JPH01114156A

JPH01114156A - スライドスキャナ

Info

Publication number: JPH01114156A
Application number: JP63183425A
Authority: JP
Inventors: Howard H Barney; ハワード　エイチ．バーニー; Kent S Johnson; ケント　エス．ジョンソン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1989-05-02
Also published as: EP0300667A3; EP0300667A2; US4907280A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はコンピュータメモリに記憶させるため３５ミリ
力ラー透明陽画（スライド）のアナログ情報をデジタル
情報に変換するスキャナに係わる。

［発明の背景］］ンビュータユーザーがアクセスできる写真画像は広範
囲のビジネス、知的ａｉ、教育及び学術活動を充実し、
改善することができる。例えば、デザイナ−は写真画像
をコンピュータ援用デザインの出発点として利用する。

即ち、建築デザイナ−なら住宅や建築物の敷地の写真を
、製品デザイナ−なら先駆製品の写真を、パッケージデ
ザイナ−なら食料雑貨店の棚の写真をそれぞれ利用する
ことができる。写真画像はデザインの要素を提供するこ
ともできる。造園デザイナ−なら地形、植生及び近隣建
造物に関する画像データベースに基づいて、建築デザイ
ナ−なら種々の色彩及び性質の各種材ｒ１に関する画像
データベースに基づいて作業を進めることができ、製品
デザイナ−なら提案されている製品のアウトラインをデ
ザインした上で、コンピュータの画像データベースから
選択された色彩及び性質の材わ１でこのアウトラインを
補充することができる。

カラー写真画像をコンピュータに記憶させるためのデジ
タル情報に変換する公知装置には幾つかの問題点がある
。デジタル化カメラは被写体を走査して分解能の高いデ
ジタル情報を出力する。しかし高い分解能を得るには少
なからぬコストを必要とする。その理由として、カメラ
を安定状態に保持するためには重いカメラスタンドが必
要であり、照明システムを別設し、色分離フィルタを使
用しなければならないことなどが挙げられる。さらにま
た、デジタル化カメラは熟練したオペレータ、広いスペ
ース、及びほとんど振動のない環境を必要とする。感知
できる程度の振動が露出中に発生すれば信頼できる走査
は得られない。ビデオカメラはスライドを搬彰し、標準
的な“フレームゲラバーズ（ｆｒａｍｅ　ｇｒａｂｂｅ
ｒｓ）　”によって画像をデジタル信号に変換すること
ができる。コストは大きくないが、ビデオカメラの電子
系が幾何的なひずみを発生させ、必然的に分解能が低く
なるから、被検索画像の品質は木質的に制約される。

理想としてはアナログ／デジタルスライドスキ１！すが
スライドから迅速に、容易に■つ適当なコストで高品質
デジタル情報を出力することが望ましい。

［発明の要約］本発明はカラー透明陽画のアナログ情報をコンピュータ
メモリに記憶させるのに好適なデジタル情報に迅速に容
易に且つ適省なコストで変換するスライドスキャナを提
供する。

本発明はカラー透明陽画中の対応の帯状部分を透過する
ことによってスライドから帯状部分情報を形成する細く
強い光線帯を発生させる手段を含む。スライドキャリッ
ジがスライドを支持し、前記細い光線帯の通路を横切る
ように移動させる。

赤色、緑色及び青色フィルタを順次光線帯に臨ませるこ
とにより、検出手段に入射するフィルタ済み光信号を発
生させる。検出手段はこの光信号をアナログ信号に変換
し、アナログ信号はデジタル信号に変換され、コンピュ
ータに記憶される。なお、赤色、緑色及び青色フィルタ
からの光信号は検出手段の正確に同じ場所に入射する。

具体的には、本発明の場合、固設ファイバオプチック束
から照射される細い光線帯を横切るようにスライドを搬
送し、スライドから固設の電荷結合デバイス（ＣＣＤ）
列へアナログ情報を入射させる。光は赤色、緑色及び青
色フィルタを順次透過する。好ましくは中性濃度フィル
タを通して行われる第４走査により、前２３色のフィル
タだけではＣＣＤ列における光情報から電圧信号への変
換が不可能な、スライドの陰影部からの情報を得る。検
出盤がＣＣＤ列からの電圧信号を読取る。

検出盤上の回路がアナログ信号をデジタル信号に変換す
る。デジタル信号は小型コンピュータメモリに記憶させ
るのに好適である。

具体的には、ＣＣＤ列の後方に配置された検出盤は標準
的な回路を利用して、ＣＣＤ列から受信したアナログ信
号を処理し、緩衝し、デジタル化する。この標準的な回
路は前Ｒ増幅器、サンプリング／保持増幅器、及びアナ
ログ／デジタルコンバータを含む。デジタルデータは緩
衝されてから、例えばＩＢＭ　　ＰＣ／ＡＴのようなコ
ンピュータに記憶される。スライドからのフィルタ済み
画像は順序は必ずしも一定ではないが、赤、緑及び青の
３色から成る１組のカラーアナログ信号を形成する。赤
色フィルタはスライドを透過した光とＣＣＤ列との間に
介在して赤色光だけをＣＣＤ列に入射させ、他の２色の
フィルタもそれぞれの色に関連して同様に作用する。赤
色光は最も短い時間に亘ってＣＣＤ列に入射し、緑色光
は次に短い時間に亘ってＣＣＤ列に入射し、青色光は最
も長い時間に亘って入射する。従って、ＣＣＤ列は入射
するそれぞれ色の異なる光に対して正しく応答すること
ができる。

他の３つのフィルタでは明らかにされない陰影部の詳細
な情報を検出するための第４のフィルタは陰影部におい
て重要なのはカラー情報ではなく輝度であるという事実
を利用する。多くの場合、陰影部に対するＣＣＤ列の分
解能限界は約２光学濃度（ＯＤ）である。第４の中性濃
度フィルタの光学濃度は最大走査速度においてＣＣＤ列
が１０倍以上も過剰露光されるように設定されている。

この過剰露光で明るい領域の画像は消えてしまうが、陰
影部の画像は適正に露光される。つまり、スライドを走
査すると、４種類の画像が記録されることになる。即ち
、赤、緑、青及び過剰露光灰色である。過剰露光したＣ
ＣＤ画素は隣接の画素と混り合うことはなく、拡散して
適正露光画素の情報を混乱させることもないから、この
方法はＣＣＤ列と有効に適合する。

本発明の重要な構成要件はスライドキャリッジ及び駆動
機構でスライドを移動させることにある。

好ましくは回転シャフトがキャリッジに設けた４つの斜
め従動輪を駆動して接線方向及び軸方向の両方向ノコ成
分を、従って両方向運動を発生させることによりスライ
ドキャリッジを並進させる。従動輪に作用する力は従動
輪にかかるキャリッジの重分だけであり、ばねが従動輪
に作用する３０一ラ式従動システムとは異なる。従動輪
だけでシャフトに対するキャリッジの向きが決定される
から、自動的にキャリッジとシャフトが半径方向に整列
し、駆動シャフトの軸線は常にキャリッジのスライドホ
ルダー平面内に位置する。キャリッジからのアウトリガ
には駆動シャフトと平行なガイドバー上を転勤するロー
ラを取付け、駆動シャフトによってキャリッジに加えら
れるトルクに、ガイドバーを介して反作用さＵる。レチ
クル及び光検出手段がエンコーダ信号を出力し、このエ
ンコーダ信号が異なるフィルタによる走査ごとにスライ
ドをＣＣＤ列と整合させる。フィルタ及び投光レンズ集
合体を共通の台部に取付け、スライドに対して移ＩＪＪ
させることによって焦点合わせ１“る。

ファイバオブヂック束がスライドを照明１゛る。

ファイバオブチック束は後方に設置され、ファン冷却さ
れるハロゲン灯からの光をスキＶすの前方へ運ぶ。ＣＣ
Ｄ列の断面形状は強い矩形の光線帯がスライドを通過し
てＣＣＤ列に入射するように円形から細長い垂直な矩形
へと変化している。

以下、添付の図面に沿って本発明をさらに詳細に説明す
る。

［好ましい実施例］第１図はカラースライドのアナログ情報に対応するデジ
タル信号を発生させる本発明の構成を略示する。ハロゲ
ンランプ１０からの光線は該光線から不要の赤外線エネ
ルギーを反射させて除去する赤外線フィルタ１２を通過
する。フィルタからの光線は集光レンズ１４を通過しな
がら集束し、オプチカルファイバ束１６に入射する。オ
プチカルファイバ束１６は入口が円筒形であり、次第に
変化し、末端において１１Ｉ長い矩形片の形状となる。

オプチカルファイバはランプの熱に近いスキャナの後部
を起点とし、このランプ熱からは遠隔のクーラーの位置
においてスライド１８に強い光線帯を入射させる。

スライド１８は走査ごとに異なる所定速度で光線を横切
る。この動作を行うための機構に含まれるキ１？リッジ
は３つの線形自由度のうちの２つにキャリッジを拘束す
る被駆動ローラを介して回転駆動シャフトに取付けられ
ている。また、前記機構に含まれるアｒクトリガはキャ
リッジを第３の回転自由度に拘束する。従って、キャリ
ッジは駆動シャフト軸線と平行な１つの通路だけを移動
し、ねじれの原因となるような運動は起こり得ない。

レンズ２０は光学的倍率の調定を可能にするが、倍率は
ほぼ１：１が普通である。スライド１８に対してレンズ
を移動させることにより、焦点合わせをしたり、スライ
ドマウントの弯曲や厚さばらつきを補正することができ
る。

レンズ２０からの射出光はフィルタ集合体２２を構成す
る少なくとも３つのフィルタを順次通過して赤、青及び
緑のアナログ画像情報を形成する。必要に応じて第４の
フィルタによって、前記３つのフィルタだけでは（１１
）０列２３の画素に分解しないスライド陰影部の情報を
ピックアップする。

フィルタ２０からの射出光が（１１）０列２３に入射し
て（１１）０列２３に入射する光情報に対応する電気的
アナログ信号を発生さぼる。

（１１）０列２３の背後に設けた検出盤２４がこの電気
信シうを検出する。検出盤２４からの信号はアナログ／
デジタル変換回路２６においてさらに処理され、デジタ
ル化される。一般に、この変換回路２６はＣＣｒ）列２
３からのアナログ信号を緩衝し、デジタル化するもので
あり、前置増幅器、サンプリング／保持増幅器、及びア
ナログ／デジタルコンバータを含む。デジタルデータは
緩衝され、符号２８で示された部分のコンピュータのイ
ンターフェースカードへ送られる。変換回路２６はまた
（１１）０列２３のためのタイミング／制御チップ、線
形エンコーダのためのインターフェースチップ、及びホ
ームピットフラグをも含む。

順次フィルタされたスライド１８からのアナログ信号は
（１１）０列２３を介して光情報を゛電気的情報に変え
る。例えば、赤色光に対応する信号は（１１）０列２３
の画素に電圧の関数として現われる。検出盤２４がこれ
らの信号をピックアップし、信号は最終的には別々の信
号としてコンピュータメモリに記憶される。青色光に対
応する信号及び緑色光に対応する信号も同様に別々に検
出され、変換され、記憶される。スライド陰影部の情報
をピックアップするために中性濃度フィルタを利用する
場合、この信号も（１１）０列２３において電圧信号と
して検出され、デジタル化され、コンピュータメモリに
記憶される。次いで、ソフトウェアプログラムが記憶信
号をコンピュータスクリーン上の画像に変換する。

集光レンズ１４から受光するオプチカルファイバ束１６
の表面はｒＩＩｌ摩仕上げされている。オプチカルファ
イバ束１６の入口は集光レンズ１４からの集束された円
筒形光線に対応してほぼ円筒形である。オプチカルファ
イバはスキャナの後端を起点とし、スキャナの前端に達
しており、全体的な断面形状は円形からファイバ東出口
の細長いスリット形状へと変化する。

スライド１８からのアナログ信号がレンズ２０に入射し
、ＣＣＤ列表面への焦点合わせを制御する。

ステップモータ駆動１構が適当なタイミングで適当な時
間に亘ってレンズ２０からの光線を遮るようにフィルタ
集合体２２のフィルタを位置ぎめし、前記時間はＣＣＤ
列２３の画素に入射する光の色に対応して飽和状態に近
い適当な電圧信号を発生させる（１１）０列２３の能力
と相関関係にあり、青色に対しては緑色に対してよりも
長く、緑色に対しては赤色に対してよりも長く設定され
る。

スライド１８は少なくとも３回、好ましくは４回走査さ
れるから、スライド１８の同じ部位からの光信号は互い
に重なり合うように（１１）０列２３の同じ画素で整合
しなければならない。この整合はフィードバックループ
から与えられる情報によって行われる。

第２図乃至第１２図は以上に述べた原理に基づく具体例
を示す。

第２図及び第３図はスキャナ３０の構成成分の並置関係
を示す。スキャナ３０は機枠３２を含み、機枠３２に取
付けたスライドキャリッジ３３が第２図及び第３図の平
面と直交する単一の・直線方向に、即ち、第２図に対し
て前後方向に、第３図では上下方向にスライドを移動さ
せる。第２図及び第３図において左右へ移動自在に機枠
３２にレンズ集合体３４が取付けられでいる。同レンズ
集合体３４にフィルタ集合体２２が装着される。レンズ
集合体３４及びフィルタ集合体２２を機枠３２から支持
する態様を第３図及び第７図に示した。レンズ集合体３
４は対向するアーム３６．３８を介して機枠３２に取付
けられる。機枠３２にはまた、対向するＶ字形溝４４．
４Ｇをそれぞれ具備するトラック４０．４２が取付けで
ある。アーム端はレンズ集合体３４がトラック４０．４
２による制約下に（１１）０列２３との間を線形移動し
かできないように満４４．４６と咬合する形状を具えて
いる。ｈラック４０．４２はそれぞれ機枠３２の壁５０
．５１に取付けられている。第３図から明らかなように
、平面図で見てレンズ集合体３４はウィング状にそれぞ
れと連携のトラック４０．４２に達するアーム３６．３
８を具備する。このウィングはレンズ集合体３４のほぼ
全長に沿って前後に広がっている。特に第２図及び第３
図から明らかなように、レンズ集合体３４の段部のある
大部分が直立部分から成る支持部材５８を介して該レン
ズ集合体３４にフィルタ集合体２２が取付けられている
。支持部材５８はレンズ集合体３４の円錐形レンズ筐体
６２の周縁フランジ６０にファスナ６４によって取付け
られる。フィルタ集合体２２はファスナなどによって支
持部材５８に取付けられ、従って、フィルタ集合体２２
とレンズ集合体３４が一体的に移動する。

第２図に示すように、プリント回路盤６５に（１１）０
列２３及び検出手段２４を取付ける。回路盤６５は周縁
フランジ６０にファスナ６８を螺入することによりレン
ズ集合体３４に取付ける。スペーサ６６が回路盤６５を
フィルタ集合体２２及びレンズ集合体３４から隔離する
。（１１）０列２３における画像倍率が変化しないよう
に、焦点合わせの際に回路盤６５がレンズ集合体３４と
共に移動する。

第２図、第３図及び第６図から明らかなように、駆動機
構１０の起点は出力シャフト１４を有するステップモー
タ７２であり、スプライン付き継手１６が出力シャフト
７４を補完スプライン付き被駆動シャフト７８に結合す
る。駆動シャフト７８の外端にクランク８０が取イＮＪ
＆ノられ、このクランク８０の外端においてコネクタビ
ン８２がリンク８４を駆動する。リンク８４はフィルタ
支持フレーム８６に固定されており、フレーム８Ｇはフ
ィルタ保持部９２．９４．９Ｇ、　９Ｂを有し、対向覆
るチャンネルガイド８８．９０を有するガイド部材８７
に沿ってレンズ２０からの光路中の特定位置間を直線的
に往復運動する。ブッシング９１がシャフト７８を軸支
し、このブッシング９１は回路盤６５を貫通し、２つの
スペーサに装着されたブレーｉへ９３に取付けられる。

第２図、第３図、第５図及び第８図はスライドキャリッ
ジ３３を詳細に示す。キャリッジ３３は直立フレーム１
０４内にスライド１８を挿入づ゛るための直立スライド
挿入ポケット１０２を具備する。フレーム１０４はレン
ズ集合体３４及びフィルタ集合体２２の移動平面と平行
な平面においてスライドフレーム１０４よりも大きい寸
法を有する主１１リツジベース１０６から垂直に突出し
ている。キャリッジベース１０Ｇの脚１１０及び１１２
は駆動シャフト　１０８にまたがり、４個のローラ１１
４．　１１５．　１１６．　１１７がキャリッジベース
１０６に取付けられ、駆動シャフト１０８に当接する。

これらのローラは駆動シャフト１０８の軸線に対してや
や傾斜しており、駆動シャフト　１０８の回転に伴なっ
てローラに対する力の軸方向成分が発生し、これがスラ
イドキャリッジ３３をシャフト　１０８に沿って移動さ
せる。アウトリガ１１８はアーム１２０、及びビン１２
４を介してアーム１２０に取付けられたローラ　１２２
を具備する。０−ラ１２２は駆動シャフト１０８と平行
なガイドシャフト　１２６に当接する。ガイドシャフト
　１２６はシャフト　１０８からローラを介してキャリ
ッジ３３に加えられるトルクに反作用し、キャリッジ３
３が駆動シャフト　１０８と共に回転するのを防止する
。駆動シャフト　１０８及びガイドシャフト１２６は機
枠３２の垂直壁５０．５１に取付けられる。機枠３２に
取付けられたキャリッジ駆動モータ　１３２及びタコメ
ータ　１３４がモータ　１３２と駆動シャフト１０８の
間のベルト／プーリ駆動機構１３６を介して駆動シャフ
ト１０８を回転駆動する。

ローラ　１１４乃至１１１は駆動シャフト　１０８に対
してキャリッジ３３を方向づけすると共に、駆動シャフ
ト軸線を含む垂直及び水平平面内における駆動シせフト
軸線に対するキャリッジ３３の位置を決定し、シャフト
沿いの移動を可能にする。これらローラはまた、前記平
面内でキャリッジ３３が回転するのを阻止する。アウト
リガ１１８は駆動シャフト軸線と直交する平面内でキャ
リッジ３３が回転するのを阻止する。斜めローラの原理
を利用する駆動機構は公知であるが、公知例ではキャリ
ッジ各端に３個のローラを設けている。３個のローラを
設ける駆動方式では駆動シャフトに対してローラを位置
ぎめするのにばねの力を利用する。このような構成では
ローラと駆動シャフトとの間の僅かなばね力変動によっ
てローラ位置に僅かな変動が生ずるため、駆動シャフト
に対するキャリッジの水平及び垂直スキューが発生する
。各辺に２周のローラを配し、回転シャフトとローラの
咬合力がキャリッジの重石だけに依存するように構成す
れば、ローラ位置はばね力に左右されず、スライドキャ
リッジとシャフト軸線との整列が容易になる。

第５図から明らかなように、ファイバオブヂック束１６
はその出口端において細長い矩形を呈し、これによりス
ライドへ細長い光線帯を当てることができる。ファイバ
オブチック束１６はブロック１３１によって保持され、
該ブロック　１３１はファイバオプチック取イ」けブラ
ケット　１３３に該ブラケットの端フランジ１３８に当
接するファスナ１３５によって取付ける。垂直方向の姿
勢を調整し、この姿勢が変化しないようにするため、端
フランジ１３８とマウントの間にばね１４０を介在させ
てファスナ１３５のねじフランクとマウントの間の摩擦
を増大させる。

第２図及び第５図はスライドキャリッジ位置エンコーダ
信号発生手段も示している。この手段は格子スケール１
４２、レチクル１４３、光源１４４、コリメータレンズ
、フィードバックフォトダイオード、シリコン検出手段
１４６を含む。光源１４４はファイバオブチック束から
のファイバオブチツクストランドである。格子スケール
１４２はキャリッジ３３に取付けられる。ファイバオプ
チツクストランドからの光路中に固設されたレチクルの
後方を可動スケールが通過し、キャリッジ３３の移動旦
に応じて周波数が変化する正弦波信号をシリコン検出手
段１４６に発生させる。シリコン検出手段１４６によっ
てピックアップされたリーイクルを簡単な回路がカウン
トし、詳しくは侵述するように、適当な制御信号を形成
する。

ファイバオブヂック束はスキャナ後部の入口１４８（第
３図及び第４図）から出口のブロック１３１に至る。ハ
ロゲンランプ１０からの光が赤外線フィルタ１２を通過
し、集光レンズ１４に入射して集束され、ファイバオブ
チック束１６の入［コに入射する。

（第３図には図示しない）ファン１５０がハロゲンラン
プ１０を冷却する。壁１５２は光源、赤外線フィルタ、
集光レンズ、ファン及びステップモータ７２を仕切るこ
とにより、ランプ１０及びモータ７２の熱がスキャナの
その他の構成成分に伝達されないようにする。ファン１
５０及びモータ７２は壁１５２に取付けられる。壁１２
８．　１３０間の互いに平行な横断レール１５４にラン
プ１０．フィルタ１２、集光レンズ１４及びファイバオ
ブチック取付はブラケット　１５Ｇが取付けられる。壁
１２８に形成したランプアクセス窓１６０がランプ１０
への接近を可能にする。

第２図に示す電源１７０．　１７２は機枠３２に取付け
られている。電源１７２は１２ボルトのスイッチング電
源であり、ランプ、モータ及びファンにＤＣ定電圧を供
給する。電源１７２の上方に位置する電源１７０は５±
２ボルト線形電源であり、検出回路盤のアナログ部に論
理電圧及びクリーンアナログ電圧を供給する。

床面と機枠隅部との間に設けた振動絶縁装置１７６は外
部振動の影響を極力小さくする。冷却ファン１５０はフ
ァンの撮動を極力小さくするため壁１５２に緩衝式に取
付けである。

第９図乃至第１２図は本発明の回路構成を示す。

これをＩＩｔ？ｉｌ！することで本発明の理解が容易に
なるであろう。スライドを走査する前にキャリッジ３３
を初期位置に戻し、適当なフィルタを選択し、露光時間
を設定しなければならない。モータ　１３２を始動して
キャリッジ３３を初期位置に戻すと、ホームフラグがこ
の状態を指示する。ステップモータ７２がフィルタを初
期位置までステップ移動させる。

さらにモータ７２を作動させて、使用すべきフィルタを
位置ぎめする。露光時間レジスタに露光時間値を書込む
ことによって露光時間を設定する。次にキャリッジモー
タを最大順方向速度にセットする。シリコン検出手段１
４６からのエンコーダパルスをカウントすることにより
、スライド画像域の開始点を見出ず。キャリッジ３３が
所定距離、典型的には０．（１１）１インチ移動するご
とに１個のエンコーダパルスが発生する。スライド画像
域に達すると走査開始可能となる。スライドの各帯状範
囲の走査はキャリッジがｏ、ｏｏｉインチ移動したこと
を指示するエンコーダからの遷移信号が受信されて始め
て開始される。ｊ■移倍信号受信すると、インターフェ
ース盤がスタート読取信号を出力し、この信号で走査シ
ーケンスが開始される。

第９図は電子回路のブロックダイヤグラムであり、以後
のダイ゛Ｖグラムとの関連で有用である。

なお、第９図に関しては詳細な説明を省く。

第１０図はスキャナをパーソナルコンピュータと接続す
るコンピュータインターフェース盤２（１１）（ＰＣイ
ンターフェース盤）のブロックダイヤグラムである。Ｐ
Ｃインターフェース盤はすべてのデジタル成分を含み、
可能な限りのデジタル電子素子を内蔵している。アナロ
グ回路はこのデジタル回路とは別である。このように両
回路を分離構成したから、ノイズに敏感なアナログ回路
はノイズの多いデジタル回路から隔離される。

ＰＣインターフェース盤はクロック発生器２０２、ステ
ートマシーン２０４、露光時間レジスタ２０６、ＦＩＦ
Ｏ（先入先出）バッファ２０８、汎用並列入／用（Ｉｌ
ｏ）バッファ　２１０　（８２５５Ａ　）　、バスイン
ターフェース２１２、及びＩ１０アドレスデコーダ２１
４を含む。

クロック発生器２０２は１つに接続された２つのワンシ
ョットタイマであり、３（１１）Ｋ　ＨＺ乃至１ＭＨｚ
の範囲で作動する。２つのポテンシオメータが周波数及
びデユーティサイクルを例えば４８０　Ｋ＋−Ｉ　Ｚ及
び３０％デユーティサイクルに設定する。

ステートマシーン２０４はインターフェース盤の他の部
分で使用される制御信号を出力する。ステートマシーン
２０４は１６ピツト露光時間カウンタ、幾つかのフリッ
プフロップ、及びその他の論理素子を含む。ステートマ
シーン２０４への入力はクロック信号、スタート読取パ
ルス、及び１６ビツト露光＋ｒ、’ｉ間倍信号ある。出
力はＦＩＦＯクリア、ＦＩＦＯ充ＩＪＪ、走査スター１
−１及びサイクル信号である。

スタート読取パルスは上位コンピュータからの出力指令
に呼応してＩ１０アドレスデ］−ダ２１４から出力され
る。このパルスを受信すると、ステートマシーン２０４
は入力サイクルを開始する。先ずスタート読取パルスが
クロック信号と同期させられ、同期化されたのち、スタ
ート・読取パルスが露光時間カウンタを始動させ、セン
サ１２１６（第９図）へ送られる２つの走査開始パルス
のうちの第１パルスを発生させる。

露出時間レジスタ２０６の値がステートマシーン２０４
の露出時間カウンタにロードされる。該カウンタは露出
時間インターバルをカウントオフし、露光プロセス中に
２つのインターバルをカウントする。第１露光時間イン
ターバルの終りにエンドオブカウント信号がセンサ盤へ
の第２走査開始パルスを発生させてカウンタを再始動し
、ＦＩＦＯをクリアし、ＦＩＦＯ充填を可能化してＦＩ
ＦＯへの画像データのローディングを開始させる。第２
露光時間インターバルの終りにＦＩＦＯ充填可能化がク
リアされる。

露光時間レジスタ　２０６はＣＣＤ列が露光される露光
時間を保持する２つの８ビツトラツチから成る。露光時
間は出力信号によりＰＣバス２２０（第９図）からレジ
スタの２つのＩ１０ボートへ直接書込まれる。

画像バッファＦＩＦＯは１０２４ｘ　９先入先出バツフ
アである。このバッファはコンピュータによって読取ら
れる前のデジタル化画像信号を記憶する。

バッファの作用下にセンサ盤２１６は非同期的に且つＰ
Ｃインターフェースバス２２０によって読取られるデー
タ転送率とは異なるデータ転送率でデータを発生さける
。

ＦＩＦＯへの入力はセンサ盤２１６に含まれるアナログ
／デジタルコンバータである。書込クロックは画像クロ
ック発生器２０２から取出され、ステートマシーン２０
４からのＦＩＦＯ充填可能化信号と共にゲートされる。

ＦＩＦＯからの出力はパスバッファ２１２に入力し、Ｉ
１０アドレスデコーダ２１４からの読取信号によってク
ロックオフされる。

汎用バッファ２１０は３つの８ビット並列１１０ポート
を有するＬＳＩチップである。このボートの１つがイン
ターフェース盤状態信号−開始読取シンクロ信号、サイ
クル信号、ＦＩＦＯクリア信号、ＦＩＦ○充填信号、Ｆ
ＩＦＯ空白信号、ＦＩＦＯ半充満信号及びＦＩＦＯ充満
信号を読取る。

第２ポートはフィルタモータ及びキャリッジモータの制
御に利用される出カポ−１へである。第３ボートは外部
状態信号−キャリッジホーム信号、フィルタホーム信号
及びキャリッジエンコーダ信号を読取る。

インターフェース盤はコンピュータデータ、アドレス、
及び制御バスからの信号によって制御される。バストラ
ンシーバ２１２がデータバスを緩衝Ｊる。アドレスデコ
ーダ回路２１４はインターフェース盤が必要とするＩ１
０読取り及び書込みストローブを出力する。インターフ
ェース盤はＤＩＰスイッチによって選択されたベースア
ドレスで８個のＩ１０アドレスにマツピングする。

インターフェース盤はコンピュータバスとのカードエツ
ジコネクタ、及びセンサ盤及びモータ駆動盤とのリボン
ケーブルコネクタを有する。バスコネクタは電力、アド
レス、データ、及び制御信号を搬送する。リボンケーブ
ルはセンサ盤に対してクロック及び走査開始信号を搬送
する。センサ盤は８ビットデジタルビデオ信号の形でキ
ャリッジホーム、キャリッジエンド（使用されない）、
フィルタホーム、及びキャリッジ位［（ＴＴＬエンコー
ダ）信号を返信する。モータ駆ｖＪ盤に対して、リボン
ケーブルがキャリッジモータ制御及びフィルタステップ
信号を搬送する。

次に第１１図に関連して説明すると、検出盤２１６（ま
たは２４）は画像信号の混乱を防止するためノイズが極
めて低く、スキャナの筐体に収まるように充分小さく寸
法設定されている。検出盤２１６を構成する主要なサブ
セクションはスキャナインターフェース２３０、−１０
ボルト電源２３２、及び状態フラグインターフェース２
３４である。

スキャナインターフェース２３０はスキャナのすべての
エレクトロニクスのうちの心臓部である。

このインターフェースへの入力はインターフェース盤か
らのクロック及び走査開始信号であり、出力はデジタル
化された画像データである。クロック及び走査開始信号
は制御回路２３６に供給されてＣＣＤスキャナ列２３が
必要とするパルスを形成する。スキャナ２３°はＥＧ　
　＆　　ＧＲｅｔｉｃｏｎ社の１０２４−エレメントＣ
ＣＤ　ｔンサ列である。スキャナの差分出力が前置増幅
器２３８、サンプリング／保持増幅器２４０及びアナロ
グ／デジタルコンバータ２４２に供給されて８ビットデ
ジタル信号を形成する。アナログ信号のゲイン及びオフ
セットをポテンシオメータで調節することによりアナロ
グ／デジタル（Ａ／Ｄ）：Ｉンバータ２４２ヘノｏ−５
Ｖ信号を形成することができる。

スキャナ列はその性質上、１つの操作で読取りとクリア
が行われる。このスキャナでは最初の走査開始がスキャ
ナ列のクリアに利用され、読取り値の方は無視される。

第２の走査開始が画像データ読取りに利用される。２つ
のパルス間のタイミングがスキャナ列の露光を決定する
。このタイミングは露光時間レジスタ２０６にセットさ
れている値を変えることで変えることができる。

電源２３２は簡単な線形電源であり、盤電源から一１５
ｖを取出し、スキャナチップに対して一１０Ｖを供給す
る。

状態フラグインターフェース回路２３４は３つの光学断
続器のための簡単なインターフェース回路であり、３つ
の光学断続器のうち２つはキャリッジホーム及びフィル
タホームフラグに使用される。

シリコン検出手段１４６と連携させて、キャリッジ位置
測定用のインターフェース、を設ける。このインターフ
ェースは電流／電圧コンバータ２４４として構成された
２つの演算増幅器と、１つのインバータ２４３とを含む
。インバータの正弦波出力がコンパレータ２５０へ送ら
れ、デジタル信号に変換される。

センサ盤２４はリボンケーブルを介してＰＣインターフ
ェース盤と接続し、前記ケーブルを介してクロック及び
走査開始信号を受信し、デジタル画像信号及びマシーン
状態信号を送信する。センサ盤は別にキャリッジホーム
及びフィルタホームを検出する光学断続器と接続すると
共に、フォトダイオード、及びキャリッジ位置を感知す
るシリコン検出手段とも接続する。線形型ｉＩ！１７０
は＋５Ｖ及び±１５ＤＣｆｆｌ圧を供給する。

第１２図はノイズの多いすべてのアナログ回路を含むモ
ータ駆動１！Ａ２５０を示す。このモータ駆動盤２５０
はセンサ盤２４から物理的に隔離されており、独自の１
２Ｖ電源を有する。モータ駆動盤２５０を構成する主要
なサブセクションはＤＣモータ駆動回路２５２、ステッ
プピータ駆動回路２５４、及び−１２■スイツチング電
源２５６である。

ＤＣモータ駆動回路２５２はキャリッジ駆動モータ　１
３２を制御する。インターフェース盤からの４つのモー
タ速度選択信号が４つの調節用ポテンシオメータ１つを
選択するアナログスイッチ２５８を制御する。ポテンシ
オメータでセットされた電圧はモータ駆動電圧を発生さ
せる演算増幅器速度サーボ２６０を制御する。モータは
ＤＣ？ｆｆ圧を発生させるタコメータ　１３４を含む。

この電圧をサーボにフィードバックすることにより、サ
ーボが負荷の変化に拘らず一定速度を維持することがで
きる。

ステップモータ駆動回路２５４はフィルタモータ７２を
制御する。インターフェース盤からのステップ信号はモ
ータを直接制御するチップに供給される。

Ｆ　ａｉｒｃｈｉｌｄ　７８　Ｓ　４０　（商品名）ス
イッチングレギゴレータチップに基づ＜−１２Ｖ電−源
がキャリッジモータ反転に必要な負電圧を供給する。

キャリッジモータ速度選択信号及びフィルタステップ信
号はリボンケーブルを介してインターフェース盤から供
給される。タコメータを含むキャリッジ七−夕及びフィ
ルタモータはそれぞれ独自の接続回路を有する。→−１
２Ｖスイッチング電源か弓の電力はランプ及びファンに
よっても使用される。

線形型Ｉｌｌ　１７２は＋５Ａ＠２Ａ、±１５Ｖ＠　０
，４Δを供給し、センリー盤と接続する。他方の電源１
７０、即ち、＋　１２Ａ　＠　ＩＯＡスイッチング電源
はランプ、ファン及びモータ駆動盤と接続づる。センサ
盤及びモータ駆動盤に含まれる電源からも動作電圧が１
９られる。ＰＣインターフェース盤は必要電力のずべて
をＰＣバスから供給される。

以上、本発明を好ましい実施例に基づいて説明したが、
本発明の思想及び範囲は必ずししこの実施例に制限され
るものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を明らかにするため本発明に基づ
くスキャナの主要部分の幾つかを示すブロックダイヤグ
ラム、第２図は側壁を省いて示すスキャナの側面図、第
３図はカバーを省き、一部を切欠き、一部を断面で示す
スキャナの頂面図、第４図はスキャナの背面図、第５図
は前壁を省いて示すスキャナの正面図、第６図はフィル
タ位置ぎめ集合体の一部を示す斜視図、第７図はレンズ
集合体及びマウントの立面図、第８図はスライドキャリ
ッジ及びマウントの斜視図、第９図乃至第１２図は本発
明の電子制御回路、モータ駆動回路、デジタル化回路及
びコンピュータインターフェース回路を略示するブロッ
クダイヤグラムである。１（１６）・・ハロゲンランプ　１２・・・フィルタ　
１４・・・集光レンズ　１６・・・オプチカルファイバ
　１８・・・スライド２（１６）・・レンズ　２２・・
・フィルタ集合体　２３・・・ＣＣＤ列　２４・・・検
出盤　２６・・・アナログ／デジタル変換回路　３（１
６）・・スキャナ　３２・・・機枠　３３・・・スライ
ドキャリッジ　３４・・・レンズ集合体　７（１６）・
・駆動機構７２・・・ステップモータ　　１０８・・・
駆動シャフト１１４．１１５，１１６，１１７・・・ロ
ーラ　　１１８・・・アウトリガ１２６・・・ガイドシ
ャフト　　１３２・・・駆動モータ１５（１６）・・フ
ァンｆＪ、！Ｃゑ６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カラー透明陽画のアナログ情報をコンピュータメ
モリに記憶させるためデジタル情報に変換するスキャナ
であって、（ａ）スライドの長手方向寸法よりもはるかに細い光線
帯を発生させる手段と、（ｂ）スライドを保持するスライドキャリッジと、（ｃ）投影されるアナログ画像を形成するため所定の速
度で移動線に沿ってスライドキャリッジを移動させて細
い光線帯を横切らせる手段と、（ｄ）赤色、緑色及び青色フィルタと、（ｅ）フィルタ済み画像を形成するためフィルタをそれ
ぞれ異なる時間に亘って投影アナログ画像内へ順次進入
させる手段と、（ｆ）アナログ画像を検出して対応の電気信号を出力す
る検出手段と、（ｇ）電気信号をコンピュータに記憶させるのに好適な
デジタル信号に変換する手段から成ることを特徴とするスキャナ。
（２）検出手段が電荷結合デバイス（ＣＣＤ）列を含む
ことを特徴とする請求項第（１）項に記載のスキャナ。
（３）前記異なる時間が赤色、緑色及び青色光に対する
ＣＣＤ列の応答との関係で設定されることを特徴とする
請求項第（２）項に記載のスキャナ。
（４）細い光線帯を形成する手段がスライドキャリッジ
から遠隔の光源と、光源からの光路中に配置され、細い
光線帯と一致する出口を有し、前記細い光線帯を形成す
るオプチカルフアイバを含むことを特徴とする請求項第
（３）項に記載のスキャナ。
（５）スライドキャリッジを移動させる手段がモータ、
軸線がスライドキャリッジの移動線と平行となるように
駆動シャフトを回転自在に取付ける手段、及び駆動シャ
フトの回転からキャリッジに線形運動を与えるようにキ
ャリッジ及び駆動シャフトに取付けた斜めローラを含む
ことを特徴とする請求項第（１）項に記載のスキャナ。
（６）駆動シャフト軸線と直交するようにキャリッジに
設けたアウトリガと、アウトリガを支持し、キャリッジ
に加わる駆動シャフトのトルクに反作用するガイドを含
むことを特徴とする請求項第（５）項に記載のスキャナ
。
（７）ガイドが駆動シャフトと平行なガイドシャフトを
含み、アウトリガがガイドシャフトと咬合するローラを
含むことを特徴とする請求項第（６）項に記載のスキャ
ナ。
（８）斜めローラが移動線に沿つて間隔を保つ位置を占
めるようにキャリッジに取付けられた少なくとも２対の
ローラを含み、各対を構成する２つのローラが駆動シャ
フトに当接し且つこれにまたがることにより駆動シャフ
トを介してキャリッジの重量を支え、キャリッジの重量
と駆動シャフトの駆動力だけがキャリッジと駆動シャフ
トの間で作用することを特徴とする請求項第（５）項に
記載のスキャナ。
（９）フィルタ駆動手段がフィルタを１つずつ投影アナ
ログ画像内へステップさせる手段を含むことを特徴とす
る請求項第（４）項に記載のスキャナ。
（１０）投影画像をＣＣＤ列上に焦合さ往るレンズと、
スライドキャリッジを移動させることなくレンズ及びフ
ィルタを一緒にＣＣＤ列との間で移動させる手段を含む
ことを特徴とする請求項第（９）項に記載のスキャナ。
（１１）スライドキャリッジ駆動手段がモータと、モー
タによって回転駆動される駆動シャフトと、軸線がスラ
イドキャリッジの移動線と平行となるように駆動シャフ
トを回転自在に取付ける手段と、キャリッジ及び駆動シ
ャフトに取付けられて駆動シャフトの回転からキャリッ
ジに線形運動を与える斜めローラを含むことを特徴とす
る請求項第（１０）項に記載のスキャナ。
（１２）駆動シャフトの軸線と直交するようにキャリッ
ジに設けたアウトリガと、アウトリガを支持し、キャリ
ッジに加わる駆動シャフトのトルクに反作用するガイド
を含むことを特徴とする請求項第（１１）項に記載のス
キャナ。
（１３）斜めローラが移動線に沿つて間隔を保つ位置を
占めるようにキャリッジに取付けられた少なくとも２対
のローラを含み、各対を構成する２つのローラが駆動シ
ャフトに当接し且つこれにまたがることにより駆動シャ
フトを介してキャリッジの重量を支え、キャリッジと駆
動シャフトの駆動力だけがキャリッジと駆動シャフトの
間で作用することを特徴とする請求項第（１０）項に記
載のスキャナ。
（１４）フィルタの１つとして中性濃度フィルタを含み
、中性濃度フィルタの露光時間がＣＣＤ列に過剰露光灰
色を発生させることを特徴とする請求項第（３）項に記
載のスキャナ。
（１５）細い光線帯を形成する手段がスライドキャリッ
ジから遠隔の光源と、光源からの光路中に配置され、細
い光線帯と一致する出口を有し、前記細い光線帯を形成
するオプチカルフアイバを含むことを特徴とする請求項
第（１４）項に記載のスキャナ。
（１６）投影画像をＣＣＤ列上に焦合させるレンズと、
スライドキャリッジを移動させることなくレンズ及びフ
ィルタを一緒にＣＣＤ列との間で移動させる手段を含む
ことを特徴とする請求項第（１５）項に記載のスキャナ
。
（１７）カラー透明陽画のアナログ情報をコンピュータ
メモリに記憶させるためデジタル情報に変換するスキャ
ナであつて、（ａ）機枠と、（ｂ）機枠に取付けた光源と、（ｃ）入口及び出口を有し、機枠に取付けけられ、前記
出口が光源から細い光線帯を投射するため細長い帯状を
呈するファイバオプチック束と、（ｄ）スライドを保持するスライドキャリッジと、（ｅ）スライドキャリッジを線形移動させて光線帯を横
切らせる手段と、（ｇ）赤色、緑色、青色、及び中性濃度フィルタと、（ｈ）フィルタを保持し、光線帯を投射されたスライド
キャリッジのスライドから像を逐次遮断することにより
重合画像を発生させるフィルタマウントと、（ｉ）画像を遮断してフィルタ済み画像を形成するため
、それぞれのフィルタに応じて設定された時間に亘って
各フィルタを逐次臨ませる手段と、（ｊ）ＣＣＤ手段に
像を焦点合わせするためＣＣＤ手段及びスライドキャリ
ッジとの間をフィルタマウントと一体に移動できるよう
に機枠に取付けたレンズと、（ｋ）光線帯ごとに挿入されるフィルタからの画像を検
出してこれをアナログ電気信号を変換するＣＣＤ検出手
段を設け、フィルタ挿入時間をＣＣＤ検出手段への特定
入射光に対する該ＣＣＤ検出手段の応答感度に応じて設
定し、中性濃度フィルタの挿入時間を、スライドの陰影
部以外でＣＣＤ検出手段を過剰露光させるように設定す
ることと、（ｌ）アナログ電気信号をコンピュータに記憶させるの
に好適なデジタル信号に変換する手段から成ることを特
徴とするスキャナ。
（１８）スライドキャリッジ駆動手段が投影方向と直交
する軸線を中心に回転するように機枠に取付けた駆動シ
ャフト、駆動シャフトを回転駆動する手段、及び駆動シ
ャフトが回転するとキャリッジに線形運動を与えるよう
にキャリッジと駆動シャフトを連動させるローラ手段を
含むことを特徴とする請求項第（１７）項に記載のスキ
ャナ。
（１９）光源を冷却させるファンを含み、光源からの熱
がスライドを弯曲させないようにファン及び光源をスラ
イドキャリッジから遠い位置に配置し　たことを特徴と
する請求項第（１８）項に記載のスキャナ。
（２０）ローラ手段がキャリッジの重量を駆動シャフト
に伝達するように駆動シャフト沿いに互いに間隔を保つ
キャリッジ位置に取付けた少なくとも２対の斜めローラ
を含み、駆動シャフトとキャリッジの間で力を伝達する
のがローラだけであることを特徴とする請求項第（１８
）項に記載のスキャナ。
（２１）フィルタ送り手段がステップモータと、各フィ
ルタを少しずつステップさせて画像を遮断させるように
フィルタマウントに連結させた駆動機構を含むことを特
徴とする請求項第（２０）項に記載のスキャナ。
（２２）ステップモータ及び駆動機構がクランク及びス
テップシャフトを含み、ステップモータがステップシャ
フトを駆動し、ステップシャフトがクランクを駆動し、
クランクがフィルタマウントを並進させ、ステップシャ
フトがレンズの焦点合わせ動作に呼応してフィルタマウ
ントとクランク、フィルタマウントとステップモータが
それぞれ相対運動することを可能にする継手手段を有す
ることを特徴とする請求項第（２１）項に記載のスキャ
ナ。
（２３）機枠に取付けられた線形トラック上を案内され
る互いに対向するウィングを有するレンズ集合体として
レンズを取付けたことを特徴とする請求項第（２２）項
に記載のスキャナ。
（２４）線形トラックがレンズ集合体を１つの自由度を
除くすべて自由度において拘束することを特徴とする請
求項第（２３）項に記載のスキャナ。
（２５）光源とオプチカルフアイバ入口との間に集光手
段を設けてオプチカル束への入射光を集束させることを
特徴とする請求項第（１７）項に記載のスキャナ。