JP2003162015A - 照明源を含む画像入力装置および画像入力方法 - Google Patents
照明源を含む画像入力装置および画像入力方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/02815—Means for illuminating the original, not specific to a particular type of pick-up head
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- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一な照明強度プロファイルによりスキャン
を行う。 【解決手段】 ２つの端部２６０Ａ1、２６０Ａ2を有
し、スキャン対象物１６０上に光を放射するように動作
可能な直線状照明源２５０であって、照明源２５０はそ
の長さに沿って光を放射し、照明源２５０から放射され
る前記光は、その中点に最小強度を有する直線状照明源
２５０と、画像に対応する電荷へと前記光を変換するよ
うに動作可能な少なくとも１つの変換素子とを含んでな
る画像入力装置４００を提供する。
を行う。 【解決手段】 ２つの端部２６０Ａ1、２６０Ａ2を有
し、スキャン対象物１６０上に光を放射するように動作
可能な直線状照明源２５０であって、照明源２５０はそ
の長さに沿って光を放射し、照明源２５０から放射され
る前記光は、その中点に最小強度を有する直線状照明源
２５０と、画像に対応する電荷へと前記光を変換するよ
うに動作可能な少なくとも１つの変換素子とを含んでな
る画像入力装置４００を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像入力装置に関
し、より詳細には、反転した放射プロファイルを有する
照明源を用いてスキャンするための装置および方法に関
する。
し、より詳細には、反転した放射プロファイルを有する
照明源を用いてスキャンするための装置および方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】光学スキャナは、紙ドキュメント上の画
像や、画像を有する媒体や、その媒体上にスキャンされ
た他のデータ等のスキャンされた対象物を表す機械読取
り可能画像データを生成する。フラットベッド光学スキ
ャナは、その上にスキャンされる対象が配置される透明
なプラテン（platen）を有する固定装置である。フラッ
トベッドスキャナや、フィルムスキャナや、複写機や、
多機能装置およびいくつかのデジタルカメラ等の装置
は、光源として直線状の冷陰極蛍光灯（cold cathode f
luorescent lamp：以下、「ＣＣＦＬ」とよぶ）を用いる
ことができる。対象物は、電荷結合素子（ＣＣＤ）のよ
うな画像入力装置によって、対象物の細長い領域または
スキャン線部分を順次画像入力することによりスキャン
される。画像入力装置は、スキャンされる対象物の各ス
キャン線部分を表す画像データを生成する。ＣＣＤ光検
出器等の感光素子の直線状配列を用いて、光を電荷へと
変換する。画像スキャンシステムのために利用可能な数
多くの比較的に低価格なカラーおよび白黒の一次元アレ
イＣＣＤ光検出器が存在する。代わりに、電子画像入力
システムは、ＣＣＤアレイのような感光素子の二次元の
アレイを用いることができる。
像や、画像を有する媒体や、その媒体上にスキャンされ
た他のデータ等のスキャンされた対象物を表す機械読取
り可能画像データを生成する。フラットベッド光学スキ
ャナは、その上にスキャンされる対象が配置される透明
なプラテン（platen）を有する固定装置である。フラッ
トベッドスキャナや、フィルムスキャナや、複写機や、
多機能装置およびいくつかのデジタルカメラ等の装置
は、光源として直線状の冷陰極蛍光灯（cold cathode f
luorescent lamp：以下、「ＣＣＦＬ」とよぶ）を用いる
ことができる。対象物は、電荷結合素子（ＣＣＤ）のよ
うな画像入力装置によって、対象物の細長い領域または
スキャン線部分を順次画像入力することによりスキャン
される。画像入力装置は、スキャンされる対象物の各ス
キャン線部分を表す画像データを生成する。ＣＣＤ光検
出器等の感光素子の直線状配列を用いて、光を電荷へと
変換する。画像スキャンシステムのために利用可能な数
多くの比較的に低価格なカラーおよび白黒の一次元アレ
イＣＣＤ光検出器が存在する。代わりに、電子画像入力
システムは、ＣＣＤアレイのような感光素子の二次元の
アレイを用いることができる。
【０００３】直線状のＣＣＦＬは、高輝度で安価でしか
も信頼性が高いが、１つの大きな欠点も有する。ＣＣＦ
Ｌは、不均一な照明強度プロファイルを有し、正規化す
るために補正アナログ利得あるいは補正デジタル利得を
必要とする。ＣＣＦＬの素子を用いるスキャナシステム
では、紙面上の光強度と光学系を介する光強度とが減少
することに起因して、スキャン線の端部において信号対
雑音比が低くなる。
も信頼性が高いが、１つの大きな欠点も有する。ＣＣＦ
Ｌは、不均一な照明強度プロファイルを有し、正規化す
るために補正アナログ利得あるいは補正デジタル利得を
必要とする。ＣＣＦＬの素子を用いるスキャナシステム
では、紙面上の光強度と光学系を介する光強度とが減少
することに起因して、スキャン線の端部において信号対
雑音比が低くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、反転した放射プロファイルを有する照明源を用
いて、均一な照明強度プロファイルでスキャンするため
の装置および方法を提供することである。
目的は、反転した放射プロファイルを有する照明源を用
いて、均一な照明強度プロファイルでスキャンするため
の装置および方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施形態によ
れば、２つの端部を有し、スキャン対象上に光を放射す
るように動作可能な直線状の照明源と、光を画像に対応
する電荷へと変換するように動作可能な少なくとも１つ
の変換素子とを含む画像入力装置が提供され、その照明
源はその長さに沿って光を放射し、光はその中間点にお
いて最小の強度を有する照明源から放射される。
れば、２つの端部を有し、スキャン対象上に光を放射す
るように動作可能な直線状の照明源と、光を画像に対応
する電荷へと変換するように動作可能な少なくとも１つ
の変換素子とを含む画像入力装置が提供され、その照明
源はその長さに沿って光を放射し、光はその中間点にお
いて最小の強度を有する照明源から放射される。
【０００６】本発明の別の目的によれば、２つの端点を
有する直線状の照明源からスキャン対象上へと光を放射
することを含む、スキャン対象を画像入力するための方
法が提供され、光は、照明源の２つの端点において最大
の強度を有し、照明源の中間点において最小の強度を有
する照明源から放射される。
有する直線状の照明源からスキャン対象上へと光を放射
することを含む、スキャン対象を画像入力するための方
法が提供され、光は、照明源の２つの端点において最大
の強度を有し、照明源の中間点において最小の強度を有
する照明源から放射される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明、その目的および利点をよ
り完全に理解するために、ここで添付の図面に関連して
取り上げられる以下の説明が参照される。
り完全に理解するために、ここで添付の図面に関連して
取り上げられる以下の説明が参照される。
【０００８】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８を参照することにより最もよく理
解される。なお、種々の図面の類似する部品と対応する
部品とを示すために、類似の参照番号が用いられる。
は、図面の図１〜図８を参照することにより最もよく理
解される。なお、種々の図面の類似する部品と対応する
部品とを示すために、類似の参照番号が用いられる。
【０００９】たとえば、フラットベッドスキャナ、デジ
タルカメラ、複写機、フィルムスキャナ、または別の装
置等の画像入力システムによってスキャンされうる、限
定はしないが、たとえば、ドキュメント１００等のスキ
ャン媒体が図１に示される。その画像入力システムは、
たとえば、蛍光体、水銀分子、または別の紫外線放射源
によって励起される別の発光物質を有する直線状の冷陰
極蛍光灯（ＣＣＦＬ）等の照明源を用いて、ドキュメン
ト１００の一連のスキャン線部分１０Ａ〜１０Ｎをスキ
ャンする。ランプ管内のキセノン分子からの紫外線放射
によって励起される蛍光体を有するキセノンランプ等の
他のタイプのランプも、画像入力装置において一般的に
用いられる。スキャン線は、各スキャン線上に複数の焦
点を有するＣＣＦＬにより照明される。特定の焦点にあ
たる光は全体として、ＣＣＦＬに沿って有限の数の点光
源から生じるものとみなしうる。焦点へと集束する光
は、たとえば、画像安定化器、フィルタ、光学系、単レ
ンズ、ホログラフィックレンズ、または別の装置のよう
な画像形成システムを一般に通過する。そして、その光
は、光検出器に伝搬され、そこで電荷に変換される。一
般に、この技術によれば、所与のスキャン線に対して、
複数の電荷が生成される。特定のスキャン線に対して電
荷が生成されると、次のスキャン線に対する電荷が生成
される。この一般的な手順は、ドキュメント１００の全
てのスキャン線が画像入力されるまで繰り返される。
タルカメラ、複写機、フィルムスキャナ、または別の装
置等の画像入力システムによってスキャンされうる、限
定はしないが、たとえば、ドキュメント１００等のスキ
ャン媒体が図１に示される。その画像入力システムは、
たとえば、蛍光体、水銀分子、または別の紫外線放射源
によって励起される別の発光物質を有する直線状の冷陰
極蛍光灯（ＣＣＦＬ）等の照明源を用いて、ドキュメン
ト１００の一連のスキャン線部分１０Ａ〜１０Ｎをスキ
ャンする。ランプ管内のキセノン分子からの紫外線放射
によって励起される蛍光体を有するキセノンランプ等の
他のタイプのランプも、画像入力装置において一般的に
用いられる。スキャン線は、各スキャン線上に複数の焦
点を有するＣＣＦＬにより照明される。特定の焦点にあ
たる光は全体として、ＣＣＦＬに沿って有限の数の点光
源から生じるものとみなしうる。焦点へと集束する光
は、たとえば、画像安定化器、フィルタ、光学系、単レ
ンズ、ホログラフィックレンズ、または別の装置のよう
な画像形成システムを一般に通過する。そして、その光
は、光検出器に伝搬され、そこで電荷に変換される。一
般に、この技術によれば、所与のスキャン線に対して、
複数の電荷が生成される。特定のスキャン線に対して電
荷が生成されると、次のスキャン線に対する電荷が生成
される。この一般的な手順は、ドキュメント１００の全
てのスキャン線が画像入力されるまで繰り返される。
【００１０】図２には、たとえばＣＣＦＬ１５０のよう
に、スキャン対象物１６０上へと光を放射する照明源が
示される。スキャン対象物１６０は、たとえばスキャン
線１０Ａのように、スキャンドキュメント１００のスキ
ャン線を表す。実際には、ＣＣＦＬ１５０は、同一直線
上にある端点（ＣＣＦＬ１５０の終端する端部）を有す
る連続した円柱形状の光源に沿って光を放射する。説明
を簡単にするために、ＣＣＦＬ１５０から放射される光
は、ＣＣＦＬ１５０上の同一直線上に配置される有限個
の点光源１５０Ａ〜１５０Ｋからなる直線状の光源から
生じるものとみなされる。
に、スキャン対象物１６０上へと光を放射する照明源が
示される。スキャン対象物１６０は、たとえばスキャン
線１０Ａのように、スキャンドキュメント１００のスキ
ャン線を表す。実際には、ＣＣＦＬ１５０は、同一直線
上にある端点（ＣＣＦＬ１５０の終端する端部）を有す
る連続した円柱形状の光源に沿って光を放射する。説明
を簡単にするために、ＣＣＦＬ１５０から放射される光
は、ＣＣＦＬ１５０上の同一直線上に配置される有限個
の点光源１５０Ａ〜１５０Ｋからなる直線状の光源から
生じるものとみなされる。
【００１１】光線は、ＣＣＦＬ１５０の各点光源１５０
Ａ〜１５０Ｋから多方向に放射され、たとえば、光線１
５０Ｆa〜１５０Ｆkが点光源１５０Ｆから放射される。
各点光源１５０Ａ〜１５０Ｋは、スキャン対象物１６０
に沿ってあたる光線を放射する。各点光源、たとえば点
光源１５０Ｆは、スキャン対象物１６０に沿って種々の
点１６０ａ〜１６０ｋにおいてあたる複数の光線を放射
する。任意の所与の点１６０ａ〜１６０ｋの照明の強度
は、点１６０ａ〜１６０ｋと、点１６０ａ〜１６０ｋの
照明に寄与する点光源１５０Ａ〜１５０Ｆとの間の距離
の関数である。具体的には、所与の点光源１５０Ａ〜１
５０Ｋによって与えられる照明の強度は１／ｒ2に比例
する。ここで、ｒ＝ｄ（ｃｏｓ（α））-1であり、ｄ
は、照明される点１６０ａ〜１６０ｋと照明する点光源
との間の距離であり、αは、点光源１５０Ａ〜１５０Ｋ
から生じる光線が特定の点１６０ａ〜１６０ｋとあたる
角度である。したがって、累積的な照明強度または全体
の照明強度は、ｒの二乗に反比例する積分量である。し
たがって、点１６０ｆは、光線１５０Ｆfが点１６０ｆ
と直接に、すなわち垂直にあたることに起因して、任意
の他の点１６０ａ〜１６０ｅおよび１６０ｇ〜１６０ｋ
の照明強度よりも大きい、点光源１５０Ｆから生じる照
明強度を有するであろう。全ての他の点１６０ａ〜１６
０ｅおよび１６０ｇ〜１６０ｋの場合の点光源１５０か
ら放射される光から生じる照明強度は、その間の距離が
増加するとともに減少するであろう。
Ａ〜１５０Ｋから多方向に放射され、たとえば、光線１
５０Ｆa〜１５０Ｆkが点光源１５０Ｆから放射される。
各点光源１５０Ａ〜１５０Ｋは、スキャン対象物１６０
に沿ってあたる光線を放射する。各点光源、たとえば点
光源１５０Ｆは、スキャン対象物１６０に沿って種々の
点１６０ａ〜１６０ｋにおいてあたる複数の光線を放射
する。任意の所与の点１６０ａ〜１６０ｋの照明の強度
は、点１６０ａ〜１６０ｋと、点１６０ａ〜１６０ｋの
照明に寄与する点光源１５０Ａ〜１５０Ｆとの間の距離
の関数である。具体的には、所与の点光源１５０Ａ〜１
５０Ｋによって与えられる照明の強度は１／ｒ2に比例
する。ここで、ｒ＝ｄ（ｃｏｓ（α））-1であり、ｄ
は、照明される点１６０ａ〜１６０ｋと照明する点光源
との間の距離であり、αは、点光源１５０Ａ〜１５０Ｋ
から生じる光線が特定の点１６０ａ〜１６０ｋとあたる
角度である。したがって、累積的な照明強度または全体
の照明強度は、ｒの二乗に反比例する積分量である。し
たがって、点１６０ｆは、光線１５０Ｆfが点１６０ｆ
と直接に、すなわち垂直にあたることに起因して、任意
の他の点１６０ａ〜１６０ｅおよび１６０ｇ〜１６０ｋ
の照明強度よりも大きい、点光源１５０Ｆから生じる照
明強度を有するであろう。全ての他の点１６０ａ〜１６
０ｅおよび１６０ｇ〜１６０ｋの場合の点光源１５０か
ら放射される光から生じる照明強度は、その間の距離が
増加するとともに減少するであろう。
【００１２】スキャン対象物１６０の点１６０ｆの累積
的な照明は、点光源１５０Ａ〜１５０Ｋの全体に沿っ
て、そこから放射される光の積分であるとみなしうる。
図３に示されるように、スキャン対象物１６０の点１６
０ｆの全照明強度は、ＣＣＦＬ１５０の長さに沿って、
そこから放射される種々の光線１５０Ａf〜１５０Ｋfか
らの照明の寄与の積分である。光線１５０Ａf〜１５０
Ｋfの集合体は、垂直に点１６０fに衝突する、つまり入
射角αが０で点１６０ｆにあたる主光線１５０Ｆfを含
むものとみなすことができ、一方、残りの光線１５０Ａ
f〜１５０Ｅfおよび１５０Ｇf〜１５０Ｋfは、０より大
きな種々の入射角度αで点１６０ｆにあたる。上記のよ
うに、点１６０ｆの照明強度への光線の寄与は、照明源
と照明される点１６０ａ〜１６０ｋとの間の距離が増加
するとともに減少する。したがって、光線１５０Ａ
fは、たとえば光線１５０Ｂfよりも点１６０ｆへの放射
が小さくなる。
的な照明は、点光源１５０Ａ〜１５０Ｋの全体に沿っ
て、そこから放射される光の積分であるとみなしうる。
図３に示されるように、スキャン対象物１６０の点１６
０ｆの全照明強度は、ＣＣＦＬ１５０の長さに沿って、
そこから放射される種々の光線１５０Ａf〜１５０Ｋfか
らの照明の寄与の積分である。光線１５０Ａf〜１５０
Ｋfの集合体は、垂直に点１６０fに衝突する、つまり入
射角αが０で点１６０ｆにあたる主光線１５０Ｆfを含
むものとみなすことができ、一方、残りの光線１５０Ａ
f〜１５０Ｅfおよび１５０Ｇf〜１５０Ｋfは、０より大
きな種々の入射角度αで点１６０ｆにあたる。上記のよ
うに、点１６０ｆの照明強度への光線の寄与は、照明源
と照明される点１６０ａ〜１６０ｋとの間の距離が増加
するとともに減少する。したがって、光線１５０Ａ
fは、たとえば光線１５０Ｂfよりも点１６０ｆへの放射
が小さくなる。
【００１３】ＣＣＦＬ１５０が理想的であり（すなわ
ち、均一な強度でその長さに沿って光線を放射してお
り）、無限に長い光源であれば、各点１６０ａ〜１６０
ｆは同一の強度で照明されることになる。しかしなが
ら、ＣＣＦＬ１５０の長さは有限であるので、スキャン
対象物１６０に沿って示される照明強度プロファイルは
不均一であり、結果として、スキャン対象物１６０の端
部付近の点において照明の強度が低下する。図４に示さ
れるように、スキャン対象物１６０の遠端において点１
６０ｋ上に放射される光は主光線１５０Ｋkを有し、主
光線１５０Ｋkの片側からのみ生じる副光線１５０Ａk〜
１５０Ｊkを有する。したがって、点１６０ｋの照明強
度は、たとえば点１６０ｆの照明強度より小さいであろ
う。なぜなら、点１６０ｋの照明は実際には概ね９０°
にわたる点光源照明の積分であるが、一方、点１６０ｆ
の照明は概ね１８０°にわたる点光源照明の積分である
ためである。その結果が、図５Ａに示されるように、不
均一な照明強度プロファイル２１０である。放射プロフ
ァイル２００は、たとえばＣＣＦＬ１５０のような照明
源の長さに沿った近似的な放射プロファイルを示してお
り、ＣＣＦＬ１５０の表面に沿って発光物質の均一な分
布を有する。たとえば、典型的なＣＣＦＬは、蛍光体の
ような発光物質がその内側表面に沿って分布して、密封
されたガラス管を含む。発光物質が均一に分布した表面
を有するＣＣＦＬは、放射プロファイル２００に表すよ
うに、その長さに沿って均一な強度を有する光を放射す
るであろう。特に、放射プロファイル２００は積分によ
らない測定であり、すなわち、放射プロファイルのプロ
ットの各点が、ＣＣＦＬ１５０の長さに沿った点（Ｏ〜
Ｌ）からの放射の強度を示すだけなのに対して、照明強
度プロファイル２１０は、放射プロファイル２００を有
する照明源によって照明されている対象の点１６０ａ〜
１６０ｋにおける照明の積分作用を示す。たとえば点１
６０ａおよび１６０ｋのいずれかの付近の点のように、
スキャン対象物１６０の中央部分に沿った点は、上記の
照明の積分作用に起因して、スキャン対象物１６０の端
点よりも高い照明を有する。
ち、均一な強度でその長さに沿って光線を放射してお
り）、無限に長い光源であれば、各点１６０ａ〜１６０
ｆは同一の強度で照明されることになる。しかしなが
ら、ＣＣＦＬ１５０の長さは有限であるので、スキャン
対象物１６０に沿って示される照明強度プロファイルは
不均一であり、結果として、スキャン対象物１６０の端
部付近の点において照明の強度が低下する。図４に示さ
れるように、スキャン対象物１６０の遠端において点１
６０ｋ上に放射される光は主光線１５０Ｋkを有し、主
光線１５０Ｋkの片側からのみ生じる副光線１５０Ａk〜
１５０Ｊkを有する。したがって、点１６０ｋの照明強
度は、たとえば点１６０ｆの照明強度より小さいであろ
う。なぜなら、点１６０ｋの照明は実際には概ね９０°
にわたる点光源照明の積分であるが、一方、点１６０ｆ
の照明は概ね１８０°にわたる点光源照明の積分である
ためである。その結果が、図５Ａに示されるように、不
均一な照明強度プロファイル２１０である。放射プロフ
ァイル２００は、たとえばＣＣＦＬ１５０のような照明
源の長さに沿った近似的な放射プロファイルを示してお
り、ＣＣＦＬ１５０の表面に沿って発光物質の均一な分
布を有する。たとえば、典型的なＣＣＦＬは、蛍光体の
ような発光物質がその内側表面に沿って分布して、密封
されたガラス管を含む。発光物質が均一に分布した表面
を有するＣＣＦＬは、放射プロファイル２００に表すよ
うに、その長さに沿って均一な強度を有する光を放射す
るであろう。特に、放射プロファイル２００は積分によ
らない測定であり、すなわち、放射プロファイルのプロ
ットの各点が、ＣＣＦＬ１５０の長さに沿った点（Ｏ〜
Ｌ）からの放射の強度を示すだけなのに対して、照明強
度プロファイル２１０は、放射プロファイル２００を有
する照明源によって照明されている対象の点１６０ａ〜
１６０ｋにおける照明の積分作用を示す。たとえば点１
６０ａおよび１６０ｋのいずれかの付近の点のように、
スキャン対象物１６０の中央部分に沿った点は、上記の
照明の積分作用に起因して、スキャン対象物１６０の端
点よりも高い照明を有する。
【００１４】また、ＣＣＦＬ１５０の不均一な照明強度
プロファイル２１０は、画像取得システムにおいて用い
られる典型的なレンズの光収集能力の明瞭に文書化する
機能から生じた二次的な原因も有しうる。レンズの光収
集能力から生じた、不均一な照明強度プロファイル２１
０への寄与作用は、光学経路の中央線と、その画像の関
連する領域に描かれる線との間のｃｏｓ4関数であるこ
とがわかっている。その全作用によって、スキャン対象
物１００の端点において角度が大きくなるのに応じて、
光の指数関数的な損失が生じる。したがって、ＣＣＦＬ
を利用するスキャナのような画像入力システムは、スキ
ャン対象物またはページ上の光と、残りの光学系を通る
光とが減少することに起因して、スキャン線の端部にお
いて信号対雑音比が小さくなる。
プロファイル２１０は、画像取得システムにおいて用い
られる典型的なレンズの光収集能力の明瞭に文書化する
機能から生じた二次的な原因も有しうる。レンズの光収
集能力から生じた、不均一な照明強度プロファイル２１
０への寄与作用は、光学経路の中央線と、その画像の関
連する領域に描かれる線との間のｃｏｓ4関数であるこ
とがわかっている。その全作用によって、スキャン対象
物１００の端点において角度が大きくなるのに応じて、
光の指数関数的な損失が生じる。したがって、ＣＣＦＬ
を利用するスキャナのような画像入力システムは、スキ
ャン対象物またはページ上の光と、残りの光学系を通る
光とが減少することに起因して、スキャン線の端部にお
いて信号対雑音比が小さくなる。
【００１５】図５Ａに示される不均一な照明強度プロフ
ァイル２１０は、照明物質密度プロファイル１９５によ
って示されるように、ＣＣＦＬ１５０の長さに沿って、
均一な蛍光体または他の照明物質コーティングを有する
ＣＣＦＬ１５０から生じる。しかしながら、蛍光体コー
ティングは、多くの場合には、典型的な製造技術の理想
的ではない特性に起因して、ＣＣＦＬの長さに沿って不
均一である。たとえば、一般的な製造技術の結果とし
て、照明源の円周の周囲では発光物質が均一な分布にな
るが、照明源の長手方向の軸に沿った発光物質は不均一
な分布になる。図５Ｂには、照明物質密度プロファイル
２２５に示されるように、その内側表面上に不均一な分
布の照明物質を有する典型的なＣＣＦＬ２２０が示され
る。ＣＣＦＬ２２０の一部（例示的に、斜線部分２２０
Ａ1によって示される）は、ＣＣＦＬ２２０の残りの部
分より大きな照明物質密度を有する。結果として、より
大きな照明物質密度を有するＣＣＦＬ２２０の端部は、
放射プロファイル２３０の斜めの領域２３０Ａによって
示されるように、その端部から放射される光の強度が増
加する。斜めの領域２３０Ａの結果として、上記の照明
の積分作用に起因するスキャン対象物の端部付近の照明
の典型的な損失を埋め合わせる相補的な作用を生じる。
結果的な照明強度プロファイル２４０は、対応する端部
において、より直線的なプロットを有し、その結果、そ
の端部において必要とされる補正の正規化が削減される
か、または全く必要がなくなる。本発明は、この現象の
変形を有利に利用するランプ管を用いる。本発明の画像
入力装置は、媒体または他のスキャンされる対象の改善
された均一な照明強度プロファイルを与えるように使用
できる画像入力装置のように、管の中央部分よりも管の
一端ではなく、両端において大きくなる発光物質密度を
含む不均一な照明物質分布を有するランプ管を使用す
る。
ァイル２１０は、照明物質密度プロファイル１９５によ
って示されるように、ＣＣＦＬ１５０の長さに沿って、
均一な蛍光体または他の照明物質コーティングを有する
ＣＣＦＬ１５０から生じる。しかしながら、蛍光体コー
ティングは、多くの場合には、典型的な製造技術の理想
的ではない特性に起因して、ＣＣＦＬの長さに沿って不
均一である。たとえば、一般的な製造技術の結果とし
て、照明源の円周の周囲では発光物質が均一な分布にな
るが、照明源の長手方向の軸に沿った発光物質は不均一
な分布になる。図５Ｂには、照明物質密度プロファイル
２２５に示されるように、その内側表面上に不均一な分
布の照明物質を有する典型的なＣＣＦＬ２２０が示され
る。ＣＣＦＬ２２０の一部（例示的に、斜線部分２２０
Ａ1によって示される）は、ＣＣＦＬ２２０の残りの部
分より大きな照明物質密度を有する。結果として、より
大きな照明物質密度を有するＣＣＦＬ２２０の端部は、
放射プロファイル２３０の斜めの領域２３０Ａによって
示されるように、その端部から放射される光の強度が増
加する。斜めの領域２３０Ａの結果として、上記の照明
の積分作用に起因するスキャン対象物の端部付近の照明
の典型的な損失を埋め合わせる相補的な作用を生じる。
結果的な照明強度プロファイル２４０は、対応する端部
において、より直線的なプロットを有し、その結果、そ
の端部において必要とされる補正の正規化が削減される
か、または全く必要がなくなる。本発明は、この現象の
変形を有利に利用するランプ管を用いる。本発明の画像
入力装置は、媒体または他のスキャンされる対象の改善
された均一な照明強度プロファイルを与えるように使用
できる画像入力装置のように、管の中央部分よりも管の
一端ではなく、両端において大きくなる発光物質密度を
含む不均一な照明物質分布を有するランプ管を使用す
る。
【００１６】図６Ａには、本発明の教示にしたがって構
成される、その長さに沿って新規の蛍光体あるいは他の
発光物質密度分布を有する、ＣＣＦＬ２５０または他の
照明源が示される。ＣＣＦＬ２５０の中央部分２６０Ｂ
は、発光物質密度プロファイル２５５（図６Ｂ）によっ
て示されるように、概ね一定の蛍光体密度分布を有す
る。ＣＣＦＬ２５０の端部２６０Ａ1および端部２６０
Ａ2は、中央部分２６０Ｂと比べて、より高い蛍光体密
度分布を有する。図には、２つの異なる蛍光体密度の領
域を有することが示されるが、端部２６０Ａ1および端
部２６０Ａ2は、同様に一定ではない蛍光体密度を有す
る場合もあることは理解されたい。たとえば、端部２６
０Ａ1および端部２６０Ａ2は、発光物質密度プロファイ
ル２６０（図６Ｃ）によって示されるように、ＣＣＦＬ
２５０の端部に向かって増加する蛍光体密度分布を有す
る場合がある。実際には、中央部分２６０Ｂも、発光物
質密度プロファイル２６５（図６Ｄ）によって示される
ように、中点（点Ｍ１）から端部２６０Ａ1および端部
２６０Ａ2に向かって外側にわずかに増加する蛍光体密
度分布を有する場合がある。したがって、ＣＣＦＬ２５
０は概ね全体として、ＣＣＦＬ２５０の中点Ｍ１から外
側に増加する蛍光体密度分布を有するものとして特徴付
けられ、ＣＣＦＬ２５０の中点Ｍ１では対応する最小放
射密度を有する。最小放射密度は、一般に、中点Ｍ１を
含むＣＣＦＬ２５０の部分から放射される場合があり、
そこからいずれか（または両方）の端点（ＯまたはＬ）
に向かって放射強度が増加する点まで外側に広がる。発
光物質密度分布は、不均一な放射プロファイル３００か
ら生じる、図７に示されるような均一な照明強度プロフ
ァイル３１０を与えることが好ましい。図に示されるよ
うに、照明強度プロファイル３１０は、スキャン対象物
の長さに及ぶ全ての点において、近似的に等価な強度で
ある。
成される、その長さに沿って新規の蛍光体あるいは他の
発光物質密度分布を有する、ＣＣＦＬ２５０または他の
照明源が示される。ＣＣＦＬ２５０の中央部分２６０Ｂ
は、発光物質密度プロファイル２５５（図６Ｂ）によっ
て示されるように、概ね一定の蛍光体密度分布を有す
る。ＣＣＦＬ２５０の端部２６０Ａ1および端部２６０
Ａ2は、中央部分２６０Ｂと比べて、より高い蛍光体密
度分布を有する。図には、２つの異なる蛍光体密度の領
域を有することが示されるが、端部２６０Ａ1および端
部２６０Ａ2は、同様に一定ではない蛍光体密度を有す
る場合もあることは理解されたい。たとえば、端部２６
０Ａ1および端部２６０Ａ2は、発光物質密度プロファイ
ル２６０（図６Ｃ）によって示されるように、ＣＣＦＬ
２５０の端部に向かって増加する蛍光体密度分布を有す
る場合がある。実際には、中央部分２６０Ｂも、発光物
質密度プロファイル２６５（図６Ｄ）によって示される
ように、中点（点Ｍ１）から端部２６０Ａ1および端部
２６０Ａ2に向かって外側にわずかに増加する蛍光体密
度分布を有する場合がある。したがって、ＣＣＦＬ２５
０は概ね全体として、ＣＣＦＬ２５０の中点Ｍ１から外
側に増加する蛍光体密度分布を有するものとして特徴付
けられ、ＣＣＦＬ２５０の中点Ｍ１では対応する最小放
射密度を有する。最小放射密度は、一般に、中点Ｍ１を
含むＣＣＦＬ２５０の部分から放射される場合があり、
そこからいずれか（または両方）の端点（ＯまたはＬ）
に向かって放射強度が増加する点まで外側に広がる。発
光物質密度分布は、不均一な放射プロファイル３００か
ら生じる、図７に示されるような均一な照明強度プロフ
ァイル３１０を与えることが好ましい。図に示されるよ
うに、照明強度プロファイル３１０は、スキャン対象物
の長さに及ぶ全ての点において、近似的に等価な強度で
ある。
【００１７】本発明によれば、均一な照明強度プロファ
イル３１０を達成するために、ＣＣＦＬ２５０は、ＣＣ
ＦＬ２５０の長さに沿って不均一な放射強度を与えるこ
とが好ましい。すなわち、放射プロファイル３００は、
上記のような照明の積分作用および／またはレンズ損失
を補償するように不均一であることが好ましい。図６を
参照して説明されたように、非線形的な蛍光体分布は、
ＣＣＦＬ２５０の中央部分よりも、端部２６０Ａ1およ
び端部２６０Ａ2付近においてより大きな照明強度を得
るために用いられる。ＣＣＦＬ２５０の蛍光体分布は、
放射プロファイル３００が図５に示される照明強度プロ
ファイル２１０を反転したものになるように実施される
ことが好ましい。そのような光源を用いる照明は、照明
源の中央部分に沿って放射される主光線よりも大きな強
度を有する主光源をスキャン対象物の端部にあてること
によって、スキャン対象物の端部における照明を補償す
ることにより、スキャン対象物の均一な照明を生成す
る。
イル３１０を達成するために、ＣＣＦＬ２５０は、ＣＣ
ＦＬ２５０の長さに沿って不均一な放射強度を与えるこ
とが好ましい。すなわち、放射プロファイル３００は、
上記のような照明の積分作用および／またはレンズ損失
を補償するように不均一であることが好ましい。図６を
参照して説明されたように、非線形的な蛍光体分布は、
ＣＣＦＬ２５０の中央部分よりも、端部２６０Ａ1およ
び端部２６０Ａ2付近においてより大きな照明強度を得
るために用いられる。ＣＣＦＬ２５０の蛍光体分布は、
放射プロファイル３００が図５に示される照明強度プロ
ファイル２１０を反転したものになるように実施される
ことが好ましい。そのような光源を用いる照明は、照明
源の中央部分に沿って放射される主光線よりも大きな強
度を有する主光源をスキャン対象物の端部にあてること
によって、スキャン対象物の端部における照明を補償す
ることにより、スキャン対象物の均一な照明を生成す
る。
【００１８】図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、それぞ
れ本発明による、画像入力システム４００の一実施形態
の斜視図と、上側表面４２０を除去された画像入力シス
テム４００の斜視図とが示される。例示目的であり限定
はしないが、画像入力システム４００は、透明なプラテ
ン（platen）４１０を有する反射型ドキュメントスキャ
ナ４００として示されており、プラテン４１０には、ス
キャンされるドキュメントまたは他の媒体が置かれる。
スキャナの制御を容易にするために、反射型スキャナ４
００をコンピュータに接続することができる。
れ本発明による、画像入力システム４００の一実施形態
の斜視図と、上側表面４２０を除去された画像入力シス
テム４００の斜視図とが示される。例示目的であり限定
はしないが、画像入力システム４００は、透明なプラテ
ン（platen）４１０を有する反射型ドキュメントスキャ
ナ４００として示されており、プラテン４１０には、ス
キャンされるドキュメントまたは他の媒体が置かれる。
スキャナの制御を容易にするために、反射型スキャナ４
００をコンピュータに接続することができる。
【００１９】スキャナ４００内に配置されるランプ４４
０は光を放射し、その光は、プラテン４１０を通過し、
プラテン４１０に置かれる媒体から反射される。反射さ
れた光は、内部の光学系（図示せず）によって収集さ
れ、感光素子（図示せず）上へと向けられ、ここで、反
射された光は１つ以上の電気信号へと変換される。スキ
ャナ４００内のキャリッジ４３０は、１つ以上のスキャ
ナ装置、または、ランプ４４０と光学系と感光素子ある
いはアレイとのサブシステムを支持することができる。
キャリッジ４３０は定位置（Ｘ＝０）を有し、その定位
置からスキャン動作が開始される。キャリッジ定位置
は、プラテン４１０の先端４１０Ａに一般に対応するで
あろう。ランプ４４０から光が放射されると、キャリッ
ジ４３０は、キャリッジベルトドライブアセンブリのよ
うなキャリッジ駆動システムによって、平行移動距離
（Ｘ）、すなわちキャリッジ経路を通して、１つ以上の
支持レール４６０Ａと支持レール４６０Ｂとに沿って駆
動される。キャリッジがキャリッジ経路にわたって移動
するのに応じて、１つ以上の感光素子がランプから反射
される光を変換する。
０は光を放射し、その光は、プラテン４１０を通過し、
プラテン４１０に置かれる媒体から反射される。反射さ
れた光は、内部の光学系（図示せず）によって収集さ
れ、感光素子（図示せず）上へと向けられ、ここで、反
射された光は１つ以上の電気信号へと変換される。スキ
ャナ４００内のキャリッジ４３０は、１つ以上のスキャ
ナ装置、または、ランプ４４０と光学系と感光素子ある
いはアレイとのサブシステムを支持することができる。
キャリッジ４３０は定位置（Ｘ＝０）を有し、その定位
置からスキャン動作が開始される。キャリッジ定位置
は、プラテン４１０の先端４１０Ａに一般に対応するで
あろう。ランプ４４０から光が放射されると、キャリッ
ジ４３０は、キャリッジベルトドライブアセンブリのよ
うなキャリッジ駆動システムによって、平行移動距離
（Ｘ）、すなわちキャリッジ経路を通して、１つ以上の
支持レール４６０Ａと支持レール４６０Ｂとに沿って駆
動される。キャリッジがキャリッジ経路にわたって移動
するのに応じて、１つ以上の感光素子がランプから反射
される光を変換する。
【００２０】本発明の画像入力システム４００は、図６
および図７を参照して先に記載されたように、その表面
上に発光物質の非線形の分布を有するランプ４４０を用
いる。それに応じて、プラテン４１０に載置された対象
をスキャンすると、スキャン対象物の照明は、均一な照
明強度プロファイル３１０を有する。したがって、スキ
ャナ４００は、スキャンされた画像を正規化するため
に、補正アナログ利得または補正デジタル利得を全く必
要としないか、必要な場合でもそれを低減することがで
きる。
および図７を参照して先に記載されたように、その表面
上に発光物質の非線形の分布を有するランプ４４０を用
いる。それに応じて、プラテン４１０に載置された対象
をスキャンすると、スキャン対象物の照明は、均一な照
明強度プロファイル３１０を有する。したがって、スキ
ャナ４００は、スキャンされた画像を正規化するため
に、補正アナログ利得または補正デジタル利得を全く必
要としないか、必要な場合でもそれを低減することがで
きる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、反転した放射プロファ
イルを有する照明源を用いて、均一な照明強度プロファ
イルでスキャンするための装置および方法を実現するこ
とができる。
イルを有する照明源を用いて、均一な照明強度プロファ
イルでスキャンするための装置および方法を実現するこ
とができる。
【図１】本発明による画像入力システムによってスキャ
ンされる場合があるスキャン媒体の一実施形態を表す概
略図である。
ンされる場合があるスキャン媒体の一実施形態を表す概
略図である。
【図２】照明源の１つの点からの寄与を受けるスキャン
対象物の照明を示す模式図である。
対象物の照明を示す模式図である。
【図３】照明源の全体から生じるスキャン対象物の中間
点の累積的な照明を示す模式図である。
点の累積的な照明を示す模式図である。
【図４】照明源の全体から生じるスキャン対象物の端点
の累積的な照明を示す模式図である。
の累積的な照明を示す模式図である。
【図５】ＡおよびＢは、均一な発光物質分布を有する照
明源の放射プロファイルおよび照明プロファイルと、従
来技術において知られている典型的な発光物質分布を有
する照明源の放射プロファイルおよび照明プロファイル
とを示す模式図である。
明源の放射プロファイルおよび照明プロファイルと、従
来技術において知られている典型的な発光物質分布を有
する照明源の放射プロファイルおよび照明プロファイル
とを示す模式図である。
【図６】Ａは、本発明による照明源の一実施形態を示す
模式図であり、ＢからＤは、その照明源から生じる典型
的な発光物質密度プロファイルを示す模式図である。
模式図であり、ＢからＤは、その照明源から生じる典型
的な発光物質密度プロファイルを示す模式図である。
【図７】図６を参照して示される照明源を利用する本発
明の一実施形態による画像入力システムの放射プロファ
イルおよび照明プロファイルを示す模式図である。
明の一実施形態による画像入力システムの放射プロファ
イルおよび照明プロファイルを示す模式図である。
【図８】ＡおよびＢは、本発明の一実施形態による反転
した放射プロファイルを有する照明源を支持するキャリ
ッジを含むドキュメントスキャナシステムの一実施形態
の斜視図である。
した放射プロファイルを有する照明源を支持するキャリ
ッジを含むドキュメントスキャナシステムの一実施形態
の斜視図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H108 AA01 CB01
2H109 AA02 AA15 AA23 AB48
5C051 BA02 DB28
5C072 AA01 CA04 CA15 FB12
Claims (10)
- 【請求項１】 ２つの端部を有し、スキャン対象物上に
光を放射することができる直線状照明源であって、その
長さにわたって光を放射し、該照明源から放射される前
記光がその中点に最小強度を有する直線状照明源と、 ある画像に対応する電荷へと光を変換するように動作可
能な少なくとも１つの変換素子とを含んでなる画像入力
装置。 - 【請求項２】 前記照明源から放射される前記光が、前
記照明源の前記端部において最大強度を有する請求項１
に記載の画像入力装置。 - 【請求項３】 前記照明源が、その内側表面上に分布す
る発光物質を有する請求項１に記載の画像入力装置。 - 【請求項４】 前記発光物質が、前記照明源の前記内側
表面に沿って分布しており、前記照明源の前記中点にお
いて最低の密度を有する請求項３に記載の画像入力装
置。 - 【請求項５】 前記発光物質が、前記照明源の前記内側
表面に沿って分布しており、前記照明源の前記端点にお
いて最高の密度を有する請求項３または４に記載の画像
入力装置。 - 【請求項６】 前記画像入力装置が、フラットベッドス
キャナと、フィルムスキャナと、複写機と、多機能装置
と、デジタルカメラとのうちの１つである請求項１から
５のいずれかに記載の画像入力装置。 - 【請求項７】 ２つの端点を有する直線状照明源からス
キャン対象上へと光を放射するステップを含んでおり、
前記照明源から放射される前記光が、前記２つの端点に
おいて最大強度を有し、前記照明源の中点において最小
強度を有するスキャン対象の画像入力方法。 - 【請求項８】 前記最小強度は、前記中点から両方の前
記端点に向けて、前記照明源のそれぞれの長さに沿って
外側へと広がっており、該長さが前記照明源の全長より
も短い請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記照明源から光を放射するステップ
が、冷陰極蛍光灯から光を放射することをさらに含んで
いる請求項７または８に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記照明源から光を放射するステップ
が、前記照明源の前記長さに沿って分布する発光物質を
有することをさらに含んでおり、前記分布が、前記端点
において最大密度を有し、前記照明源の前記中点におい
て最小密度を有する請求項７から９のいずれかに記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/938,002 US6635858B2 (en) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | Imaging device with an illumination source having an inverted radiation profile and a method of imaging |
| US09/938002 | 2001-08-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003162015A true JP2003162015A (ja) | 2003-06-06 |
| JP2003162015A5 JP2003162015A5 (ja) | 2005-05-12 |
Family
ID=25470704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002240492A Pending JP2003162015A (ja) | 2001-08-22 | 2002-08-21 | 照明源を含む画像入力装置および画像入力方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6635858B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003162015A (ja) |
| DE (1) | DE10233652A1 (ja) |
| GB (1) | GB2380350B (ja) |
| TW (1) | TW577218B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW446257U (en) * | 1999-12-18 | 2001-07-11 | Umax Data Systems Inc | Improved device of the light source of scanner for the usable range in the axial direction |
| US6917028B2 (en) * | 2001-04-19 | 2005-07-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus and control method thereof having an illumination unit |
| US6747403B2 (en) * | 2001-08-22 | 2004-06-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Lamp tube having a uniform lighting profile and a manufacturing method therefor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0950510A (ja) | 1995-08-07 | 1997-02-18 | Canon Inc | スキャナの原稿照明装置 |
| US6310436B1 (en) * | 1995-09-22 | 2001-10-30 | Gl Displays, Inc. | Cold cathode fluorescent lamp and display |
| US5672864A (en) * | 1996-02-26 | 1997-09-30 | Eastman Kodak Company | Light integrator |
| JP3307357B2 (ja) * | 1999-02-15 | 2002-07-24 | 日本電気株式会社 | スキャナ装置及びその制御方法 |
| US6296976B1 (en) * | 1999-06-16 | 2001-10-02 | Nikon Corporation | Compensation of within-subfield linewidth variation in e-beam projection lithography |
| US6917452B2 (en) | 2001-04-20 | 2005-07-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for providing uniform illumination as received by an optical detector |
-
2001
- 2001-08-22 US US09/938,002 patent/US6635858B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-06-27 TW TW091114194A patent/TW577218B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-07-24 DE DE10233652A patent/DE10233652A1/de not_active Ceased
- 2002-08-15 GB GB0219048A patent/GB2380350B/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-08-21 JP JP2002240492A patent/JP2003162015A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW577218B (en) | 2004-02-21 |
| GB0219048D0 (en) | 2002-09-25 |
| US20030038226A1 (en) | 2003-02-27 |
| US6635858B2 (en) | 2003-10-21 |
| DE10233652A1 (de) | 2003-03-20 |
| GB2380350B (en) | 2005-11-30 |
| GB2380350A (en) | 2003-04-02 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080513 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081014 |