JPH0785206A - スキャナ用アダプタ - Google Patents
スキャナ用アダプタInfo
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Abstract
スキャナ用アダプタを提供する。 【構成】 反射性ドキュメント・スキャナ100の上面
に透明プラテン104を配置し、その上に下向きに不透
明ドキュメント102を載置し、反射性ドキュメント・
スキャナ100のランプ106により、不透明ドキュメ
ント102の面に光を投射し、その反射光をフィールド
・ストッパ108で限定し、ミラー110、112、1
14で順次反射させ、不透明ドキュメント102の表面
において、焦点を結ぶ焦点レンズ116でフォトセンサ
・アレイ122上に集光させる。
Description
キャナに関するものであり、より詳細にはスライドやネ
ガのような透明性のイメージをスキャンするためのスキ
ャナ用アダプターに関するものである。
は、写真、スライドまたは用紙にプリントされたものの
ような可視的イメージを、コンピュータによるコピー処
理、蓄積処理またはプロセス処理に適当な電子的な形式
に変換するものである。反射性のドキュメント・スキャ
ナには制御される光源が典型的に含まれており、ドキュ
メントの表面を反射されて感光性デバイスのアレイ上に
至るようにされる。この感光性デバイスによれば、受け
入れた光の強度が電子的信号に変換される。スライド・
スキャナは、写真のポジ式スライドのイメージのような
透明性のイメージに光を通し、感光性デバイスのアレイ
上に至るようにする。
色の表面を配することにより、反射性ドキュメント・ス
キャナににおいてスキャンすることができる。このよう
な配列においては、光はスライドを通過して白色の背景
に至り、白色の背景を反射して、感光性デバイスに衝突
するのに先だって、スライドの2度目の通過をする。従
って、光は透明性のイメージによって2度のフィルター
処理を受けることになる。一般的には、このダブル・フ
ィルタ処理により、グレイ・スケール、カラー、コント
ラスト、およびその他の関心があるイメージの特性につ
いて、受け入れることができない歪みが生じる。
スキャナは、光がスライドを1回しか通過しないよう
に、イメージをバックライトする分離の光源を設けるこ
とにより、透明性のイメージをスキャンすることに適合
されている。ある種のシステムにおいては、感光性デバ
イスに対してイメージを適正に投射するために、分離し
た光学的手段が必要とされる。イメージに関して外部の
光源を移動させるためには、モータも必要とされる。反
射性ドキュメント・スキャナにおいて透明性のイメージ
をスキャンするためのアダプタが必要であり、ここでの
アダプタは完全に受動性のものであって、分離した光源
はなく、移動部分もなくて、光はイメージを1回しか通
過しない。
性ドキュメント・スキャナにおいて透明性のイメージを
スキャンするための完全に受動的なスキャナ用アダプタ
が提供される。反射性ドキュメント・スキャナにおける
光源によれば、透明性のイメージのエリアの外側を通る
光が与えられる。スキャナ用アダプタによれば、透明性
のイメージのエリアの外側を通る光が捕獲され、この透
明性のイメージのエリアを通る光が反射される。この反
射された光は、反射性ドキュメント・スキャナの内部的
な光学手段で要求された光学経路に沿って、この反射性
ドキュメント・スキャナに再入射する。小さい透明性の
イメージのための一つの実施例においては、要求された
光学経路に沿った光の付与のために4個のミラーが使用
される。大きい透明性のイメージのための一つの実施例
においては、より広いエリアにわたって光を捕獲するた
めのレンズが追加される。
面図を例示するブロック図である。反射性ドキュメント
・スキャナ100には、透明プラテン104上に下向き
にされた不透明ドキュメント102がある。光源として
のランプ106により、不透明ドキュメント102の面
上に光のバンドが投射される。不透明ドキュメント10
2からは、比較的広い範囲の角度にわたって光が反射さ
れる。焦点レンズ116は不透明ドキュメント102の
表面において焦点(正確には線状の焦点)を結んでお
り、フォトセンサ・アレイ122に達する狭い光路を規
定している。即ち、不透明ドキュメントの極めて限定さ
れた部分からの光だけ、および、イメージからの反射の
極めて限定された角度からの光だけがフォトセンサ・ア
レイに達する。これに加えて、光路を更に限定するため
にフィールド・ストップ108が用いられる。一般的
に、焦点レンズ116の焦点距離はスキャナの内側より
も長く、フォトセンサ・アレイ122に達するのに先だ
って、反射された光がミラー110,112および11
4の屈曲した経路を通過するようにされる。図1に例示
された構成においては、ミラー118および120が有
するダイクロイック表面によりカラー分離がなされる。
この図1に例示された構成においては、ランプ、ミラ
ー、レンズおよびフォトセンサ・アレイは、一つの機械
的なアセンブリに強固に取り付けられている。全体的な
アセンブリは透明プラテン104に平行に移動して、フ
ォトセンサ・アレイ122による検出のために、静止状
態の不透明ドキュメント102に沿って光のバンドが移
動するようにされる。別の構成においては、不透明ドキ
ュメントが静止状態の光源を越えて移動することができ
る。フォトセンサ・アレイ122によれば、コピー処理
のためのプリンタ(図示されない)またはコンピュータ
124に対するイメージ・データのための電気的信号
に、光から変換される。
れた反射性ドキュメント・スキャナの端面図である。図
2に示されているように、ランプ106は典型的には蛍
光管のような長尺の円筒管であって、不透明ドキュメン
ト102の端部を越えて伸張している。
うな反射生ドキュメント・スキャナの端面図であるが、
この図3においては、透明性のイメージ300がドキュ
メントとして示されている。この発明の目標とするとこ
ろは、透明性のイメージのエリアの外側にある内部的な
反射性ドキュメント・スキャナのランプ106からの光
を捕獲すること、および、点線302によって例示され
ているように、透明性のイメージの背部を通る光を反射
することである。更に詳細に後述されるように、図3に
おける点線302は光を向け直す概念を例示するもので
あるが、一般的には、より複雑なミラーの配列が必要と
される。図3において、イメージ・エリアの外側光は透
明性のイメージの背部を通って指向される。これと逆の
ことを行うことが可能であることに注意されたい。即
ち、図3で示されたものと逆の経路に従ってイメージの
前部を光が通過することが可能であり、フォトセンサ・
アレイ122に到達するようにされる。しかしながら、
反射生ドキュメント・スキャナの内部的な光学手段に対
する焦点は、不透明ドキュメントの表面にある。イメー
ジの前部を通して光を指向する配列は、内部的な光学手
段に関してイメージを移動させる(例えば、図1におけ
る焦点レンズ116)。従って、追加の外部的な光学手
段が必要とされる。この発明におけるようなイメージの
背部を通って光を指向することにより、反射生ドキュメ
ント・スキャナの内部的な光学手段に対する適正な焦点
におけるイメージが放置される。これに加えて、透明性
のイメージが通過するのに先だって光を指向することに
より、比較的低コストのミラーの使用が可能にされる。
このミラーの表面は光学的に正確であることは必要とさ
れない。
単一光源で照射されたときには、光の多くがイメージか
らではなくガラスから反射されるために、ある所定の観
察角度では写真のイメージを認めることができない。し
かしながら、下部にあるイメージからの反射光は放散
し、広い範囲の角度にわたって観察することができる。
直接的な反射がない角度においてイメージを単に観察す
るだけのことにより、鏡のような反射は避けることがで
きる。同様にして、ある所定の角度の反射においては、
光沢のある写真のように光沢のある表面を有するドキュ
メントは、ミラー様の態様で光を反射する。従って、反
射性ドキュメント・スキャナにおいては、分散光は検出
され、直接的な反射光は光学的経路から阻止されるよう
に、光源および光学的経路の相対的な配列が設計され
る。反射生ドキュメントの面に対して衝突する光のバン
ドは焦点レンズの焦点に関しては広く、焦点レンズによ
って規定される光学的経路の角度においては、反射され
た十分な分散光がある。その結果として、典型的な反射
性ドキュメント・スキャナにおいて、この反射性ドキュ
メントがミラーによって置換されるときには、光がフォ
トセンサ上に反射されることはない。光源は焦点レンズ
の焦点にはなく、ミラーからの反射は焦点レンズによっ
て要求される正確な角度にはない。しかしながら、透明
性のイメージに対しては、光の拡散は殆どない。反射性
ドキュメント・スキャナの内部的な焦点レンズおよび光
学的経路によって要求される角度に正確に、光は透明性
のイメージを通過せねばならない。
なわち、ランプ106およびフィールド・ストップ10
8が透明プラテン104に垂直であり、ランプとフィー
ルド・ストップとの間でオフセットがないときには、図
3においてライン304および306によって例示され
ている2個の垂直ミラーの簡単な「テント」により所要
の光路が付与される。例えば、ある種のファクシミリ・
マシンおよびある種のハンドヘルド式のスキャナにおい
ては、フォトセンサはソーラ・セルのアレイであり、こ
こでのフォトセンサ・アレイは本質的にはイメージの全
幅にわたってイメージに接触している。当該タイプのス
キャナにおいては、内部的なスキャナ・レンズまたはミ
ラーは必要ではなく、また、当該タイプのスキャナに対
しては、図3に例示されている簡単な「テント」が、透
明性のアダプタに要求されるものの全てである。従っ
て、この発明の最も簡単な実施例は、図3においてライ
ン304および306によって表される2個のミラーを
含むものである。例えば、ある一つのスライドをガラス
・シート上に配置し、2個のミラーの簡単なテントがこ
のスラドの上部にあると、ハンドヘルド式のスキャナが
ガラスの下部表面に沿って手動で移動される。しかしな
がら、一般的に、イメージの高い正確度(ピクセル当た
り多くのビット)を要求するカラー・スキャナまたはグ
レイスケール・スキャナに対しては、フォトセンサ・ア
レイは典型的には電荷結合デバイス(CCD)のアレイ
である。これらのスキャナで典型的に必要とされるもの
は内部的レンズ・システムおよび光源であり、光路は典
型的にはオフセットおよび非垂直のものである。一般的
には、図4,図5,図6および図7に関して後述される
ように、より複雑なミラーの配列が必要とされる。
射性ドキュメント・スキャナに対する光学的配列の唯一
の例である。一般的に、スキャナにおいて光の屈折処
理、フィルタ処理および焦点決め処理については多くの
方法がある。しかしながら、全ての反射性ドキュメント
・スキャナに対しては、不透明のイメージからの反射光
に対する経路が必要とされる。ある種のスキャナでは、
別の角度からの光を抑制するフィールド・ストップを備
えていないが、それでも最適な角度はある。この発明の
目的のためには、重要性のある主要な内部的光路のパラ
メータは、ドキュメントに関する光源の角度、ドキュメ
ントに関する反射光の角度、および、光源の経路と反射
光の経路との間の任意のオフセットである。図3,図
4,図5および図10は、重要な種々の設計パラメータ
について簡略に例示したものである。これらを概観する
と、図3では、イメージ・エリアの外側の光が反射性ド
キュメント・スキャナの幅を横切って反射されることが
例示されている。図4では、光源と内部的な反射性ドキ
ュメント・スキャナの光学的経路との間のオフセットが
例示されている。図5では、透明プラテンに関して非垂
直の角度にある光が例示されている。そして、図10で
は、透明プラテンの幅、フォトセンサ・アレイの幅およ
び焦点レンズの焦点距離によって規定される反射性ドキ
ュメント・スキャナの光学的経路の角度が例示されてい
る。
図1に例示された反射生ドキュメント・スキャナについ
て、光路の代替的な実施例によるものの部分的な側面図
である。図4において、ランプ106は光を実質的に垂
直に指向しており、また、フィールド・ストップ108
は実質的に垂直な光に対して戻る光を限定している。ラ
ンプ106とフィールド・ストップ108との間のオフ
セットは1cmのオーダである。透明性のものは光を放
散しないことから、この発明によれば、図4における点
線400で例示されているように、ランプ106とフィ
ールド・ストップ108(または、フィールド・ストッ
プがないときでも、レンズによって規定される光学的経
路)との間のいかなるオフセットでも正確に適応するよ
うに設計される。図5において、ランプ106は非垂直
の角度においてドキュメント、すなわち、透明性イメー
ジ300に光を向けており、また、フィールド・ストッ
プ108は対称の非垂直な角度において戻る光を限定し
ている。図5で例示されている角度は、典型的なスキャ
ナ配列に比較して誇張されている。この発明によれば、
図5における点線500で例示されているように、非垂
直な光路にも正確に適応するように設計される。
例示されているようにイメージ・エリアの外側の光を捕
獲するためにミラーの配列が用いられ、また、図4およ
び図5に例示されているように、適切なオフセットおよ
び角度において透明性のものの背部を通るように光を指
向する。この要求を満たすことができるミラーの構成と
しては、多くの代替的なものがある。図6および図7に
示されているこの発明の実施例は、図5で例示されたよ
うなオフセットを有する垂直光のためのものである。図
8に示されている変形例は、オフセットを有する非垂直
光のためのものである。
もにされた反射性ドキュメント・スキャナ100の部分
的な平面図である。図7は、透明性の適合のためのミラ
ーとともにされた反射性ドキュメント・スキャナ100
の部分的な側面図である。図6および図7に例示されて
いるように、光路は透明性の適合のために4回反射され
る。ランプ106からの光はミラー600上の点Aにお
いて1回目の反射がなされ、ミラー602上の点Bにお
いて2回目の反射が、ミラー604上の点Cにおいて3
回目の反射が、そして、ミラー606上の点D において
最後の反射がなされ、フィールド・ストップ108を垂
直に通して反射される。例示を簡略化するために、ミラ
ー600および606は図6においては明示されておら
ず、また、ミラー602および604は図6Bにおいて
は垂直ラインとして簡単に示されている。ミラー602
および604はそれぞれにガラス・プラテンに対して垂
直であり、また、互いに垂直であって、図6に例示され
ているような反射性スキャナの幅を横切って光を反射し
ている。図6および図7に例示されている構成のため
に、ミラー600および606はプラテン104に関し
て45゜であり、ランプ106とフィールド・ストップ
108との間のオフセットに等しい大きさのオフセット
がある。
形例が図8に示されており、ここでのランプおよびフィ
ールド・ストップは透明プラテンに対して垂直ではな
く、ランプとフィールド・ストップとの間のオフセット
に対する補償をすることも必要である。図8において
は、フィールド・ストップ108およびランプ106
は、プラテンに関して角度α1 (700)にある。図7
とは対照的に、ミラー600および606は透明プラテ
ンに関して45°にあり、この図8において、ミラー6
00はプラテンに関してα2 =α1 /2(702)にあ
り、また、ミラー606は透明プラテンに関してα3 =
90°−α1 /2(704)にある。これに加えて、光
学的経路を正しく屈折させるためには、図8におけるミ
ラー600と606との間のスペースは、フィールド・
ストップとランプとの間のスペースと同じではない。図
9は、図6,図7および図8に例示された4個のミラー
構成の透視図である。
ドキュメント・スキャナ100を例示する平面図であ
る。図10に例示されているように、フォトセンサ・ア
レイ122の幅、ランプ106の幅および焦点レンズ1
16の焦点距離により、反射性ドキュメント・スキャナ
の中心軸902に関する効果的な角度β(900)が規
定される。この角度βは典型的には5°〜12°のオー
ダのものである。光路(図4において垂直、または図5
において非垂直)の平面において、図10の矢印904
によって例示されるように、ランプ106によりあらゆ
る方向に光が放射される。一般的に、上述されたミラー
配列を用いる小さい透明性のイメージに対しては、この
イメージの幅に沿う各方向に十分な光があり、角度βは
重大な設計上のパラメータではない。
する光線のトレースを例示するアダプタ・ミラーを備え
た反射性ドキュメント・スキャナの頂面図が描かれてい
る。点線1000および1002はランプ106で始ま
る光路を例示するものであり、ミラー602および60
4を反射し、そして、図10で例示されているような収
束角度βの要求を満たす適切な角度において、ミラー6
06を反射する(簡略化のために、ミラー600は明示
されていない)。透明性のイメージ300がより広いも
のであるときには、外側のエッジでは、点線1004で
描かれているような光線が必要とされる。図11で例示
されているように、大きい透明性のイメージの外側エッ
ジに対する要求について、ランプ106からの光線はそ
れを満たすことはできない。典型的な反射性ドキュメン
ト・スキャナは、米国の法定サイズの用紙(8.5 イ
ンチ×14インチ)またはメートル・サイズのA4用紙
(210mm×297mm)に適応するように設計される。
法定サイズのプラテンまたはA4サイズのプラテンを用
いてフィルム・サイズの透明性のものをスキャン操作す
ることには、光の収束および反射に対する付加的な要求
が課される。
って例示された問題を解決するために、図12には、レ
ンズ1104を備えた反射性ドキュメント・スキャナの
平面図が描かれている(簡略化のために、全ての光線は
水平面にあるものとして描かれている)。図12におい
て、点線1100および1102はランプ106に垂直
な光路として例示されており、ミラー602,604お
よび606で再び反射される。図12に例示されている
ように、光線1100および1102が透明性のイメー
ジに到達するのに先立ち、それらはレンズ1104によ
り反射性ドキュメント・スキャナの中心ラインに向けて
内側に偏向される。上記のミラー表面についての説明に
おけるように、レンズ1104は光学的に正確であるこ
とを要求されていない。図12に例示されているよう
に、レンズ1104は低コストの円柱レンズの断片でよ
い。図13に例示されているものは、図12で例示され
たレンズを備えたスキュナ用アダプタの機械的な斜視図
である。
受動的なスキャナ用アダプタは、反射性ドキュメント・
スキャナの内部にあるランプからの光を捕らえ、内部的
なスキャナの光学手段によって要求された光路に沿い、
光をして透明性のイメージを通過させるためのものであ
る。ここで示された種々の実施例によれば、反射性ドキ
ュメント・スキャナの内部的な光学手段の構成が有意な
変化をするとしても、大方の反射性ドキュメント・スキ
ャナの設計に適当する構成が提供される。
説明の目的でなされたものである。開示された正確な形
式のものに発明を徹底したり限定したりすることは意図
されておらず、上記の教示に照らして別の修正および変
更をすることができる。実施例の選択および説明は、発
明の原理およびその実際的な適用を最もよく説明するた
めのものであり、これにより、他の当業者にとっては、
考えられる特定の使用に適当な種々の実施例および種々
の修正において、発明を最もよく使用することが可能に
される。先行技術によって制限される限りのことを除
き、特許請求の範囲の欄に記載されている事項には、発
明の他の代替的な実施例を含むように解釈されるべきで
あると意図される。
が、ここで、各実施例の理解を容易にするために、各実
施例ごとに要約して、以下に列挙する。
ナにおいて:透明なイメージであって、このイメージは
イメージ・エリアを有しており、内部光源からのある所
定の光がこのイメージ・エリアの外側を通り、;および
イメージを通してイメージ・エリアの外側を通る光を反
射してスキャナに至らしめるための手段;を含んでなる
スキャナ用アダプタである。
に隣接しており;スキャナはこのプラテンに関して角度
Aの所要の内部的な光学的経路を有しており;そして内
部的なランプからの光は角度においてイメージを通して
反射される;前記1に記載のスキャナ用アダプタであ
る。
ラーを含んでおり;内部的なランプからの光は第1のミ
ラーから第2のミラーに、第2のミラーから第3のミラ
ーに、第3のミラーから第4のミラーに、そして角度A
におけるイメージを通して第4のミラーから反射され
る;前記2に記載のスキャナ用アダプタである。
角度A/2にあり、第2および第3のミラーは互いに垂
直であり、そしてプラテンに垂直であり、そして、第4
のミラーはプラテンに関して角度90゜−A/2にあ
る;前記3に記載のスキャナ用アダプタである。
射性のスキャナにおいて:透明なイメージであって、こ
のイメージはイメージ・エリアを有しており、内部光源
からのある所定の光がこのイメージ・エリアの外側を通
るもの;このスキャナは中心軸に関して角度Bにおいて
所要の内部光学経路を有し;イメージを通してイメージ
・エリアの外側を通る光を反射して、中心軸に関して角
度Bにおいてスキャナに至らしめるための手段;を含ん
でなるスキャナ用アダプタである。
に隣接しており;スキャナはこのプラテンに関して角度
Aの所要の内部的な光学的経路を有しており;そして内
部的なランプからの光は角度Aにおいてイメージを通し
て反射され、スキャナに至る;前記5に記載のスキャナ
用アダプタである。
ラー;およびレンズを含んでおり;内部的なランプから
の光は第1のミラーから第2のミラーに、第2のミラー
から第3のミラーに、第3のミラーから第4のミラー
に、そして第4のミラーからレンズに通され、中心軸に
関して角度Bにおいて、プラテンに関して角度Aにおけ
るイメージに通される;前記6に記載のスキャナ用アダ
プタである。
角度A/2にあり、第2および第3のミラーは互いに垂
直であり、そしてプラテンに垂直であり、そして、第4
のミラーはプラテンに関して角度90゜−A/2にあ
る;前記7に記載のスキャナ用アダプタである。
ャナの内部光源からの所定の光を透明なイメージのイメ
ージ・エリアの外側を通る点で反射してスキャナに再入
射するように構成したので、従来のように、透明性イメ
ージの背部に白色の背景を配置して、そこで反射させた
光を透明性イメージに再度透過させる必要がなく、した
がって、イメージの特性に歪みを生じることがなくな
る。また、イメージに最適に光を投射するために分離し
た光学手段を別個に設ける必要もなくなり、構成も簡単
にできる。
図である。
な端面図である。
反射性ドキュメント・スキャナの機械的な端面図であ
る。
射性ドキュメント・スキャナの機械的な部分側面図であ
る。
反射性ドキュメント・スキャナの機械的な部分側面図で
ある。
めのスキャナ用アダプタを備えた反射性ドキュメント・
スキャナの機械的な部分平面図である。
キャナ用アダプタの機械的な部分側面図である。
キャナおよびスキャナ用アダプタの機械的な部分側面図
である。
スキャナおよびスキャナアダプタの機械的な透視図であ
る。
ト・スキャナの機械的な部分平面図である。
た透明性のイメージに対する光線路を例示する、スキャ
ナ用アダプタを備えた反射性ドキュメント・スキャナの
機械的な部分平面図である。
た透明性のイメージに対して適正な角度で照射を付与す
るためのレンズの追加を備えた、図11の反射性ドキュ
メント・スキャナおよびスキャナ用アダプタの機械的な
部分平面図である。
構成の機械的な斜視図である。
02、604、606ミラー 116 焦点レンズ 122 フォトセンサ・アレイ 124 コンピュータ 300 透明性イメージ
Claims (1)
- 【請求項1】内部光源を有する反射性のスキャナにおい
て:透明なイメージであって、このイメージはイメージ
・エリアを有しており、内部光源からのある所定の光が
このイメージ・エリアの外側を通り、;およびイメージ
を通してイメージ・エリアの外側を通る光を反射してス
キャナに至らしめるための手段;を含んでなるスキャナ
用アダプタ。
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