JP2002325168A - ウォームアップ時のランプの色と強度の補償機能を備えた光学イメージスキャナ - Google Patents

ウォームアップ時のランプの色と強度の補償機能を備えた光学イメージスキャナ

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JP2002325168A JP2002021252A JP2002021252A JP2002325168A JP 2002325168 A JP2002325168 A JP 2002325168A JP 2002021252 A JP2002021252 A JP 2002021252A JP 2002021252 A JP2002021252 A JP 2002021252A JP 2002325168 A JP2002325168 A JP 2002325168A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランプウォームアップに伴う遅延を減少さ
せ、走査中にＰＲＮＵ較正、強度補償および色補償を提
供する。 【解決手段】 スキャナは、走査中に連続して光セン
サアレイが視認することができる、好ましくは走査線の
ほぼ全幅の較正ストリップを有する。たとえば、ランプ
が移動式キャリッジ内にある場合、較正ストリップは移
動式キャリッジに設けられるようにしてもよい。走査中
に較正ストリップに沿って照明の強度を連続的に監視す
るために、少なくとも１個の分離した光センサのアレイ
が使用される。この分離した光センサのアレイは、較正
ストリップに沿って照明の色も監視することが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体的にイメージ
スキャナに関し、特に、画像走査に使用される、ウォー
ムアップ時のランプの強度および色の変動における補償
手段及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】イメージスキャナは、原稿または写真に
おける可視画像や、あるいは透明媒体におけるの像をコ
ンピュータにより複製したり、記憶したり、処理したり
できるような電子形式に変換する。イメージスキャナは
別装置としてもよく、あるいは、イメージスキャナはコ
ピー機の一部、ファクシミリ機器の一部または複合装置
の一部としてもよい。反射型イメージスキャナは、通
常、制御された光源を有し、光は原稿の表面で反射し、
光学系を通過して感光素子のアレイに入射する。感光素
子は、受光した光の強度を電子信号に変換する。透過型
イメージスキャナは、たとえば写真のポジスライドとい
った透光性の像に光を通過させ、光学系を通過させて感
光素子のアレイに入射させる。光学系は、走査中の像上
の走査線と呼ばれる少なくとも１本の線を感光素子のア
レイに入射させる。
【０００３】いくつかの構成において、光源は、一つの
方向では原稿の各端に至るものであったり、これらの端
を越えて延びるような狭い光の帯を提供する長形筒のも
のである。冷陰極蛍光ランプ等の電気放電ランプの場
合、強度および色は電力と温度の関数である。その中の
蒸気つまり気体や、蛍光体の温度は間接的に強度に影響
を及ぼす。このランプをまず電源投入すると、この筒の
長さ方向の光の強度および色は、ランプの熱的な時定数
のせいで均一には安定化しない。光の強度および色は、
光源の温度全体が安定化するまでおそらく何分ものオー
ダで筒の長さ方向に動的に変動する。この光源を使用す
る文書スキャナは、いくらかの安定するのを待った後で
原稿を走査することが普通である。
【０００４】イメージスキャナは、最悪の場合のランプ
ウォームアップ時間の間オープンループで待ってから走
査を開始する場合がある。一般の光源の場合、所要時間
は数十秒のオーダである。通常、この遅延のためにスキ
ャンごとに不必要な追加時間を生じてしまう。この遅延
は、ランプがすでに温まっている場合には特に不適当で
ある。あるいは、イメージスキャナの中には、ランプを
連続的に点灯させておくものもある。イメージスキャナ
用蛍光ランプは比較的低電力であるため、連続して使用
しても多くの電力を消費するものではないが、消費者は
電力の無駄遣いと短寿命の可能性を気にかけることがあ
る。イメージスキャナの中には、最初にランプを通常以
上に駆動してウォームアップ時間を短縮するものがある
（米国特許第５，９０７，７４２号を参照されたい。ま
た米国特許第５，９１４，８７１号も参照されたい）。
‘７４２特許において、走査の間にもランプ電流を低レ
ベルで維持してランプを温めておく。いくつかのイメー
ジスキャナでは、長期間の不使用において１時間ごとに
数分間定期的にランプを点灯させる（米国特許第５，１
５３，７４５号を参照されたい）。またスキャナの中に
は、加熱用ブランケットでランプを覆って（ただし、発
光用開口部を除く）ランプを連続的に温めておくものも
ある（米国特許第５，０２９，３１１号を参照された
い）。別の方法としてウォームアップ中ランプパラメー
タを監視してこのパラメータが安定するまで走査を遅延
させるものがある。たとえば、ランプへの電力を監視し
て、電力が安定化するまで走査を遅延する米国特許第
５，３３６，９７６号を参照されたい。
【０００５】ランプが温まったあとでも、強度は経時的
に多少変動する。さらに、ランプが温まっていても、強
度はランプの長さ方向に変動する。特に、ランプが温ま
っている場合、一般にランプの中央領域は、ランプの端
部に比べて明るい。通常、反射型文書スキャナおよびコ
ピー機は走査のために原稿を置く透明プラテンを有す
る。通常、反射型文書スキャナおよびコピー機は走査線
の寸法に沿って、一般的にプラテンの底面の一端に沿っ
て固定位置較正ストリップを設けている。この較正スト
リップは、個々の光センサ（光応答不均一性すなわちＰ
ＲＮＵ（photo-response non-uniformity））の感度の
ばらつきを補償するとともに走査線の長さ方向の光の強
度のばらつきを補償するために使用される。たとえば米
国特許第５，２８５，２９３号を参照されたい。光源の
強度が未だ動的に変化している状態でセンサ較正が行わ
れると、センサ較正の精度が悪くなる場合がある。その
結果、光源の強度がほとんどの走査において安定してい
ても、センサは、初期較正の精度が悪いため走査全体に
わたって精度が悪くなる。このためＰＲＮＵ較正を行う
前にランプが安定化するのを待つことが一般的である。
【０００６】人間の目には、赤、緑、青の光にほぼ相当
するスペクトル帯を感じる３種類の異なる色受容体(錐
体)がある。具体的な感度は人によって異なるが、各受
容体の平均的な反応は規定され「ＣＩＥ標準観測者」と
して知られている。色の精確な再現には、この人間の目
における３種類の受容体のスペクトル応答範囲のそれぞ
れにおいて適度な強度を有する光源が必要となる。通
常、一画素につき光センサ応答が１組の数値、たとえば
赤、緑、青とすると、これらの数字は数学的にベクトル
として処理される。このベクトルを色変換マトリクスで
乗算して数字の別の組を生成する。一般に、色変換マト
リクスの係数は、光センサの応答とＣＩＥ標準観測者の
応答の差を補償するものであり、このマトリクスの係数
として照明光源のスペクトルを補償することが挙げられ
る。たとえば米国特許第５，７９３，８８４号および米
国特許第５，７５３，９０６号を参照されたい。このマ
トリクスの出力の一例は、ＣＩＥ Ｌ＊Ａ＊Ｂ色空間に
おける１セットの座標である。通常、マトリクス係数は
固定されており、安定照明光源により工場での一回の較
正において得られるものである。マトリクス値を固定し
たことにより、通常、照明光源のスペクトルがランプの
長さ方向で一定であり、走査中一定であるとされる。し
たがって、照明のスペクトルがマトリクス値において推
測されるスペクトルに必ず近くなるように、ランプが安
定化するまで待った後に走査を行うことが一般的であ
る。
【０００７】反射型文書スキャナおよびコピー機につい
ても、通常、走査方向にプラテンの一端に沿って第２の
較正ストリップを設けている。この第２の較正ストリッ
プは、走査中のランプの強度のばらつきを補償するため
に使用される。本質的に、ランプの長さ方向の相対的な
強度の変動は一旦ランプが温まると一定になるとされ、
ランプの一端近くの強度を測定するだけでよい。たとえ
ば米国特許第５，２７８，６７４号を参照されたい。ま
た、ランプの色を監視して（ここでも、一端のすぐ近
く）利得補償を行うことも知られている。ランプを内蔵
した移動式キャリッジを有するスキャナの場合、強度の
監視を行うための小型タブを移動式キャリッジに設ける
ことも知られている。米国特許第６，０２８，６８１号
を参照されたい。同様に手持ち型スキャナの場合、スキ
ャナにおいて、光源の端部の近くに小さい強度較正領域
を設けることが知られており、スキャナ全体は走査中の
原稿と相対的に移動する。米国特許第５，９９５，２４
３号を参照されたい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ランプウォームアップ
に伴う遅延を減少させ、走査中にＰＲＮＵ較正と、強度
補償と色補償とを提供する必要が依然としてある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】スキャナは、走査中に連
続して光センサアレイが視認することができる、好まし
くは走査線のほぼ全幅の較正ストリップを有する。たと
えば、ランプが移動式キャリッジ内にある場合、較正ス
トリップは移動式キャリッジに設けられるようにしても
よい。走査中に較正ストリップに沿って照明の強度を連
続的に監視するために、少なくとも１個の分離した光セ
ンサのアレイが使用される。この分離した光センサのア
レイは、較正ストリップに沿って照明の色も監視するこ
とが好ましい。色が監視される場合、色ごとに別々の補
償が行われることが好ましい。その結果、走査に十分な
光をランプが提供した直後に走査を開始することが可能
となり、ランプが安定化するまで待つ必要がない。ラン
プを点灯させた状態にしておく必要もなく、ランプを温
めておく必要もない。さらに、本システムは、走査中に
より良好な補償を提供することにより、より良好な走査
精度を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１において、原稿１００は、透
明プラテン１０２の上に下向きに配置される。一対のラ
ンプ１０４は反射体１０６により一部覆われる。光セン
サアレイ１０８は、原稿１００の狭い走査線からの光を
受光する。光線１１０は、ランプ１０４から発し原稿１
００において拡散反射され、焦点レンズ１１２を通って
光センサのアレイ１１４に入射する光を表している。図
１に図示のスキャナは、較正ストリップ１１６をさらに
含む。光線１１８は、ランプ１０４から発し較正ストリ
ップ１１６において拡散反射され、レンズ１２０（オプ
ション）を通り、焦点レンズ１１２を通って光センサの
アレイ１２２に入射する光を表している。ランプ、光セ
ンサ、レンズ、較正ストリップ１１６は、すべて可動キ
ャリッジ１２４内やキャリッジ上に設けられている。走
査時には、キャリッジ１２４は、矢印１２６で示すよう
に原稿１００と相対移動する。なお、特に較正ストリッ
プ１１６からの光を監視するために、分離した光センサ
のアレイ１２２が設けられる。また、較正ストリップ１
１６はキャリッジ１２４とともに移動し、光センサアレ
イ１２２に対して、またランプ１０４に対して固定され
た空間的位置関係にあるため、光センサアレイ１２２
は、走査中に、較正ストリップ１１６から光を連続的に
受光する。走査は、ランプが走査に十分な光を提供した
直後に開始し、ランプが安定化するまで待たない。ラン
プを点灯状態にしておく必要はなく、またランプを温め
ておく必要もない。さらに、本システムは、走査中によ
り良好な補償（走査線の全長および色）を提供すること
により、より良好な走査精度を提供する。
【００１１】光センサアレイ１２２は、ランプの監視専
用アレイとしてもよい。あるいは、さらに詳細を後述す
るように、光センサアレイ１２２は、原稿の撮像にも使
用されるいくつかのアレイの１つとしてもよい。光セン
サアレイ１２２をランプの監視専用とした場合、これを
別アセンブリとしてもよい。特に、アレイ１２２および
アレイ１１４を別々の集積回路ダイで作製してもよく、
アレイ１２２およびアレイ１１４を別々の基板に実装し
てもよい。
【００１２】図２は、図１の要素の一部を示す上面図で
あって、相対的な空間関係を示している。図２の各要素
は寸法を表わすものではない。なお図２において、ラン
プ１０４は通常原稿１００の幅より長い。また、光セン
サアセンブリ１０８は、通常、原稿の幅に比べて短い。
線２００はレンズ１１２によりアレイ１１４上に合焦さ
れる走査線を示す。なお、走査線２００の長さは通常原
稿の幅より短い。また、較正ストリップ１１６は、走査
線２００と少なくとも同様の長さであることが好まし
い。較正ストリップ１１６は連続している必要はなく、
走査線と同様の長さとする必要はない。しかしながら、
較正ストリップは、走査線の長さの範囲で、照明源の長
さ方向の強度および色のあらゆる不均一性を特徴づける
のに十分な数の場所でランプ強度および色の情報を提供
することが好ましい。特に、ランプが多数ある場合、ラ
ンプの少なくとも一端の近くとランプの中央近くの領域
とを監視することが重要である。
【００１３】なお、図１および図２では２個のランプ１
０４が図示されるが、一般的には単一のランプを有す
る。また、焦点レンズアセンブリの焦点距離では、通
常、キャリッジ内で光路を屈折させるために多数の反射
鏡が必要となる。図１では、光を不透明な原稿で反射し
て走査する反射型スキャナを図示している。本発明は、
光が透過媒体を通り、一列の光センサによって可視の較
正ストリップにも光を送る透過型スキャナにも等しく適
用可能である。また、光センサアレイ（１１４，１２
２）により受光された光は鏡面反射でなく、むしろ拡散
反射光からのものである。アレイ１１４は、通常、それ
ぞれの列が赤の波長、緑の波長および青の波長を受光す
る３列の光センサで構成される。しかしながら多数の変
形が可能であり、たとえば、４列以上であってもよく、
または少なくとも１列が白色光を受光してもよく、ある
いは他の色を感知するようにしてもよい。
【００１４】光センサのアレイ１２２は、白色光を受光
する単一列としてもよい。光センサのアレイ１２２は、
対象となる各色で別々のセンサを有することが好まし
い。たとえば、アレイ１１４がそれぞれ赤、緑、青の光
を受光する別々の列で構成されるとすると、アレイ１２
２は、赤、緑、青の光を受光するセンサを有することが
好ましい。これらのセンサは、たとえば、第１のセンサ
が赤の波長を受光し、第２のセンサが緑の波長を受光
し、第３のセンサが青の波長を受光し、このパターンを
列に沿って繰り返すフィルタを備えている単一列として
もよい。あるいは、アレイ１２２は、たとえば、１列が
赤の波長を受光し、１列が緑の波長を受光し、さらに１
列が青の波長を受光するような多数列の光センサとして
もよい。なお、アレイ１２２がアレイ１１４と同一の固
有光学サンプリングレートを有する必要はない。たとえ
ば、アレイ１１４は、レンズ１１２とともに、たとえば
１インチあたり６００画素（１ｍｍあたり２４画素）の
固有光学サンプリングレートを有し、一方、光を監視す
るために、アレイ１２２はたとえば１インチあたり１０
画素で済むようにしてもよい。実際の要件はランプ１０
４の長さ方向の可変の光強度および色によって異なる
が、光を監視する目的では、通常比較的粗い光学サンプ
リングレートで十分である。また、較正ストリップ１１
６がアレイ１２２において正確に合焦される必要はな
い。このため、特にレンズ１１２の焦点距離が長い場合
にはレンズ１２０が不要になり得る。
【００１５】較正ストリップを感知する光センサアレイ
は、走査線を感知する光センサアレイと同一基板上に作
製されてもよい。しかしながら、較正ストリップを感知
する光センサアレイを別の基板に形成すること、おそら
く別のパッケージに実装することも好適である。たとえ
ば完全に分離した光路であれば、較正に、特にレンズ１
１２を使用しないものに使用することが可能である。本
発明が好適となる代替の光路設計は多数存在する。たと
えば、レンズの代わりにライトパイプまたは光ファイバ
を使用してもよい。ハイブリッド設計もまた可能であ
る。たとえばライトパイプまたは光ファイバであれば、
較正ストリップを視認するために使用することが可能で
あり、レンズであれば原稿を視認するために使用するこ
とが可能である。
【００１６】図３は、連続補償を行う第１のシステム例
を示す。図３において、図１のアレイ１１４およびアレ
イ１２２はそれぞれ白色光を受光する単一列の光センサ
で構成され、アレイ１２２の光学サンプリングレートは
アレイ１１４の光学サンプリングレートと同一であると
する。図３において、原稿撮像の際、光センサのアレイ
３００は、電荷シフトレジスタ３０２に電荷を転送す
る。ランプ監視の際、第２の光センサのアレイ３０４
は、電荷シフトレジスタ３０６に電荷を転送する。原稿
撮像用電荷シフトレジスタ３０２からの電荷は電圧に変
換され、この電圧が加算接合部３０８を通過して増幅器
３１０に送られる。ランプ監視用電荷シフトレジスタ３
０６からの電荷は電圧に変換され、この電圧が加算接合
部３１２を通過して増幅器３１４に送られる。プロセッ
サ３１６はメモリ３１８へのアクセスを有する。プロセ
ッサ３１６からのデジタル値は、デジタル・アナログ変
換器３２０と、３２２、３２８によって電圧に変換され
る。増幅器３１０および３１４からのアナログ電圧は、
アナログ・デジタル変換器３２６および３２４によって
デジタル値にそれぞれ変換される。プロセッサ３１６
は、デジタル・アナログ変換器３２０および３２８を介
して、暗雑音補正電圧を提供するが、これについてはさ
らに詳細を後述する。プロセッサ３１６は、デジタル・
アナログ変換器３２２を介して、増幅器３１０の利得を
制御するが、これについてもさらに詳細を後述する。
【００１７】図３の構成は機能関係を示すものであり、
この記載のままの実施として解釈されるべきではない。
特に、加算接合部３０８および３１２ならびに可変利得
増幅器３１０は、理解を進めるためにアナログ演算とし
て図示されているが、すべての信号処理は、汎用プロセ
ッサまたは専用デジタル信号プロセッサのいずれかにお
いてデジタルで行われてもよい。あるいは、すべての信
号処理はアナログプロセスとして行うことも可能であ
る。特に、アナログ利得を補償するためにアナログ値を
使用してもよい。たとえば、アナログ・デジタル変換器
３２４と、プロセッサ３１６、バッファメモリ３１８を
使用する代わりにアナログシフトレジスタを使用して、
(シフトレジスタ３０２および３０６のように)ランプ監
視用光センサ３０４からの電荷を格納することが可能で
ある。そして、格納された電荷は、増幅器利得の制御の
ために電圧に変換可能である。さらに、周辺スキャナに
おいてデジタル処理が実行されてもよく、あるいは、生
画像データをホストコンピュータに送信し、ホストコン
ピュータが利得調整と等価の機能を実行してもよい。
【００１８】センサが光を受光していなくても、多少の
熱雑音(暗雑音と呼ばれる)が発生する場合もある。照明
のない状態で光センサごとに熱雑音を測定した後で走査
を行うことが一般的である。測定された熱雑音は記憶さ
れ、走査中に光センサによる電圧から減算される。図３
において、走査に先立って光センサ３００の熱雑音が測
定され、得られた値がメモリ３１８に記憶される。そし
て、走査中、電圧が加算接合部３０８にシフトされる
と、プロセッサ３１６は、像走査中に得られた電圧から
減算された対応する熱雑音値を提供する。同様に、ラン
プ監視用光センサ３０４の熱雑音が照明のない状態で走
査に先立って測定され、得られた値がメモリに記憶され
てもよい。ランプ監視用電圧が加算接合部３１２に移行
されると、プロセッサ３１６は、光監視中に得られた電
圧から減算された対応の熱雑音値を提供する。ランプ監
視用光センサ３０４の熱雑音補償は任意である。ランプ
監視用光センサが、高反射の較正ストリップからの光を
監視する場合、熱雑音は、ランプ監視中に得られた信号
に対して些少である。しかしながら、後述するように、
光監視用の較正ストリップが比較的暗いことが望まし
く、その場合、熱雑音補償は適宜であると思われる。
【００１９】また、原稿を支持するプラテンの一端に沿
って(図１または図２に図示しない)較正ストリップを設
け、これを用いて走査に先立って光センサ感度較正（光
応答不均一性、すなわちＰＲＮＵ、較正と呼ばれる）を
行うことも一般的である。ＰＲＮＵ較正は、本来、光セ
ンサ感度、塵埃または傷、強度のばらつきにより異常を
内包している。強度値は、走査に先立って照明しながら
測定され、増幅器利得補償値がメモリに記憶される。そ
して、走査中、増幅器の利得が光センサごとに修正され
る。図３において、走査に先立って、照明しながら強度
値が測定され、プロセッサ３１６により読み出される。
そしてプロセッサ３１６は、利得補償値を光センサごと
にメモリに記憶して、ＰＲＮＵ較正ストリップの走査時
における増幅器３１０からの電圧のいずれもが確実に一
定値になるようにする。
【００２０】本発明によれば、走査に先立ってランプ監
視用光センサ３０４のＰＲＮＵ較正値も入手し、これら
の値もメモリに記憶される。本発明によれば、デジタル
・アナログ変換器３２２に送り出されて増幅器３１０の
利得を修正する利得補償値は、ランプ監視用光センサ３
０４からのＰＲＮＵ値および走査中に得られたランプ監
視用光センサ３０４からの値によって走査中にさらに修
正される。得られた補正データ全体は、次のような例に
なる形式を備えている。
【００２１】Ｄ（ｎ，ｍ）＝［ＣＣＤ（ｎ，ｍ）−ＤＮ
（ｎ）］＊［ＰＲＮＵ（ｎ）］［ＬＭ（ｎ，０）／ＬＭ
（ｎ，ｍ）］ 式中、Ｄ（ｎ，ｍ）は、原稿撮像用光センサｎ、走査線
ｍについての補正強度である。ＣＣＤ（ｎ，ｍ）は、原
稿撮像用光センサｎ、走査線ｍについての未補正強度で
ある。ＤＮ（ｎ）は、原稿撮像用光センサｎ（すべての
ｍについて一定）についての暗雑音補償値である。ＰＲ
ＮＵ（ｎ）は、原稿撮像用光センサｎ（すべてのｍにつ
いて一定）についてのＰＲＮＵ利得補償値である。ＬＭ
（ｎ，０）は、原稿撮像用光センサのＰＲＮＵと同時に
測定されたランプ監視用光センサｎからの強度値（暗雑
音を任意に補正した）である。ＬＭ（ｎ，ｍ）は、走査
線ｍに適合するようなランプ監視用光センサｎからの強
度値（暗雑音を任意に補正した）である。
【００２２】１本の走査線の露光は、通常、前の走査線
からの電荷の処理中に行われる。光センサアレイ３００
および３０４は同時に露光されてもよい。しかしなが
ら、ランプ監視用光センサアレイ３０４からの電荷は、
補償のための情報を利用できるようになる前に処理さ
れ、バッファメモリに記憶されなければならないことに
留意されたい。したがって、１回の露光中に得られるア
レイ３０４からのデジタル情報は、後の１回以上の露光
中に得られる光センサアレイ３００からのアナログ情報
を修正するために使用される。
【００２３】本明細書のいくつかの部分においては、説
明の簡単のために、ランプ監視用光センサアレイ３０４
の１回の対応する露光からのデータにより原稿のどの走
査線も補償されるとしている。しかしながら、走査線ご
とに補償データを更新する必要はないことに留意された
い。たとえば、１本の走査線の露光と処理に要する時間
に比較してランプ強度およびランプ色の変化が相対的に
緩やかであれば、ランプ監視用光センサの１回の露光か
らのデータを使用して多数の連続する走査線を補償する
ことが可能である。あるいは、ランプ監視用光センサの
１回の露光で一色を補償し、次の露光で別の色を補償す
る等としてもよい。
【００２４】露光時間または処理時間によって走査速度
を制限してもよい。走査は、１回の連続動作において行
われることが好ましい。たとえば、図１において、走査
中にキャリッジ１２４が停止する必要はないことが好ま
しい。Ｎ本の走査線ごとにひとまとまりのデータとして
ランプ補償データが得られる場合、ランプ補償データが
処理されている間、キャリッジを一時停止させなければ
ならない可能性がある。走査速度を露光時間によって制
限する場合、ランプ補償データの全部ではなく一部を各
走査線中に受信し、処理する時間が存在する場合があ
る。たとえば、ランプ補償用データの１０％が各走査線
について読み出し可能である。１０本の走査線の後に完
全な１列分のランプ補償データが蓄積される。原稿撮像
用データの１０本の走査線が記憶可能であり、ランプ補
償データのすべてが蓄積されるとランプ補償データが適
用可能となる。また、ランプ補償データを補間してもよ
い。たとえば、ランプ監視用光センサおよび原稿撮像用
光センサが走査線ｍについて露光されるとすると、ラン
プ補償データは、走査線ｍ〜ｍ＋１０について原稿撮像
用データの蓄積中に処理される。次に、ランプ監視用光
センサおよび原稿撮像用光センサは、走査線ｍ＋１１に
ついて露光される。そしてランプ補償データは、走査線
ｍ＋１１〜ｍ＋２０について原稿撮像用データの蓄積中
に処理される。次に、走査線ｍ〜ｍ＋１０についての原
稿撮像用データは、走査線ｍで得られたランプ補償デー
タと走査線ｍ＋１１で得られた補償データの間を補間す
ることによって補償される。
【００２５】ランプ強度データがランプ監視用光センサ
からたまに転送されると、ランプ監視用光センサの電荷
がオーバーフローとなる場合がある。１つの解決法は、
縦方向ドレインまたは横方向ドレインのいずれかのオー
バーフロードレインを提供することである。別の解決法
は、較正ストリップを比較的暗くすることである。たと
えば、較正ストリップから受光された光がランプ監視用
光センサを飽和させるのに要する強度の僅か１０％であ
る場合、ランプ監視用光センサは、１０回の連続露光に
わたって電荷を蓄積することが可能であり、オーバーフ
ローに対処する必要がない。ランプ監視用光センサが長
時間にわたって電荷が蓄えられる場合、時間の関数であ
る熱雑音を補償するとよい。
【００２６】なお、上記の利得補償は色のばらつきの単
なる一次補正にすぎない。更なる補償は、リアルタイム
で色変換マトリクスの係数を画素ごとに変更することに
よって実現可能である。しかしながら、色変換マトリク
スにおける変更を必要としないランプを選択することが
好ましい。
【００２７】光センサアセンブリには多数の変形があ
り、図３の構成もこれに伴って変更可能である。図３の
第１の変形例として、原稿撮像アレイ３００が多数存在
し、ランプ補償アレイ３０４が１つしかないとする。た
とえば、赤色の原稿撮像アレイと、緑色の原稿撮像アレ
イと、青色の原稿撮像アレイとがあり、補償アレイ（白
色光を受光する）が１つしかないとする。この１つのラ
ンプ補償アレイからのデジタル値を使用して、これらの
撮像アレイについて３個の増幅器にも等しく利得を調整
する。図３の第２の変形例では、図３の例において、ア
レイ３００および３０４がそれぞれ赤の波長を受光し、
プロセッサ３１６およびメモリ３１８以外の図３の回路
要素すべてを緑および青の波長について繰り返すとす
る。すると、走査中、各色は別々に連続して補償され
る。
【００２８】図４および図５は、図３のさらなる変形例
である。図４および図５において、ランプ監視用アレイ
（複数も可）の光学サンプリングレートは、原稿撮像ア
レイ（複数も可）の光学サンプリングレートより小さ
い。図４および図５において、加算接合部、アナログ・
デジタル変換器、デジタル・アナログ変換器は、説明の
簡単のため省略した。図４において、原稿撮像用に光セ
ンサのアレイが３つ（４００、４０４、４０８）あり、
ランプ監視用に光センサのアレイ４１２がひとつある。
プロセッサ４１６からのデジタル値は原稿撮像アレイの
増幅器（４０２、４０６、４１０）の利得を修正する。
いずれか一色において、ランプ監視用アレイ４１２の光
学サンプリングレートは原稿撮像アレイ４００のサンプ
リングレートの１／３である。アレイ４１２は、アレイ
４００と同一数の光センサを有するが、アレイ４１２に
おいて、３番目の光センサごとに赤色光を受光し、３番
目の光センサごとに緑色光を受光し、３番目の光センサ
ごとに青色光を受光する。メモリ４１８の各デジタル値
は１個の撮像センサアレイ（４００、４０４、４０８）
からの連続する３個の電荷を等しく補償することができ
る。
【００２９】図５において、原稿撮像用光センサの３個
のアレイ（５００、５０４、５０８）と、ランプ監視用
光センサの３個のアレイ（５１２、５１６、５２０）と
がある。ランプ監視用光センサの各アレイの光学サンプ
リングレートは原稿撮像用光センサの各アレイの光学サ
ンプリングレートの１／３である。プロセッサ５２４か
らのデジタル値は原稿撮像アレイの増幅器（５０２、５
０６、５０８）の利得を修正する。メモリ５２６の各デ
ジタル補償値は、１個の原稿撮像用センサアレイ（５０
０、５０４、５０８）からの連続する３個の電荷を等し
く補償する。
【００３０】色分解器により、すべての原稿撮像用光セ
ンサアレイは１本の走査線を同時に撮像する。色フィル
タにより、さらに３個の原稿撮像アレイ（たとえば、図
５ではアレイ５００、５０４および５０８）により３個
の別々の走査線がこれらのアレイにより撮像される。色
フィルタにより、すべての色を走査完了するまでにこれ
までの走査データを保存するためのバッファメモリが走
査線ごとに必要になる。図５を考察する。最初にアレイ
５００により、次にアレイ５０４により、その次にアレ
イ５０８により撮像される走査線がある。時間を分離す
るために、１本の走査線についてのアレイ５００、５０
４および５０８からのデータが、アレイ５１２、５１６
および５２０の異なるランプ監視露光からのデータによ
って補償され得る。たとえば走査線ごとに、色別に、ラ
ンプ補償データが１回前の露光で得られる。したがって
色フィルタでは、図５において、補償される走査線がず
らされる。たとえば、走査中の原稿で見られるように、
赤色アレイ５００は、緑色アレイ５０４によって撮像さ
れる走査線から３走査線だけ離れた走査線を撮像し、緑
色アレイ５０４は、青色アレイ５０８によって撮像され
る走査線から３走査線だけ離れているとする。本システ
ムの走査時、Ｎ回目の露光において、走査線Ｓの赤デー
タ、走査線Ｓ＋３の緑データおよび走査線Ｓ＋６の青デ
ータは、すべてがＮ−１回目の露光中に得られるランプ
データによって補償される。
【００３１】なお、図３〜図５に図示される例の変更を
必要とする可能性のあるアレイについて多数の構成上の
変更がある。たとえば、１個の光センサアレイに２個の
電荷シフトレジスタ（および２個の増幅器）を設けるこ
とが知られている。この構成を双一次（bilinear）読み
出し、または分割レジスタ読み出しと呼ぶこともある。
また、ＣＣＤ光センサを互い違いにして（中心線から対
向方向に交互に光センサ素子をずらす）隣接する光セン
サの間の面積損失を部分的に補償することも知られてい
る。互い違いに配された光センサは、通常、２個の増幅
器を備えた両面電荷シフトレジスタ(互い違いに配され
るアレイの片側に１個の電荷シフトレジスタ)を要す
る。これらおよびその他の形状について、１個のランプ
監視用アレイからのデジタル値は、多数の増幅器の利得
を制御しなければならない場合がある。
【００３２】図１〜図５の記載において、説明の簡単の
ために、ランプ監視と補償にそれぞれ特化した別々の光
センサのアレイを想定した。すべてのアレイの機能を原
稿撮像用とするような、おそらく複数の解像度を備える
複数のアレイを提供することが知られている。原稿撮像
用のアレイが複数存在し、いずれの１回の走査にも原稿
撮像アレイを１個だけ使用する場合、ランプ補償用には
未使用の原稿撮像アレイを使用することが可能である。
たとえば、図１において、アレイ１１４および１２２は
ともに原稿撮像に適している。ここで、図１で見てアレ
イ１１４および１２２が位置を交換できるようにアセン
ブリ１０８を水平方向に１８０度回転させる。すなわ
ち、光線１１０はアレイ１２２に当たり、光線１１８は
アレイ１１４に当たる。するとアレイ１２２は原稿撮像
に使用され、アレイ１１４はランプ補償に使用される。
【００３３】図５のような光センサアセンブリの場合、
光センサアセンブリが上記のように回転する場合、いず
れか所与の走査線について、走査線がまずアレイ５２０
により撮像され、ついでアレイ５１６、そしてアレイ５
１２により撮像される。このように回転した状態で、ア
レイ５２０および５１６からのデータは、アレイ５１２
からのデータと組み合わされる前に一時保存される（bu
ffered）必要がある。
【００３４】図６は、撮像およびランプ補償両用のアレ
イを使用する代替例を示す。図６は図１の変形である。
図６において、光センサアセンブリ１０８は、アレイ１
１４とアレイ１２２の間の距離だけ左側に機械的に並行
移動した。光線１１０は原稿撮像用アレイ１２２に当た
る。第２の較正ストリップ６００は、光線６０２により
図示されるようにランプ補償用アレイ１１４によって撮
像される。
【００３５】図７は、撮像用とランプ補償用のアレイを
使用するさらに別の代替例を示す。図７において、光学
楔７００が光路に挿入されている。この光学楔がなけれ
ば、光路は図１に図示される通りであり、アレイ１１４
は原稿撮像に使用され、アレイ１２２はランプ補償に使
用される。光学楔７００が挿入されると、アレイ１１４
はランプ補償に使用され(第２の較正ストリップ７０２
および光線７０４)、アレイ１２２は原稿撮像に使用さ
れる(光線７０６)。代替の構成が多数存在し、たとえ
ば、反射鏡、移動式レンズ、移動式ライトパイプ、移動
式光ファイバ、その他光路を変更するのに好適な装置の
使用がある。
【００３６】本発明の上記の説明は図示および説明の目
的で提示されたものである。これをもってすべてとする
ものではなく、また、本発明を開示された厳密な形式に
制限するものではなく、上記教示に照らして他の変形お
よび変更が可能である。本実施形態は、本発明の原理お
よびその実際の適用を最もよく説明するために選択さ
れ、記載されたものであり、これにより当業者は、想到
される特定の用途に相応しい各種実施形態および各種変
形において本発明を最もよく利用可能である。本明細書
の冒頭に記載される各請求項は、従来技術により制限さ
れない限り本発明の他の代替の実施形態を包含すると解
釈されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスキャナの実施例を示す簡略化断
面ブロック図である。
【図２】図１の要素の一部を示す簡略化上面図である。
【図３】本発明に係る、補償システムの実施例を示すブ
ロック図である。
【図４】本発明に係る、色の補償を含む補償システムの
実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る、色の補償を含む補償システムの
代替の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る、可動ＣＣＤアレイを有する、図
１と同様のスキャナの代替実施例を示す簡略化断面ブロ
ック図である。
【図７】光学楔を有する、図１と同様のスキャナの代替
の実施例を示す簡略化断面ブロック図である。
【符号の説明】 １０４ 光源 １１４ 光センサアレイ １１６ 較正ストリップ １２２ 光センサアレイ ６００ 較正ストリップ ７００ 光学楔（光路切換器） ７０２ 較正ストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 BC01 BC05 BC09 BC12 CB04 CB25 DA01 DB01 5C072 AA01 CA02 DA02 DA04 DA21 EA04 FB13 FB16 UA05 UA06 UA11 5C077 LL04 MM27 MP01 PP10 PP47 PQ12 SS01

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、 較正ストリップと、 前記光源の一端の近傍にある少なくとも１つの領域から
    の光および前記光源の中心近傍にある領域からの光であ
    って、前記較正ストリップから拡散された光を受光する
    光センサのアレイとを備え、 前記較正ストリップは前記光源および前記光センサのア
    レイに対して固定された空間的位置関係にあるイメージ
    スキャナ。
  2. 【請求項２】 前記光センサのアレイは、少なくとも２
    個の異なる波長帯域の光を受光する光センサをさらに備
    える請求項１記載のイメージスキャナ。
  3. 【請求項３】 前記光センサのアレイは第１の光センサ
    のアレイであって、前記イメージスキャナは、前記光源
    から発して走査線において拡散された光を受光する第２
    の光センサのアレイをさらに備える請求項１記載のイメ
    ージスキャナ。
  4. 【請求項４】 前記第１および第２の光センサのアレイ
    は回動可能であり、 前記第１および第２の光センサのアレイの第１の回動位
    置において、前記第１の光センサのアレイは、前記光源
    から発して前記較正ストリップにおいて拡散された光を
    受光し、前記第２の光センサのアレイは、前記光源から
    発して走査線において拡散された光を受光し、 前記第１および第２の光センサのアレイの第２の回動位
    置において、前記第１の光センサのアレイは、前記光源
    から発して前記走査線において拡散された光を受光し、
    前記第２の光センサのアレイは、前記光源から発して前
    記較正ストリップにおいて拡散された光を受光する請求
    項１記載のイメージスキャナ。
  5. 【請求項５】 光源と、 第１の較正ストリップと、 第２の較正ストリップと、 第１の光センサのアレイと、 前記第１の光センサのアレイに対して固定された空間的
    位置関係を有する第２の光センサのアレイとを備えたイ
    メージスキャナであって、 前記第１および第２の光センサのアレイは所定位置で並
    行移動可能であり、 前記第１および第２の光センサのアレイの第１の並行移
    動位置において、前記第１の光センサのアレイは、前記
    光源から発して前記較正ストリップにおいて拡散された
    光を受光し、前記第２の光センサのアレイは、前記光源
    から発して走査線において拡散された光を受光し、 前記第１および第２の光センサのアレイの第２の並行移
    動位置において、前記第１の光センサのアレイは、前記
    光源から発して前記走査線において拡散された光を受光
    し、前記第２の光センサのアレイは、前記光源から発し
    前記第２の較正ストリップにおいて拡散された光を受光
    するイメージスキャナ。
  6. 【請求項６】 光源と、 第１の較正ストリップと、 第２の較正ストリップと、 第１の光センサのアレイと、 第２の光センサのアレイと、 光路切換器とを備えたイメージスキャナであって、 前記光路切換器の第１の位置に対して、前記第１の光セ
    ンサのアレイは、前記光源から発して走査線において拡
    散された光を受光し、前記第２の光センサのアレイは、
    前記光源から発し前記第１の較正ストリップにおいて拡
    散された光を受光し、 前記光路切換器の第２の位置に対して、前記第１の光セ
    ンサのアレイは、前記光源から発し前記第２の較正スト
    リップにおいて拡散された光を受光し、前記第２の光セ
    ンサのアレイは、前記光源から発して走査線において拡
    散された光を受光するイメージスキャナ。
  7. 【請求項７】 イメージスキャナにおいて照明の変動を
    補償する方法であって、 十分な照明が使用可能になった直後に、照明が安定化す
    るのを待つことなく像走査を開始するステップと、 走査中に、走査線のほぼ全長にわたって前記照明の強度
    を監視するステップと、 走査中に、前記監視された強度に応答して撮像アレイの
    出力を修正するステップとを含む方法。
  8. 【請求項８】 走査中に、前記走査線のほぼ全長にわた
    って前記照明の色を監視するステップをさらに含む請求
    項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 ランプの初期強度を、走査線上の特定画
    素に対応する位置で測定するステップと、 走査中に、時間Ｔにおける前記ランプの強度を、前記走
    査線上の前記特定画素に対応する前記位置で測定するス
    テップと、 時間Ｔにおける前記強度を、前記走査線上の前記特定画
    素において測定するステップと、 前記特定画素の前記強度について熱雑音を補正するステ
    ップと、 前記特定画素の前記補正強度と、時間Ｔにおける前記ラ
    ンプの前記強度で除算された前記ランプの前記初期強度
    とを乗算するステップとをさらに含む請求項７記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記ランプの前記初期強度の前記測定
    値について熱雑音を補正するステップと、 時間Ｔにおける前記ランプの前記強度の前記測定値につ
    いて熱雑音を補正するステップとをさらに含む請求項９
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】 イメージスキャナにおいて照明のばら
    つきを補償する方法であって、 十分な照明が利用可能になった直後に照明が安定化する
    のを待つことなく画像走査を開始するステップと、 走査中に、走査線のほぼ全長にわたって一回目の前記照
    明の強度を監視するステップと、 多数の走査線について撮像アレイの出力を記憶するステ
    ップと、 走査中に、走査線のほぼ全長にわたって二回目の前記照
    明の強度を監視するステップと、 前記照明の強度の第一回目と第二回目の測定値の間の補
    間強度値を算出するステップと、 前記補間強度値を用いて前記撮像アレイの前記記憶出力
    を修正するステップとを含む方法。
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