JP2000307825A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度のよい位置検出器を提供できる画像読み
取り装置。 【解決手段】 イメージセンサ１上に、位置検出用の第
１の結像領域１ａ、画像読み取り結像領域１ｂ、位置検
出用の第２の結像領域１ｃを持たせることで、精度のよ
い配置位置を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自在に画像を読み
取り、原稿画像の読み取りデータに対応する読み取り位
置に基づいて読み取りデータを画像メモリに格納する画
像読み取り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハンドスキャナにおいて、手軽に原稿上
を自在に走査し、画像を読み取ることが望まれている。
この自在走査を実現する方法として、スキャナ筐体にＸ
方向検出器、Ｙ方向検出器を備えるトラックボールを使
用し原稿上の位置を検出するものや、撮像素子を用いて
原稿の画像情報を読み取り位置を検出する方法が知られ
ている。

【０００３】撮像素子を用いた従来例について説明す
る。図８は撮像素子を用いる従来のスキャナ構成であ
る。図８において、３００は画像を読み取るイメージセ
ンサ、３０１、３０２は位置検出器用の２次元センサで
ある。読み取り位置は２つの位置検出器３０１、３０２
によってなされ、この読み取り位置に応じてイメージセ
ンサ３００の画像が読み取られていた（例えば、特開平
８−２６５５１８の走査電子画像を形成する方法）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２つの
位置検出器を用いて位置情報を生成する方法では、回転
時に要求される配置精度がきびしく、位置合わせの調整
を行うか、補正パラメータにより位置情報を補正する必
要があるなどの課題をもつ。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するもので、位
置合わせの調整をなくすことができる画像読み取り装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における第１の画像読み取り装置は、原稿画
像の読み取りデータに対応する読み取り位置に基づい
て、前記読み取りデータを画像メモリに格納する画像読
み取り装置において、画像を読み取るイメージセンサ
と、原稿画像上の画像パターンを前記イメージセンサ上
に結像する第１の光学系と、原稿画像上の読み取り位置
を検出するため前記イメージセンサ上の一部に原稿情報
を結像するように設定されるの第２の光学系と、を備え
る。

【０００７】また、本発明における第２の画像読み取り
装置は、原稿画像の読み取りデータに対応する読み取り
位置に基づいて、前記読み取りデータを画像メモリに格
納する画像読み取り装置において、画像を読み取るカラ
ーイメージセンサと、原稿画像上の画像パターンを前記
カラーイメージセンサ上に結像する第１の光学系と、原
稿画像上の読み取り位置を検出するため前記カラーイメ
ージセンサ上の所定領域に原稿情報を結像するように設
定されるの第２の光学系とを備え、前記カラーイメージ
センサに塗布するカラーフィルタは、前記所定領域を除
いて塗布する。

【０００８】また、本発明における第３の画像読み取り
装置は、原稿画像の読み取りデータに対応する読み取り
位置に基づいて、前記読み取りデータを画像メモリに格
納する画像読み取り装置において、画像を読み取るイメ
ージセンサと、原稿画像上の画像パターンを前記イメー
ジセンサ上に結像する第１の光学系と、原稿画像上の読
み取り位置を検出するため前記イメージセンサ上の所定
領域に原稿情報を結像するように設定されるの第２の光
学系と、前記第１の光学系に関わる光源と、前記第２の
光学系に関わる光源とを遮光する遮へい板とを備える。

【０００９】また、本発明における第４の画像読み取り
装置は、画像読み取り装置の前記イメージセンサは複数
のチップより構成され、更に、第１の光学系に関わるセ
ンサチップを駆動する第１の駆動手段と、第２の光学系
に関わるセンサチップを駆動する第２の駆動手段とを備
える。

【００１０】また、本発明における第５の画像読み取り
装置は、原稿の画像パターンが存在する画像領域を読み
取る第１の読み取り手段と、原稿の前記画像領域外であ
って,画像パターンが存在しない非画像領域を読みとる
第２の読み取り手段と、第２の読み取り手段の読み取り
結果に基づいて、読み取り位置を求める手段と、を有
し、前記第１の読み取り手段と前記第２の読み取り手段
は、同一のイメージセンサである。

【００１１】また、本発明における第６の画像読み取り
装置は、原稿の画像パターンを第１の解像度で読みとる
第１の読み取り手段と、原稿の画像パターンを前記第１
の解像度よりも高い第２の解像度で読みとる第２の読み
取り手段と、を有し、前記第１の読み取り手段と前記第
２の読み取り手段は、同一のイメージセンサである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１３】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態の画像読み取り置の一実施例を図１、図２、図
３、図４を用いて説明する。

【００１４】図１はイメージセンサ１の説明図、図２は
スキャナに用いる光学系の構成図、図３は信号処理のブ
ロック図、図４はイメージセンサ１の走査を説明する図
である。

【００１５】図１に図示するように、イメージセンサ１
上には、画像読み取りを行う結像領域１ｂ（第１の読み
取り手段）と、原稿上の位置情報を検出する結像領域１
ａ、１ｃ（第２の読み取り手段）をそれぞれ持つ。図１
（Ａ）は、ライン型イメージセンサを示し、図１（Ｂ）
はエリア型イメージセンサを示す。

【００１６】スキャナの走査方向がＸ方向、またはＹ方
向の一方向のであれば、画像メモリには順序よく読み取
りデータが格納されるため、格納アドレスの生成は整数
値である。しかし、図４に図示するようにイメージセン
サ１を原稿１００上に自在走査する際に生じる、回転、
斜め方向の読み取りでは、格納アドレスが整数になら
ず、格納誤差を生じる。さらには、位置情報を検出する
位置検出器とイメージセンサとの配置位置の実装誤差
は、回転走査時に位置誤差として顕著に現れる。

【００１７】よって、自在走査で読み取られた位置情報
に基づいて画像メモリに読み取りデータを格納する場合
は、格納アドレスの誤差を小さくする必要があり、読み
取り位置を精度良く求める必要がある。格納アドレスの
誤差を小さくするため、位置検出の解像度（第２の解像
度）は、通常、原稿１００上の画像パターンを読み取る
解像度（第１の解像度）の２倍以上が必要である。

【００１８】このため、図２に図示すように、イメージ
センサ１上の画像読み取りを行う結像領域１ｂにはセル
フォックレンズ４が用いられ、原稿１００上の位置情報
を検出する結像領域１ａ、１ｃにはそれぞれ専用レンズ
２、専用レンズ３を用いる。図示していないが、イメー
ジセンサ１は、光源によって照射された光は、原稿１０
０から反射され、その反射光が各レンズを通してセンサ
チップ上に結像される。

【００１９】よって、原稿１００上の画像パターンと、
原稿１００上の位置情報を抽出する画像情報とを異なる
解像度でセンサ上に結像させることができる。原稿上の
位置情報を抽出する画像情報を抽出するため、２倍以上
の倍率で像を拡大して結像させ、同じイメージセンサを
用いても、等価的に２倍の解像度が得られるようにす
る。

【００２０】また、画像読み取り領域と、位置情報の検
出器をイメージセンサ１の同一上に構成したことで、読
み取り解像度の精度で配置位置を実装することができ、
回転走査時に発生する取り付け位置誤差を非常に小さく
抑えることができる。

【００２１】図３に図示するように、位置検出領域１
ａ、１ｃからの画像情報２０１，画像情報２０３は位置
検出回路２０に入力され、画像情報の動きベクトルを抽
出することで位置情報が計算される。また、位置検出回
路２０は、画像メモリ２３に対し、格納アドレス２０４
を出力する。

【００２２】一方、イメージセンサ１上の画像読み取り
領域から得られる画像信号２０２は、Ａ／Ｄ変換器２１
によって、デジタル信号に変換され、信号処理回路２２
でシャーディング補正等が行われた後、画像データ２０
５として画像メモリ２３に出力される。

【００２３】画像メモリ２３は、位置検出回路２０から
の格納アドレスに従って画像データ２０５をメモリに順
次に格納する。

【００２４】なお、信号処理回路２２からの画像データ
のデータストリームを一旦バッファメモリに格納しても
良い。

【００２５】また、イメージセンサ１は１つのエリアセ
ンサでもよく、複数のチップで構成されるラインセンサ
でもよい。

【００２６】以上、第１の実施の形態によれば、同一の
センサ上に画像読み取り領域と、位置検出領域を共用し
たことで、精度よくイメージセンサの読み取り位置情報
を検出することができ、高品位な画像形成をメモリ上に
実現できる。

【００２７】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
画像読み取り置の一実施例を図５を用いて説明する。図
５はカラーイメージセンサ１０の説明図である。

【００２８】図５において、レッドセンサ（以下、Ｒセ
ンサと言う。）はセンサチップ上にレッド・フィルタ１
１が塗布されている。グリーンセンサ（以下、Ｇセンサ
と言う。）はセンサチップ上にグリーン・フィルタ１２
が塗布されている。、ブルーセンサ（以下、Ｂセンサと
言う。）はセンサチップ上にブルー・フィルタ１３が塗
布されている。

【００２９】このようにカラーセンサはセンサーチップ
上にカラーフィルタを塗布することで、異なる分光特性
を持たせ、原稿１００上の画像を３色に色分解してカラ
ー信号を得る。

【００３０】しかし、画像パターンの読み取り領域１０
ｂ（第１の画像読み取り手段）は色分解を行う必要があ
るが、位置情報の検出領域１０ａ、１０ｃ（第２の読み
取り手段）では色分解を行う必要がない。さらに、カラ
ーフィルタが領域１０ａ，１０ｃに塗布されると、画像
情報は検出できるが、原稿１００の読み取り面の色に影
響される。また、原稿位置に応じて色分布が異なるの
で、検出精度にばらつきが生じ、検出精度が劣化する。

【００３１】よって、好ましい実施例として、検出領域
１０ａ、１０ｃにはカラーフィルタを塗布しないこと
で、原稿上の色に影響されることなく、精度よく位置情
報を検出する。カラーフィルタを塗布しない領域は、塗
布した領域より、色分解をしないので解像度を高くする
ことができる。これは、位置検出情報の解像度（第２の
解像度）を画像パターン読み取りの解像度（第１の解像
度）より高く設定できるので、読み取りデータをメモリ
に格納する格納誤差を小さくするのに効果がある。

【００３２】なお、ライン型イメージセンサの実施例を
述べたが、エリア型イメージセンサにも適用できる。

【００３３】以上、第２の実施の形態によれば、同一の
カラーイメージセンサ上のうち、画像パターンの読み取
り領域にはカラーフィルタを塗布し、位置情報の読み取
り領域にはカラーフィルタを塗布しないことで、原稿面
の色に影響されることなく、精度良く位置情報を抽出す
ることができる。

【００３４】（第３の実施の形態）第２の実施の形態で
は、センサチップ上にカラーフィルタを塗布すること
で、カラー原稿をよみとる実施例を説明した。カラー原
稿を読み取る手段として、他に光源切り替えによって行
う方法がある。光源切り替えでは、光源をレッド、グリ
ーン、ブルーに切り替えることで、原稿上の画像パター
ンを色分解する。

【００３５】第３の実施形態では、光源切り替えで色分
解するスキャナーの実施例を図６を用いて説明する。図
６は、第３の実施の形態であるカラースキャナの光学系
の構成図である。

【００３６】図６のカラースキャナの光学系は、第１の
実施形態のスキャナの光学系と同様のものである。第１
の実施形態のスキャナの光学系との違いは、画像パター
ンの読み取り領域用ににカラー光源９を用い、位置情報
の読み取り領域用に専用光源７，専用光源８を用いたこ
とである。さらに、カラー光源９と専用光源７，８の干
渉をなくすために、遮光板５、遮光板６を用いている点
である。

【００３７】遮光板５、遮光板６は、カラー光源９がレ
ッド、グリーン、ブルーと順次に点灯する際、点灯光が
位置情報の読み取り領域１ａ，１ｃに影響することを防
止する。これによって、画像パターンの読み取り領域の
光学系と位置情報の読み取り領域の光学系を完全に分離
することができ、位置情報の検出精度を高くできる。

【００３８】また、独立した光源を用いることで、位置
検出精度を高められる光源を用いることができるように
なる。

【００３９】また、位置検出の専用光源と、画像パター
ンの読み取り用の光源とは異なる制御ができるようにな
り、必要な時に一方のみ点灯／消灯を制御でき、消費電
力を下げることができる。

【００４０】以上、第３の実施の形態によれば、画像パ
ターンの読み取り領域の光学系と位置情報の読み取り領
域の光学系を、遮光板によって完全に分離することがで
きるので、光の干渉をなくし、さらには、独立した光源
を用いることができるので、位置情報の検出精度を高く
できる。

【００４１】（第４の実施の形態）第４の実施形態で
は、イメージセンサ１がマルチチップにより構成され、
各センサチップを独立して駆動する実施例を図７を用い
て説明する。図７は、イメージセンサ１のセンサ駆動部
の説明図である。

【００４２】図７のカラースキャナは、第３の実施形態
のカラースキャナと同様のものである。第３の実施形態
のカラースキャナの違いは、イメージセンサ１がマルチ
チップで構成され、画像パターンの読み取り領域１ｂ用
にセンサ駆動回路３１、位置情報の読み取り領域１ａ、
１ｃ用にセンサ駆動回路３０、センサ駆動回路３２が用
いられている点である。

【００４３】図７において、センサ駆動回路３０は位置
検出領域１ａのセンサチップを駆動する。同様に、セン
サ駆動回路３２は位置検出領域１cのセンサチップを駆
動し、センサ駆動回路３１は画像パターン読み取り領域
１ｂのセンサチップを駆動する。

【００４４】このように、位置検出領域１ａ、１cのセ
ンサチップ（第２の読み取り手段）と、画像パターン読
み取り領域１ｂ（第１の読み取り手段）のセンサチップ
を分離して駆動することで、位置検出領域１ａ、１cの
センサチップと、画像パターン読み取り領域１ｂのセン
サチップの駆動周波数を異ならせることができる。

【００４５】駆動周波数をあげることで、画像の読み取
り周期を短くでき、解像度を高く設定できる。

【００４６】第１の実施形態で説明したように、自在走
査で読み取られた位置情報に基づいて画像メモリに読み
取りデータを格納する場合は、格納アドレスの誤差を小
さくする必要があり、読み取り位置を精度良く求める必
要がある。格納アドレスの誤差を小さくするため、位置
検出の解像度（第２の解像度）は、通常、原稿１００上
の画像パターンを読み取る解像度（第１の解像度）の２
倍以上が必要である。よって、位置検出領域１ａ、１c
のセンサチップと、画像パターン読み取り領域１ｂのセ
ンサチップを分離して駆動することで、各領域で必要な
解像度を設定できる。

【００４７】以上、第４の実施の形態によれば、位置検
出領域１ａ、１cのセンサチップと、画像パターン読み
取り領域１ｂのセンサチップを分離して駆動するので、
各領域で必要な解像度を確保でき、精度のよい位置検出
を行うことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、第１の実施の形態によれ
ば、同一のセンサ上に画像読み取り領域と、位置検出領
域を共用したことで、精度よくイメージセンサの読み取
り位置情報を検出することができ、高品位な画像形成を
メモリ上に実現できる。

【００４９】また、第２の実施の形態によれば、同一の
カラーイメージセンサ上のうち、画像パターンの読み取
り領域にはカラーフィルタを塗布し、位置情報の読み取
り領域にはカラーフィルタを塗布しないことで、原稿面
の色に影響されることなく、精度良く位置情報を抽出す
また、第３の実施の形態によれば、画像パターンの読
み取り領域の光学系と位置情報の読み取り領域の光学系
を、遮光板によって完全に分離することができるので、
光の干渉をなくし、さらには、独立した光源を用いるこ
とができるので、位置情報の検出精度を高くできる。

【００５０】また、第４の実施の形態によれば、位置検
出領域のセンサチップと、画像パターン読み取り領域の
センサチップを分離して駆動するので、各領域で必要な
解像度を確保でき、精度のよい位置検出を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であるイメージセン
サ１の説明図 （Ａ）は、ライン型イメージセンサの説明図 （Ｂ）は、エリア型イメージセンサの説明図

【図２】本発明の第１の実施の形態であるスキャナに用
いる光学系の構成図

【図３】本発明の第１の実施の形態である信号処理回路
のブロック図

【図４】本発明の第１の実施の形態でイメージセンサ１
の走査を説明する図

【図５】本発明の第２の実施の形態であるカラーイメー
ジセンサ１０の説明図

【図６】本発明の第３の実施の形態であるカラースキャ
ナの光学系の構成図

【図７】本発明の第４の実施の形態であるイメージセン
サ１のセンサ駆動部の説明図

【図８】従来のスキャナの構成図

【符号の説明】

１ イメージセンサ ２ レンズ ３ レンズ ４ セルフォックレンズ ５ 遮光板 ６ 遮光板 ７ 専用光源 ８ 専用光源 ９ カラー光源 １０ カラーイメージセンサ １１ レッド・フィルタ １２ グリーン・フィルタ １３ ブルー・フィルタ ２０ 位置座標算出回路 ２１ Ａ／Ｄ変換器 ２２ 信号処理回路 ２３ 画像メモリ １００ 原稿 ２０１ 画情報 ２０２ 画像信号 ２０３ 画情報 ２０４ 格納アドレス ２０５ 画像データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 辰巳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C072 AA01 BA02 CA02 CA07 DA25 EA04 FA07 FA08 PA02 PA04 PA08 QA10 QA11 RA20

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像の読み取りデータに対応する読
   み取り位置に基づいて、前記読み取りデータを画像メモ
   リに格納する画像読み取り装置において、 画像を読み取るイメージセンサと、 原稿画像上の画像パターンを前記イメージセンサ上に結
   像する第１の光学系と、 原稿画像上の読み取り位置を検出するため前記イメージ
   センサ上の一部に原稿情報を結像するように設定される
   の第２の光学系と、を具備することを特徴とする画像読
   み取り装置。
2. 【請求項２】 前記原稿情報とは原稿上の繊維パターン
   であることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装
   置。
3. 【請求項３】 前記第２の光学系を２つ以上有し、前記
   イメージセンサ上の一部に結像位置を持つことを特徴と
   する請求項１記載の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 原稿画像の読み取りデータに対応する読
   み取り位置に基づいて、前記読み取りデータを画像メモ
   リに格納する画像読み取り装置において、 画像を読み取るカラーイメージセンサと、 原稿画像上の画像パターンを前記カラーイメージセンサ
   上に結像する第１の光学系と、 原稿画像上の読み取り位置を検出するため前記カラーイ
   メージセンサ上の所定領域に原稿情報を結像するように
   設定されるの第２の光学系とを具備し、 前記カラーイメージセンサに塗布するカラーフィルタ
   は、前記所定領域を除いて塗布することを特徴とする画
   像読み取り装置。
5. 【請求項５】 前記原稿情報とは原稿上の繊維パターン
   であることを特徴とする請求項４記載の画像読み取り装
   置。
6. 【請求項６】 前記第２の光学系を２つ以上有し、前記
   カラーイメージセンサ上の一部に結像位置を持つことを
   特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
7. 【請求項７】 原稿画像の読み取りデータに対応する読
   み取り位置に基づいて、前記読み取りデータを画像メモ
   リに格納する画像読み取り装置において、 画像を読み取るイメージセンサと、 原稿画像上の画像パターンを前記イメージセンサ上に結
   像する第１の光学系と、 原稿画像上の読み取り位置を検出するため前記イメージ
   センサ上の所定領域に原稿情報を結像するように設定さ
   れるの第２の光学系と、 前記第１の光学系に関わる光源と、前記第２の光学系に
   関わる光源とを遮光する遮へい板と、を具備することを
   特徴とする画像読み取り装置。
8. 【請求項８】 前記画像読み取り装置の前記イメージセ
   ンサは複数のチップより構成され、更に、 第１の光学系に関わるセンサチップを駆動する第１の駆
   動手段と、 第２の光学系に関わるセンサチップを駆動する第２の駆
   動手段と、を備えることを特徴とする画像読み取り装
   置。
9. 【請求項９】 原稿の画像パターンが存在する画像領域
   を読み取る第１の読み取り手段と、原稿の前記画像領域
   外であって,画像パターンが存在しない非画像領域を読
   みとる第２の読み取り手段と、第２の読み取り手段の読
   み取り結果に基づいて、読み取り位置を求める手段と、
   を有し、 前記第１の読み取り手段と前記第２の読み取り手段は、
   同一のイメージセンサであることを特徴とする画像読み
   取り装置。
10. 【請求項１０】 第２の読み取り手段は、第１の読み取
    り手段よりも、読み取りの解像度が高くなるように設定
    される請求項９の画像読み取り装置。
11. 【請求項１１】 原稿の画像パターンを第１の解像度で
    読みとる第１の読み取り手段と、原稿の画像パターンを
    前記第１の解像度よりも高い第２の解像度で読みとる第
    ２の読み取り手段と、を有し、 前記第１の読み取り手段と前記第２の読み取り手段は、
    同一のイメージセンサであることを特徴とする画像読み
    取り装置。
12. 【請求項１２】 第２の読み取り手段は、第１の読み取
    り手段に較べて、読み取り周期が短いものである請求項
    １１の画像読み取り装置。
13. 【請求項１３】 第２の読み取り手段の光学系は、第１
    の読み取り手段の光学系に較べて、解像度が高くなるよ
    うに設定される請求項１１の画像読み取り装置。