JPH08212335A - フォトセンサの露光時間決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エイリアス等の画像の劣化、モアレ・パータ
ーンの発生を防止できない点と、幅広い解像度で走査を
行うイメージ・スキャナが必要である点について解消す
るフォトセンサの露光時間決定方法を提供すること。 【解決手段】 横方向の所望の解像度に基づいて初期露
光時間を決定し（ステップ５２）、この初期露光時間に
基づいて走査方向の最低解像度を決定し（ステップ５
４）、走査方向の最低解像度が走査方向の所望の解像度
以下と判定すると（ステップ５６）、走査掃引速度を決
定して（ステップ５８）、走査を開始し、走査方向の最
低解像度が走査方向の所望の解像度より高い場合に、露
光時間が最大露光時間に等しいと判定すると（ステップ
５９）、走査掃引速度を決定し（ステップ５８）、露光
時間が最大露光時間よりも短い場合には、最大露光時間
になるまで露光時間を増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は広義にはイメージス
キャナ技術に関し、より詳細にはイメージスキャナの光
学サンプリングレートを変更するフォトセンサの露光時
間決定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学スキャナは物体あるいは文書の画像
をフォトセンサ・アレーに投射することによって、この
物体あるいは文書を表わすデータ信号を生成する。続い
て、かかるデータ信号をデジタル化し、格納して後に使
用することができる。たとえば、かかるデータ信号をパ
ーソナル・コンピュータに用いて走査された物体あるい
は文書の画像を適当な表示装置上で生成することができ
る。

【０００３】ほとんどの光学スキャナには物体を照射
し、照射された物体の小さい領域（通常は「走査線」と
呼ばれる）をフォトセンサ・アレーに合焦する照明およ
び光学系が用いられる。次に、物体をこの照明・光学ア
ッセンブリに対して移動させるか、あるいは照明・光学
アッセンブリを物体に対して移動させて照射された走査
線を掃引することによって物体全体が走査される。

【０００４】代表的なスキャナ光学系には、照射された
走査線の像をフォトセンサ・アレーの表面に合焦するレ
ンズ・アッセンブリが含まれる。設計によっては、スキ
ャナ光学系は光線の光路を「折り曲げて」、光学系を比
較的小さい匡体に収容できるようにするための複数のミ
ラーを有する場合もある。より小さいフオトセンサ・ア
レーを使用するために、ほとんどの光学系はフォトセン
サの表面に合焦される走査線の像を小さくするようにな
っている。たとえば、多くの光学系において、レンズの
縮小率は８対１であり、これによって走査線の像の大き
さは約８分の１になる。

【０００５】光学センサにはさまざまな種類のフォトセ
ンサ装置を用いることができるが、通常用いられるセン
サとしては電荷結合素子すなわちＣＣＤ（以下、電荷結
合素子をＣＣＤという）がある。周知のように、ＣＣＤ
はそれぞれが光にさらされたとき電荷を収集し蓄積する
多数のセルすなわち「画素」からなる。任意のセルすな
わち画素の蓄積電荷の大きさは露光の強度と持続時間に
比例するため、ＣＣＤを用いて合焦された像の明かるい
点と暗い点を検出することができる。典型的なスキャナ
のアプリケーションでは、それぞれのＣＣＤセルすなわ
ち画素に蓄積された電荷が測定され、露光時間あるいは
サンプリング間隔（通常のセンサでは約５ミリ秒）とし
て知られる規則的な間隔で放電される。電荷（すなわち
像データ）は露光時間中に各ＣＣＤセルに同時に収集さ
れるため、ＣＣＤはまたＣＣＤセルからの同時データあ
るいはパラレル・データを連続データ・ストリームある
いはシリアル・データ・ストリームに変換するためのア
ナログ・シフト・レジスタを有する。通常のアナログ・
シフト・レジスタはそれぞれが個々のセルに接続された
複数の「電荷転送バケット」からなる。露光時間の終わ
りには、それぞれのＣＣＤセルによって収集された電荷
が電荷転送バケットに同時に転送され、これによって、
ＣＣＤセルは次の露光シーケンスに備える。次に、各Ｃ
ＣＤセルが次の走査線に露光される期間中それぞれのバ
ケットの電荷がシフト・レジスタ内のバケット間で順次
にすなわち「バケット・ブリゲード」の態様で転送され
る。次に、各ＣＣＤセルからの順次に配列された電荷を
適当なアナログ／デジタル変換器によって１つずつデジ
タル信号に変換することができる。

【０００６】多くの光学スキャナ・アプリケーションに
おいては、ＣＣＤのそれぞれの画素は一列に配置され、
これによって線形アレーが形成される。ＣＣＤアレーの
それぞれの画素はしたがって照射された走査線の関係す
る画素部分に対応する。線形のフオトセンサ・アレーの
個々の画素は「横」方向、すなわち、物体上の照射走査
線の移動方向（「走査方向」として知られる）に垂直な
方向に配列されている。したがって、線形フオトセンサ
・アレーのそれぞれの画素は横方向に測定される長さと
走査方向に測定される幅を有する。ほとんどのＣＣＤア
レーでは、画素の長さと幅は等しく、通常それぞれ８ミ
クロン程度である。

【０００７】横方向の解像度はＣＣＤのセルの数の関数
である。たとえば、通常用いられるＣＣＤフオトセンサ
・アレーは約６００画素（またはドット）／インチ（以
下、ｄｐｉという）の横方向の解像度（ここでは「横方
向の固有解像度と呼ぶ」）を可能にするだけのセル、す
なわち画素を有する。

【０００８】走査方向の解像度は走査線掃引速度とＣＣ
Ｄ露光時間の積（すなわちサンプリング間隔）に反比例
する。したがって、走査方向解像度は走査線掃引速度、
ＣＣＤ露光時間、あるいはその両方を小さくすることに
よって上げることができる。逆に、走査方向解像度は走
査線掃引速度、ＣＣＤ露光時間、あるいはその両方を大
きくすることによって下げることができる。ある露光時
間に対する「最低走査方向解像度」がその露光時間に最
高走査線掃引速度で走査するときに得られる解像度であ
る。たとえば、最高走査線掃引速度を約３．３３インチ
／秒、最大露光時間を約５ミリ秒とすると、走査方向の
最低解像度は約６０ｄｐｉとなる。

【０００９】横方向の解像度はＣＣＤの特定のセルのデ
ータを無視するあるいはドロップするためのさまざまな
画素ドロッピング・アルゴリズムの１つを用いて横方向
の固有解像度以下に下げることができる。たとえば、６
０ｄｐｉの固有解像度を有するＣＣＤの横方向解像度は
１つおきの画素のデータを無視するあるいはドロップす
ることによって３００ｄｐｉに下げることができる。通
常用いられる画素ドロッピング技術のほとんどは画素デ
ータがアナログ／デジタル変換器によってデジタル信号
に変換された後に画素データの無視すなわちドロッピン
グを行なうものである。また、横方向の有効解像度を上
げるためのさまざまなデータ補間技術を用いて横方向の
解像度を横方向の固有解像度より高くすることができ
る。たとえば、ある種のデータ補間技術を用いて横方向
の固有解像度が６００ｄｐｉであるＣＣＤの横方向の有
効解像度を１２００ｄｐｉ以上にすることができる。

【００１０】上述したように、走査方向解像度は走査線
掃引速度およびＣＣＤ露光時間の関数である。したがっ
て、走査方向解像度は走査線掃引速度、ＣＣＤ露光時
間、あるいはその両方を変えることによって変更するこ
とができる。ある最大走査線掃引速度とＣＣＤ露光時間
に対応する走査方向解像度は一定であり、その露光時間
に対する最低の走査方向解像度を表わすことに注意しな
ければならない。しかし、走査方向解像度はデータ・ラ
イン全体を無視あるいは落とすことによってさらに下げ
ることができる。かかるライン・ドロッピング技術は上
述した画素ドロッピング技術に類似したものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】画素をドロップして横
方向解像度を下げる、あるいはラインをドロップして走
査方向解像度を下げる、あるいはその両方を行なうスキ
ャナの問題点の１つとして、画素ドロッピング処理およ
びライン・ドロッピング処理によって画像データにエイ
リアスやモアレ・パターン等のさまざまな異常や歪みが
生じることが挙げられる。

【００１２】画素ドロッピングおよびライン・ドロッピ
ング処理におけるもう１つの問題点として、画素ドロッ
ピング機能およびライン・ドロッピング機能は通常個々
のＣＣＤセルからの電荷データがデジタル形式に変換さ
れた後に実行されることである。その結果、最大サンプ
リング・レート、したがって走査速度はアナログ／デジ
タル（以下、Ａ／Ｄという）変換器のデータ変換速度に
よって制限されてしまう。多くのスキャナはＡ／Ｄ変換
器の最大有効サンプリング・レートで動作するため、低
い解像度で走査するときの走査速度も基本的には最大解
像度で走査するときの走査速度と同じである。つまり、
低い解像度を選択しても通常走査速度は上がらない。

【００１３】より高速なアナログ／デジタル変換器を用
いても、達成できる最大走査速度には限界がある。たと
えば、より高速なアナログ／デジタル変換器を用いる場
合、露光時間（すなわちサンプリング間隔）を短くした
ときにのみある所定の解像度での走査速度を上げること
ができる。しかし、あるＣＣＤセルによって生成できる
電荷の量は露光時間に比例するため、露光時間を短くす
ればそれに比例して信号レベルが低下する。装置雑音を
一定とすると、かかる低い信号レベルは信号対雑音比の
低下につながり、かかる雑音は画像データに「スノー」
として現われる。

【００１４】したがって、エイリアス等の画像の劣化の
問題や現在入手可能なスキャナに通常用いられるライン
・ドロッピング処理に起因するモアレ・パターンの発生
といった問題を生じることなく、幅広い解像度で走査を
行なうことのできるイメージ・スキャナが必要とされて
いる。低い走査解像度を選択しても、走査速度をそれに
応じて高くすることができ、しかも高価な高速アナログ
／デジタル変換器を用いたり、得られる画像データ信号
の信号対雑音比を低くしたりすることなくこれを行なう
ことが理想的である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】走査方向の所望の解像度
と横方向の所望の解像度に基づいてフォトセンサの露光
時間を決める方法であって、横方向の所望の解像度に基
づいて初期露光時間を決めるステップ、初期露光時間に
基づいて走査方向の最低解像度を決めるステップ、走査
方向の最低解像度と走査方向の所望の解像度を比較する
ステップ、および走査方向の最低解像度が走査方向の所
望の解像度より高い場合、初期露光時間を長くするステ
ップからなるフォトセンサの露光時間決定方法が提供さ
れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１には本発明による、要求され
た走査速度によって光学サンプリング・レートを変える
ことのできる光学スキャナ（図示せず）のデータ・サン
プリング変換回路１０を示す。基本的には、このデータ
・サンプリング変換回路１０はＣＣＤ１４等のフォトセ
ンサに蓄積された画素電荷をデジタル・データ・ストリ
ーム１６に変換するための変換回路１２を有する。周知
のように、ＣＣＤ１４はＣＣＤのそれぞれの画素から同
時に集められた電荷を順次転送するｎ個の電荷転送バケ
ットＱ₁ ，Ｑ₂ ，Ｑ₃ ，Ｑ_n を有する。ＣＣＤ１４の最
後の電荷転送バケットＱ ₁ に接続された電荷／電圧変換
器１８は最後のバケットＱ₁ に蓄積された電荷を電圧に
変換し、この電圧はＡ／Ｄ変換器２２によってデジタル
信号に変換される。ある解像度で走査が行なわれると
き、電荷／電圧変換器１８はバケットＱ₁ 〜Ｑ_n のうち
の１つからの電荷（これは単一の画素からの電荷に相当
することは明らかである）のみを電圧に変換する。しか
し、他の解像度で走査しているとき、電荷／電圧変換器
１８は２つあるいはそれ以上のバケットＱ₁ 〜Ｑ_n から
の電荷を集めてその総電荷を電圧に変換する。ホールド
回路２０を電荷／電圧変換器１８に接続して、データが
最後のバケットＱ₁ からシフト・アウトされるのがＡ／
Ｄ変換器２２によってデジタル信号に変換されるより速
い場合のバッファとして用いることができる。ＣＣＤア
レー１４、電荷／電圧変換器１８、ホールド回路２０、
およびＡ／Ｄ変換器２２に接続された制御ユニット２４
が各回路のタイミングと動作を制御する。ここに図示お
よび説明するデータ・サンプリング変換回路１０の機能
を果たす任意の回路を用いることができるが、このデー
タ・サンプリング変換回路は１９９３年１２月２９日付
のDegi（デギィ）の米国特許出願０８／１７４，８６８
号に開示する種類のものとすることができる。

【００１７】横方向の「固有」解像度と走査方向の最低
解像度で走査するとき、制御ユニット２４はＣＣＤを所
定の最大露光時間（すなわちサンプリング間隔）で動作
させ、所定の最大走査線掃引速度で物体に走査線を掃引
する。最大露光時間および最大走査線掃引速度で動作す
るとき、１つの走査線はＣＣＤ１４の各画素からのデー
タからなり、走査方向の解像度は走査方向の最低解像度
に対応する。しかし、他の解像度で動作するとき、制御
ユニット２４は最適露光時間と走査線掃引速度を最大に
するために電荷データを組み合わせるべきＣＣＤセルの
数を判定するが、これは信号対雑音比をほとんど低下さ
せることなく、またライン・ドロッピング技術を用いる
ことなく行なわれる。

【００１８】本発明の重要な利点は画像データにエイリ
アスやモアレ・パターンを発生させる可能性のあるライ
ン・ドロッピング技術を用いることなく、幅広い解像度
で走査を行なうことができることである。さらに、デー
タ・サンプリング変換回路１０はいくつかのＣＣＤ画素
からの信号をデジタル化する前にそれらの信号を結合す
ることができるため、ある解像度で走査を行なうとＡ／
Ｄ変換器２２の行なうべきアナログ／デジタル変換の数
をそれに比例して低減することができる。この余剰の変
換容量によって、ＣＣＤ露光時間（すなわちサンプリン
グ間隔）を短縮することができ、その結果ある特定の解
像度における走査掃引速度を上げることができる。従来
のスキャナと異なり、本発明によって可能な露光時間の
短縮によるＣＣＤの信号対雑音比の低下はごくわずかに
することができる。これは、かかる短縮された露光時間
で走査するときいくつかの画素からの信号が結合される
ためである。

【００１９】データ・サンプリング変換回路１０の詳細
は図１に示すとおりである。上述したように、データ・
サンプリング変換回路１０はＣＣＤ１４のアレーの最後
の電荷転送バケットＱ₁ に接続された変換回路１２を有
する。変換回路１２は、１つあるいはそれ以上の電荷転
送バケット（したがってＣＣＤ１４のアレーの個々のセ
ル）からの電荷をアナログ電圧に変換する電荷／電圧変
換器１８とホールド回路２０を有し、このアナログ電圧
はＡ／Ｄ変換器２２によってデジタル信号に変換され
る。電荷／電圧変換器１８は最後の電荷転送バケットＱ
₁ からの電荷を集めるためのコンデンサ３０とコンデン
サ３０を絶縁してホールド回路２０からの装荷を防止す
るための緩衝増幅器２６からなる。より詳細には、緩衝
増幅器２６の入力線３２はスイッチ２８を介して最後の
バケットＱ₁ に接続されている。コンデンサ３０は入力
線３２と適当なグラウンドの間に接続されている。ま
た、第２のスイッチ３４が入力線３２と適当なグラウン
ドの間に接続され、この第２のスイッチ３４が閉じる
と、コンデンサ３０が放電され、コンデンサ３０は電荷
転送バケットＱ₁ から次の電荷を受け取ることのできる
状態になる。

【００２０】ホールド回路２０は電荷／電圧変換器１８
と同様であり、緩衝増幅器２６からの出力電圧を蓄積す
るためのコンデンサ４４を有する。ホールド回路２０は
コンデンサ４４を絶縁してＡ／Ｄ変換器２２からの装荷
を防止するための緩衝増幅器３６を有する。より詳細に
は、緩衝増幅器３６の入力線３８は第３のスイッチ４０
を介して緩衝増幅器２６の出力４６に接続されている。
コンデンサ４４は入力線３８と適当なグラウンドの間に
接続されている。緩衝増幅器３６の出力線４２はＡ／Ｄ
変換器２２に接続されている。

【００２１】ＣＣＤ１４、電荷／電圧変換器１８、ホー
ルド回路２０、およびＡ／Ｄ変換器２２に接続された制
御ユニット２４がそれぞれの構成要素の動作を制御す
る。最初は、スイッチ２８および第３のスイッチ４０が
開いており、第２のスイッチ３４は閉じており、これに
よってコンデンサ３０の電荷が除去される。次に、制御
ユニット２４はスイッチ２８を閉じ、第２のスイッチ３
４を開く、そして電荷転送バケットＱ₁ 〜Ｑ_n に蓄積さ
れた画素電荷を右に１バケット移動させる。これによっ
て、電荷転送バケットＱ₁ にあった電荷がコンデンサ３
０に入る。その結果コンデンサ３０の電圧Ｖは電荷転送
バケットＱ₁ からの電荷Ｑの量をコンデンサ３０のキャ
パシタンスＣで割ったものに等しくなる。すなわち、Ｖ
＝Ｑ／Ｃである。

【００２２】コンデンサ３０が充電されると、制御ユニ
ット２４は第３のスイッチ４０を閉じる。次に、緩衝増
幅器２６からの出力電圧はコンデンサ４４で二倍にな
る。コンデンサ４４が充電されると、制御ユニット２４
は第３のスイッチ４０を開き、それによって電荷／電圧
変換器１８が他の電荷を受け取れるようにする。その間
に、緩衝増幅器３６の出力電圧はＡ／Ｄ変換器２２によ
ってデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２２から
のデジタル化れたデータに所望の処理を加えることがで
き、最終的にソース画像のデジタル表現が得られる。

【００２３】次のバケットの電荷の処理は前のバケット
からの電荷がデジタル信号に変換される間に開始できる
ことに注意しなければならない。しかし、この変換処理
は第３のスイッチ４０が再び閉じられる前に完了しなけ
ればならない。Ａ／Ｄ変換器２２が次のバケットからの
電荷がコンデンサ３０に移動する前に電圧信号をデジタ
ル化できるだけ高速であればホールド回路２０は不要で
あることはもちろんである。

【００２４】低い解像度で走査するとき、制御ユニット
２４は電荷／電圧変換器１８を、ホールド回路２０への
信号の送出の前に２つあるいはそれ以上の画素からの電
荷を結合するように制御する。たとえば、第１の画素か
らの電荷は上述したような方法でコンデンサ３０にクロ
ックされる。次に、第３のスイッチ４０を閉じる前に、
また第２のスイッチ３４を閉じてコンデンサ３０を放電
することなく、制御ユニット２４は第２の画素からの電
荷をコンデンサ３０にクロックする。所望の数（すなわ
ち２つあるいはそれ以上）の画素が結合されると、コン
デンサ３０の出力電圧はホールド回路２０で二倍にさ
れ、この電圧がＡ／Ｄ変換器２２によってデジタル化さ
れる。

【００２５】データ・サンプリング変換回路１０を上述
したような態様で動作させて低い横方向解像度で走査を
行なうことができるが、かかる低い解像度では走査掃引
速度の増大はＣＣＤ１４の露光時間（すなわちサンプリ
ング間隔）を短くすることによってしか達成することが
できない。しかし、短縮された露光時間の選択が適切に
行なわれないと、走査方向の解像度が走査方向の所望の
解像度に一致せず、その結果所望の解像度を得るために
ラインをドロップしなければならなくなる場合がある。
この問題を説明するために、横方向の固有解像度が６０
０ｄｐｉ、走査方向の最低解像度が６０ｄｐｉであるス
キャナについて考察する。オペレータは横方向に３０ｄ
ｐｉ、走査方向に１００ｄｐｉで走査を行ないたいもの
とする。この場合、制御ユニット２４はデータ・サンプ
リング変換回路１０を、２つの画素要素からの電荷が電
荷／電圧変換器１８によって結合されるように制御す
る。前述したように、６００ｄｐｉの横方向の固有解像
度を有するＣＣＤの２つの画素からの電荷を結合する
と、横方向の有効解像度は３００ｄｐｉとなる。走査速
度を上げるために、制御ユニット２４はＣＣＤアレーの
露光時間を最大露光時間すなわち横方向の固有解像度に
対応する露光時間の半分に短縮する。このように露光時
間を短縮すると走査方向の最低解像度６０ｄｐｉから１
２０ｄｐｉに倍増する効果があることはもちろんであ
る。しかし、ユーザは走査方向解像度を１００ｄｐｉと
して選択しているため、画像処理回路（図示せず）はラ
イン・ドロッピング処理を行なって走査方向解像度を１
２０ｄｐｉから１００ｄｐｉに下げなければならない。
上述したように、かかるライン・ドロッピング処理はエ
イリアスやモアレ・パターンを発生させることがあるた
め望ましくない。

【００２６】本発明は、上述したような場合に制御ユニ
ット２４に図２に示す処理にしたがった動作を命じるこ
とによってライン・ドロッピング処理を実行することを
不要にする。第１のステップ５０では、制御ユニットは
横方向および走査方向の所望の（すなわちユーザの選択
した）解像度を検出してこれを適当なメモリ装置（図示
せず）に格納する。ステップ５２において、制御ユニッ
ト２４は横方向の選択された解像度に基づいて初期露光
時間を決定しする。たとえば、横方向の選択された解像
度が横方向の固有解像度の１／２と２倍の間である場
合、制御ユニット２４は初期露光時間を固有露光時間あ
るいは最大露光時間、すなわち横方向の固有解像度に対
応する露光時間に等しく設定する。横方向の選択された
解像度が横方向の固有解像度の１／３と１／２の間であ
る場合、制御ユニットは初期露光時間を最大露光時間の
１／２に設定する。選択された解像度が固有解像度の１
／３より低い場合、制御ユニット２４は初期露光時間を
最大露光時間の１／３に設定する。

【００２７】このように初期露光時間が決定されると、
制御ユニットはステップ５４を実行して走査方向の対応
するあるいは最低解像度を決定する。ここでは「走査方
向の最低解像度」とは、ある特定の走査線掃引速度とＣ
ＣＤ露光時間から得られる走査方向の解像度を指す。こ
の解像度はライン・ドロッピング処理を行なうことなく
得ることのできる走査方向の最低解像度であるために
「最低」という用語を用いる。次に、制御ユニット２４
はステップ５６を実行して走査方向の最低解像度がユー
ザの選択した解像度以下であるかどうかを判定する。Ｙ
ＥＳであれば、制御ユニット２４はステップ５８に進ん
で走査線掃引速度を決定し、走査を開始する。走査線掃
引速度は１を走査方向の所望の解像度と露光時間の積で
割ることによって決定される。走査方向の最低解像度が
選択された解像度より高い場合、制御ユニット２４はス
テップ５９を実行して露光時間が最大露光時間に等しい
かどうかを判定する。ＹＥＳである場合、この露光時間
はこれ以上増大させることはできず、制御ユニット２４
はステップ５８に進む。しかし、露光時間がまだ最大露
光時間より短い場合、制御ユニット２４はステップ６０
を実行して露光時間を１ステップだけ長くし、その後ス
テップ５４および５６を繰り返す。

【００２８】ここに図示および説明した実施例では、露
光時間は３つの時間、すなわち横方向の固有解像度に対
応する露光時間（すなわち最大露光時間）、最大露光時
間の１／２、および最大露光時間の１／３のうちのいず
れかとすることができる。したがって、ステップ５４で
初期露光時間が最大露光時間の１／３であると判定さ
れ、その初期露光時間によってユーザの選択した解像度
より低い走査方向の最低解像度が得られなかった場合、
ステップ６０において制御ユニットは次に長い露光時間
すなわち最大露光時間の１／２を選択する。制御ユニッ
ト２４は次にステップ５４を実行して、１を最大走査線
掃引速度とこの新しい露光時間の積で割ることによって
走査方向の最低解像度を判定する。この最低解像度がユ
ーザの選択した解像度より低い場合、制御ユニットはこ
の新しい露光時間で走査を行なう。最低解像度がまだユ
ーザの選択した解像度より高い場合、制御ユニット２４
は再度ステップ５９および６０を実行して露光時間を１
段階長くし、ステップ５４および５６を繰り返す。

【００２９】たとえば、図２に示しまた上に説明した処
理によって表１に示す解像度に対応する露光時間が得ら
れる。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１に示す解像度は６０ｄｐｉの走査方向
の最低解像度と６００ｄｐｉの横方向の固有解像度を有
するスキャナの場合の解像度である。また、このスキャ
ナは６００ｄｐｉの固有解像度の１／２と１／３に相当
する解像度すなわち３００ｄｐｉおよび２００ｄｐｉで
走査することができる。

【００３２】たとえば、ユーザが１５０ｄｐｉの走査方
向解像度と２５０ｄｐｉの横方向解像度で走査を行ない
たい場合を考える。すると、制御ユニット２４はＣＣＤ
を３００ｄｐｉの横方向の有効解像度で動作させる。す
なわち、変換回路１２（図１）が１つおきのＣＣＤ画素
からの電荷データを結合し、制御ユニット２４は露光時
間を最大露光時間の１／２に設定する。これによって横
方向の解像度は３００ｄｐｉ、走査方向の最低解像度は
１２０ｄｐｉになる。次に、画像データ処理回路（図示
せず）が必要に応じて画素を落として２５０ｄｐｉの所
望の横方向解像度を達成する。しかし、走査方向の最低
解像度は１２０ｄｐｉであるため、ラインを落とす必要
はなく、１／（所望の走査方向解像度×ＣＣＤ露光時
間）に等しい新しい走査線掃引速度を判定することによ
って１５０ｄｐｉの所望の走査方向解像度を達成するこ
とができる。

【００３３】ここに図示・説明した実施例によって３つ
の解像度すなわち６００ｄｐｉ、３００ｄｐｉおよび２
００ｄｐｉの１つに対応するＣＣＤ露光時間を選択する
ことができるが、当業者には３つあるいはそれ以上の露
光時間からの選択を行なう他の実施例も可能であること
は明らかであろう。たとえば、データ・サンプリング変
換回路１０は４つの解像度の１つに対応する４つの露光
時間からの選択を行なうように容易に適合することがで
きる。したがって、本発明は３つの解像度のみに対応す
る露光時間に限定されるものではない。

【００３４】ここで説明した本発明の原理は他のさまざ
まな態様で実施することができ、特許請求の範囲には従
来技術によって限定されるものを除きかかる代替実施例
を含むものである。

【００３５】以上本発明の各実施例について詳述した
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。

【００３６】１． 走査方向の所望の解像度と横方向の
所望の解像度に基づいてフォトセンサの露光時間を決定
する方法であって、横方向の所望の解像度に基づいて初
期露光時間を決定するステップと、前記初期露光時間に
基づいて走査方向の最低解像度を決定するステップと、
前記走査方向の最低解像度を走査方向の所望の解像度と
比較するステップと、前記初期露光時間を増大し、前記
増大した露光時間に基づいて走査方向の最低解像度を再
度決定し、（ａ）．前記走査方向の最低解像度が走査方
向の所望の解像度以下になるか、（ｂ）．前記増大した
露光時間が所定の最大露光時間に等しくなるまで前記走
査方向の最低解像度を走査方向の所望の解像度と比較す
るステップと、からなるフォトセンサの露光時間決定方
法である。

【００３７】２． 前記初期露光時間に基づいて走査方
向の最低解像度を決定するステップが、前記初期露光時
間に所定の最大走査線掃引速度を掛けるステップを含む
ことを特徴とする上記１に記載のフォトセンサの露光時
間決定方法である。

【００３８】３． 前記横方向の所望の解像度に基づい
て初期露光時間を決定するステップは、横方向の所望の
解像度を横方向の所定の固有解像度と比較するステップ
と、横方向の所望の解像度が横方向の所定の固有解像度
以上である場合、初期露光時間を所定の最大露光時間に
等しく設定するステップと、横方向の所望の解像度が横
方向の所定の固有解像度より低い場合、初期露光時間を
所定の最大露光時間より短く設定するステップと、から
なることを特徴とする上記１または２に記載のフォトセ
ンサの露光時間決定方法である。

【００３９】４． 前記初期露光時間は所定の最大露光
時間をある整数で割った時間に設定することができるこ
とを特徴とする上記１、２または３に記載のフォトセン
サの露光時間決定方法である。

【００４０】５． 初期露光時間を所定の最大露光時間
より短く設定するステップは、横方向の所望の解像度が
横方向の所定の固有解像度の１／３と１／２の間である
場合、初期露光時間を所定の最大露光時間の１／２に設
定するステップと、横方向の所望の解像度が横方向の所
定の固有解像度の１／３より低い場合、初期露光時間を
所定の最大露光時間の１／３に設定するステップと、か
らなることを特徴とする上記１、２、３または４に記載
のフォトセンサの露光時間決定方法である。

【００４１】６． 所定の最大露光時間は６００ｄｐｉ
の横方向の固有解像度に対応することを特徴とする上記
１、２、３、４または５に記載のフォトセンサの露光時
間決定方法である。

【００４２】７． 横方向の所望の解像度と走査方向の
所望の解像度は１２ｄｐｉから１２００ｄｐｉの間で選
択することができることを特徴とする上記１、２、３、
４、５または６に記載のフォトセンサの露光時間決定方
法である。

【００４３】８． 露光時間は、走査方向の任意の所望
の解像度、３０１ｄｐｉ以上１２００ｄｐｉ以下の横方
向の所望の解像度、および走査方向の所望の解像度が１
２ｄｐｉ以上１２０ｄｐｉ以下であるときの任意の所望
の横方向解像度について最大露光時間に等しいことを特
徴とする上記１、２、３、４、５、６または７に記載の
フォトセンサの露光時間決定方法である。

【００４４】９． 露光時間は、２０１ｄｐｉ以上３０
０ｄｐｉ以下の横方向の所望の解像度、１２１ｄｐｉ以
上１２００ｄｐｉ以下の走査方向の所望の解像度、１２
ｄｐｉ以上２００ｄｐｉ以下の横方向の所望の解像度、
および１７９ｄｐｉ以下１２１ｄｐｉ以上の走査方向の
所望の解像度について、最大露光時間を２で割った時間
に等しいことを特徴とする上記１、２、３、４、５、
６、７または８に記載のフォトセンサの露光時間決定方
法である。

【００４５】１０． 露光時間は、１２ｄｐｉ以上２０
０ｄｐｉ以下の横方向の所望の解像度および１８０ｄｐ
ｉ以上１２００ｄｐｉ以下の走査方向の所望の解像度に
ついて、最大露光時間を３で割ったものに等しいことを
特徴とする上記１、２、３、４、５、６、７、８または
９に記載のフォトセンサの露光時間決定方法である。

【００４６】１１． 走査方向の所望の解像度と横方向
の所望の解像度で対象を走査する方法であって、横方向
の所望の解像度に基づいてスキャナフォトセンサの初期
露光時間を決定するステップと、前記初期露光時間に基
づいて走査方向の最低解像度を決定するステップと、前
記走査方向の最低解像度を走査方向の所望の解像度と比
較するステップと、前記初期露光時間を増大し、前記増
大した露光時間に基づいて走査方向の最低解像度を再度
決定し、（ａ）．前記走査方向の最低解像度が走査方向
の所望の解像度以下になるか、（ｂ）．前記増大した露
光時間が所定の最大露光時間に等しくなるまで前記走査
方向の最低解像度を走査方向の所望の解像度と比較する
ステップと、前記増大した露光時間に基づいて横方向の
有効解像度を決定するステップと、前記増大した露光時
間と走査方向の所望の解像度に基づいて走査線掃引速度
を決定するステップと、前記増大した露光時間と前記走
査線掃引速度で対象を走査するステップと、からなるフ
ォトセンサの露光時間決定方法に適用される対象の走査
方法である。

【００４７】１２． 前記初期露光時間に基づいて走査
方向の最低解像度を決定するステップが、前記初期露光
時間に所定の最大走査線掃引速度を掛けるステップを含
むことを特徴とする上記１１に記載の対象の走査方法で
ある。

【００４８】１３． 前記横方向の所望の解像度に基づ
いて初期露光時間を決定するステップは、横方向の所望
の解像度を横方向の所定の固有解像度と比較するステッ
プと、横方向の所望の解像度が横方向の所定の固有解像
度以上である場合、初期露光時間を所定の最大露光時間
に等しく設定するステップと、横方向の所望の解像度が
横方向の所定の固有解像度より低い場合、初期露光時間
を所定の最大露光時間より短く設定するステップと、か
らなることを特徴とする上記１２に記載の対象の走査方
法である。

【００４９】１４． 前記初期露光時間は所定の最大露
光時間をある整数で割った時間に設定することができる
ことを特徴とする上記１３に記載の対象の走査方法であ
る。

【００５０】１５． 初期露光時間を所定の最大露光時
間より短く設定するステップは、横方向の所望の解像度
が横方向の所定の固有解像度の１／３と１／２の間であ
る場合、初期露光時間を所定の最大露光時間の１／２に
設定するステップと、横方向の所望の解像度が横方向の
所定の固有解像度の１／３より低い場合、初期露光時間
を所定の最大露光時間の１／３に設定するステップス
と、からなることを特徴とする上記１４に記載の対象の
走査方法である。

【００５１】１６． 所定の最大露光時間は６００ｄｐ
ｉの横方向の固有解像度に対応することを特徴とする上
記１５に記載の対象の走査方法である。

【００５２】１７． 横方向の所望の解像度と走査方向
の所望の解像度は１２ｄｐｉから１２００ｄｐｉの間で
選択することができることを特徴とする上記１６に記載
の対象の走査方法である。

【００５３】１８． 露光時間は、走査方向の任意の所
望の解像度、３０１ｄｐｉ以上１２００ｄｐｉ以下の横
方向の所望の解像度、および走査方向の所望の解像度が
１２ｄｐｉ以上１２０ｄｐｉ以下であるときの任意の所
望の横方向解像度について最大露光時間に等しいことを
特徴とする上記１７に記載の対象の走査方法である。

【００５４】１９． 露光時間は、２０１ｄｐｉ以上３
００ｄｐｉ以下の横方向の所望の解像度、１２１ｄｐｉ
以上１２００ｄｐｉ以下の走査方向の所望の解像度、１
２ｄｐｉ以上２００ｄｐｉ以下の横方向の所望の解像
度、および１７９ｄｐｉ以下１２１ｄｐｉ以上の走査方
向の所望の解像度について、最大露光時間を２で割った
時間に等しいことを特徴とする上記１８に記載の対象の
走査方法である。

【００５５】２０． 露光時間は、１２ｄｐｉ以上２０
０ｄｐｉ以下の横方向の所望の解像度および１８０ｄｐ
ｉ以上１２００ｄｐｉ以下の走査方向の所望の解像度に
ついて、最大露光時間を３で割ったものに等しいことを
特徴とする上記１９に記載の対象の走査方法である。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、横方向
の所望の解像度に基づいて初期露光時間を決定し、この
初期露光時間に基づいて走査方向の最低解像度を決定
し、初期露光時間を増大した露光時間に基づいて走査方
向の最低解像度を決定し、走査方向の最低解像度が走査
方向の所望の解像度以下になるか、増大した露光時間が
所望の最大露光時間に等しくなるまで走査方向の最低解
像度を走査方向の所望の解像度と比較するようにしたの
で、エイリアス等の画像の劣化や、モアレ・パターンの
発生等を防止することができるとともに、イメージ・ス
キャナを幅広い解像度で走査を行うことができ、低い走
査解像度を選択しても、走査速度をそれに応じて高くす
ることができる。しかも、使用するイメージ・スキャナ
に高価なＡ／Ｄ変換器を用いる必要もなく、画像データ
信号の信号対雑音比を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＣＤからの画素電荷を選択的に組み合わせデ
ジタイズするデータ・サンプリング変換回路の概略図で
ある。

【図２】適当なＣＣＤ露光時間（すなわちサンプリング
レート）を決定するための図１に示す制御ユニットの実
行するステップのフローチャートである。

【符号の説明】

１０ データ・サンプリング変換回路 １２ 変換回路 １４ 電荷結合素子（ＣＣＤ） １６ デジタル・データ・ストリーム １８ 電荷／電圧変換器 ２０ ホールド回路 ２２ アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器 ２４ 制御ユニット ２６，３６ 緩衝増幅器 ２８ スイッチ ３０，４４ コンデンサ ３４ 第２のスイッチ ４０ 第３のスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査方向の所望の解像度と横方向の所望
   の解像度に基づいてフォトセンサの露光時間を決定する
   方法であって、 横方向の所望の解像度に基づいて初期露光時間を決定す
   るステップと、 前記初期露光時間に基づいて走査方向の最低解像度を決
   定するステップと、 前記走査方向の最低解像度を走査方向の所望の解像度と
   比較するステップと、 前記初期露光時間を増大し、前記増大した露光時間に基
   づいて走査方向の最低解像度を再度決定し、（ａ）．前
   記走査方向の最低解像度が走査方向の所望の解像度以下
   になるか、（ｂ）．前記増大した露光時間が所定の最大
   露光時間に等しくなるまで前記走査方向の最低解像度を
   走査方向の所望の解像度と比較するステップと、からな
   るフォトセンサの露光時間決定方法。