JPS5970077A - 画像入力表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、入力側で画像等を読み取り、出力側で可視
化する画像入力表示装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ｌｉ！ｌｉ像が入力され、出力として画像を可視化する
装置、例えばファクシミリ装置、複写機、Ｔ″！／！／
カメラいては、入力画素数と表示画素数とが同一である
ものが多い。このような装置では、表示画素の同期に近
い画像が入力されるとモアレが生じる欠点があった。モ
アレは低周波数であり、人間の視覚にとって非常に感じ
やすく出力画像上非常に目障シであった。

又、特開昭５３−１０４１１４号公報には、Ｎ個の記録
画素に対してＭ＞ＮなるＭ個の読取画素を対応させる技
術、すなわち、１つの記録画素に複数の読取画素を対応
させる技術が開示されている。

ところが、この技術は画像を読み取る隙のノイズ寺の影
響を減少きせるために、複数の読取画素からの信号を参
照し、最も正しいと推足される信号を記録画素に供給し
ているのであって、ノイズと異なるモアレ等の読み取り
信号は、正確に読み取られた信号であって防ぎようがな
かった。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の欠点を除去しモアレ現象の発生しな
い画像入力表示装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、出力装置である可視化装置での画像を形成
する表示画素の１つに対し、画像を読み取る入力装置の
入力画素を複数設ける。そしてこれらの入力画素からの
信号に対し加算又は積分という処理を施す。この結果得
られた信号を単一の画像信号として表示画素に供給する
ことを特徴とする。

〔発明の効果〕

この発明では、表示画素の周期とほぼ等しい画像の入力
に対しては、入力画像の１周期において複数のサンプリ
ングを施して、これらの信号を加算又は積分という一種
の平均操作を行うので、この結果得られた信号は一定値
となりモアレは発生しない。

この効果は、入力画素を多重化し、カラー人力系とした
場合により顕著である。又、ノイズに対しても強いもの
となる。

〔発明の実施例〕

この発明の詳細な説明する前に、この発明の詳細な説明
する。

検出素子は、第１図に示されるようにその開口がａであ
る。第１図中、斜線で示される領域は各検出素子を分離
するために、必要であり、素子全体が必ずしも有効な領
域でない。又、以下の議論のために、検出素子の配列方
向ｋｘ力方向し、同一の大きさの検出素子が配列されて
いるとする。

このような検出素子群に対して、以下の（１）式で示さ
れるように正弦波的に変化する空間周波数ξ０の画像ｆ
　（ｘ）が入力した場合の検出素子の出力信号を評価す
る。

ｆ（ｘ）＝焦２πξｏ　ｘ　＋　ｌ　　　　　・・・・
・・・・・・・（１７まず、入力装置での入力画素数と
表示装置での表示画素数が同一であり、第１図に示され
るように、入力画素周期および表示画素周期がＴである
場合について吟味する。（これは従来例そのものである
。） 最端（１番目）の検出素子からｍ番目の検出素子の出力
信号Ｉ　（ｍＴ）は、 となる。

次に、表示画素周期Ｔの逆数の値に近い空間周波数ξ′
の画像が入力された際の出力信号Ｉｍ’を評価する。空
間周波数ξ′を とする。但し、△ｒは（１／Ｔ）　　との差異を表わし
、ここでは微小量である。このξ′を（２）式に代入す
ると、出力信号Ｉｍ’が求まる。すなわち、となる。こ
の式は、「モアレ」についての情報を示している。すな
わち、（４）式で示される出力信号Ｉｍ’はｍ△ｒ＝Ｃ
整数）の時、はぼ同一の値となる。

言い換えると、表示画素周期Ｔの逆数に対してΔｒだけ
の差異を有する空間周波数の波形が入力されると、検出
素子の出力信号は、周期が（１／△ｒ）となる。これは
、モアレに他ならない。

このモアレピッチは表示面で（Ｔ／Δｒ）となる。

Δｒは微小量であるから、この値は、非常に大きくなり
、モアレが低周波で生じていることがわかる。これは〔
発明の技術的背景とその問題点〕でも述べたように、人
間の視覚に感じやすいものであり、犬変見ぐるしい。例
えば、表示画素ピッチがｏ、ｉ順、△ｒ　＝　０．１の
とき、すなわち、（３）式を用いて確かめられるように
周期０．０９９ｍｍ乃至０．１１ｍｍのパターンが入力
した場合には、表示面におけるモアレピッチは１朋の周
期となる。

きて、モアレの振幅は（４）式第１項の匹（２πｍ１ｓ
ｒ　）の係数で与えられる。ｎ＝ｏ、８３Ｔおよびａ＝
Ｔのときのこの係数の値を図示すると第２図のようにな
る。

この第２図かられかるようにｎ＝ｏ、８３Ｔのときｆ・
の振幅値（第２図中点線で示される曲線）は、ξ＝１／
Ｔの値において零ではなく有限の値である。これは、モ
アレの発生を裏付けている。

一方、ａ＝Ｔのときの振幅値（第２図中実線で示される
曲線）は、ξ＝１／Ｔの値において、零である。これは
、モアレが発生しないことを示している。しかし、これ
はａ　＝Ｔ、すなわち開口率１００％の場合であって、
実現不可能である。多くの場合、約８０％の程度の開口
率でａ＝０．８３Ｔはその代表例である。

これに対し、この発明では、開口は従来通りとし、１表
示画素に対して複数の人力画素を対応させる。例えば等
間隔でｎ個の入力画素を形成する検出素子からの出力信
号を加算もしくは積分し、この信号を１表示画素に対し
て画像１百号として供給する。

例えば、１つの表示画素に対して２つの入力画素を対応
させた時には、第２図に示されるように、表示画素のピ
ッチＴに対して２つの入力画素が対応する。このとき、
入力画素の開口はやはりａであり、斜線で示される領域
は検出素子を分離するのに必要な領域である。

従って１つの検出素子からの出力信号Ｉｍは＋１１式の
ように表わされる。このとき表示画素のピッチＴを単位
距離とし、ｍ番目の入力画素群、すなわち、表示画素で
は端からｍ番目の表示画素に対応する入力画素群からの
出力信号師は、＋１　・・・・・・・・・・・・・・（
５）となる。

この（５）式で示される師は、ξ＝１／Ｔの近傍では、
はぼ零となる。このため、モアレは実質上発生しない。

この効果をより理解するために、１つの表示画素に対し
て２個の人力画素が対応する場合を説明する。

（５）式において、ｎ＝２とすると ＋１　・・・・・・・・（６） となる。この出力信号Ｇｍの振幅値を、ξを横軸にとる
と、第４図に示すようになる。第４図において、実線で
示される曲線は、ａ＝Ｔ／２（開口率１００％）、点線
で示される曲線はａ＝０．８３Ｔ／２である。この図か
らもわかるとおり、ξ＝１／Ｔの付近で、２つの曲線と
も零であり、検出素子の開口率にかかわらず、モアレが
発生しないことを示す。

以上のことを定性的に説明する。入力画素数および表示
画素数が同一であり、入力画素および表示画素のピッチ
Ｔとほぼ等しい周期を有する正弦波的な画像が入力され
る場合を考える。

この時、画像の周期と入力画素および表示画素のピッチ
とが同一であるから、正弦波に対し、一定の間隔Ｔでサ
ンプリングがなされ、一定値が表示される。

ところが、入力画素および表示画素のピッチＴに対し、
微小量の差異を有する正弦波形が入力されると、一定間
隔Ｔのサンプリングに対し、その出力値は少しづつ変化
する。すなわち、低周波のモアレが発生する。

一方、表示画素ピッチＴに対し、例えば２個の入力画素
（等間隔が好ましい。）を対応させる。

この表示画素ピッチＴに対し微小量の差異を有する正弦
波形が入力されると、入力画素ピッチは、表示画素ピッ
チＴの半分であるから、サンプリング周期は、正弦波形
の周期の約半分となる。すると、同一表示画素に対応す
る１つの入力画素と他方の入力画素からの出力信号は、
符号が反対で振幅がほぼ同一の信号となる。このような
イぎ号が加算された後、画像信号として表示画素に供給
されるので、モアレは発生しない。

以上の原理において、人力画素自体が必ずしも等間隔で
配列されている必要はない。１表示画素に対して入力画
素が不規則に配置されている場合でも、同一間隔に設け
られている入力画素からの信号に対して信号処理を施せ
ば効果は達成せられる。更に、入力画素が同一間隔に設
けられていなくとも、入力画素からの信号に対し、適当
に重み付けを施せば良い。

次にこのような原理に基づ〈発明の実施例を図面に従っ
て説明する。

この実施例の装置は、第５図に示されるように光を照射
する線状の光源６υと、この光源６０からの反射光を１
対１の大きさで正立の実像として結像させるように導く
集束性ロッドレンズアレイ５Ｊと、この集束性ロッドレ
ンズアレイ６３）からの光を受光し電気信号を出力する
ＣＯＤ（ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉ−ｃ
ｅ）１５４）（以上が画像入力部（４０でおる。）と、
このＣＣＤ　５４）からの電気信号をＣＯＤ　５４）の
配列方向に積分する第１の積分回路（５５１と、この第
１の積分回路（５つからの信号を蓄積する記憶装置６０
と、この記憶装置（ト）からの信号を原稿りの紙送シ方
向（矢印５Ｄで示される。）に積分する第２の積分回路
Ｃ５１Ｄと（第１及び第２の積分回路（５５）　、　６
８１および記憶装Ｍは信号処理（４υである。）、この
第２の積分回路６８）からの信号に応じて発熱する記録
ヘッド（５ｇｌと、この記録ヘッド鰻の発熱面に当接す
る面の反対面に熱軟化性インクが塗布されたインクリボ
ン（６０）と（記録ヘッド１５９）およびインクリボン
１６０）とは画像出力部（４２である。）、このインク
リボン６０）の熱軟化性インク塗布面に接する記録紙（
６１１とから成る。

ＣＯＤ　５４）は第６図に示されるように、基板６１）
上に、８個のＣＣＤチップ（５４ａ）乃至（５４ｈ）が
千鳥状に設けられている。これらのＣＣＤチップ（５４
ａ７乃至（５４ｈ）の各々は１チツプ上に２０４８素子
設けられ各素子は、約１４μｍのピッチで設けられてい
る。

すなわち、入力画素数は基本的に７２本／ｍｍである。

又、第６図からもわかる辿１）　、ＣＣＤチップ（５４
ａ）乃至（５４ｈ）は、全体としてＡ４判の幅を覆うに
足る長さｌ＝２１Ｏｍｍの長さがるり、重なりｄ　＝　
２．−３８朋を許して配列される。

このようなＣＣＤ　５４１に対して、Ａ３７図に示され
るヨウに、２枚の板状の集束ロンドレンズアレイ６．３
）をＶ字形に配列する。この集束性ロンドレンズアレイ
ｉ＋３１は、原稿ｕｚ上の画像を１対ｌの大きさで正立
の実像としてＣＣＤ　６４１上に結像きせる。

ＣＣＤ　５４）は、受光光量に応じて電荷を転送し、第
１の積分回路６５１１記憶装置（５（ハ第２の積分回路
鰻を介し、記録ヘッド（５９）に画像信号として供給さ
れる 記録ヘッドぼけ、抵抗の集合体であり、セラミック基板
上に発熱抵抗体の集合が設けられている。

この実施例では、発熱抵抗体を８本／朋で設ける。

一方、前述のＣＣＤチップ（５４ａ）乃至（５４ｈ）上
の検出素子は入力画素を形成する。この入力画素のピッ
チは、検出素子からの信号の扱い方によって変化する。

例えば、９個の検出素子からの信号の平均を取り、画像
信号とすると入力画素数は８本／　ａｍとなる。３個の
素子からの信号の平均を取り、画像信号とすると、２４
本／　ｍｍとなる。

この実施例では、ＣＣＤチップ（５４ａ）乃至（５４ｈ
）の３個の検出素子からの信号を記録ヘッドｌ５９）の
１つの発熱抵抗体に対応させる。

ここで、ＣＣＤ（５４）の配列方向と原稿（５２の走査
方向について説明する。ＣＯＤ　（５４ａ）乃至（５４
ｈ）は、前述のように千鳥状に配列される。しかし、原
稿Ｉ！Ｊ上の光が照射される被走査領域からの反射光の
光路を集束性ロッドレンズアレイ印によって分割してい
るので、ＣＣＤ　（５４ａ）乃至（５４’ｈ）は、原稿
（５２）の幅方向に一直線に配列されているのと等価で
ある。

このように構成することにより、　ＣＣＤ（５４）から
出力される信号は、原稿のりの幅方向に順番に読み取っ
た信号である。但し、前述のようにＣＣＤチップ（１４
ａ）乃至（１４ｈ）は、重なりがあるので、この重なり
の領域からの信号を除去する必要がある。これは、出力
信号群中、一定の周期で出力されるので、一定の周期で
除外するようにすればよい。

実際は、このようにして重なりが除去された信号が第１
の積分回路１５５）で、３個つつ積分される。

こうして３個づつ積分された信号が単一の画像信号とし
て記憶装置６６）に１ライン分蓄積される。この記憶装
置６６）に収納された画像信号を用いると、原稿６ｚの
幅方向へのモアレは発生しない。

一方、原稿（５２と画像入力部（１０）とは相対運動を
している。この相速運動の速度（ハ、記録紙（６υの移
動速度の１／２に設定する。このように設定した際に、
第５図の矢印Ｇ力に示されるように、原稿６７）の移動
方向についても、前述したよりなモアレが発生する恐れ
がある。何故なら、検出素子はその配列方向に、分離領
域があり、開口率が１００％とならないのは当然として
、原稿（５力と画像入力部＋４０との相対運動方向、す
なわち、検出素子の配列方向に垂直な方向にも事実上分
離領域が存在するからである。

そこで、この実施例では原稿りと画像入力部（４０との
相対速度を記録紙（６１）の移動速度の１／２に設定し
ているので、この方向に関していえば記録紙６υでの一
記録画素に対応して、画像入力部Ｔ４Ｇ　、すなわち検
出素子の２人力画素が対応している。

このことを第８図を用いて説明する。第８図は、ＣＣＤ
チップ（１４ａ）乃至（１４ｈ）を構成する検出素子列
の配列状態を原稿５急へ投影した模式図である。

ある時刻に出力信号を転送した検出素子いυと、次の走
査に相当する出力信号を転送した検出素子列い４とを示
す。斜線で示される領域は、検出素子を分離するだめの
領域である。

前述のように、又第８図にも示されるように、検出素子
列いυ、リクの列方向には、分離領域が存在しモアレが
発生する。この実施例では、矢印峙て示されるように、
列方向に３個の応答を積分することによって、この方向
へのモアレ発生を阻止している。

次に、矢印６７）で示されるように列方向と垂直である
原稿ｌ５２１の相対移動方向に注目する。この方向につ
いても、検出素子の開口によって読み落とす領域が生じ
る。すなわち、分離領域が存在するととになり、モアレ
が発生する可能性がある。

この実施例では、前述のように、この方向に対しては、
２人力画素を１記録画素に対応させており、これらの２
人力画素からの信号を加算又は積分すれば、この方向で
のモアレも発生しない。

この信号処理は、第２の積分回路５９で実行される。但
し、この第２の積分回路（５８）に入力される信号は、
第１の積分回路（５５）によって既に列方向への積分処
理がなされている。従って、第２の積分回路（５印では
、記憶装置（５６）に蓄積されだ２走査分の信号単に加
算すればよい。その際に、同一検出素子からの信号を加
算する。すなわち、第８図の矢印（８４）に示される方
向に加算する。

このようにして得られた信号が、記録ヘッド６ωに供給
されると、これらの信号に応じて発熱抵抗体が発熱し画
像が記録紙ｆ６１１に形成される。

この画像には、記録紙■の移動方向にも、幅方向にも、
モアレが発生することがなく、視覚的に何の障害もない
。

〔発明の他の実施例〕

以上の実施例では、原稿６りと画像入力部（４（）との
相対速度を１／２と設定し、第２の積分回路（５印によ
り、原稿ｔ５２１の相対移動方向でのモアレ発生を除去
しだが、原稿６カと画像入力部（４０との相対移動量を
適当に制御するだけでもこの方向でのモアレ発生は阻止
される。すなわち、第８図において斜線の内側が開口に
相当しており、この開口が原稿５湯と対応において連続
するように相対移動量を制御Ｉすればよい。

これを模式的咋示しだのが、第９図である。この図は、
第８図と同様に検出素子列の配列状態を原稿５２１上に
投影した模示図である。但し、２組の検出素子列（８υ
、（８りの一部を示し、開口端の関係を明確にしている
。この図からもわかるように、ある時刻の走査を形成す
る検出素子列によって規定される開口の下端（９０と次
の走査を形成する検出素子列によって規定される開口の
上端（９渇とが一致するように、検出素子列と原稿６２
とを相対移動させれば、この移動方向での分離領域は存
在しない。

すなわち、開口率１００％となり、原稿５２と画像入力
部（４０１との相対移動の方向にモアレは発生しない。

〔発明の他の実施例〕

次に、他の実施例として入力系が多重化され、カラー画
像を院み取れる装置について説明する。

この実施例では、前述の実施例でのＣＣＤチップ（１４
ａ）乃至（１４ｈ）上の検出素子のピッチが異なる。

この実施例では、恢出素子を４８本／ｍｍで設ける。

発熱抵抗体は８本／　ｙｕｎで設ける。従って発熱抵抗
体による１表示画素に対して６個の検出素子による入力
画素が対応する。

更に、慣出素子に対して、イエローのフィルタＹｎ１マ
センタのフィルタＭｎ１シアンのフィルタＣｎが順番に
貼り付けられる。第１０図に示されるように、１表示画
素ピッチＴに対しＹｒ　＋Ｍ＋　ＩｃＩ　ＩＹ２１Ｍ２
．Ｃ２のフィルタが貼り付けられた検出素子が対応する
。

このような検出素子からの信号は、入力画像をカラー分
解した信号となる。このような信号のうち、フィルター
Ｙ１１Ｙ２からの信号に対して、フィルター　Ｍ、　、
Ｍ２からの信号に対して、フィルターＣＩ　、Ｃ２から
の信号に対して、それぞｈ積分又は加算という操作を施
す。この結果得られた各色毎の画像信号が、１つの表示
画素に対して供給される。

従って、表示画素を中心に考えると、入力画素として各
色毎に２個の検出素子が設定されている。

従って１個の検出素子からの応答は、基本的には第（６
）式と同一となり、この式中開口ａとしてａ　＝−・　
α　　　　・・・・・・・・・・・・（力を指定すれば
良い。但し、αは検出素子１個当りの表面積に対する有
効検出素子面積（素子分積に必要な領域の面積を除いた
領域の面積）の割合であり、開口率である。

以上より、この実施例での第１の積分回路（５５１がら
の出力信号は、α＝０．８とすると、第１１図中実線で
示された曲線となる。

ここで、この実施例での効果をみるために、この実施例
での信号処理を施さない場合についての結果と比較する
ことは意義がある。この実施例での信号処理を施さない
場合のＣＣＤチップ（５４ａ）乃至（５４ｈ）の配列は
、１人力画素に対して１表示画素が対応することおよび
多ｌ化されることを考慮に入れる必要がある。すると第
１２図に示されるように、１表示画素のピッチＴに対し
て３個の検出素子が設けられる。これらの１災出素子に
対してイエローのフィルターＹ１マゼンタの７９、イル
ターＭ、　シフ：＃）フィルター〇が貼り付けられてい
る。

この場合の１個の検出素子からの応答は、第（４）式に
おいて開口ａを ａ＝−・α　　　　・・・・・・・・・・・８）とすれ
ば求まる。

以上よりα＝０．８とし、１個の検出素子からの応答を
図示すると第１１図の点線で示されたようになる。この
曲線からもわかるように、モアレの発生する可能性のあ
る（１／Ｔ）近傍の空間周波数領域の応答は、有限でか
っ、がなり大きい値を示している。

これはモアレの振幅が犬さくモアレが非常に目立つこと
を示している。このように空間的に多重化した場合には
５色分離した各々の色についての検出素子の開口率を上
げることが不可能であるため、モアレはどうしても目立
つ。

これに対し、この実施例では、前述のように１表示画素
に対して入力画素を、色分離した個数の２倍以上の個数
で、分割する。そして同一の色に対応する構出素子から
の信号に対して加算又は積分という操作を施して得られ
た信号を１表示画素に供給すればモアレは防止できる。

以上の実施例において、１表示画素に対して複１＼ 数の入力画素を対応させるとは、一般的には、入力画素
数を多くすれば実現できる。実際の表示画素数と入力画
素数とが同一である場合には、入力画素を重複して表示
画素に対応させれば良い。例えば２個の入力画素からの
出力信号に対し、加算（積分）を施し表示画素数の半分
の信号を得る。

そして各信号と同一の信号を作シ、表示画素数と同一数
の信号にしてから表示画素に供給しても、モアレは防止
できる。

入力装置としては、ＣＣＤ１次元セ／すに限定されるも
のではなく、ＣＣＤ２次元センサーやＴＶ左カメラ％に
空間的に多重化されたカラーカメラ）などについても適
用可能である。また出力装置としては、画像を画素の集
合として表現する装置であればよく何ら限定されない。

例えば、ブラウン管ディスプレイについてモ適用可能で
ある。

このように、この発明の趣旨を逸脱しない限りどのよう
な変形をもこの発明に含１れるのは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の表示ＩＩ７索と入力画素との関係を示
す図、第２図は、第１図に示される表示画素と入力画素
との関係の場合の１表示画素に供給される信号の振幅を
示す図、第３図は、この発明の一実施例での表示画素と
入力画素との関係を示す図、第４図は、第３図に示され
る表示画素と入力画素との関係の場合の１表示画素に供
給される信号の振幅を示す図、第５図は、一実施例に係
る装置の植成を示す図、第６図および第７図は、第５図
に示される装置の一部を示す図、第８図および第９図は
、原稿５のと画像入力装置Ｇｉ（Ｉとの相対運動を示す
模式図、第１θ図および第１１図は、カラー人力系とし
た場合の実施例を説明する図、第１２図は、カラー人力
系の従来例を示す図である。 （４υ・・・画像入力部 （４Ｉ）・・・信号処理部 ｔ４′ＩＪ・・・画像出力部 ４３ 第　　１　図 第２図 第３図 １、−反一 第４図 第５図 第６図 ｏ　ｓ４ 第８図 第９図 第１０図 第１１図 １仏ｒＬｓｒｔｙ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像を読み取り画像情報に変換する画像入力部と
   、この画像入力部からの画像情報を可視化する画像出力
   部とを備え、この画像出力部によって形成される画像の
   最小単位である記録画素の各々に対し、前記画像入力部
   での読み取りの最小単位である入力画素を複数対応させ
   ると同時にこの人力画素からの信号に対して加算又は積
   分を施し、前記画像出力部に供給する信号処理部とを備
   えることを特徴とする画像入力表示装置。
2. （２）信号処理部は、１Ｎ示画素に対応する複数の入力
   画素のうち、同一間隔に設けられている前記入力画素か
   らの信号に対して処理を施すことを特徴とする画像入力
   表示装置。