JPH0879443A

JPH0879443A - センサアセンブリ

Info

Publication number: JPH0879443A
Application number: JP7237769A
Authority: JP
Inventors: Wayne G Phillips; ウェイン・ジー・フィリップス; Kenneth D Gennetten; ケニス・ディー・ゲネトン; Paul M Hubel; ポール・エム・ヒュベル
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1996-03-22
Also published as: DE69514874D1; US5773814A; EP0698994A1; EP0698994B1; DE69514874T2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】モノクロームのスキャナとしても高速であるな
どの良好な性能を発揮するカラースキャナを提供する。【解決手段】カラースキャナの受光系として、白色光を
検知するチャネル例えば１１４と、例えば３原色の中の
２色を夫々検知する２つのチャネル１１２及び１１６を
設ける。モノクロームのスキャナとして使用するときは
白色光チャネルだけを用いることにより、モノクローム
専用のスキャナと同等の性能を出せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に光学イメージ
スキャナ及び光学イメージスキャナ用の光センサアセン
ブリに関し、特にカラースキャナによるグレースケール
とカラーイメージの両方のスキャンに関する。

【０００２】

【従来の技術】光学イメージスキャナはプリントされた
ページ、写真、透明なイメージや他のイメージを、紙や
フィルムから、コンピュータによる解析や処理に適合す
るディジタル形式に変換する。カラーとグレースケール
の両方の光学イメージスキャナが入手可能である。以下
に記載するように、カラースキャナによるグレースケー
ルイメージ(gray scale images)のスキャンには改良す
る必要がある。

【０００３】光学イメージスキャナにおいて、光源は記
録資料から反射され、あるいは透明なイメージを透過し
て光学センサのアレイの上に伝達され、各センサはその
センサにより受けた光の強度を測定する。グレースケー
ルスキャナは、反射されたまたは透過した光の強度を測
定するが、色は識別しない。グレースケール専用スキャ
ナでは単一の広いスペクトラムの光源をセンサ上に照射
してもよいが、典型的にはグレースケールスキャナでは
黄緑のスペクトラムを有する比較的狭いスペクトラムの
光源を用いる。カラースキャナの典型例においては、光
は少なくとも３つのスペクトラム帯域、例えば赤・緑・
青、に分けられる。あるカラースキャナでは、色分解
は、それぞれが別々の狭いカラースペクトラムを有する
多数の光源の使用により達成されている。あるカラース
キャナにおいては単一の白色光源が使用され、その色分
解はそれぞれが光学センサの受光するスペクトラムを制
限する多数のカラーフィルタを使用することにより達成
されている。本願においては、視覚的スペクトラム範囲
のうちの狭い部分を検知するための装置の組み合わせ
は、チャネルと呼ばれる。例えば、大部分のカラースキ
ャナは、赤チャネル、青チャネル、緑チャネルを有す
る。この場合、チャネルは、狭いスペクトラムの光源と
センサ、またはフィルタとセンサで実現される。

【０００４】あるカラースキャナにおいては単一のセン
サアレイが用いられ、各種のカラーバンドの検出が順番
に行なわれる。多数の狭いスペクトラムの光源を有する
逐次的スキャナにおいては、これらの光源が順次点灯、
消灯される。多数のカラーフィルタを有する逐次的スキ
ャナにおいては、光源とセンサとの間にこれらのフィル
タが順次置かれる。他のカラースキャナでは、各種のカ
ラーバンドの検出は並列的に行なわれ、典型的にはこれ
は各種のカラーバンドを同時に受け取るために多数のセ
ンサアレイを採用することにより行なわれる。例えば、
一つのカラー成分を一つのセンサアレイに向け、一方、
他のカラー成分を他のセンサアレイに向けるために、ビ
ームスプリットフィルタを用いてもよい。その代わり
に、各センサアレイに個別のフィルタを設けて、異なる
カラー成分が同時にしかし典型的にはスキャンされるイ
メージの異なる部分から得られるようにしてもよい。一
般的な技術的背景と各種のカラーバンドの並列的な検出
を行なうカラーイメージスキャナの例としては、K. Dou
glas Gennetten and Michael J. Steinle, "Designing
a Scanner with Color Vision," Hewlett-Packard Jour
nal, 44, No. 4 (August, 1993) pp 52-58を参照された
い。

【０００５】カラースキャナを用いてディジタル化され
たグレースケールイメージを発生させることにはいくつ
かの理由がある。グレースケールイメージの一つの主要
な用途は、光学的文字認識のために白黒テキストのペー
ジをスキャンすることである。元のイメージがグレース
ケールのみである場合には、カラーのための追加のメモ
リが必要とならない。たとえ元のイメージがカラーであ
っても、例えばそのようなイメージを格納するために必
要とされるメモリを低減するために、また白黒プリント
のみができるプリンタを用いて前記イメージをプリント
するために、あるいはカラー情報を用いないイメージ解
析を行なうために、このようなイメージをグレースケー
ルイメージとしてディジタル化することが望ましい。一
般的に、ディジタル化されたカラーイメージに関して格
納されたデータ量は、ディジタル化されたグレースケー
ルイメージのために要求されるデータの３倍である（光
が３つのバンドに分離されるものとすれば）。

【０００６】メモリについての考慮に加えて、グレース
ケールイメージをカラースキャナを使ってカラーイメー
ジとしてスキャンすることは、グレースケール専用スキ
ャナを用いてグレースケールイメージをスキャンするよ
りも通常は多くの時間を必要とする。そこで、スキャン
速度を改善するためにカラースキャナを用いてグレース
ケールとして直接にスキャンすることが望ましい。しか
し、あるカラースキャナの設計においては、カラースキ
ャナでグレースケールのスキャンを行うことが、グレー
スケール専用スキャナを用いるグレースケールスキャン
よりも生来的に遅い。カラースキャナを用いて、グレー
スケールでディジタル化されたイメージを発生させるい
くつかの方法がある。例えば、複数の狭いスペクトラム
の光源を用いるスキャナの場合には、全ての光源を同時
に点灯してよい。いくつかのフィルタを用いるスキャナ
の場合には、ただ一つのカラーフィルタ（例えば、緑）
を用いてよい。その代わりに、フィルタと複数のセンサ
を用いるスキャナの場合には、全てのセンサからの信号
をセンサに当たる合計の可視光線の量を得るために電子
的に（または算術的に）結合してよい。しかし、フィル
タは、光学センサに当たる光の強さを必ず低減させる。
フィルタリングされた光に関して、フィルタリングされ
ていない光を用いて得られるものと同等の信号対ノイズ
比を達成するためには、より長い露光時間が要求され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】カラーイメージスキャ
ナに関して、グレースケール専用スキャナの速度でグレ
ースケールイメージをスキャンする能力を持たせたいと
いう要求がある。更に、多数の光源を必要とせずにこの
ことを達成したいという要求がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施例によれ
ば、３つのチャネルを有するセンサアセンブリが提供さ
れる。そのうちの２つのチャネルはカラーフィルタを有
する。第３のチャネルは可視カラー範囲全体（白色光）
を受け取ることができる。グレースケールスキャンに関
しては、白色光チャネルのみが用いられる。グレースケ
ールスキャンのために白色光チャネルを用いることによ
り、光学センサに当たる光の強度を最大にし、それによ
りどのような特定信号対ノイズ比においてもスキャン速
度を最大にする。例示した実施例では、各カラーフィル
タは２つの狭いカラーバンドのうちの一方を通過させる
帯域通過フィルタである。カラースキャンに関しては、
３つのチャネルのそれぞれからのディジタル化された強
度を表わす３つの数値がそこで問題としている３つの色
に線形変換される。例示した実施例では、カラースキャ
ンについてバッファリングを行なうことが要求される。
カラースキャンの場合、白色光チャネルのセンサを飽和
させることなしに信号対ノイズ比を最大にするという目
的のために、白色光チャネルに対する走査線当たりの充
電時間は、カラーチャネルに対する充電時間に比較して
低減される。人間の可視範囲の外側に相当な強度を有す
る光源を用いるときは、波長の可視範囲を通過して白色
光チャネルに与える任意の帯域通過フィルタを使えば、
より高い精度をもたらす。

【０００９】

【発明の実施例】図１は、基本的なスキャナ構造を示す
簡略化された機械的ブロックダイヤグラムである。図１
において、イメージ１００は、レンズシステム１０２に
よって、センサアセンブリ１０４の上に焦点を合わされ
ている。具体的に言えば、３本の別々のイメージ走査線
（１０６，１０８，１１０）は、３本のセンサアレイの
行（それぞれ１１２，１１４，１１６）に焦点を合わさ
れている。例示した実施例においては、センサアセンブ
リは、光検出装置として３行の電荷結合デバイス（ＣＣ
Ｄ）を有する。商業的に入手可能な典型的なセンサアレ
イについての大きさの一例としては、センサアレイの行
１１２，１１４，１１６の幅は約１０μｍであり、行間
の間隔は１００μｍであり、またイメージ走査線１０
６，１０８，１１０の幅は約４０μｍであり、走査線間
隔は４００μｍである。典型的なスキャナにおいては、
イメージ１００からセンサアセンブリ１０４までの光学
通路の長さはスキャナの長さよりも長く、光学通路は複
数のミラーを介して折り返されている。レンズアセンブ
リ１０２は、典型的には複数のレンズの複合装置であ
る。

【００１０】図２Ａは、図１で示されたセンサアセンブ
リ１０４の簡略化された正面図である。図２Ａで示され
るように、センサアセンブリは、３行の個別センサ素子
を有する。行１１２は個別センサ素子２００を有し、行
１１４は個別センサ素子２０２を有し、行１１６は個別
センサ素子２０４を有する。図の簡略化のために、行当
たり１６個だけのセンサ素子が図示されている。商業的
に入手可能なＣＣＤセンサアセンブリにおいては、行当
たりのセンサ素子の個数は２０００ないし７０００の範
囲にあるのが典型的である。さらに、図２Ａは３対の信
号線２１０，２１２，２１４を図示している。図２Ａに
示されたＣＣＤアセンブリにおいては、各別体の感光性
素子からの累積された電荷が、直列出力のために、対応
するコンデンサに転送される。コンデンサ電圧は直列に
直列にシフトアウトされ、各シフトサイクル毎に信号線
の電圧は感光性素子が先に受け取った光の強度の測定値
となる。

【００１１】図２Ａに図示されるような３本のセンサ行
を使用する典型的なスキャナにおいては、３本のセンサ
行は全て、センサの表面に、あるいは外部のビームスプ
リットを介して、フィルタを有する。典型的には、第１
の行は、赤色光バンド波長の光を検出するようにフィル
タリングされ、第２の行は緑色光バンド波長の光を検出
するようにフィルタリングされ、第３の行は青色光バン
ド波長の光を検出するようにフィルタリングされる。

【００１２】本発明においては、２本のセンサ行はフィ
ルタリングされ、３番目のセンサ行はフィルタリングさ
れない光（白色光）を受け取る（あるいは場合によって
は、以下に述べるように、人間の視覚範囲外の光を除去
するようにフィルタがかけられる）。本発明において
は、グレースケールスキャン(gray scale scanning)に
対しては、フィルタリングされない光（白色光）信号の
みが用いられる。以下に述べるように、フィルタリング
されない光を用いることにより、グレースケールスキャ
ンをカラースキャン(color scanning)より速くすること
ができる。本発明におけるカラースキャンに対しては、
白と２つのカラーバンドとを表わす３つの数値は、３つ
のカラー強度に線形変換される。

【００１３】図２Ｂは、本発明を使って形成されたセン
サアセンブリ１０４の簡略された側面図である。図２Ｂ
において、２本のセンサ行（１１２，１１６）は、カラ
ー光フィルタ（それぞれ２０６，２０８）によって被覆
されている。１行（１１４）は被覆されないままであ
る。３本のカラーバンドのうちのどの一つをセンサ行１
１４の代わりとして省略するの選択は任意である。さら
に、とのセンサ行（１１２，１１４，１１６）がフィル
タリングされないセンサ行であるかは任意であることに
注意しよう。図２Ｂは、真中のセンサ行１１４がフィル
タのかけられていない行であることを図示しているが、
３本のセンサ行（１１２，１１４，１１６）のどの行も
フィルタリングされないセンサ行とすることができる。

【００１４】赤、緑、青のカラー帯域通過フィルタは、
カラー光学イメージスキャナにおいて用いられる最も共
通なフィルタである。さらに、イエロー、マゼンタ、シ
アンの帯域消去フィルタも使用してよい。例としてのみ
の目的で、センサアセンブリ１０４は、近似の赤、白、
青の強度測定値を出力してよい。理想的なフィルタの場
合には、緑は白から赤と青の合計をひいたものである。
しかし、一般的にフィルタは理想的でなく、一般的な線
形変換が要求される。一般的に、それらが可視波長の同
一でない３つのバンドを通過あるいは阻止する限り、そ
してこれらのバンドは、色彩科学の既知の原理を用い
て、受け入れられるカラー再生を可能にする場合には、
ほとんどいかなる３つのフィルタも使用可能である。３
つのバンドの強度を表わす３つの数字が与えられれば、
他のカラーは３つの測定値に３×３の変換マトリックス
を掛けることにより得られる。再び例としてのカラーの
赤、白、青は表示の目的で、赤、緑、青に線形的に変換
されることができる。プリントの目的としては、赤、
白、青は、イエロー、マゼンタ、シアンに変換されるこ
とができる。

【００１５】もう一つの潜在する問題により、図２Ｂに
示されるカラーフィルタは追加的改善が必要であろう。
全ての３本のセンサ行がフィルタを有し、フィルタが帯
域通過フィルタである典型的な構成においては、人間の
可視範囲（４００ナノメータから７００ナノメータの範
囲の波長）より外側の光の波長は、生来的に帯域通過フ
ィルタによって除去される。もしも、センサ行１１４が
フィルタを有していないとしたら、センサの感光性の範
囲内にあるが、人間の可視範囲の外にある光は、センサ
によって測定される強度に歪みを与えるであろう。もし
も、スキャナによって用いられる光源が、人間の可視範
囲の外において、相当な強度を有しているなら、センサ
行１１４は、４００ナノメータから７００ナノメータの
範囲を通過させる白色帯域通過フィルタを必要とするで
あろう。最後に、色彩科学の既知の原理によるカラー再
生を改善するために、この白色フィルタは、更に所定の
可視波長を抑圧するのが望ましいであろう。例えば、正
確に白色フィルタというよりも、赤と青の光の大幅な量
も通過させる広いバンドを有し緑が優勢なフィルタが採
用されてもよい。一般的に、より速いグレースケールス
キャンを達成するために、白色フィルタはバンド幅にお
いて、典型的なカラーフィルタよりも相当広くなければ
ならない。

【００１６】また図１を参照すると、全イメージ１００
をスキャンするために、イメージ１００は、センサアセ
ンブリ１０４に対応して移動しなければならない。イメ
ージ１００が固定のセンサアセンブリ１０４を過って移
動しようが、センサアセンブリ１０４が固定のイメージ
１００を過って移動しようが問題ではない。図示された
ような光学配置の場合には、イメージ１００の上の３本
の異なる走査線１０６，１０８，１１０は、センサアセ
ンブリ１０４の上に焦点が合わされている。説明のため
に次のように想定されたい、すなわち相対運動の方向は
図１において矢印１１８で示されている。矢印１１８で
示されている相対運動に関して、現在センサ行１１２に
焦点が合わされているように図示されているイメージ走
査線１０６は、以前はセンサ行１１４に焦点が合わされ
ており、その前はセンサ行１１６に焦点が合わされてい
た。イメージ走査線１０６の特定の画素の色は、センサ
行１１２におけるカラー測定値及びセンサ行１１６，１
１４からそれ以前に得られていたカラー測定値の線形変
換によって獲得される。もしも、ＣＣＤ素子からの電圧
測定値がコンピュータで読み取ることができる数字に変
換されているならば、数値記憶バッファがセンサ行１１
４，１１６からの測定数値のために必要である。

【００１７】図３は、カラースキャンに要求されるメモ
リバッファと計算素子とを示している。図３において、
ＣＣＤの行からのアナログ電圧は、アナログディジタル
（Ａ／Ｄ）変換器３００によって、数値に変換される。
センサ行１１６における全てのＣＣＤからの数値は、メ
モリバッファ３０６にシーケンシャルに格納される。話
を容易にするために、メモリバッファ３０６は、行と列
とからなるアレイに形成されているように図示されてい
るが、代わりに、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）スタックバ
ッファとして、蛇行シリアル形式に形成することも可能
であり、または、ランダムアクセスメモリを用いて、行
と列とに効果的に形成することも可能である。イメージ
１００（図１）がセンサアセンブリ１０４に相対して移
動し、センサ行１１６が新しい走査線の上に焦点を合わ
されたとき、メモリバッファ３０６の中に格納されてい
た数字の行は、行ｉ（３２０）から行ｉ＋１（３２２）
に有効にシフトされる（図３においては上方に）。イメ
ージ１００（図１）が、センサアセンブリ１０４に相対
し、イメージ走査線１０６と１１０のとの間の距離に対
応する所定距離だけ移動したときであって、センサ行１
１２が走査線１０６から光を受け取っている同じ時に、
メモリバッファ３０６の最上の行ｉ＋８（３２４）は、
走査線１０６の以前のスキャンからの数値を含む。

【００１８】図３において、メモリバッファ３０６は、
イメージ走査線１０６，１１０の間の８本のイメージ走
査線の間隔に対応するように図示されている。要求され
たバッファリングの線の数は、光学技術とセンサ行の間
隔に依存する。本記載の最初のパラグラフで与えられた
寸法として、イメージ走査線１０６，１１０の間には２
０本のイメージ走査線が存在し、メモリバッファ３０６
には対応する２０行のバッファメモリが必要とされてい
る。同様に、センサ行１１４からの数値情報は、メモリ
バッファ３０４に一時的に記憶されなければならない。
最後に、図３において、センサ行１１２からの数値情報
は、もし必要があったとしてもメモリの単一の行３０２
のみを必要とする。

【００１９】さらに、図３には、カラースキャンにおけ
る３色を得るために要求される計算素子が図示されてい
る。一つの画素ずつに対し、センサ行１１６からの一時
格納された数値３１２、センサ行１１４からの対応する
数値３１０、センサ行１１２からの対応する数値３０８
は、３×１のマトリックス３１４を形成する。マトリッ
クス３１４は、予め定められた３×３のマトリックス３
１６によって掛けられ、数値の３つ組３１８(a triplet
of numerical values)を発生する。数値３１８は、表
示のために、あるいはプリントのために適宜に直接用い
られてもよい。

【００２０】ＣＣＤの感光部に当たった光は、コンデン
サに累積する電荷をもたらし、コンデンサ上の電圧をも
たらす。一般的には、コンデンサは、最初放電され、そ
の後、光に曝されたとき充電させられる。露光が長けれ
ば長いほど、信号対ノイズ比は、より良くなる。しか
し、電圧には限度（飽和）がある。

【００２１】図２Ｂにおいて示された配置においては、
フィルタリングされずに、センサ行１１４に当たった光
の強度は、センサ行１１２，１１６の上のフィルタを通
過して来る光の強度よりも一般的に大である。例えば白
色光の場合で、フィルタは理想的であると仮定して、セ
ンサ行１１４に当たる光の強度は、センサ行１１２，１
１６の上のフィルタを通して来る光の強度の３倍であ
る。フィルタリングされたセンサ行１１２，１１６が最
大の信号対ノイズ比を達成できるように、固定した露光
時間が与えられたとすると、フィルタリングされていな
いセンサ行１１４のセンサは、飽和してしまうであろ
う。そこで、フィルタリングされていないセンサを飽和
させることなしに、信号対ノイズ比を最大にするために
は、フィルタリングされていないセンサ行１１４は、フ
ィルタリングされた２つのセンサ行１１２，１１６より
も短い時間量だけ露光される必要がある。もしも、フィ
ルタ２０６，２０８が理想的であり、センサ行１１２，
１１４，１１６のセンサの充電率が線形であったとすれ
ば、フィルタリングされないセンサ行１１４の充電時間
は、フィルタリングされた２つのセンサ行１１２，１１
６の充電時間の１／３であるべきである。しかし一般
に、購入可能な染料系フィルタは、理想的なものではな
い。例えば、染料をベースとし、青の波長を通過させる
フィルタは、一般的に、赤や緑の波長を通過させるフィ
ルタよりもパスバンド内の光の強度を低減させる。そこ
で、信号対ノイズ比を最高にするために、３本のセンサ
行のうちの２本の充電時間は、光の強度を最も制限する
センサ行に比較し低減される必要がある。一般的に購入
可能なＣＣＤアレイにおいては、各センサ行が独立に放
電可能である。充電時間の調節に対する直截な解決は、
全てのセンサ行が充電時間の終わりにおいて、同時にサ
ンプルされるように、各センサ行の放電時間を調節する
こと（各センサ行の充電開始時間を効果的に調節するこ
と）である。

【００２２】図４は、カラーイメージをスキャンしてい
るときの放電と３本のセンサ行の読み取りとの相互のタ
イミングを図示している。波形４００は、青の光を受け
ているセンサ行のセンサ素子（コンデンサ）の電圧を示
している。波形４０２は、赤の光を受けているセンサ行
のセンサ素子の電圧を示している。波形４０４は、白色
光を受けているセンサ行のセンサ素子の電圧を示してい
る。時間ｔ1（４０６）において、青用のセンサは放電
される。青用のセンサは、光の強度を受けるのは最低な
ので、最初に放電される。時間ｔ2 （４０８）におい
て、赤用のセンサが放電される。最後に、白色光用のセ
ンサは、時間ｔ3 （４１０）に放電される。全ての３つ
のセンサの電圧は、時間ｔ4 （４１２）にディジタル化
のために同時に読み取られる。

【００２３】グレースケールイメージをスキャンすると
きには、バッファリングとセンサ行間の充電時間の調節
とに関する上述のことは無関係である。グレースケール
イメージをスキャンするときには、フィルタリングされ
ていないセンサ行１１４のみが用いられ、充電時間は、
フィルタリングされていないセンサ行１１４の信号対ノ
イズ比を最大にするために必要な最小時間に低減され
る。例えば、図４において、グレースケールスキャンの
ために、ｔ1（４０６）からｔ3（４１０）までの時間は
削除することができる。さらに、数値データのバッファ
リングは必要なくなる。したがって、グレースケールス
キャンは、カラースキャンよりも実質的に速くなる。

【００２４】図５は、本発明の方法を示すフローチャー
トであり、その各ブロックでの動作は以下の通りであ
る。５００：イメージから光を受け取る５０２：フィルタ１（白色）５０４：時間ｔ1の間、光を測定５０６：ディジタイズ→数値（１）５０８：グレースケールか？５１２：フィルタ２５１４：フィルタ３５１６：時間ｔ2の間、光を測定５１８：時間ｔ3の間、光を測定５２０：ディジタイズ→数値（２）５２２：ディジタイズ→数値（３）５２４：バッファ１５２６：バッファ２５２８：バッファ３５３０：線形変換５３２：出力｛数値（１）’、数値（２）’、数値
（３）’｝５３４：出力｛数値（１）｝このフローチャートに沿って説明すれば、センサアセン
ブリは、イメージから光を受け取る（５００）。一本の
センサ行に対し、フィルタリングステップが、鎖線のボ
ックスで示されている（５０２）。このことは、望まし
くはフィルタが不必要であるが、もしも、光源が可視ス
ペクトラムの外側に相当な光を有しているならば、可視
スペクトラム（白）帯域通過フィルタが必要であるかも
知れないことを図示しているのである。フィルタリング
されていないセンサ行に対する光は、有限な期間に渡っ
て測定され（５０４）、第１の数値にディジタル化され
る（５０６）。グレースケールスキャンに対しては、第
１の数値はセンサシステム出力である（５１０）。

【００２５】カラースキャンのカラーフィルタのかけら
れた２本のセンサ行に対しては、カラーフィルタを通過
した光（５１２，５１４）が所定期間に渡って測定され
（５１６，５１８）、第２，第３のディジタル値にディ
ジタル化される。少なくとも２本のセンサ行からのディ
ジタル化された値がバッファリングされる（５２４，５
２６，５２８）（一つのバッファは、ボックス５２８に
よって図示されているように、なくてもよいことを想起
せよ）。次いで線形変換が計算され（５３２）（図３に
おける３１４，３１６，３１８のように）、３つの変換
された数値を発生する（５３２）。図５に示されるよう
に、グレースケールスキャンにはより少ないステップし
か必要とされない。

【００２６】本発明についての前述の記載は、例証と説
明のために提示したものである。それは余すとこのない
ものであるとも、また本発明を開示された形態そのもの
に限定するとも意図しているものではない。また、上述
の教示に照らせば、他の修正や変形が可能であろう。上
述の実施例は、本発明の原理を最も良く説明するために
選択され記載されたものである。また、上述の実施例は
考えられる特定の用途に適合するようにされた種々の実
施例や修正において、他の当業者が本発明を最善に利用
できるように、本発明の実際的適用を最も良く説明する
目的で選択され記載されたものでもある。従来技術によ
り制限されている範囲を除いて、本願特許請求の範囲の
請求項は、本発明の他の実施例を含んでいると解釈され
るように意図されている。

【００２７】以下に本発明の実施の態様の例を列挙す
る。

【００２８】［実施態様１］それぞれがフィルタリング
されていない光を受け、受けた光に比例するアナログ出
力信号を有する複数の第１のセンサ素子からなる単一の
行と、それぞれがフィルタリングされた光を受け、受け
た光に比例するアナログ出力信号を有する複数の第２の
センサ素子からなる複数の行とを有する、光学イメージ
スキャナのためのセンサアセンブリ。

【００２９】［実施態様２］光源と、前記光源から光を
うけるセンサアセンブリとを有する光学イメージスキャ
ナであって、前記センサアセンブリは、それぞれが前記
光源よりフィルタリングされていない光を受け、受けた
光に比例するアナログ出力信号を有する複数の第１のセ
ンサ素子からなる単一の行と、複数の光フィルタと、複
数の第２のセンサ素子からなる複数の行とを有し、複数
の第２のセンサ素子からなる各行が、前記複数の光フィ
ルタのうちの一つの対応する光フィルタを有するととも
に、前記複数の光フィルタは、各第２のセンサ素子が、
前記一つの対応する光フィルタによりフィルタリングさ
れた前記光源からの光を受けるように配置されており、
各第２のセンサ素子は受けた光に比例するアナログ出力
信号を有する、光学イメージスキャナ。

【００３０】［実施態様３］それぞれが、人間の可視光
線スペクトラムの実質的に全てを通過させる帯域通過
（バンドパス）光フィルタによってフィルタリングされ
た光を受け、受けた光に比例するアナログ出力信号を有
する複数の第１のセンサ素子の単一の行と、それぞれ
が、人間の可視光線スペクトラムより実質的に少ない通
過をさせる光フィルタによってフィルタリングされた光
を受け、受けた光に比例するアナログ出力信号を有する
複数の第２のセンサ素子からなる複数の行とを有する、
光学イメージスキャナのためのセンサアセンブリ。

【００３１】［実施態様４］光源と、前記光源から光を
うけるセンサアセンブリとを有する光学イメージスキャ
ナであって、前記センサアセンブリは、それぞれが、人
間の可視光線スペクトラムの実質的に全てを通過させる
第１の帯域通過光フィルタによってフィルタリングされ
た前記光源からの光を受け、受けた光に比例するアナロ
グ出力信号を有する複数の第１のセンサ素子の単一の行
と、それぞれが、人間の可視光線スペクトラムより実質
的に少ない通過をさせる複数の第２の光フィルタと、複
数の第２のセンサ素子からなる複数の行とを有し、複数
の第２のセンサ素子からなる各行が、前記複数の第２の
光フィルタのうちの一つの対応する光フィルタを有する
とともに、前記複数の第２の光フィルタは、各第２のセ
ンサ素子が、前記一つの対応する第２の光フィルタによ
りフィルタリングされた前記光源からの光を受けるよう
に配置されており、各第２のセンサ素子は受けた光に比
例するアナログ出力信号を有する、光学イメージスキャ
ナ。

【００３２】［実施態様５］カラー光学イメージスキャ
ナにおける、特定スペクトラルバンド内の光の強度測定
方法であって、（ａ）フィルタリングされていない光を
第１のセンサ素子によって受け取り、（ｂ）第２のセン
サ素子のために、第１の帯域通過光フィルタを通して前
記光をフィルタリングし、（ｃ）第３のセンサ素子のた
めに、第２の帯域通過光フィルタを通して前記光をフィ
ルタリングし、（ｄ）前記第１，第２，第３のセンサ素
子からのアナログ出力を、それぞれ第１，第２，第３の
数値にディジタル化し、（ｅ）前記第１，第２，第３の
数値の線形変換として、特定スペクトラルバンド内の前
記光の強度を計算する、ステップからなる光の強度測定
方法。

【００３３】［実施態様６］カラー光学イメージスキャ
ナにおける、グレースケール及びカラーイメージをスキ
ャンするスキャン方法であって、（ａ）第１のセンサ素
子を、第１の露光時間だけ、測定されるべき光に曝し、
（ｂ）前記第１のセンサ素子からのアナログ出力を第１
の数値にディジタル化し、（ｃ）第２のセンサ素子を、
前記第１の露光時間よりも長い第２の露光時間だけ、第
２のフィルタによりフィルタリングされた測定されるべ
き光に曝し、（ｄ）第３のセンサ素子を、前記第１の露
光時間よりも長い第３の露光時間だけ、第３のフィルタ
によりフィルタリングされた測定されるべき光に曝し、
（ｅ）前記第２，第３のセンサ素子からのアナログ出力
を、それぞれ第２，第３の数値にディジタル化し、
（ｆ）３つの変換された数値を前記第１，第２，第３の
数値の線形変換として計算し、（ｇ）ステップ（ａ）と
ステップ（ｂ）とを繰り返すことによりグレースケール
イメージをスキャンし、（ｈ）ステップ（ａ）からステ
ップ（ｆ）までを繰り返すことによりカラーイメージを
スキャンする、ステップからなるスキャン方法。

【００３４】［実施態様７］カラー光学イメージスキャ
ナにおける、特定スペクトラルバンド内の光の強度測定
方法であって、（ａ）前記光が第１のセンサ素子に到達
する前に、人間の可視光線スペクトラムの全てを実質的
に通過させる第１の帯域通過光フィルタを通して前記光
をフィルタリングし、（ｂ）前記光が第２のセンサ素子
に到達する前に、人間の可視光線スペクトラムより実質
的に少ない通過をさせる第２の帯域通過光フィルタを通
して前記光をフィルタリングし、（ｃ）前記光が第３の
センサ素子に到達する前に、人間の可視光線スペクトラ
ムより実質的に少ない通過をさせる第３の帯域通過光フ
ィルタを通して前記光をフィルタリングし、（ｄ）前記
第１，第２，第３のセンサ素子からのアナログ出力を、
それぞれ第１，第２，第３の数値にディジタル化し、
（ｅ）前記第１，第２，第３の数値の線形変換として、
特定スペクトラルバンド内の前記光の強度を計算する、
ステップからなる光の強度測定方法。

【００３５】［実施態様８］カラー光学イメージスキャ
ナにおける、グレースケール及びカラーイメージをスキ
ャンするスキャン方法であって、（ａ）第１のセンサ素
子を、第１の露光時間だけ、人間の可視光線スペクトラ
ムの実質的に全てを通過させる第１のフィルタによって
フィルタリングされた測定されるべき光に曝し、（ｂ）
前記第１のセンサ素子からのアナログ出力を第１の数値
にディジタル化し、（ｃ）第２のセンサ素子を、前記第
１の露光時間よりも長い第２の露光時間だけ、人間の可
視光線スペクトラムより実質的に少ない通過をさせる第
２のフィルタによりフィルタリングされた測定されるべ
き光に曝し、（ｄ）第３のセンサ素子を、前記第１の露
光時間よりも長い第３の露光時間だけ、人間の可視光線
スペクトラムより実質的に少ない通過をさせる第３のフ
ィルタによりフィルタリングされた測定されるべき光に
曝し、（ｅ）前記第２，第３のセンサ素子からのアナロ
グ出力を、それぞれ第２，第３の数値にディジタル化
し、（ｆ）３つの変換された数値を前記第１，第２，第
３の数値の線形変換として計算し、（ｇ）ステップ
（ａ）とステップ（ｂ）とを繰り返すことによりグレー
スケールイメージをスキャンし、（ｈ）ステップ（ａ）
からステップ（ｆ）までを繰り返すことによりカラーイ
メージをスキャンするステップからなるスキャン方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】３行のセンサアセンブリの上に焦点が合わされ
た画像の３本の行を表示する簡略化された機械的ブロッ
クダイヤグラム。

【図２Ａ】センサアセンブリの簡略化された正面図。

【図２Ｂ】図２Ａのセンサアセンブリの簡略化された側
面図。

【図３】メモリと計算ユニットとともにセンサアセンブ
リを示すブロックダイヤグラム。

【図４】カラー画像をスキャンするときの異なるセンサ
行に対する可変チャージ開始時間を示すタイミングダイ
ヤグラム。

【図５】本発明の方法を示すフローチャート。

【符号の説明】

１００：イメージ１０２：レンズシステム１０４：センサアセンブリ１０６，１０８，１１０：イメージ走査線１１２，１１４，１１６：センサアレイ行２００，２０２，２０４：センサ素子２０６，２０８：カラー光フィルタ２１０，２１２，２１４：信号線３０６：メモリバッファ５００〜５３２：ステップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ポール・エム・ヒュベルアメリカ合衆国カリフォルニア州マウンテンビュー、ケルタ・ドライブ 956

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれがフィルタリングされていない光
を受け、受けた光に比例するアナログ出力信号を有する
複数の第１のセンサ素子からなる単一の行と、それぞれがフィルタリングされた光を受け、受けた光に
比例するアナログ出力信号を有する複数の第２のセンサ
素子からなる複数の行とを有する光学イメージスキャナ
のためのセンサアセンブリ。