(57)【要約】【課題】スキャン機構において、発光ユニットから発せられる光の輝度特性を制御するための手段を提供する。【解決手段】本発明の１実施形態のスキャン機構(100)は、発光ユニット(102)、積分検波器(104)、及び、パルス幅変調(PWM)ドライバ(118)を備える。各発光ユニットは、色空間の色に対応する色光を発することができる。積分検波器は、発光ユニットによって発せられて表面から反射された色光を検出し、ある時間期間にわたって検出されたその色光を積分することができる。各PWMドライバは、対応する発光ユニットをデューティサイクルでオンにすることができる。【選択図】図１
2004328750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン機構（１００）において、
複数の発光ユニット（１０２）であって、各々が、色空間の色に対応する色光を発することからなる、複数の発光ユニットと、
検出された前記色光をある時間期間にわたって集積することにより、表面から反射された、前記複数の発光ユニットから発せられた前記色光を検出する積分検波器（１０４）と、
複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ（１１８）であって、各々が、デューティサイクルで、対応する発光ユニットをオンにすることからなる、複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ
を備える、スキャン機構。
【請求項２】
前記複数の発光ユニットは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、請求項１記載のスキャン機構。
【請求項３】
前記複数の発光ユニットは、赤−緑−青（ＲＧＢ）色空間の赤色、緑色、および青色に対応する赤色発光ユニット、緑色発光ユニット、および青色発光ユニットを含む、請求項１記載のスキャン機構。
【請求項４】
前記複数の発光ユニットは、グレースケール色空間の白色に対応する白色発光ユニットを含む、請求項１記載のスキャン機構。
【請求項５】
前記複数のＰＷＭドライバは、任意の時間において、前記発光ユニットのうちの多くとも１つが光を発しているように、異なる時間期間中に前記発光ユニットをオンにする、請求項１記載のスキャン機構。
【請求項６】
前記複数のＰＷＭドライバは、前記発光ユニットが前記時間期間にわたって等しい実効輝度で光を出力するようなデューティサイクルで前記発光ユニットをオンにする、請求項１記載のスキャン機構。
【請求項７】
前記ＰＷＭドライバの各々が、
前記デューティサイクルに対応する値を格納する制御レジスタ（１０８）であって、前記対応する発光ユニットは、前記デューティサイクルにしたがって光を発することからなる、制御レジスタと、
該制御レジスタを前記対応する発光ユニットにインタフェースするトランジスタ（１０６）
を備える、請求項１記載のスキャン機構。
【請求項８】
前記ＰＷＭドライバは、前記制御レジスタに格納された前記値に対応するデューティサイクルを有するパルスを出力することからなる、請求項７記載のスキャン機構。
【請求項９】
前記複数のＰＷＭドライバは、前記制御レジスタに格納された前記値に基づく前記デューティサイクルで前記発光ユニットをオンにする少なくとも１つのコントローラ（１０６）を備える、請求項７記載のスキャン機構。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのコントローラは、前記複数の発光ユニットに対応する複数のコントローラを含む、請求項９記載のスキャン機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャン装置またはスキャン機構に関し、より詳しくは、発光ユニットからの光を制御するための手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナとしても知られているスキャン装置は一般に普及した周辺機器である。スキャン装置は、非電子画像の電子版を得るために使用することができる。たとえば、ホームユーザは、その結果得られる写真の電子版を家族や友人に電子メールで送ることができるように、写真のハードコピーをスキャンすることがある。別の例として、ビジネスユーザは、ドキュメントの電子版を保持することができるように、ドキュメントのハードコピーをスキャンすることがある。
【０００３】
スキャン装置は通常、１つまたは複数の発光ユニットおよび検出器を採用している。発光ユニットは、スキャンする画像の一部に向けて光を発する。検出器は、画像のその部分から反射された光を検出する。このプロセスが画像全体にわたって繰り返される。検出器が画像のすべての部分から反射された光を検出すると、媒体の電子版を構築することができる。
【０００４】
カラースキャン装置は普通、色空間の色に対応する発光ユニット、たとえば、赤−緑−青（ＲＧＢ）色空間の赤、緑、および青の色に対応する赤色、緑色、および青色の発光ユニット、を使用する。発光ユニットは別個に、かつ連続して、それぞれの色光を画像の一部上に発し、これを検出器が検出する。次に、画像の色空間の個々の色の検出された輝度を使用して、画像の電子版を構築する。
【０００５】
異なる色の発光ユニットは、異なる動作特性を有し得る。たとえば、赤色、緑色、および青色の発光ユニットは、異なる輝度で発光し得る。さらに、スキャン装置は色空間中の異なる色を別様に感知し得る。したがって、赤色、緑色、および青色の発光ユニットが等しい輝度で発光する場合であっても、スキャン装置が異なる色光を別様に感知し、よって測定される輝度が等しくなくなる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スキャン機構において、発光ユニットから発せられる光の輝度特性を制御するための手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態のスキャン機構は、発光ユニットと、積分検波器（または集積検出器。以下同じ）と、パルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバとを備える。各発光ユニットは、色空間の色に対応する色光を発することができる。該積分検波器は、検出された色光をある時間期間にわたって集積（または積分。以下同じ）することにより、表面から反射された複数の発光ユニットから発せられる色光を検出することができる。各ＰＷＭドライバは、あるデューティサイクルで対応する発光ユニットをオンにすることができる。
【０００８】
本明細書において参照する図面は、本出願内容の一部をなす。図面に示す特徴は、明示されない限り、本発明のすべての実施形態の例示ではなく本発明のいくつかの実施形態のみの例示を意味している。
【実施例】
【０００９】
本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明では、本発明の一部をなし、例として、本発明を実施し得る特定の例示的な実施形態を示す添付図面を参照する。これら実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に説明される。他の実施形態も利用することが可能であり、本発明の思想または範囲から逸脱することなく、論理的変更、機械的変更、および他の変更を行い得る。したがって、以下の詳細な説明を限定の意味で解釈すべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【００１０】
パルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバを備えたスキャン機構
図１は、本発明の一実施形態によるパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ１１８を備えたスキャン機構１００を示す。スキャン機構１００は、発光ユニット１０２、積分検波器１０４、およびＰＷＭドライバ１１８を備える。スキャン機構１００は、赤−緑−青（ＲＧＢ）色空間向けの発光ユニット１０２およびＰＷＭドライバ１１８を有するものとして図１に具体的に示されている。したがって、発光ユニット１０２は、赤色光１１０Ｒを発する赤色発光ユニット１０２Ｒ、緑色光１１０Ｇを発する緑色発光ユニット１０２Ｇ、および青色光１１０Ｂを発する青色発光ユニット１０２Ｂを含む。コントローラ１０６およびＰＷＭ制御レジスタ１０８を含むＰＷＭドライバ１１８も同様に、赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒ、緑色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｇ、および青色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｂを含む。
【００１１】
当業者は理解できるように、色空間（スキャン機構１００がそれに対して設計される）、ＲＧＢ色空間以外の色空間であってもよい。たとえば、スキャン機構１００はグレースケール、すなわち白黒スキャン機構であってもよい。したがって、白色光を出力する単一の発光ユニット１０２が存在してもよく、これはグレースケール、すなわち白黒色空間の白色に対応する。
【００１２】
発光ユニット１０２は、それぞれの色の発光ダイオード（ＬＥＤ）であっても、または別の種類の発光ユニットであってもよい。たとえば、発光ユニット１０２は、しかるべきカラーフィルタを上に有して各色光を発する白色発光ユニットを備えてもよい。別の例として、発光ユニット１０２は、異なる色の光が異なるときに発せられるように、異なる色を有する回転フィルタを有する単一の発光ユニットを備えてもよい。さらに、発光ユニット１０２は、オンにされると、それぞれの色の光を異なる実際の輝度（または強度）で発することができる。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による、図１の発光ユニット１０２が異なる輝度の色光１１０を発する単純化した例を示す棒グラフ２００を示す。矢印２０２は、光の輝度が増大することを表す。したがって、赤色光１１０Ｒは、線２０４で示すように相対輝度２を有する。緑色光１１０Ｇは、線２０６で示すように相対輝度３を有し、青色光１１０Ｂは、線２０８で示すように相対輝度４を有する。これは、緑色光１１０Ｇの輝度が赤色光１１０Ｒの輝度よりも５０％明るく、青色光１１０Ｂの輝度が赤色光１１０Ｒの輝度よりも１００％明るいことを意味する。
【００１４】
再び図１を参照すると、発光ユニット１０２のいずれかがそれぞれの光１１０を発すると、この光は反射光１１６として画像表面１１４から反射される。積分検波器１０４は反射光１１６を検出し、検出に応答して、所与の時間期間にわって集積された反射光１１６の輝度を表す出力１１２を提供する。出力１１２はアナログであっても、またはデジタルであってもよい。積分検波器１０４は、バイポーラ接合型トランジスタ（ＢＪＴ）であっても、またはＢＪＴを備えても、または別の種類のトランジスタであってもよい。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態による、図１の積分検波器１０４によって検出される集積された光の単純化した例を示すグラフ３００を示す。検出器１０４は、破線エリア３０８で示す時間期間１にわたって検出された光輝度を出力する。グラフ３００のｙ軸３０４は、ｘ軸３０２で示される時間の関数として光輝度を表す。時間期間１にわたり、パルス３０６で表される、検出器１０４によって検出された光は、その時間期間の半分について輝度２を有する。したがって、検出器１０４は、積分検波器であるため、２掛ける１／２、すなわち１の値を出力することができる。
【００１６】
再び図１を参照すると、コントローラ１０６は、ＰＷＭ制御レジスタ１０８内に格納された値に基づいて発光ユニット１０２を制御する。より具体的には、コントローラ１０６は、ＰＷＭ制御レジスタ１０８内に格納されている値に基づいて、異なるデューティサイクルに従って発光ユニット１０２をオンにする。コントローラ１０６は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであることができ、上位機能および下位機能の両方を含むことができる。図１に示すように、ＰＷＭドライバ１１８は、すべての発光ユニット１０２を制御する１つのコントローラ１０６を備える。したがって、赤色ＰＷＭドライバは、赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒおよびコントローラ１０６を含むものとみなすことができ、緑色ＰＷＭドライバは、緑色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｇおよびコントローラ１０６を含むものとみなすことができ、青色ＰＷＭドライバは、青色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｂおよびコントローラ１０６を含むものとみなすことができる。しかし、単一のコントローラを他のドライバと共有するのとは対照的に、各ＰＷＭドライバ１１８がそれぞれのコントローラを有するように、各発光ユニット１０２を制御するコントローラ１０６もあってもよい。
【００１７】
コントローラ１０６は、対応するＰＷＭ制御レジスタ１０８に格納されている値に対応するデューティサイクルを有する発光ユニット１０２にパルスを送る。ＰＷＭは、アナログ信号レベルをデジタル的に符号化する一手段である。コントローラ１０６内の高解像度カウンタの使用により、方形波のデューティサイクルは、特定のアナログ信号レベルを符号化するように変調される。任意の所与の瞬間において、信号は完全にオンであるか、または完全にオフであるかのいずれかであるため、ＰＷＭ信号はやはりデジタルである。信号は、一連のオンパルスおよびオフパルスの繰り返しによって発光ユニット１０２に供給される。オン時間は、オン信号がユニット１０２の１つに与えられている時間であり、その一方でオフ時間は、オフ信号がユニット１０２の１つに与えられている時間である。デューティサイクルは、発光ユニット１０２の１つがオンである、所与の時間期間にわたる時間のパーセンテージである。したがって、５０％のデューティサイクルは、発光ユニット１０２の１つが５０％の時間の間オンにされることを意味し、その一方で、７５％のデューティサイクルは、ユニット１０２の１つが７５％の時間の間オンにされることを意味し、以下同様である。好ましくは、発光ユニット１０２のいずれかがあるデューティサイクルでオンになっている時間期間は、最長でも、検出器１０４が、画像表面１１４から反射された、ユニットによって発せられた光を集積的に検出する時間期間と同じ長さである。
【００１８】
コントローラ１０６は、連続した時間期間にわたって、制御レジスタ１０８内に格納されている値に応じて、異なるデューティサイクルに従って一連の発光ユニット１０２をオンにする。たとえば、コントローラ１０６は、第１の時間期間において、赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒに格納されている値に基づくデューティサイクルで赤色発光ユニット１０２Ｒをオンにすることができる。コントローラ１０６は、第２の期間において、緑色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｇに格納されている値に基づくデューティサイクルで緑色発光ユニット１０２Ｇをオンにすることができる。コントローラ１０６は、第３の時間期間において、青色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｂに格納されている値に基づくデューティサイクルで青色発光ユニット１０２Ｂをオンにすることができる。したがって、任意の所与の時間において、好ましくは最大でも発光ユニット１０２のうちの１つがオンにされ、色光を発する。
【００１９】
コントローラ１０６は、各発光ユニット１０２がある時間期間中に発光するデューティサイクルを制御することが可能なため、検出器１０４によって検出された、その時間期間にわたって集積された光の実効輝度が、各発光ユニット１０２で同じか、または略同じであることを保証することができる。これは、コントローラ１０６が、それぞれの色光を異なる輝度で出力する発光ユニット１０２を補償することができることを意味する。光をより低い輝度で出力する発光ユニットは、光をより高い輝度で出力する発光ユニットよりも、ある時間期間中より大きなデューティサイクルでオンにされ、これによって、その時間期間にわたる光の集積量（または積分量）が輝度の高い発光ユニットと輝度の低い発光ユニットで同じになるようにする。すなわち、ＰＷＭ制御レジスタ１０８内に格納される値は、好ましくは、対応する発光ユニット１０２によって発せられた光のある時間期間にわたる集積量が互いに等しくなるように設定される。
【００２０】
図４および図５は、本発明の一実施形態による、ある時間期間にわたるそれぞれの実効発光の集積量が等しく、または略等しくなるように、図１の発光ユニット１０２が異なるデューティサイクルにしたがってオンになる、単純化した例を示すグラフ４００および５００を示す。図４は、図１のコントローラ１０６が、図１のＰＷＭ制御レジスタ１０８内に格納されている値に基づくデューティサイクルで発光ユニット１０２にパルスを送る場合のグラフ４００を特に示す。図５は、時間期間にわたって集積された、発光ユニット１０２により発せられた光１１０が、グラフ４００のパルスによって制御されて等しくなる場合のグラフ５００を特に示す。
【００２１】
最初に図４を参照すると、グラフ４００のｙ軸４０４は、コントローラ１０６によって発光ユニット１０２に送られたパルスがオンであるか、それともオフであるかを示す。ｘ軸３０２は、赤色発光ユニット１０２Ｒが制御される時間期間４０６Ｒ、緑色発光ユニット１０２Ｇが制御される時間期間４０６Ｇ、および青色発光ユニット１０２Ｂが制御される時間期間４０６Ｂを含む３つの時間期間４０６を表している。時間期間４０６の長さは等しい。コントローラ１０６は、実際に、時間期間４０６Ｒ全体に等しい幅を有する１つのパルスが送られるように、デューティサイクル１００％を有するパルス４０８Ｒを赤色発光ユニット１０２Ｒに送る。次の期間４０６Ｇ中、コントローラ１０６は、緑色発光ユニット１０２Ｇが実効的に期間４０６Ｇの３分の２についてオンにされるように、デューティサイクル６６．６７％を有するパルス４０８Ｇを緑色発光ユニット１０２Ｇに送る。最後の時間期間４０６Ｂ中、コントローラ１０６は、青色発光ユニット１０２Ｂが実効的に期間４０６Ｂの半分についてオンにされるように、デューティサイクル５０％を有するパルス４０８Ｂを青色発光ユニット１０２Ｂに送る。パルス４０８のデューティサイクルは、対応するＰＷＭ制御レジスタ１０８に格納されている値に対応する。
【００２２】
次に図５を参照すると、グラフ５００のｙ軸３０４は、発光ユニット１０２によって出力される光の実効輝度を示し、その一方でｘ軸３０２はここでも同様に、図４の３つの時間期間４０６に対応する３つの時間期間４０６を表している。発光ユニット１０２は、説明した図２のグラフ２００に合致した輝度で光を発する。しかし、オンになるデューティサイクルが異なるため、発光ユニット１０２はすべて、最終的に、同じ実効輝度で光を出力する。時間期間４０６Ｒ中、赤色発光ユニット１０２Ｒは、実効輝度２で赤色光１１０Ｒを発する。これは、赤色ユニット１０２Ｒがオンになるデューティサイクル１００％に、図２の線２０４で示す赤色ユニット１０２Ｒの輝度２を乗算したものが２に等しいためである。
【００２３】
時間期間４０６Ｇ中、緑色発光ユニット１０２Ｇもまた、実効輝度２で緑色光１１０Ｇを発する。これは、緑色ユニット１０２Ｇがオンになるデューティサイクル６６．６７％に、図２の線２０６で示す緑色ユニット１０２Ｇの輝度３を乗算したものが２に等しいためである。最後に、時間期間４０６Ｂ中、青色発光ユニット１０２Ｂもまた輝度２で青色光１１０Ｂを発する。これは、青色ユニット１０２Ｂがオンになるデューティサイクル５０％に、図２の線２０８で示す青色ユニット１０２Ｂの輝度４を乗算したものが２に等しいためである。したがって、発光ユニット１０２によって発せられる光１１０の実際の光輝度が異なっている場合であっても、対応する時間期間４０６にわたって集積される、発光ユニット１０２によって発せられる実効光輝度は等しい。
【００２４】
スキャン機構の特定の実施例
図６は、本発明の一実施形態によるスキャン機構１００の特定の実施例を示す。集積回路（ＩＣ）の一種である特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）６０２が、ＰＷＭドライバ１１８を含む。赤色ＰＷＭドライバ１１８Ｒは、８ビットＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒならびに特定の赤色コントローラ１０６Ｒを含む。緑色ＰＷＭドライバ１１８Ｇは、８ビットＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｇおよび緑色コントローラ１０６Ｇを含み、青色ＰＷＭドライバ１１８Ｂは、８ビットＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｂおよび青色コントローラ１０６Ｂを含む。このように、図１のスキャン機構１００は単一のコントローラ１０６を有するが、図６のスキャン機構１００は３つ別個のコントローラ１０６Ｒ、１０６Ｇ、および１０６Ｂを有する。
【００２５】
汎用入出力（ＧＰＩＯ）６０４を採用して、ＰＷＭドライバ１１８を発光ユニット１０２に外部接続する。ＧＰＩＯは、入出力（ＩＯ）の一種である。ＧＰＩＯ６０４は、赤色発光ユニット１０２Ｒを制御するＧＰＩＯ６０４Ｒ、緑色発光ユニット１０２Ｇを制御するＧＰＩＯ６０４Ｇ、および青色発光ユニット１０２Ｂを制御するＧＰＩＯ６０４Ｂを含む。ＧＰＩＯ６０４は、抵抗器６１０を通してトランジスタ６０６のソースに接続された発光ユニット１０２を制御するためにトランジスタ６０６のゲートに接続される。トランジスタ６０６のドレインはアース６０８に接地される。赤色、緑色、および青色の発光ユニット１０２Ｒ、１０２Ｇ、および１０２Ｂのそれぞれについて、トランジスタ６０６はトランジスタ６０６Ｒ、６０６Ｇ、および６０６Ｂを含み、抵抗器６１０は抵抗器６１０Ｒ、６１０Ｇ、および６１０Ｂを含む。
【００２６】
発光ユニット１０２は、電圧６１２に接続されたＬＥＤとして図６に示されている。抵抗器６１０には、発光ユニット１０２によって発せられる光１１０の輝度が、公称的に等しくなるなど、可能な限り等しくなるように、それぞれの値を設定することができる。そして、ＰＷＭ制御レジスタ１０８に格納された値を変更してデューティサイクルを微調整することができ、このデューティサイクルにしたがって、発光ユニット１０２は、ある時間期間の間、その時間期間にわたって集積された、発光ユニット１０２によって発せられた光１１０が等しいか、または略等しくなるようにオンになる。たとえば、抵抗器６１０に、発光ユニット１０２によって発せられた光１１０の実効輝度が公称ユニット１０２の輝度と等しくなるように、それぞれの値を設定することができる。スキャン機構１００の特定例では、ＰＷＭ制御レジスタ１０８に格納された値を、ある時間期間にわたって集積された、発光ユニット１０２によって発せられた光１１０が等しいか、または略等しくなるように較正することができる。
【００２７】
光１１０は、反射光１１６として画像表面１１４から反射され、この光が積分検波器１０４によって検出される。積分検波器１０４は、図６では、ＢＪＴ６１６と直列になった抵抗器６１４として具体的に実施され、ＢＪＴ６１６のコレクタは出力１１２に接続され、ＢＪＴ６１６のエミッタはアース６０８に接続される。検出器１０４は、電圧６１２にも接続される。したがって、図６における出力１１２は、検出された反射光１１６の輝度を表すアナログ値を出力する。より具体的には、アナログ値はＢＪＴ６１６にわたる電圧降下に等しい。
【００２８】
方法
図７は、本発明の一実施形態による、前述のスキャン機構１００を使用する方法７００を示す。方法７００について、赤−緑−青（ＲＧＢ）色空間に対応する発光ユニット１０２を有するスキャン機構１００に関連付けて具体的に述べる。しかし、本発明の他の実施形態は、当業者は理解できるように、他の色空間に対応する発光ユニット１０２を有し得る。発光ユニット１０２に対応するパルス幅変調制御レジスタ１０８に、デューティサイクルに対応する値が設定されるが、このデューティサイクルにしたがって、ユニット１０２は、ある時間期間中オンにされる（７０２）。たとえば、制御レジスタ１０８は、検出器１０４によって検出された、ある時間期間にわたって集積された発光ユニット１０２の異なる輝度が、等しいか、または略等しくなるように、すなわちその時間期間にわたるそれぞれの実効輝度が等しいか、または略等しくなるように別様に設定することができる。
【００２９】
次に、赤色発光ユニット１０２Ｒがまず、第１の時間期間中に、赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒに格納されている値に基づくデューティサイクルでオンになる（７０４）。画像表面から反射された赤色光が検出され、第１の時間期間にわたって集積されて、画像表面の赤色値、または赤色輝度がもたらされる（７０６）。次に、緑色発光ユニット１０２Ｇが、第２の時間期間中に、緑色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｇに格納されている値に基づくデューティサイクルでオンになり（７０８）、画面表面から反射された緑色光が第２の時間期間にわたって集積されて、画像表面の緑色値がもたらされる（７１０）。同様に、青色発光ユニット１０２Ｂが、第３の時間期間中に、青色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｂに格納されている値に基づくデューティサイクルでオンになり（７１２）、画像から反射された青色光が第３の時間期間にわたって集積されて、画像表面の青色値がもたらされる（７１４）。
【００３０】
方法７００が完了すると、画像表面の赤色値、緑色値、および青色値が得られる。方法７００でスキャンされる画像表面は画像のピクセルとすることができ、この場合、方法７００が画像のピクセルすべてに対して繰り返されて、完全な画像の電子版がもたらされる。画像のピクセルの赤色値、緑色値、および青色値を使用して、たとえば、画像の電子版をコンピュータの表示装置に表示する。画像ピクセルの赤色値、緑色値、および青色値を、インクジェットプリンタまたはレーザプリンタ等の画像形成装置を使用して媒体上に画像を出力するために、シアン−マゼンタ−イエロー−ブラック（ＣＭＹＫ）色空間等の別の色空間に変換することができる。
【００３１】
図８は、本発明の一実施形態による、前述した検出機構１００を較正する方法８００を示す。方法８００は、一実施形態では、図７の方法７００の７０２において実行することができる。方法８００について、ＲＧＢ色空間に対応する発光ユニットを有するスキャン機構１００に関連付けて具体的に述べる。しかし、本発明の他の実施形態は、他の色空間に対応する発光ユニットを有し得る。方法８００は、発光ユニット１０２に対応するパルス幅変調制御レジスタ１０８の値を設定し、この場合、スキャン機構１００は、これらの値に基づくデューティサイクルに従ってユニット１０２をオンにする。
【００３２】
赤色発光ユニット１０２Ｒがまず、第１の時間期間中に、赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒに格納されている初期値に基づくデューティサイクルでオンになる（８０２）。公称表面から反射された赤色光は、第１の時間期間中に、公称赤色値または輝度として集積される（８０４）。公称表面は、たとえば、白色用紙等、較正媒体の表面とすることができ、この公称表面から反射された赤色光が、積分検波器１０４によって集積的に検出される。次に、赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒに格納されている値が、基準赤色値からの公称赤色値の分散（または変動。以下同じ）に基づいて調整される（８０６）。その値は、赤色発光ユニット１０２Ｒが、公称赤色値ではなく基準赤色値に等しい実効検出光輝度で赤色光を発するような、ベースとなるデューティサイクルが得られるように調整される。
【００３３】
たとえば、赤色発光ユニット１０２Ｒは、駆動パルスのデューティサイクルに関して線形ベースで積分検波器１０４によって検出される赤色光を出力し得る。これは、デューティサイクルが１０％上がると、積分検波器１０４によって検出される、赤色発光ユニット１０２Ｒによって出力される赤色光が１０％上がることを意味する。検出器１０４によって集積的に検出される、赤色発光ユニット１０２Ｒによって出力される赤色光の公称値が１２０であり、基準赤色値が１２８である場合、ユニット１０２Ｒが光を出力するベースとなるデューティサイクルは、（１２８−１２０）／１２０パーセント、すなわち約７％上げられる。したがって、公称表面から反射して積分検波器１０４によって検出される、赤色ユニット１０２Ｒによって出力される赤色光が、基準赤色値１２８に等しいか、または略等しくなるように、赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒに格納されている値が７％上げられる。
【００３４】
当業者は理解できるように、赤色発光ユニット１０２Ｒは、駆動パルスのデューティサイクルに関して線形ベースで、積分検波器１０４によって検出される赤色光を出力しなくてもよい。たとえば、ユニット１０２Ｒの出力特性、および／または検出器１０４の赤色光感知特性は線形でなくともよい。このような場合、それでもやはり線形性を仮定することができるが、公称赤色値が基準赤色値のしきい値パーセント内になるまで８０２、８０４、および８０６が繰り返し再度実行される。代替として、赤色発光ユニット１０２Ｒと検出器１０４の特性が非線形であるとわかっている場合、８０６における赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８に格納されている値の調整を、これらの非線形特性に基づいて行うことができる。赤色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｒに格納されている値を調整する他の手法も採用することができる。
【００３５】
次に、第２の時間期間中、緑色発光ユニット１０２Ｇが、緑色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｇに格納されている初期値に基づくデューティサイクルでオンになる（８０８）。公称表面から反射された緑色光は、第２の時間期間中に、公称緑色値または輝度として集積され（８１０）、緑色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｇに格納されている値が、基準緑色値からの公称緑色値の分散に基づいて調整される（８１２）。同様に、第３の時間期間中、青色発光ユニット１０２Ｂが、青色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｂに格納されている初期値に基づくデューティサイクルでオンになる（８１４）。公称表面から反射された青色光は、第３の時間期間中に、公称青色値または輝度として集積され（８１６）、青色ＰＷＭ制御レジスタ１０８Ｂに格納されている値が、基準青色値からの公称青色値の分散に基づいて調整される（８１８）。
【００３６】
基準の赤色値、緑色値、および青色値（これらの値からの公称の赤色値、緑色値、および青色値の分散はＰＷＭ制御レジスタ１０８に格納されている値を調整するためのベースを提供する）を、１２８といった同じ値とすることができる。したがって、ＰＷＭ制御レジスタ１０８に格納されている値は、公称表面から反射し、積分検波器１０４によって検出された実効な赤色光、緑色光、および青色光の輝度が等しいか、略等しくなるよう、発光ユニット１０２の出力を制御するパルスのデューティサイクルが最終的に設定されるように変更される。ＰＷＭ制御レジスタ１０８中の値は、発光ユニット１０２によって出力される異なる光輝度、ならびに積分検波器１０４が異なる色の光を感知する際の違いに基づいて異なり得る。方法８００を行うことによる感知機構１００の較正は、発光ユニット１０２間および積分検波器１０４内のこのような差を補償する。
【００３７】
スキャン装置
図９は、取付機構９０８を有するスキャン装置９００の側面図を示し、図１０は、本発明の一実施形態による取付機構９０８の底面図を詳細に示す。まず図９を参照すると、スキャン装置９００は、ローラ軸９０４および取付機構９０８を備える。当業者は理解できるように、スキャン装置９００は、図９に示す構成要素に加えて、および／またはその代わりとして他の構成要素を備え得る。スキャン装置９００は独立型のスキャナであってもよく、たとえば、プリント機能および／またはファクシミリ機能なども含む多機能装置（ＭＦＤ）の一部であってもよい。
【００３８】
ローラ軸９０４は、矢印９０６で示すように時計回りに回転する。これにより、矢印９１０で示すように媒体９０２が左から右に、取付機構９０８の下を移動する。ローラ軸９０４は、より一般には、媒体をその長さにわたって取付機構９０８に対して送る送り機構である。取付機構９０８は、前面９１２および底面９１４を有する。取付機構９０８は、底面９１４に配置された複数のスキャン機構を備えているが、図９では、そのうちの特定のスキャン機構１００２Ａを見ることができる。取付機構９０８、ひいてはスキャン機構は、図９では静止しており、その一方で媒体９０２が物理的にその下を前進する。代替として、取付機構９０８が媒体９０２に対して物理的に前進し、媒体９０２が静止しているものであってもよい。
【００３９】
図１０を参照すると、取付機構９０８の底面９１４は、まとめてスキャン機構１００２と呼ばれるスキャン機構１００２Ａ、１００２Ｂ、・・・、１００２Ｎを備えて示されている。スキャン機構は、取付機構９０８の前面９１２から取付機構９０８の背面９１６に延出する。各スキャン機構１００２は、上述したスキャン機構１００として実施することができ、上記のスキャン機構１００の説明もスキャン装置９００に同様に当てはまる。好ましくは、スキャン機構１００２（の寸法）は図９の媒体９０２の幅に一致する。
【００４０】
スキャン装置９００は以下のように動作する。媒体９０２が左から右に移動すると、媒体９０２のピクセルの単一媒体幅が、任意の所与の時間に取付機構９０８のスキャン機構１００２の下に配置される。すなわち、媒体９０２の、単一ピクセルといった一部が、任意の所与の時間に各スキャン機構１００２の下に配置される。スキャン機構１００２は、対応するピクセル上に赤色光、緑色光、および青色光を発することができ、反射された赤色光、緑色光、および青色光をこれらピクセルの赤色値、緑色値、青色値または輝度として検出することができる。したがって、媒体９０２が左から右に移動するにつれて、スキャン機構１００２は媒体９０２を完全にスキャンし、媒体９０２上に存在する画像の電子版を実現する。
【００４１】
結論
特定の実施形態を図示し説明したが、同じ目的を達成するように意図されたあらゆる構成で図示の特定の実施形態を置き換えることができることが当業者により理解されるであろうことを留意されたい。本明細書に述べた以外の、本発明の実施形態の応用および用法は、少なくともいくつかの実施形態に適合する。本願は、本発明のあらゆる適用または変形を包含することを意図する。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されることが明確に意図されている。
【００４２】
以下に、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．スキャン機構（１００）において、
複数の発光ユニット（１０２）であって、各々が、色空間の色に対応する色光を発することからなる、複数の発光ユニットと、
検出された前記色光をある時間期間にわたって積分することにより、表面から反射された、前記複数の発光ユニットから発せられた前記色光を検出する集積検出器（１０４）と、
複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ（１１８）であって、各々が、デューティサイクルで、対応する発光ユニットをオンにすることからなる、複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバ
を備える、スキャン機構。
２．前記複数の発光ユニットは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、上項１記載のスキャン機構。
３．前記複数の発光ユニットは、赤−緑−青（ＲＧＢ）色空間の赤色、緑色、および青色に対応する赤色発光ユニット、緑色発光ユニット、および青色発光ユニットを含む、上項１記載のスキャン機構。
４．前記複数の発光ユニットは、グレースケール色空間の白色に対応する白色発光ユニットを含む、上項１記載のスキャン機構。
５．前記複数のＰＷＭドライバは、任意の時間において、前記発光ユニットのうちの多くとも１つが光を発しているように、異なる時間期間中に前記発光ユニットをオンにする、上項１記載のスキャン機構。
６．前記複数のＰＷＭドライバは、前記発光ユニットが前記時間期間にわたって等しい実効輝度で光を出力するように、前記デューティサイクルで前記発光ユニットをオンにする、上項１記載のスキャン機構。
７．前記ＰＷＭドライバの各々が、
前記デューティサイクルに対応する値を格納する制御レジスタ（１０８）であって、前記対応する発光ユニットは、前記デューティサイクルにしたがって光を発することからなる、制御レジスタと、
該制御レジスタを前記対応する発光ユニットにインタフェースするトランジスタ（１０６）
を備える、上項１記載のスキャン機構。
８．前記ＰＷＭドライバは、前記制御レジスタに格納された前記値に対応するデューティサイクルを有するパルスを出力することからなる、上項７記載のスキャン機構。
９．前記複数のＰＷＭドライバは、前記制御レジスタに格納された前記値に基づく前記デューティサイクルで前記発光ユニットをオンにする少なくとも１つのコントローラ（１０６）を備える、上項７記載のスキャン機構。
１０．前記少なくとも１つのコントローラは、前記複数の発光ユニットに対応する複数のコントローラを含む、上項９記載のスキャン機構。
【００４３】
本発明の１実施形態のスキャン機構(100)は、発光ユニット(102)、積分検波器(104)、及び、パルス幅変調(PWM)ドライバ(118)を備える。各発光ユニットは、色空間の色に対応する色光を発することができる。積分検波器は、発光ユニットによって発せられて表面から反射された色光を検出し、ある時間期間にわたって検出されたその色光を積分することができる。各PWMドライバは、対応する発光ユニットをデューティサイクルでオンにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態によるパルス幅変調（ＰＷＭ）ドライバを有するスキャン機構の図である。
【図２】本発明の一実施形態による、発光ユニットがどのように異なる輝度の色光を発するかを示す棒グラフである。
【図３】本発明の一実施形態による、ある時間期間にわたり積分検波器によって検出された光のグラフである。
【図４】本発明の一実施形態による、ＰＷＭ制御レジスタ内に格納された値に基づいて、発光ユニットをオンオフする、発光ユニットに送られるパルスのグラフである。
【図５】本発明の一実施形態による、図４のグラフのパルスによって制御される、複数の時間期間にわたって発光ユニットによって発せられる光のグラフである。
【図６】本発明の一実施形態による図１のスキャン機構の特定の実施例の図である。
【図７】本発明の一実施形態による、図１のスキャン機構をどのように使用することができるかを示す方法のフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態による、図１のスキャン機構を較正する方法のフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による、図１のスキャン機構の１つまたは複数の例を含むスキャン装置の側面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、図９のスキャン装置の取付機構の底面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  スキャン機構
１０２  発光ユニット
１０４  積分検波器
１０６  コントローラ
１０８  制御レジスタ
１１８  パルス幅変調ドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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