一な出力（β）を得ることはできないが、
夾用上支障がない程度までシェーディング補正すること
が可能であるとともに、回路構成をさらに簡単にするこ
とかできる。With such a configuration, f2V;B is as shown in FIG. 4(b).
Although it is not possible to obtain a uniform output (β) as shown in
It is possible to perform shading correction to the extent that there is no problem in terms of usage, and the circuit configuration can be further simplified.

以上の如くにして走査光ビームの走査速度の変化に伴な
う走査光源の不均一性を補正することができ、もって正
確な画ｍ信号を得ることができるのである。しかしなが
らＬ配船４図、第５図にボした如き、フォトセンサアレ
イ＠を用いて得た画像信号を史に詳細にチェックすると
、第６図に示す如く各素子間の貼合せギャップの為に（
Ｎ号の低下が生じたり、各素子の切断加工時の影響の為
に各素子の端部近扮に感度低下領域が生じ、その結果フ
ォトセンサアレイ（ト）でピックアップされた画像信号
に信号低下尋の不都合を生じることがある。In the manner described above, it is possible to correct the non-uniformity of the scanning light source due to changes in the scanning speed of the scanning light beam, thereby making it possible to obtain accurate image m signals. However, when we check in detail the image signals obtained using the photosensor array@, as shown in Figures 4 and 5 of the L-ship arrangement, we find that due to the bonding gap between each element, as shown in Figure 6, (
Due to the influence of the cutting process of each element, a reduction in sensitivity occurs near the end of each element, resulting in a signal drop in the image signal picked up by the photosensor array (G). This may cause considerable inconvenience.

この様艮欠陥のある画像信号をそのまま用いて複製画像
を記録すると、上記低下部が筋となって複製されること
になる。If a duplicate image is recorded using an image signal with such a defect as it is, the degraded portion will become a streak in the duplicate.

そこで上記間踊点を解決するためには例えば、第７図（
転）に示す如き２本のフォトセンサアレイ（１８Ａ）お
よび（１８Ｂ　’）を、第７図ら）の如く走査面Ａ上の
走査縁に対して対称に配置するとともに各フォトセンサ
アレイ（１８Ａ）（１８Ｂ）を構成する各素子が副走査
線方向に貼合せギャップが重ならないよう相互にずらし
て配置すると良好な結果が得られる。Therefore, in order to solve the above-mentioned intermediate point, for example, Fig. 7 (
Two photosensor arrays (18A) and (18B') as shown in FIG. Good results can be obtained by arranging the elements constituting 18B) such that they are shifted from each other in the sub-scanning line direction so that the bonding gaps do not overlap.

すなわち第８図（ａ）（Ｃ）に示す如く一方のフォトセ
ンサアレイ（１８Ａ）における各素子間のギャップと他
方のフォトセンサアレイ（１８Ｂ）における各亭子間の
ギャップの位置が副走査方向（矢印Ｘで示す）に重なら
ないようにずらせて配置することにより、第８図６）（
ｄ）の如くの２つのフォトセンサアレイ出力エムとＩＢ
を得ることができる。かかるフォトセンサアレイ（１８
ＡＸ１８Ｂ）の出力エムおよびＩｎを、第７図（ａ）の
切換信号発生回路（イ）からの切換クロックＳ（第８図
（θ））によって制御されるマルチプレクサ（６）で切
換えることにより、第８因ωの如き、信最低下部の除去
された画像信号Ｖｉｘ＋を得ることができる。That is, as shown in FIGS. 8(a) and 8(C), the positions of the gaps between each element in one photosensor array (18A) and the gaps between each bow in the other photosensor array (18B) are aligned in the sub-scanning direction (arrow X 6) (shown in Figure 8).
d) Two photosensor array outputs Em and IB as in
can be obtained. Such a photosensor array (18
By switching the outputs Em and In of AX18B) with the multiplexer (6) controlled by the switching clock S (Fig. 8 (θ)) from the switching signal generation circuit (A) of Fig. 7(a), It is possible to obtain an image signal Vix+ from which the lowest part of the signal is removed, such as 8 factors ω.

かかる構成を用いると、第９図に示す如く、各フォトセ
ンサアレイ（１Ｂ’Ａ）　（ｔｓｎ）の各素子間のギャ
ップを大きくすることができるので第７図に示した如く
、各素子を配置する場合と比較してフォトセンサアレイ
を構成する素子数を少なくすることができろ。By using such a configuration, as shown in FIG. 9, the gap between each element of each photosensor array (1B'A) (tsn) can be increased, so each element can be arranged as shown in FIG. The number of elements that make up the photosensor array can be reduced compared to the case where the photo sensor array is used.

なお、前記した第７図、第８図においては、各フォトセ
ンサアレイを構成する複数個の素子は、第４図において
説明したと同様、センサーチップ単体として説明したが
、かかる素子は第５図において説明したと同様、複数個
のセンサーチップを並設したものであっても良いことは
勿論である。Note that in FIGS. 7 and 8, the plurality of elements constituting each photosensor array are explained as a single sensor chip, as in the case of FIG. 4, but such elements are shown in FIG. It goes without saying that a plurality of sensor chips may be arranged in parallel as described in .

以上説明した如くこの発明は画像信号をピックアップす
る際に使用されるフォトセンサアレイの各素子からの出
力信号あるいは複数素子単位ごとの出力信号に対してゲ
イン調整できる様になっているので一度、基準面を走査
してゲイン調整しておけば、従来法のよう化補正値を計
算する必要がなく、補正値を記憶させておくためのメモ
リ装置も不要となり、回路構成が簡単：ζなるとともに
、２個のフォトセンサアレイを、両フォト士ンサアレイ
を構成する各素子間のギャップが重ならないよう、相互
にずらせて配置することにより、フォトセンサアレイを
使用する際の信号の低下等も補正でき、しかも各素子を
貼合わせる際に精度が不要になる等、実用上多大の利点
を有する。As explained above, in this invention, the gain can be adjusted for the output signal from each element of the photosensor array used when picking up an image signal, or for the output signal for each multiple element unit. By scanning the plane and adjusting the gain, there is no need to calculate the correction value using the conventional method, and there is no need for a memory device to store the correction value, making the circuit configuration simple. By arranging the two photosensor arrays so that they are shifted from each other so that the gaps between the elements constituting both photosensor arrays do not overlap, it is possible to compensate for signal degradation when using the photosensor arrays. Moreover, it has many practical advantages, such as eliminating the need for precision when bonding each element together.

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

第１図は画像走査記録装置の走査側の光学系図、第２図
は第１図の主要部の拡大図、第８図は第１図の光学系を
用いた場合の走査面上の縛光琳である。 第４図、第６図はこの発明を実施する回路の１例であり
、第６図はＪ：配回路を用いた場合の入力画像信号の欠
落を示す図である。 第７図はこの発明を実施する回路の他の１例であり、第
８図はフォトセンサアレイの各素子の配置とタイミング
を示す図であり、更に第９図は第７図に示した回路の変
形例である。 第１図 第２図 第８図 第９図Fig. 1 is a diagram of the optical system on the scanning side of the image scanning recording device, Fig. 2 is an enlarged view of the main part of Fig. 1, and Fig. 8 is a diagram of the optical system on the scanning surface when the optical system of Fig. 1 is used. It is. FIG. 4 and FIG. 6 are examples of circuits implementing the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a dropout of an input image signal when a J: distribution circuit is used. FIG. 7 shows another example of the circuit implementing the present invention, FIG. 8 shows the arrangement and timing of each element of the photosensor array, and FIG. 9 shows the circuit shown in FIG. 7. This is a modified example. Figure 1 Figure 2 Figure 8 Figure 9

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）ガルバノミラ−等の光ビーム偏向手段によって偏
向された走査光ビームで走査される原画からの光ビーム
を光電変換するフォトセンサアレイにおいて、該フォト
センサアレイを構成する仮数の光電変換素子からの各出
力信号にそれぞれゲイン調整を施こすことにより、走査
光ビームの走査速度の変化に伴なう走査光量の変化を補
正するようにしたことを特徴とする、画像走査装置にお
けるシェーディング補正方法。(1) In a photosensor array that photoelectrically converts a light beam from an original image scanned by a scanning light beam deflected by a light beam deflection means such as a galvanometer mirror, the light beam from the mantissa photoelectric conversion element constituting the photosensor array is A shading correction method for an image scanning device, characterized in that a change in the amount of scanning light due to a change in the scanning speed of a scanning light beam is corrected by performing gain adjustment on each output signal. （２）仮数の光電変換素子を、所定数の素子ごとに区分
して複数素子単位を構成し、該複数素子単位からの各出
力信号にそれぞれゲインａｌｌを施こすようにした、待
ＩＦＦ請求の範囲第１項記載の、画像走査装置における
シェーディング補正方法。(2) A waiting IFF request in which the photoelectric conversion elements of the mantissa are divided into a predetermined number of elements to form a multiple element unit, and a gain ALL is applied to each output signal from the multiple element unit. A shading correction method in an image scanning device according to scope 1. （３）　フォトセンサアレイを複数本並設するとともに
、各フォトセンサアレイにおける各素子間のギャップが
副走査方向に重ならないように、相互にずらせて構成す
るようにした、特許請求の範囲第１項記載の、画像走査
装置におけるシェーディング補正方法。(3) A plurality of photosensor arrays are arranged in parallel, and the gaps between the elements in each photosensor array are shifted from each other so that they do not overlap in the sub-scanning direction. A shading correction method in an image scanning device as described in . （４）　フォトセンサアレイを複数本並設するとともに
、各フォトセンサアレイにおける各複数素子単位間のギ
ャップが副走査方向に重ならないように、相互にずらせ
て構成するようにした、特許請求の範囲第２項記載の、
画像走査装置におけるシェーディング補正方法。(4) A claim in which a plurality of photosensor arrays are arranged in parallel, and the gaps between the multiple element units in each photosensor array are shifted from each other so that they do not overlap in the sub-scanning direction. As stated in Section 2,
A shading correction method in an image scanning device.