JP2004364281A - 透明媒体物をイメージングする方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】透明媒体物を走査するときに感光デバイスの中央部しか利用されていない。
【解決手段】透明媒体物をイメージングするためのスキャナシステムであって、媒体物の第１の走査線と第２の走査線とに同時に光を照射するための照明源と、その中に感光デバイスが配置されたキャリッジと、キャリッジの表面に固定された光導体とを備えたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明媒体のイメージングに関し、特に感光デバイスを有効に利用するためのイメージング方法およびシステムに関する。

ドキュメントスキャナは、限定するつもりはないが、ドキュメント、写真あるいは透明媒体のような媒体物上の可視画像を、コピーし、保存し、かつコンピュータによって処理するのに相応しい電子形式に変換する。ドキュメントスキャナは単体の装置として用いることができるが、複写機、ファクシミリ装置、デジタルセンダあるいは多機能装置と一体に構成することもできる。走査されるドキュメントあるいは媒体物は一般的に、透明体あるいは不透明体のいずれかに分類できる。

不透明媒体を走査する場合、反射型走査と呼ばれる方法によって、感光デバイス上にあるドキュメント表面の画像から光が反射される。感光デバイスは、受光した光の強度を１つあるいは複数の電気信号に変換する。透明媒体は、媒体から光を反射させるのではなく、媒体に対して光を通過させることにより走査される。媒体内を通過した光は光学系によって受光され、感光デバイス上に導かれる。透明媒体はポジあるいはネガいずれの画像でもよい。

透明ドキュメントおよび不透明ドキュメントの両方を走査するように動作できるドキュメント走査システムが知られている。いくつかの従来のスキャナは、透明媒体上の画像に背面から光を照射するため、個別の光源を持っている。

従来のスキャナシステムでは、透明媒体上に投射される光は、感光デバイスの中央部にのみ合焦（focus）される。その中央部の両側にある端部は通常、最も一般的な透明媒体物の大きさでは利用されない。

本発明は、透明媒体物を走査するときに感光デバイスの中央部だけでなく、その両側も利用しようとするものである。

これまで、透明媒体の２つの個別のエリアをイメージングし、感光デバイスの端部領域上に２つの個別に走査されたエリアのうちの１つからの光を誘導するための技術および装置は提供されていない。本発明の一実施形態によれば、透明媒体物の第１の走査線に対して光を通過させるステップ、および第１の走査線を通過した光を感光デバイスの第１の領域上に合焦させるステップを含んだ透明媒体物をイメージングする方法が提供される。第１の走査線に対して光を通過させるのとほぼ同時に、光は透明媒体物の第２の走査線を通過し、感光デバイスの第２の領域上に合焦される。

本発明の別の実施形態によれば、媒体物の第１の走査線と第２の走査線とに同時に光を照射するための照明源と、その中に感光デバイスが配置されたキャリッジと、キャリッジの表面に固定された光導体とを備えた透明媒体物をイメージングするためのスキャナシステムが提供される。キャリッジは、感光デバイスの第１の領域上で、第１の走査線を通過した光を受光するように構成され、光導体は、第２の走査線を通過した光を、感光デバイスの第２の領域上に導くように構成される。感光デバイスは、第１の領域および第２の領域上に導かれた光をサンプリングするように動作することができる。

本発明、その目的および利点をより完全に理解してもらうために、ここで、添付の図面とともに取り上げられる以下に記載される説明が参照される。

本発明の好ましい実施形態およびその利点は、図面の図１〜図４を参照することにより最も深く理解される。なお図面においては、類似の番号が種々の図面の類似で、対応する部品のために用いられる。

図１を参照すると、スキャナシステム５０はコンピュータ１０に接続され、不透明および透明両方の媒体上の画像を走査するようになっており、このようなシステムで、本発明の一実施形態が好適に実施される。スキャナシステム５０は、透明プラテン１１０を備える反射型スキャナ１００を含み、走査されるドキュメントが透明プラテン１１０に接して配置される。スキャナ１００は一般的に、反射型走査を実行するまでは不透明なドキュメント上方に配置されるカバー（図示せず）あるいは類似の装置を備えている。

反射型スキャナ１００が写真のネガあるいはスライドのような透明媒体物１７０上の画像を走査できるように、反射型スキャナ１００とともに透明媒体アダプタ１２０を用いることができる。テンプレート１５０を用いて、プラテン１１０に接して透明媒体物１７０を適切に配置することができる。テンプレート１５０は、プラテン１１０の周囲にある反射型スキャナ１００のくぼんだエッジ１１５内に嵌合するような寸法に形成されることができる。テンプレート１５０は、その中に１つあるいは複数の透明媒体物１７０を収容するための１つあるいは複数の挿入エリア１６０を備えることができる。テンプレート１５０は、アダプタ１２０上の位置決め素子１２５Ａ〜１２５Ｃと係合し、テンプレート１５０上でアダプタ１２０を適切に位置合わせし、配置するのを容易にする、凹部、隆起部あるいは開口部のような１つあるいは複数の位置合わせ素子１５５Ａ〜１５５Ｄを備えることができる。

透明媒体物１７０を走査するために、テンプレート１５０がプラテン１１０上に確実に配置され、透明媒体物１７０がテンプレート１５０の挿入エリア１６０内に配置される。テンプレート１５０上に配置される透明媒体アダプタ１２０は、走査動作が実行されるときに、透明媒体物１７０を照明するバックライトを生成する。

コンピュータ１０は、パラレルインタフェース、ユニバーサルシリアルバスインタフェースあるいは他の通信媒体のような外部周辺機器インタフェースを経由したケーブル１５によって、スキャナシステム５０に接続され、その制御を容易にすることができる。コンピュータ１０は通常、ユーザがスキャナシステム５０と対話できるようにし、ユーザがスキャナシステム５０を制御するのを容易にする、キーボード３０およびマウス４０のような１つあるいは複数の入力装置を備える。モニタ２０、プリンタ（図示せず）あるいは別の装置のような１つあるいは複数の出力装置が、ユーザにビジュアルフィードバックを提供することができる。

図２には、透明媒体上の画像を走査するように構成されている、図１の反射型スキャナ１００の側断面図が示されている。スキャナ１００は、レール２１７あるいは他のキャリッジガイド構造に沿ってランプに直線的な動きを与えるように動作するキャリッジ２１９に取り付けられた内部ランプ２１５を備えている。キャリッジ２１９内には、光学素子２１８と、入射光に対して光電変換を実行するように動作する電荷結合素子（ＣＣＤ）あるいは他の感光素子のアレイを含むことができる感光デバイス２２１も配置することができる。通常の感光デバイスは、数百あるいは数千個の個別の感光素子を備えている。各感光素子は、個々の感光素子上に入射する光強度を数値として定義する、たとえば１６ビット、２０ビットあるいは別のサンプリングサイズのデータセットを生成するように動作することができる。光が光学素子２１８によって感光デバイス２２１の表面上に導かれる前に、通過する光の光路を提供するスロット２２３を備えたハウジングを、キャリッジ２１９が有することができる。一般的に、キャリッジ２１９はホーム位置（Ｘ＝０）を有し、そこから走査動作が開始される。

テンプレート１５０はスキャナ１００のプラテン１１０上に正確に配置される。透明媒体物１７０がテンプレート１５０の挿入エリア１６０内に固定され、透明媒体アダプタ１２０がテンプレート１５０上に配置される。透明媒体アダプタ１２０は、媒体物１７０を背面から照明するための、ランプ２４０のような能動的な光源を備えることが好ましい。別な方法として、バックライト用の光源を備えない受動的な透明媒体アダプタを用いることもできる。アダプタ１２０は、ランプ２４０から放射する光がアダプタ１２０の底面を通過できるようにするための半透明のパネル２３５を備えることができる。透明媒体アダプタ１２０は、１つあるいは複数のケーブル２５５を介してスキャナ１００に取外し可能に接続されることが好ましい。ケーブル２５５は、アダプタのランプ２４０および／または他の電子部品に電源を供給するとともに、アダプタ１２０とスキャナ１００との間の通信チャネルを提供することができる。透明媒体上の画像を走査するときには、キャリッジ２１９のランプ２１５が消灯され、透明媒体アダプタ１２０のアダプタランプ２４０が点灯されることが好ましい。アダプタランプ２４０から放射する光は、半透明パネル２３５を通過し、透明媒体物１７０を通過し、プラテン１１０を通過し、結果として光学素子２１８を通過して、感光デバイス２２１上に合焦されるであろう。

図３Ａ〜図３Ｃはそれぞれ、本発明の一実施形態に従って実施されるキャリッジ２１９の平面図、側断面図および正断面図である。スロット２２３は、キャリッジ２１９の横軸２３０とほぼ平行なキャリッジ上側表面２１９Ａに沿って延在する。キャリッジ２１９の前後軸２３１は一般的に、キャリッジ平行移動方向（Ｘ）によって定義される走査方向と一致している。光導体素子２７０Ａおよび２７０Ｂ（まとめて光導体２７０と呼ばれる）を含む光導体が、キャリッジ２１９の上側表面２１９Ａ上に配置されている。例示される具体的な構成では、光導体素子２７０Ａは光導体素子２７０Ｂの縦方向前方に配置され、光導体素子２７０Ｂは光導体素子２７０Ａから横方向に配置されるが、光導体素子２７０Ａおよび光導体素子２７０Ｂの他の構成も実現可能である。光導体素子２７０Ａは、距離ｄだけ、スロット２２３の縦方向前方に配置されることに留意されたい。

図４も参照すると、媒体物１７０の第１の走査線３７５Ａ₁（ここでは一次走査線とも呼ばれる）に対して光３０５Ａを通過させることにより、一次走査線がサンプリングされる。光３０５Ａは、走査線３７５Ａ₁を通過した後に、スロット２２３に入り、光学素子２１８上まで達し、その後、感光デバイス２２１の中央領域２２１Ａ上に合焦される。中央領域２２１Ａは、入射光により光電変換をそれぞれ実行する複数の感光素子を備えている。中央領域２２１Ａの各感光素子は、光３０５Ａ（それによる走査線３７５Ａ₁）を数値として定義するデータセット３３１の個々のサンプル３３１Ａ〜３３１Ｎを生成する。一次走査線３７５Ａ₁のサンプリングと同時に、走査線３７５Ｂ₁（一次走査線３７５Ａ₁から距離ｄのところに配置されている）に対して光３０５Ｂを通過させて、光導体素子２７０Ａに入射させることにより、二次走査線３７５Ｂ₁がサンプリングされる。光導体素子２７０Ａは、光３０５Ｂを素子２７０Ｂに方向を変え、さらに光３０５Ｂはスロット２２３内に導かれる。光学素子２１８が二次走査線３７５Ｂ₁から方向を変えた光（すなわち、光３０５Ｂ）を、感光デバイス２２１の端部領域２２１Ｂ上に合焦する。端部領域２２１Ｂは、入射光３０５Ｂで光電変換をそれぞれ実行する複数の感光素子を備える。端部領域２２１Ｂの各感光素子は、光３０５Ｂ（それによる走査線３７５Ｂ₁）を数値として定義するデータセット３３２の個々のサンプル３３２Ａ〜３３２Ｍを生成する。

図３Ｂに最も明確に示されるように、光３０５Ｂは、キャリッジ２１９の上側表面２１９Ａにほぼ直角に入ってくる。光導体素子２７０Ａに入射すると、光３０５Ｂは向きを変更され、光導体素子２７０Ｂに入射するまで、上側表面２１９Ａに概ね平行に誘導される。光導体素子２７０Ｂは、光学素子２１８に入射させるために、光３０５Ｂをスロット２２３内へ向きを変えるように構成されている。図３Ｃに最も明確に示されるように、向きを変えられた光３０５Ｂは、感光デバイス２２１の端部領域２２１Ｂ上に合焦する。

光導体２７０は、キャリッジ上側表面２１９Ａに取外し可能に固定されることが好ましいが、光導体はキャリッジ上側表面２１９Ａに永久的に取り付けることもできる。一実施形態では、光導体は２つの素子２７０Ａおよび２７０Ｂを含んでいる。例示的な実施形態では、第１の光導体素子２７０Ａは、キャリッジ前面２１９Ｂ付近の上側表面２１９Ａ上に配置されている。一般的には、光導体素子２７０Ａは、スロット２２３に対して、キャリッジ２１９上の前方の場所に配置されている。光導体２７０は、光を捕捉し、捕捉した光を、感光デバイスの端部領域２２１Ｂおよび２２１Ｃのうちの少なくとも一方に向けるように動作するミラーのような反射装置を備えることができる。光導体２７０の他の実施態様も実現可能である。たとえば、光導体２７０は、射出成形された１つあるいは複数のプラスチック構造体、光学グレードガラスを含むプリズムからなる構成体、あるいはその上に導かれた光を捕捉し、その光を感光デバイス端部領域２２１Ｂおよび／または２２１Ｃ上に突当たるように方向を変えるための別の適当な素子で実施することもできる。

説明としての例では、光導体素子２７０Ａは、その上に導かれた光を受光し、受光した光を、キャリッジ２１９の前面２１９Ｂの平面からのあるオフセット角（α）で方向を変えるように構成され、光導体素子２７０Ａから方向を変えられた光が第２の光導体素子２７０Ｂに突当たるようにする。光導体素子２７０Ａおよび２７０Ｂはそれぞれ共通の、あるいは異なる長さＬ_PAおよびＬ_PBを有することに留意されたい。光導体素子２７０Ａおよび２７０Ｂが等しい長さを有する場合には、光導体素子２７０Ａから光導体素子２７０Ｂに方向を変えられた全ての光が、概ね同等のオフセット角αで方向を変えられるであろう。しかしながら、光導体素子２７０Ａが光導体素子２７０Ｂと異なる長さを有する場合には、方向を変えられるオフセット角αは、光導体２７０Ａの長さに沿って変化し、方向を変えられた光が光導体素子２７０Ｂに入射するのを容易にすることができる。光導体２７０Ｂは、その上に突当たる光をスロット２２３の中に導く反射能力を有する。光導体素子２７０Ｂは、キャリッジ表面２１９Ａ上に配置され、素子２７０Ｂ上で方向を変えられた光がスロット２２３の中に導かれ、光学素子２１８に突当たり、感光デバイス２２１の端部領域２２１Ｂ上に合焦されるようにする。したがって、スロット２２３の真上を起源にする中央領域２２１Ａに突当たる光３０５Ａをサンプリングすることにより、一次走査線データが得られる。光導体素子２７０Ａに突当たり、素子２７０Ｂに方向を変えられ、それによりスロット２２３の中に導かれる光３０５Ｂをサンプリングすることにより、二次走査線データが得られる。

ここで図２、図３Ａ〜図３Ｃおよび図６を参照しながら、本発明の一実施形態による媒体物１７０を走査するための手順を記載する。キャリッジ２１９が走査開始位置、たとえばＸ＝０（図２）に配置され、媒体アダプタ１２０のランプ２４０が点灯される。キャリッジ２１９の構成は、走査線３７５Ａ₁を通過する光を捕捉し、スロット２２３に入射させることにより走査線３７５Ａ₁のサンプリングを可能にし、光は感光デバイス２２１の中央領域２２１Ａ上に合焦される。一般的に、走査線３７５Ａ₁をサンプリングするために光学素子２１８によって補足される光は、上側表面２１９Ａに対して概ね直角に導かれ、スロット２２３に入射する。本発明の実施形態によれば、走査線３７５Ａ₁とほぼ同時に二次走査線３７５Ｂ₁がサンプリングされる。この例では、ランプ２４０から走査線３７５Ｂ₁上に導かれる光は、表面２１９Ａに対して直角に向いていて、光導体素子２７０Ａ上に入射する。光導体素子２７０Ａは、受光した光を、表面２１９Ａと概ね平行な光路に沿って導き、光導体素子２７０Ｂに入射させるように構成されている。光導体素子２７０Ｂは、上側表面２１９Ａと概ね平行に素子２７０Ａから導かれた光を受光し、表面２１９Ａと直角に光の方向を変え、スロット２２３を通過させるように構成されている。したがって、媒体物１７０の第１の走査線３７５Ａ₁を通過し、スロット２２３に入射する光３０５Ａは、光学素子２１８によって補足され、感光デバイス２２１の中央領域２２１Ａ上に合焦する。同時に、媒体物１７０の第２の走査線３７５Ｂ₁を通過する光は光導体２７０によって補足され、感光デバイスの端部領域２２１Ｂ上に導かれる。キャリッジ２１９がレール２１７に沿って動くのに応じて、次の組の走査線、たとえば走査線３７５Ａ₂〜３７５Ａ_Mおよび３７５Ｂ₂〜３７５Ｂ_Nが同じようにしてサンプリングされる。イメージングソフトウエアを用いて、サンプリングされた走査線３７５Ａ₁〜３７５Ａ_Mおよび３７５Ｂ₁〜３７５Ｂ_Nが組み合わせられて、連続した画像が生成される。

キャリッジ２１９および感光デバイス２２１と光導体２７０の特定の構成、実施態様および構成は例示的なものにすぎないことを理解されたい。例示的な実施形態は２つの素子からなる光導体を提供しているが、光導体は単一の光導体素子で実施することができるが、複数の構成要素を含むこともできる。さらに、例示的な実施形態は、感光デバイスの中央領域によって別の走査線をサンプリングするのと同時に、感光デバイスの端部領域上に二次走査線からの光を合焦することを記載してきたが、本発明がそのような実施態様に限定されないことを理解されたい。たとえば、二次走査線からの光が補足されて、一次走査線のサンプルを提供する中央領域を包囲する感光デバイスの２つの端部領域に向かって導くこともできる。さらに、一次走査線および二次走査線をそれぞれサンプリングする感光デバイスの特定のエリアが、ソフトウエアおよび／または光導体の構成変更によって変更されることができること、ならびに最も一般的には、本発明は、第１の走査線から感光デバイスのある領域に光を導き、同時に第２の走査線からその感光デバイスの異なる領域に光を導くことにより、単一の感光デバイスで媒体物の２つの個別の走査線を同時にサンプリングする方法および仕組みを提供することを理解されたい。

本発明の有利な実施形態であるスキャナシステムを示す図である。 図１のスキャナの側断面図である。 本発明の一実施形態に従って実施されるキャリッジの平面図である。 本発明の一実施形態に従って実施されるキャリッジの側断面図である。 本発明の一実施形態に従って実施されるキャリッジの正断面図である。 本発明の一実施形態による多数の走査線で同時に媒体物を走査することを示す図である。

符号の説明

５０ スキャナシステム
１２０ 透明媒体アダプタ
１７０ 媒体物
２１９ キャリッジ
２２１ 感光デバイス
２７０ 光導体
２７０Ａ、２７０Ｂ 光導体素子
３０５Ａ、３０５Ｂ 光
３７５Ａ₁、３７５Ｂ₁ 走査線

Claims (10)

1. 透明媒体物の第１の走査線に光を通過させるステップと、
   前記第１の走査線を通過した前記光を感光デバイスの第１の領域上に合焦させるステップと、
   前記第１の走査線を通過した前記光の通過とほぼ同時に、前記透明媒体物の第２の走査線に光を通過させるステップと、
   前記第２の走査線を通過した前記光を前記感光デバイスの第２の領域上に合焦させるステップとを有することを特徴とする透明媒体物をイメージングする方法。
2. 前記光を前記第２の走査領域上に合焦させる前に、前記第２の走査線を通過した前記光の方向を変えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記感光デバイスを含む走査キャリッジを駆動して、走査方向に平行移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 媒体物の第１および第２の走査線を同時に照明する照明源と、
   キャリッジであって、前記キャリッジ内に配置された感光デバイスと前記キャリッジに固定された光導体とを備え、前記キャリッジは、前記第１の走査線を通過した光を前記感光デバイスの第１の領域において受光するように構成され、前記光導体は、前記第２の走査線を通過した光を前記感光デバイスの第２の領域上に導くように構成され、前記感光デバイスは、前記第１の領域および前記第２の領域上に導かれた光をサンプリングするように動作するキャリッジとを備えることを特徴とする透明媒体物をイメージングするスキャナシステム。
5. 前記照明源は透明媒体アダプタ内に配置されることを特徴とする請求項４に記載のスキャナシステム。
6. 前記キャリッジはさらにスロットを備え、前記照明された第１および第２の走査線の光が前記スロットを通過することを特徴とする請求項４又は５に記載のスキャナシステム。
7. 前記光導体は第１および第２の光導体素子を備えることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載のスキャナシステム。
8. 前記第１の光導体素子は、前記第２の走査線を通過した前記光を受光し、前記受光した光を第２の光導体素子に導くように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のスキャナシステム。
9. 前記第２の光導体素子は、前記第１の光導体素子から受光した前記光を前記キャリッジのスロットに導くように構成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のスキャナシステム。
10. 前記光導体はさらに第１および第２の光導体素子を備え、前記第２の光導体素子は、前記キャリッジの表面上にある前記第１の光導体素子の横方向に配置されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載のスキャナシステム。

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