JPH0614660B2 - コンバインド非同期・同期式原稿スキャナ - Google Patents

コンバインド非同期・同期式原稿スキャナ

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JPH0614660B2 JP2206635A JP20663590A JPH0614660B2 JP H0614660 B2 JPH0614660 B2 JP H0614660B2 JP 2206635 A JP2206635 A JP 2206635A JP 20663590 A JP20663590 A JP 20663590A JP H0614660 B2 JPH0614660 B2 JP H0614660B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、原稿スキャナ、より詳細にはコンバインド非
同期・同期式原稿スキャナに関するものである。
発明が解決しようとする課題 原稿書類を走査するとき、一般に、原稿搬送機構が、走
査する原稿書類を低速走査方向と呼ばれる方向に搬送し
て一次元走査素子を通過させる。この形式の一次元走査
素子に可能なのは、同期動作だけである。一般に、使用
する走査素子は、原稿書類の移動方向に直角に配列され
た電荷結合素子(CCD)である。
今日の原稿スキャナは、非同期式または同期式の2つの
形式のどちらかに入る。同期式原稿スキャナの場合、走
査素子が発生したイメージ信号は、走査素子がイメージ
信号を発生する速度で除去される。すなわち、下流のイ
メージ信号処理回路網はイメージデータが発生する速度
と同じ速度でイメージデータをホストへ転送しなければ
ならず、ホストはその速度に遅れないようについていか
なければならない。もし下流のイメージ信号処理回路網
がイメージデータが発生する速度でイメージデータを受
け取ることができなければ、一次元走査素子はスピード
アップすることも、スローダウンすることもできないか
ら、そのイメージデータは失われる。
ホストが決めた速度でイメージデータを供給する形式の
原稿スキャナは非同期式と呼ばれる。一般に、2種類の
非同期動作がある。第1の非同期動作においては、一次
元走査素子が同期モードで動作きるように、データ通路
に、非常に大きな先入れ先出し(FIFO)バッファが挿置さ
れる。しかし、この方法は、ホストがスローダウンまた
は停止するときイメージデータを記憶するため必要なFI
FOバッファが大型になるので、コストが高くなる。第2
の形式の非同期動作においては、ホストによりデータが
要求されると、命令に応じて、積分が開始される。その
とき、ホストがバイト非同期動作ができるように、発生
した1行のイメージデータを小型のFIFOバッファに記憶
することができる。しかし、この形式の非同期動作で実
現可能な最大速度は同期式スキャナの速度の半分に過ぎ
ない。その理由は、走査素子から下流の信号処理回路網
およびホストへイメージ信号をシフトすることが可能に
なる前に、一次元走査素子はまず積分しなければならな
いからである。シフトアウト時間は積分時間に等しいの
で、非同期式原稿スキャナで1行のイメージデータを得
るには、少なくとも2倍の時間がかかる。
もし2つのスキャナ形式の長所すなわち同期式スキャナ
の高速度と非同期式スキャナの小型メモリを1つのスキ
ャナに組み入れることができれば好ましい。
従来の技術 米国特許第4,591,727号は、変速搬送装置を備えたソリ
ッドステート型スキャナを開示している。このスキャナ
では、原稿搬送装置の速度に合わせて、検出器アレーが
駆動されるクロック速度を変えることによって検出器ア
レーの積分期間を変えると同時に、クロック信号の周波
数に基づいて選んだ修正係数を信号出力に乗じることに
よって発生した信号を修正している。米国特許第4,511,
989号は、カラースキャナのための多次元補間装置を開
示している。また米国特許第4,712,141号は、代数回路
を使用して対の画素を生成し、補間する補間法を開示し
ている。また、米国特許第4,680,720号はメモリに記憶
させたパターンデータからドット補間を行う装置を開示
している。また、米国特許第4,644,409号は、出力解像
度と入力解像度の比を決めるため選択可能な走査解像度
を有する入力および出力用の2個の走査素子を使用した
走査装置を開示している。また米国特許第4,651,223号
は、印刷装置への画素出力の数と画素入力の数とを相違
させる倍率変更手段を組み入れた記録装置を開示してい
る。
課題を解決するための手段 上記従来の技術とは対照的に、本発明は、非同期モード
およびコンバインド非同期・同期モードのどちらでも動
作させることができ、原稿書類を走査し、走査した行の
イメージデータをワークステーションへ与える原稿スキ
ャナを提供するものである。原稿スキャナは、原稿書類
を一行つづ走査して、原稿書類のイメージ内容を表すイ
メージ信号を発生する走査アレーを備えている。走査ア
レーは、積分期間の間にイメージ信号を発生する複数の
イメージセンサと、前記センサからイメージ信号を受取
り、イメージ信号シフト期間の間にそのイメージ信号を
順次出力するシフトレジスタ手段を有する。原稿スキャ
ナは、非同期動作をしているとき、可変積分開始信号を
有するので、シフトレジスタ手段からの先行する行のイ
メージ信号をクリアする前に、走査アレーが発生した少
なくとも一部の行のイメージ信号が、シフトレジスタ手
段へ入力される。原稿スキャナは、さらに、行のイメー
ジ信号を先行する行のイメージ信号で補間し、合成され
た行のイメージ信号をワークステーションへ送る可変補
間手段と、積分信号のタイミングに応じて、可変補間手
段のため補間係数を設定する制御手段を備えている。
実施例 第1図〜第3図は、本発明の原理にしたがって非同期動
作およびコンバインド非同期・同期動作に適した形式の
典型的原稿スキャナ10を示す。スキャナ10のハウジ
ング12は、底壁13、側壁15、端壁16および上壁
18を有する。上壁18には、長方形の透明プラテン2
0が組み込まれている。プラテン20は比較的大きな単
品の透明材料、一般にガラスから作られており、走査す
る最大原稿書類22を収容するサイズの長方形の走査窓
の輪郭を定める不透明縁を有する。理解されるように、
原稿書類22は、手差しで、または適当な自動原稿取扱
装置(図示せず)によってプラテン20の上に置かれ
る。走査キャリッジ26は、ハウジング12の底壁13
の上に縦方向に伸びた1個またはそれ以上のレール29
の上、プラテン20の下で低速方向に往復運動するよう
に支持されている。走査キャリッジ26には、駆動スク
リュー30の形のキャリッジ駆動手段がねじで結合され
ている。可逆ステップモーター32によって時計方向ま
たは反時計方向に駆動スクリュー30が回転すると、走
査キャリッジ26は、第1図に点線と実線でそれぞれ示
した走査方向または事前走査方向に動かされる。
プラテン20の上に置かれた原稿書類22を走査するた
め、CCDなどの一次元直線走査アレー35が、走査キ
ャリッジ26上に、プラテン20に対し所定の作用位置
に適当に取り付けられている。走査軸(高速走査方向を
示す)がレール29上のキャリッジ26の運動方向に直
角であるように配置された走査アレー35は、並列入力
直列出力シフトレジスタ34と側面を接し、直線に配列
された光検出器33を有する。走査している原稿の行か
らの光を走査アレー35へ伝送するため、適当な光学系
が設置されている。光学系は、ここでは、レンズ37、
ミラー38およびランプ40で例示してある。レンズ3
7とミラー38は、共同して、プラテン20の幅を横切
って伸びている、キャリッジ26の移動方向に直角な線
状区域の上に走査アレー35の焦点を合わせる。ランプ
40からの光は、走査アレー35の焦点が合わせられる
線状区域を照明する。
適当なクロック41は、調時された走査サイクルを通し
て、走査アレー35の駆動を含む、装置を作動させるク
ロック信号を提供する。画素クロック41からのクロッ
ク信号は、さらに、各イメージ行内の画素出力の数をカ
ウントする可変補間装置70の画素カウンタ72を駆動
する。画素カウンタ72の出力はラッチ74へ送られ
る。
各走査サイクルは、積分期間(この間に、走査アレー3
5の光検出器33は、見た行のイメージ濃度を表す信号
を得る)、転送期間(この間に、イメージ信号が光検出
器33からシフトレジスタ34へ並列転送される)、お
よびシフト期間(この間に、シフトレジスタ34内のイ
メージ信号がシフトレジスタから可変補間装置70へ順
次シフトされる)から成る。
走査キャリッジ26がワークステーション48によるイ
メージデータの要求に応じて次のイメージ行へ動くごと
に、制御装置44は、積分信号(INT)をクロック41へ
送って、走査サイクルを開始させる。もし現在の走査サ
イクルが積分信号(INT)と同期していなければ、積分信
号は、実際に、走査サイクルのタイミングをリセットす
る。積分信号(INT)は、そのほか、ラッチ74を作動さ
せて積分信号を受信した時点で画素カウンタ72上のカ
ウントをラッチするため、補間装置70の位置カウンタ
76へ送られる。
記載した実施例において、スキャナ10は、コンバイン
ド非同期・同期モードで動作する。この動作モードで
は、走査キャリッジ26は、走査開始時の停止から可能
な最大走査速度まで加速するので、走査キャリッジ26
の走査速度は始動時の低速から最大速度まで変化する。
スキャナ10は最大走査速度のほか、加速期間において
も、プラテン20上の原稿書類を走査し、走査アレー3
5が1行を動くたびに、命令に応じてワークステーショ
ン48へイメージデータを与える。理解されるように、
スキャナ10は、加速中のさまざまな走査速度において
非同期モードで動作することもできるし、ワークステー
ション48によるイメージデータの要求に応じて、一定
走査速度で同期モードで動作することもできる。スキャ
ナ10が非同期モードか、同期モードかの判断は、走査
キャリッジ26の走査速度によって決まる。
次に、第4図について説明する。スキャナ10が最大走
査速度で同期モードで動作しているとき、発生したイメ
ージデータを除去しなければならない速度は、走査アレ
ー35がイメージデータを発生する速度に等しい。この
場合、いったん設定された走査サイクルは同期モードの
ままである。
スキャナ10が非同期モードで動作するとき、第5図お
よび第6図に示すように、イメージデータが発生する速
度は、通常、走査キャリッジ26が現に移動している速
度と共に変化する。理解されるように、走査キャリッジ
26の速度は、走査開始時のゼロから非同期動作が許す
最大走査速度まで変化する。この結果、イメージデータ
が出力される速度が変化し、走査サイクルが互いに同期
しないことが起きる。
もし先の走査サイクルが終了する前に、次の走査サイク
ルが始まれば、先行する行のイメージ信号は、アレーシ
フトレジスタから完全にシフトアウトされないことは理
解されるであろう。この結果、新しい行のイメージ信号
と先行する行の残された信号とが混じり合い、重複する
区域では、イメージ信号に歪みが生じる。
第7図および第8図からわかるように、走査キャリッジ
26が非同期モードにおいて可能な最大速度、すなわち
完全同期動作に必要な速度の半分より少し小さい速度に
達した場合、最大非同期モードと完全同期モードとの間
に、非同期走査には速すぎ、完全同期走査には遅すぎる
速度で走査キャリッジが移動する期間が残る。この期間
の間、走査キャリッジは同期動作に必要な最大走査速度
まで加速するので、スキャナ10は部分同期モードで動
作する。部分同期モードでは、次の積分信号(INT)が達
する前にアレーシフトレジスタを完全にクリヤする十分
な時間がないので、いろいろな度合いのイメージデータ
の歪みが生じる可能性がある。この結果、部分積分期間
から生じたイメージ信号は、先行する積分期間からのク
リヤされずに残っているイメージ信号と結合される。
もし非同期動作と同期動作の2つを歪みなしに結合する
ことができれば、利点があるであろう。しかし、走査キ
ャリッジ26の速度は瞬間的に変えることができないの
で、これは不可能である。
考えられるイメージ信号の歪みを克服するため、本発明
は可変補間装置70を設けている。補間装置70は補間
開始時点に設定される可変補間係数を使用する。使用す
る個々の補間係数は、現在の走査サイクルが中断され、
積分信号(INT)に応じて新しい走査サイクルが始まる現
在走査サイクル中の点の関数である。
再び第3図に戻って説明すると、補間装置70のラッチ
74上のカウント出力Mは、適当な÷N回路78へ送ら
れる。÷N回路78は、カウントMを走査行内の画素の
総数を表すカウントNで割り、行の出力するイメージ信
号について特定の補間係数M/Nを求める。新しい補間
係数M/Nは減算回路80へ送られる。減算回路80
は、1から係数M/Nを引いて、逆補間係数1−M/N
を求める。
先行する行からのイメージ信号(P′)は遅延バッフ
ァ88に保持される。乗算器82は、バッファ88から
出力された先行する行からの信号に補間係数M/Nを掛
け、その結果を差分回路84の第1の入力へ送る。乗算
器86は、走査アレー35が現に出力した行のイメージ
信号内の対応する画素(P)に逆補間係数(1−M/
N)を掛け、その結果を差分回路84の第2の入力へ送
る。差分回路84は、2つの補間された値を互いに差し
引いて、処理中の画素についてイメージ信号表現を求め
る。
再び、第2図を参照すると、走査アレー35からのイメ
ージ信号は、ディジタイザ42へ送られ、ディジタル形
へ変換される。イメージ信号は、ディジタイザ42から
補間装置70へ出力され、補間装置70からラインバッ
ファ45へ送られる。ラインバッファ45は、処理され
たイメージ信号を、ワークステーション48へ出力され
るまで保持する。
走査キャリッジ26の動きを追跡するため、適当なキャ
リッジ位置センサ51が設けてある。キャリッジ26が
アレー35と一緒に1走査行に等しい距離だけ動くと、
センサ51は信号を制御装置44へ送る。制御装置44
はそれに応じて、画素クロック41へ積分信号(INT)を
送り、実際に次の妥当な行のイメージ信号の出力を要求
する。双方向走査カウンタ52は、プラテン20の使用
全長を走査するように要求された走査行の総数に等しい
カウントにリセットされる。双方向走査カウンタ52
は、キャリッジ26が1走査行を動くたびに(位置セン
サ51で感知される)、1だけインデックスされる。カ
ウンタ52から出力された制御信号は、走査キャリッジ
26の走査開始、走査終了および走査移動方向を調整す
るため、制御装置44へ送られる。
スキャナ10がコンバインド非同期・同期モードで動作
する場合について説明したが、スキャナ10は非動作モ
ードだけで動作できることは理解されるであろう。
例示したスキャナ10について述べたが、他のスキャナ
形式および設計を考えてみてもよい。
また開示した構造について発明を説明したが、発明は、
記載した細部構造に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に入ると思われるすべての修正または変更を包含
しているものとする。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の非同期またはコンバインド非同期・
同期式原稿スキャナの略図、 第2図は、第1図のスキャナの主要構成要素を示すブロ
ック図、 第3図は、第2図の可変補間装置の細部を示す略図、 第4図は、完全同期モードで動作しているスキャナを示
す図的表現、 第5図は、非同期モードで動作しているスキャナを示す
図的表現、 第6図は、最高速非同期モードで動作しているスキャナ
を示す図的表現、 第7図は、非同期モードから完全同期モードまでいろい
ろな例示速度における部分同期モードを示す図的表現、 第8図は、走査キャリッジ速度とスキャナ動作モードと
の関係を示す図的表現である。 符号の説明 10……スキャナ、12……ハウジング、13……底
壁、14……側壁、16……端壁、18……上壁、20
……透明プラテン、22……原稿書類、26……走査キ
ャリッジ、29……レール、30……駆動スクリュー、
32……可逆ステップモーター、33……光検出器、3
4……並列入力直列出力シフトレジスタ、35……走査
アレー、37……レンズ、38……ミラー、40……ラ
ンプ、41……画素クロック、42……ディジタイザ、
44……制御装置、45……ラインバッファ、48……
ワークステーション、51……キャリッジ位置センサ、
52……双方向走査カウンタ、70……補間装置、72
……画素カウンタ、74……ラッチ、76……位置カウ
ンタ、78……÷N回路、80……減算回路、82……
乗算器、84……差分回路、86……乗算器、88……
遅延バッファ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非同期モードおよびコンバインド非同期・
    同期モードのどちらでも使用することができ、原稿書類
    を走査し、走査した行のイメージデータをワークステー
    ションへ与える原稿スキャナにおいて、 a)原稿書類を一行つづ走査し、走査した各行のイメー
    ジ内容を表すイメージ信号を出力する一次元走査アレー
    を備え、このアレーには、積分信号に応じてイメージ信
    号を発生する複数のイメージセンサと、該センサから複
    数のイメージ信号を受取り、該複数のイメージ信号を直
    列形式で前記ワークステーションへ出力するシフトレジ
    スタ手段とが含まれ、 b)前記積分信号は、スキャナが非同期動作をしている
    とき、先行する行の最後のイメージ信号が前記シフトレ
    ジスタ手段から出力される前に、走査アレーからの行の
    イメージ信号の少なくとも一部がシフトレジスタ手段に
    よって受け取られる時間に入力されており、 更に、 c)前記行のイメージ信号を、前記先行する行のイメー
    ジ信号で補間し、合成された行のイメージ信号をワーク
    ステーションへ出力する可変補間手段と、 d)前記積分信号のタイミングに応じて、前記可変補間
    手段のための補間係数を設定する制御手段と を備えたことを特徴とする原稿スキャナ。
  2. 【請求項2】前記可変補間手段は、 a)各走査行内のイメージ信号の数を監視するカウンタ
    手段と、 b)前記走査キャリッジがある走査行から次の走査行へ
    動くのに応じて、制御信号を発生する位置カウンタ手段
    と、 c)前記位置カウンタ手段からの前記制御信号に応じ
    て、前記カウンタ手段のイメージ信号のカウントを記録
    するラッチ手段と、 d)前記ラッチ手段内のイメージ信号カウントを前記走
    査行内のイメージ信号の総数で割って補間用第1修正係
    数を求める第1手段と、 e)前記イメージ信号を前記走査アレーが出力したとき
    前記先行する走査行のイメージ信号を保持するイメージ
    信号遅延手段と、 f)1から前記第1修正係数を減じて、第2修正係数を
    求める減算手段と、 g)前記イメージ信号遅延手段が出力した各イメージ信
    号に前記第1修正係数を乗じて、部分的に補間された第
    1イメージ信号を提供する第1乗算器手段と、 h)各イメージ信号出力に前記第2修正係数を乗じて、
    部分的に補間された第2イメージ信号を提供する第2乗
    算器手段と、 i)前記部分的に補間された第1および第2イメージ信
    号の差を計算して、前記ワークステーションへ出力する
    イメージ信号を提供する差分手段と から成ることを特徴とする請求項1に記載の原稿スキャ
    ナ。
  3. 【請求項3】前記可変補間手段が出力した前記イメージ
    信号を、前記ワークステーションへ出力するまで一時的
    に保持するバッファを備えていることを特徴とする請求
    項1に記載の原稿スキャナ。
  4. 【請求項4】a)所定の調時されたサイクルにおいて、
    前記走査アレーを繰り返して刻時するクロック手段を備
    え、前記各サイクルが、積分期間、前記イメージセンサ
    から前記シフトレジスタへイメージ信号を並列転送する
    転送期間、および前記シフトレジスタからイメージ信号
    を順次シフトして、次の行のイメージ信号のため前記シ
    フトレジスタをクリヤするシフト期間から成り、各行ご
    との積分期間と先行する行のシフト期間とが重なってお
    り、 b)更に、前記ワークステーションによるイメージ信号
    の要求に応じて、前記サイクルに割り込んで積分開始信
    号を発生し、前記調時されたサイクルをリセットする手
    段と を備えていることを特徴とする請求項1に記載の原稿ス
    キャナ。
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