(57)【要約】【課題】撮像システムにおける光センサおよび光センサダイのミスアラインメントを補償するための方法および装置を提供する。【解決手段】撮像システム１０は、対象物の画像を取り込むようになっている複数の光センサ３６を備えている。本システム１０はまた、光センサ３６のアラインメントに基づいて光センサ３６の作動順序を決定するようになっているコントローラ２０も備えている。【選択図】図１
2004289845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の画像を取り込むようになっている複数の光センサと、
前記光センサのアラインメントに基づいて、該光センサの作動順序を決定するようになっているコントローラと、
を備えている撮像システム。
【請求項２】
前記コントローラが、前記センサの互いに対する位置に基づいて、前記センサを作動させるようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラが、前記センサの各々の互いに対する位置を決定するようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数のセンサのうちの少なくとも２つが、別々のダイの上にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コントローラが、前記センサのうちの少なくとも２つから該センサの直線アラインメントを求めるようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラが、前記センサの各々を作動させる時間間隔を決定するようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記コントローラが、前記センサのアラインメントに対応するデータを不揮発性メモリに記憶するようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コントローラが、前記センサのアラインメントに対応するデータを前記センサに記憶するようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記撮像システムが、
スキャナ、
ファクシミリ装置、および、
コピー機、
のうちの少なくとも１つからなる装置上に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラが、前記センサのアラインメントを求める較正スキャンを開始するようになっている、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電子機器の分野に関し、特に撮像システムとその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物の画像を取り込むには様々なタイプの装置（スキャナ、ファクシミリ装置、ならびに、小切手、バーコード、または他のタイプの対象物を読み取る様々なタイプの読み取り装置など）が用いられ得る。これらの装置は、ミラー、レンズ、および照明源の組み合わせを用いて照明を行い、対象物の画像を生成するための光学情報を収集することができる。あるいは、密着型画像センサを用いて、対象物の画像を生成するための光学情報を収集することができる。密着型画像センサは一般に、チップ、ウエハ、またはプリント回路基板といったダイの上に配置される光センサアレイを含む。動作時には、対象物の画像を生成するために、発光ダイオードまたは他のタイプの照明装置が発した光をセンサで取り込む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
密着型画像センサを用いて対象物の画像を生成する場合、ダイと装置の撮像領域とのアラインメントが重要な問題となる。例えば、ダイと装置のビューイング領域（viewing area）とのミスアラインメントによって、歪んだ画像が生成され、歪んだ画像は、画像をコピー、印刷または他の方法で使用できるように正確に位置合わせするための修正を必要とする可能性がある。さらに、様々なサイズの対象物に対応する撮像領域を生成するために、複数の密着型画像センサダイを用いて光センサアレイを生成することが多い。しかしながら、複数のダイを用いる場合、ダイのアラインメントと、それに対応するセンサの互いに対するアラインメントとが重要である。例えば、ダイおよびセンサのミスアラインメントは、画像が切れる結果となる可能性がある。これは特に解像度の高い画像生成でよく起こる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態によれば、撮像システムは、対象物の画像を取り込むようになっている複数の光センサを備える。本システムはまた、光センサのアラインメントに基づいて光センサの作動順序を決定するようになっているコントローラも備える。
【０００５】
本発明の別の実施形態によれば、撮像方法は、複数のセンサのアラインメントを求めることを含み、これらのセンサは、対象物の画像を取り込むようになっている。本方法はまた、アラインメントに基づいてセンサを作動させることも含む。
【０００６】
次に、本発明とその利点のより完全な理解のために、添付図面とともに以下の説明を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の好適な実施形態とその利点は、各図面の同様の対応する部分に同様の番号を用いた図面の図１〜図５を参照することにより最も良く理解される。
【０００８】
図１は、本発明による撮像システム１０の一実施形態を示す図である。簡潔に言えば、システム１０は、センサおよび／またはセンサダイのミスアラインメントを補償するように、撮像装置の光センサの作動またはトリガリングを自動的に決定および制御する。例えば、本発明の一実施形態によれば、システム１０は、光センサの互いに対する位置を自動的に決定するとともに、センサの各々の作動のタイミングおよび順序情報を自動的に決定し、よってセンサおよび／またはセンサダイのミスアラインメントにより生じる撮像の異常または欠陥を低減するか、または実質的になくす。
【０００９】
図１に示す実施形態において、システム１０は、メモリ１４に結合されたプロセッサ１２を備える。本発明の実施形態はまた、メモリ１４に記憶させてプロセッサ１２によって実行することができるコンピュータソフトウェアも包含する。図示の実施形態において、システム１０は、メモリ１４に記憶されたコントローラ２０を備える。このコントローラ２０はソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを含み得る。図１中、コントローラ２０は、メモリ１４に記憶されてプロセッサ１２によって実行できるものとして示される。しかしながらコントローラ２０は、プロセッサ１２がアクセス可能であるように他の方法で、遠隔にさえ記憶することができる。
【００１０】
図１に示す実施形態において、システム１０はまた、撮像装置により対象物の画像を取り込むセンサシステム３０も備える。センサシステム３０は、スキャニングおよび／または画像の取り込みプロセスを行う任意のタイプの撮像装置（限定するものではないが、ドキュメントスキャナ、ファクシミリ装置、またはコピー機など）に組み込むこともできる。本実施形態において、センサシステム３０は、少なくとも１つのダイ３２と、少なくとも１つの照明器３４とを備える。照明器（複数可）３４は、画像を取り込む対象物を照明する任意のタイプのデバイス（限定するものではないが、発光ダイオードまたは他のタイプの光源など）を含み得る。
【００１１】
ダイ（複数可）３２は、対象物の画像を取り込む光センサ３６を有するチップ、ウエハ、プリント回路基板、または他のタイプのデバイスを含む。例えば光センサ３６は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイス、または光学情報を取り込む他のタイプのセンサを含み得る。さらに、図１に示す実施形態では、光センサ３６はまた、限定するものではないが、順序情報、タイミング情報、または対象物の画像の取得または取り込みに対応する動作機能に関連する他のタイプの情報、などの情報を記憶するようになっている不揮発性メモリ３８を含み得る。
【００１２】
図１に示すように、メモリ１４はまた、対象物の画像の取得に関する情報を有するデータベース４０も含む。例えば、図示の実施形態において、データベース４０は、ダイデータ４２、アラインメントデータ４４、および作動順序データ４６を含む。ダイデータ４２は、センサシステム３０のダイ（複数可）３２に関する情報を含む。例えばダイデータ４２は、センサシステム３０内のダイ３２の個数に関する情報、ダイ３２に関する互いに対する位置情報、各ダイ３２上に配置される光センサ３６の個数、またはダイ３２に関する他のタイプの情報を含み得る。アラインメントデータ４４は、センサ３６の互いに対するアラインメントまたは位置、および／または、ダイ３２の互いに対するアラインメントまたは位置に関する情報を含む。例えば、より詳細に後述するように、システム１０は、センサ３６の互いに対するアラインメントを求めて、センサ３６のミスアラインメントを補償するようにセンサ３６を特定のタイミング順序で作動させる。作動順序データ４６は、センサ３６の作動のタイミングおよび順序に関する情報を含む。例えば、図１に示す実施形態において、作動順序データ４６は順序データ５０およびタイミングデータ５２を含む。順序データ５０は、アラインメントデータ４４に対応するセンサ３６の作動の特定の順序に関する情報を含む。タイミングデータ５２は、アラインメントデータ４４に対応するセンサ３６の作動のタイミングまたは時間遅延に関する情報を含む。
【００１３】
簡潔に言えば、動作中、コントローラ２０は、センサシステム３０を用いて較正スキャンを行い、センサ３６および／またはダイ３２の互いに対する位置情報を決定して、センサ３６および／またはダイ３２間のミスアラインメントを補償するようにセンサ３６を特定の順序およびタイミングで作動できるようにする。例えば、コントローラ２０は、センサシステム３０を用いて較正スキャンを行い、センサ３６および／またはダイ３２に対応するアラインメントデータ４４を求める。アラインメントデータ４４は、センサ３６および／またはダイ３２の位置を決定するように規定または所定の明確な色の境界または他の特性を有する対象物の較正スキャンを行うことによって、取得することができる。例えば、アラインメントデータ４４は、ダイ（複数可）３２の全センサ３６の同時露光をトリガしながら、明確な色の変化を有する対象物の特定の領域において複数のラインをスキャンし、それによりセンサ３６の作動パターンを生成することによって求めることができる。アラインメントデータ４４を取得した後、コントローラ２０は、将来のスキャニング動作においてセンサ３６および／またはダイ３２間のミスアラインメントを補償するようにセンサ３６を作動させる作動順序データ４６を決定することができる。しかしながら、センサ３６および／またはダイ３２の互いに対する位置に対応するアラインメントデータ４４は他の方法で求めることもできることも理解すべきである。
【００１４】
図２は、スキャニング装置のダイ３２のアラインメントの例を示す図である。図２では２つのセンサダイ３２が示されるが、これより多いかまたは少ない個数のセンサダイ３２が特定のスキャニング装置内に構成され得ることを理解すべきである。図２に示すように、ダイ３２はセンサダイ６０およびセンサダイ６２を含み、そのそれぞれが図２中でａ〜ｐとして示される複数のセンサ３６を含む。図２に示す実施形態では、ダイ６０および６２の各々について光センサ３６の１本のラインのみが示されるが、センサ３６のさらなるラインを各センサダイ６０および／または６２上に配置することもできることを理解すべきである。
【００１５】
図２に示すように、ダイ６０および６２は互いに、また全体を７０および７２で示す１組の軸に対してずれている。軸７０および７２は、ダイ６０および６２の、よってダイ６０および６２上に配置されたセンサ３６のアラインメントを評価する基準となるスキャニング装置のスキャニング領域または別の基準枠を表し得る。図２に示すように、ダイ６０は軸７０に対して負のスキュー角をなし、一方でセンサダイ６２は軸７０に対して正のスキュー角をなす。さらに図２に示すように、ダイ６０および６２の各々の上に配置されたセンサ３６の位置は軸７２に対して異なる。
【００１６】
図３は、本発明のシステム１０の一実施形態による時間をベースにしたダイ６０および６２のセンサ３６の作動を示す図である。図３においてセンサシステム３０は、対象物に対し全体として８０で示す方向に移動するものとして示されるが、この移動方向を逆としても、対象物をセンサシステム３０に対して移動させてもよいことを理解すべきである。上述のように、ダイ６０および６２の、よってダイ６０および６２のセンサ３６の向きおよび位置は、ダイ６０および６２の全センサ３６の同時露光をトリガしながら、明確な色の変化を有する対象物の領域において複数のラインをスキャンすることよって決定され、それによりダイ６０および６２のセンサ３６の作動パターンが生成される。例えば、図２に示す図から、所与のスキャンラインについて、センサダイ６２の「ｐ」として示されるセンサ３６が最初に露光され、一方でセンサダイ６０の「ｐ」として示されるセンサ３６が最後に露光されることが決められるであろう。それに応じて、センサダイ６０の「ａ」として示されるセンサ３６がセンサダイ６０上で露光される最初のセンサ３６であり、センサダイ６２上の「ａ」として示されるセンサ３６がセンサダイ６２上で露光される最後のセンサ３６である。したがって、較正スキャンによって生成される露光情報から、コントローラ２０は、スキャニング装置のセンサ３６の作動のタイミングおよび順序を決定し、この作動のタイミングおよび順序情報を作動順序データ４６として記憶する。
【００１７】
さらに、略直線パターンのセンサ３６を有するダイ３２について、コントローラ２０は、特定のダイ３２のセンサ３６の各ラインの直線アラインメントを求めることによって、この特定のダイ３２上のセンサ３６の位置を決定することができる。例えば、コントローラ２０を用いて、特定のダイ３２上の少なくとも２つのセンサ３６の位置を決定し、対応する２つのセンサ３６を通って伸びる直線状のラインセグメントを補間して、この特定のダイ３２上の残りのセンサ３６のアラインメントを求めることができる。直線アラインメントを求めるために選択されるセンサ３６は、特定のダイ３２の各端部付近に位置することが好ましいが、特定のダイ３２の他のセンサ３６を用いてこの特定のダイ３２のセンサ３６の互いに対する直線アラインメントを求めることもできることを理解すべきである。
【００１８】
センサ３６の直線配置に関して、特定のダイ３２の露光または作動のパターンは直線状であり、特定のダイ３２上の作動が終了した所与のセンサ３６はいずれも、次に作動するセンサ３６が隣り合っていることも留意すべきである。図２および図３に示すように、センサダイ６０に対する露光のタイミングは、センサ３６の約１／３の位置誤差を補償するように、センサダイ６０の「ｐ」として示されるセンサ３６が、センサダイ６０上の「ａ」として示されるセンサ３６に１／３露光サイクル分遅れて露光を終えることを示す。
【００１９】
上述のように、コントローラ２０はまた、システム３０のダイ３２の個数を自動的に決定し、どのセンサ３６がどのダイ３２上にあるかを特定することができる。例えばダイデータ４２は、システム３０のダイ３２の個数および位置および／または各ダイ３２上にあるセンサ３６の個数に関する情報を含むことができ、コントローラ２０が、ダイデータ４２にアクセスして、システム３０のダイ３２の個数および／または各ダイ３２上にあるセンサ３６の個数を決定できるようにする。あるいは、コントローラ２０はまた、較正スキャン中に得た情報を解析することによって、ダイ３２およびセンサ３６の個数および位置を決定することもできる。例えば上述したように、センサ３６は通常、ダイ（複数可）３２上に直線配置で配置される。したがってコントローラ２０は、較正スキャンを行って、システム３０のセンサ３６の直線パターンを決定することができる。コントローラ２０は次に、この直線パターンを解析し、センサ３６の各直線配置を特定のダイ３２に関連付けることによって、システム３０のダイ３２の個数を決定することができる。さらにコントローラ２０は、直線パターンを対応するダイ３２に関連付けた後、どのセンサ３６がどのダイ３２上にあるかを特定することができる。しかしながら、他の方法を用いてシステム３０のダイ３２および／またはセンサ３６の個数を決定することもできることを理解すべきである。
【００２０】
したがって、システム１０は、特定のスキャニング装置のセンサ３６のアラインメントを自動的に求め、スキャニング装置のセンサ３６にミスアラインメントがあれば、スキャニング装置のセンサ３６の作動順序を決定することによってそれを自動的に補償する。システム１０は、単一のダイ３２上のセンサ３６の作動を制御するため、あるいは複数のダイ３２上に配置されたセンサ３６の作動順序を関連付けるために使用することができる。さらにシステム１０は、作動情報をデータベース４０に、あるいは直接センサ３６のメモリ３８に記憶するように構成することができる。例えば一実施形態において、システム１０は、各スキャン要求に応答して、コントローラ２０が作動順序データ４６を検索し、センサシステム３０のセンサ３６の各々の作動を制御して、検出されたミスアラインメントを補償するように構成することができる。別の実施形態において、システム１０は、作動の順序およびタイミング情報を直接センサ３６のメモリ３８に記憶するように構成することができる。例えば本実施形態において、コントローラ２０は、スキャン開始信号を光センサ３６の各々に送信することができる。メモリ３８に記憶された情報により、スキャン開始信号の受信に応答して作動のタイミングパターンまたは時間遅延期間を特定のダイ３２の各センサ３６に指示し、スキャニング装置の各ダイ３２の各センサ３６が規定の順序またはタイミングパターンに従ってトリガまたは作動されるようにすることができる。
【００２１】
図４は、本発明による撮像方法の一実施形態を示すフローチャートである。本方法はブロック１００で開始し、コントローラ２０が特定のスキャニング装置のセンサダイ３２の個数を決定する。ブロック１０２において、コントローラ２０は、スキャニング装置の決定した個数のセンサダイ３２の座標を決定する。例えば上述したように、コントローラ２０は、ダイデータ４２にアクセスし、特定のスキャニング装置のダイ３２に対応する個数および／または位置情報を決定することができる。ブロック１０４において、コントローラ２０は較正スキャンを開始する。
【００２２】
ブロック１０６において、コントローラ２０は、特定のダイ３２のセンサ３６の一部の位置を決定する。ブロック１０８において、コントローラ２０は、選択されたダイ３２のセンサ３６の別の一部の位置を決定する。例えば上述したように、コントローラ２０は、特定のダイ３２のセンサ３６のラインの両端にそれぞれ位置する２つのセンサ３６を選択するか、特定のダイ３２のセンサ３６のラインに沿って異なる位置に配置されたセンサ３６の２つまたはそれ以上のグループを選択するか、さもなければ、特定のダイ３２の少なくとも２つのセンサ３６を選択して、特定のセンサ３６のラインの線形解析を生成することができる。ブロック１１０において、コントローラは、ブロック１０６および１０８で得た情報を用いて、選択されたダイ３２のセンサ３６の直線アラインメントを求める。ブロック１１２において、コントローラ２０は、選択されたダイ３２の特定の作動順序について最初に作動させるセンサ３６を特定する。ブロック１１４において、コントローラ２０は、特定のダイ３２の残りのセンサ３６について作動の順序およびタイミングパターンを決定する。
【００２３】
判定ブロック１１６において、スキャニング装置がさらなるダイ３２を備えるかどうかの判定を行う。スキャニング装置がさらなるダイ３２を備える場合、本方法はブロック１０６に戻り、このさらなるダイ３２について作動の順序およびタイミングパターンを決定する。スキャニング装置がさらなるダイ３２を備えない場合、本方法は判定ブロック１１８に進み、このスキャニング装置が複数のダイ３２を備えるかどうかの判定を行う。スキャニング装置が複数のダイ３２を備える場合、本方法はブロック１２０に進み、コントローラ２０がダイ３２の各々の作動順序を関連付ける。スキャニング装置が複数のダイ３２を備えない場合、本方法はブロック１１８から判定ブロック１２２へ進み、作動の順序およびタイミング情報を記憶するためのメモリ３８をセンサ３６が備えるかどうかの判定を行う。作動情報を記憶するためのメモリ３８をセンサ３６が備える場合、本方法はブロック１２４へ進み、コントローラ２０が作動の順序およびタイミング情報をセンサ３６のメモリ３８に記憶する。作動情報を記憶するためのメモリ３８をセンサ３６が備えない場合、本方法はブロック１２６へ進み、コントローラ２０が作動の順序およびタイミング情報をメモリ１４（例えばデータベース４０）に記憶する。
【００２４】
図５は、本発明による撮像方法の別の実施形態を示すフローチャートである。本方法はブロック２００で開始し、システム１０がスキャン要求を受け取る。ブロック２０２において、コントローラ２０は、記憶されているセンサ３６の作動の順序およびタイミング情報の場所を決定する。判定ブロック２０４において、コントローラ２０は、作動の順序およびタイミング情報が光センサ３６に記憶されているかどうかを判定する。この作動の順序およびタイミング情報が光センサ３６に記憶されていない場合、本方法はブロック２０４からブロック２０６へ進み、コントローラ２０が、データベース４０から作動順序データ４６を検索する。ブロック２０８において、コントローラ２０は要求されたスキャンを開始する。ブロック２１０において、コントローラ２０は、作動順序データ４６に対応するスキャニング装置の各ダイ３２の光センサ３６に作動信号を送信する。
【００２５】
ブロック２０４において、作動の順序およびタイミング情報が光センサ３６に記憶されているとコントローラ２０が判定した場合、本方法はブロック２０４からブロック２１２へ進み、コントローラ２０が各ダイ３２の光センサ３６にスキャン開始信号を送信する。ブロック２１４において、光センサ３６はそれぞれ、スキャン開始信号に応答していつ作動するかを判定するための作動の順序およびタイミング情報（順序データ５０および／またはタイミングデータ５２など）をメモリ３８から検索する。ブロック２１６において、光センサ３６は、メモリ３８に記憶されているタイミングデータ５２と、スキャン開始信号とに応じて作動する。
【００２６】
説明した方法において、特定の機能を省略、結合、または図４および図５に示したものとは異なる順序で達成することもできることを理解すべきである。また、図示の方法を変更して、明細書中の他の箇所に記載された本発明の他の特徴または態様のいずれかを包含するようにしてもよいことも理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による撮像システムの一実施形態を示す図である。
【図２】スキャニング装置のセンサダイのアラインメントの例を示す図である。
【図３】本発明による撮像システムの一実施形態を用いた、図２に示すセンサダイのアラインメントのための時間ベースのセンサ作動順序を示す図である。
【図４】本発明による撮像方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図５】本発明による別の撮像方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１０：撮像システム
１２：プロセッサ
１４、３８：メモリ
２０：コントローラ
３０：センサシステム
３２：ダイ
３４：照明器
３６：光センサ
４０：データベース
４２：ダイデータ
４４：アラインメントデータ
４６：作動順序データ
５０：順序データ
５２：タイミングデータ
【図１】
2004289845.tif 000003
【図２】
2004289845.tif 000004
【図３】
2004289845.tif 000005
【図４】
2004289845.tif 000006
【図５】
2004289845.tif 000007