JP2001045242A - 一体型位置検出装置を備えている撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用する光学構成要素を従来よりも少なく
し、それによって寸法を小さくすることができる撮像装
置を提供する。 【解決手段】 本発明の撮像装置は、焦点軸（366）と
線形撮像装置（460）の間に延伸する第１の光路（360、
370）と、この第１の光路（360、370）が第１の光学構
成要素（340、350）と交わることと、焦点軸（366）に
近接して配置されている焦点面（262）と２次元撮像装
置（420）との間に延伸する第２の光路（380、390）
と、この第２の光路（380、390）が第１の光学構成要素
（340、350）と交わることと、第１の光路（360、370）
の一部分が、第２の光路（380、390）の一部分と交わる
こととを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置検出装置に関
する。より詳細には本発明は、位置検出装置がスキャナ
装置の撮像部分に一体化されているスキャナ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ハンドヘルドスキャナ装置は、対象の像
を表す機械可読画像データ（本明細書では、単に画像デ
ータと呼ぶこともある）を生成する携帯型撮像装置であ
る。対象を表す画像データを生成する処理は、対象の
「撮像」又は「走査」、「スキャン」と呼ばれることが
ある。スキャナ装置、スキャナのなかには、撮像される
対象の狭い「走査線」部分を表す画像データを生成する
ものがある。撮像プロセスにおいて、スキャナ装置は、
撮像される対象に対して移動される。スキャナ装置が対
象に対して移動されるとき、スキャナ装置は、対象の像
の連続する複数の走査線部分を表す画像データを生成す
る。したがって対象の像は、従来のビデオ表示装置によ
って表される対象の像と類似の、連続する走査線が積み
重なった画像データによって表される。

【０００３】対象の走査線部分の像は、光検出器素子
（本明細書では、単に光検出器と呼ぶことがある）の線
形アレイ上に集束される。光検出器は、例えば当技術分
野で周知のような接触型イメージセンサのような、線形
に配列された複数の電子セグメントに取り付けられる。
また光検出器は、電荷結合素子と共通になるように単一
の半導体（single semiconductor）内、単結晶半導体内
にエッチングされることがある。個々の光検出器は、対
象の走査線部分の像の別個の部分を表す画像データを生
成する。画像データは、例えば電圧であり、相対的に高
い電圧が、光検出器によって受容された相対的に高い強
度の光を表し、相対的に低い電圧が、光検出器によって
受容された相対的に低い強度の光を表す。

【０００４】光検出器によって生成された画像データは
プロセッサに送信される。プロセッサの機能の１つは、
走査線が生成された場所から対象上の位置に対する走査
線の位置を示すデータベース又はそれと類似の電子的構
造物を作成することである。あるいはこのデータベース
は、走査線の互いに対する位置を示す。データベースに
記憶されたデータ及び画像データは、対象の像を複製す
るためにプロセッサで使用される。例えばスキャナ装置
が、用紙上にある文字のような２次元の対象を表す画像
データを生成している場合では、ハンドヘルドスキャナ
装置は、紙上の任意の方向へ移動される。したがって走
査線部分は、紙上の実質的に任意の位置から生成され、
これは、複数の走査線部分からなる対象の像を表す画像
データを対象の表面に対して斜めにする可能性がある。
対象の像を正確に複製するために、ハンドヘルドスキャ
ナ装置は、データベースに記憶されたデータを使用し
て、対象の像の走査線部分の適切な配置を決定する。次
にプロセッサは、既知の処理技術、例えばステッチング
ソフトウェア（stitching software）によって、対象の
電子画像を作成する。

【０００５】走査プロセス中の対象に対するスキャナ装
置の速度又は位置が分からない場合は、対象の像の複製
に問題が起こることがある。例えばスキャナ装置が、毎
秒1000個の対象の像の走査線部分を撮像しており、スキ
ャナ装置が、対象に対して毎秒25.4ミリメートル（１イ
ンチ）の一定速度で単一軸に沿って移動している場合、
各走査線は、対象の像の25.4マイクロメートル（1000分
の１インチ）分を表す。対象に対するスキャナ装置の正
確な速度がプロセッサに伝えられる場合、プロセッサ
は、各走査線が対象の像の25.4マイクロメートル（1000
分の１インチ）分を表すことを示すデータベースを作成
する。あるいはプロセッサは、各走査線が、隣接する走
査線から25.4マイクロメートル（1000分の１インチ）の
間隔で配置されていることを示す。画像データ及びデー
タベースに記憶されたデータに基づいて、プロセッサは
対象の像を正確に複製する。しかしながら対象に対する
スキャナ装置の速度が遅くなり、この遅くなった速度が
プロセッサに伝えられない場合でも、プロセッサは、あ
たかも各走査線が対象の25.4マイクロメートル（1000分
の１インチ）分を表すかのように画像データを処理し続
ける。すると各走査線は、対象の25.4マイクロメートル
（1000分の１インチ）分よりも小さい部分を表す。した
がって得られる対象の像は元の像と較べて縮小される。
一方対象に対するスキャナ装置の速度が早くなり、この
早くなった速度が、プロセッサに伝えられないと、対象
の像は拡大される。

【０００６】対象に対するスキャナ装置の速度又は位置
が分からなくなると、対象の像を正確に複製することが
できなくなる。位置又は速度が分からない場合、プロセ
ッサは、走査線が生成されているときに、スキャナ装置
が対象に対してどこに配置されているかが分からなくな
る。したがってプロセッサは、対象の像を正確に複製す
るために走査線部分を互いに適切に配置することができ
なくなる。この問題は、走査線が対象のどこからも生成
される可能性があり、対象の表面に対して斜めにされる
ハンドヘルドスキャナ装置では深刻である。

【０００７】これらの問題を克服するために、スキャナ
装置は、位置センサを使用して、対象に対するスキャナ
装置の位置の検出を行う。位置センサは、対象の像の走
査線部分が生成されているときに、対象に対するスキャ
ナ装置の位置に関する位置情報を出力する。この位置情
報は、プロセッサに伝えられ、前述のデータベースに組
み込まれる。

【０００８】いくつかのスキャナ装置は、ローラ機構を
利用して対象に対するスキャナ装置の位置に関する情報
を生成する。この位置情報が処理され、対象の表面に対
して走査線がどこで生成されているかが決定される。ロ
ーラ機構は、スキャナ装置が対象に対して移動している
ときに、対象と接触して回転する。スキャナ装置は、ロ
ーラ機構の回転を測定して、対象に対するスキャナ装置
の位置を決定する。しかしながらローラ機構は、対象に
対するスキャナ装置の位置を直接測定することはできな
い。その代わりに位置の測定値は、ローラ機構の回転か
ら導き出されるが、これは位置の測定値を不正確にする
ことがある。さらにローラ機構は、回転を維持するため
にローラ機構と対象との間の摩擦に依存する。摩擦が何
らかの理由で減少すると、ローラ機構が回転せずに滑る
ことがあり、これによって位置の測定値が不正確にな
り、それによって画像データで表される画像が不正確に
なる。

【０００９】ローラ機構は、画像データが生成されてい
るときに、スキャナ装置の妨げにならないように、対象
と接触していなければならない。このためローラ機構
は、スキャナ装置の寸法を、画像データを生成するのに
必要な寸法よりも大きくする。このように大きな寸法
は、ハンドヘルドスキャナを使いずらくするため、ハン
ドヘルドスキャナとしては不都合である。

【００１０】他のスキャナ装置は、走査している対象に
対するスキャナ装置の位置を決定するために、スキャナ
装置に取り付けられた光センサを備える。この光センサ
は、走査している対象の小さな２次元領域から画像デー
タを周期的に生成する。プロセッサは、この画像データ
を受け取って、対象の明瞭な特徴を識別する。対象が１
枚の紙に印刷された文字である場合には、明瞭な特徴
は、紙表面の固有の凹凸である。光センサに対するこれ
らの明瞭な特徴の位置は、メモリ素子に記憶される。ス
キャナ装置が対象に対して移動されるとき、これらの明
瞭な特徴の位置が光センサに対して移動する。プロセッ
サは、これらの明瞭な特徴の新しい位置を、メモリ素子
に記憶されている位置と比較する。プロセッサは、この
ような比較に基づいて、光センサが固定されているスキ
ャナ装置の対象に対する位置、移動方向及び速度を決定
することができる。したがってプロセッサは、対象の像
の走査線部分の互いの位置を容易に決定することができ
るので、前述のデータベースを作成することができる。

【００１１】スキャナ装置によっては、光検出器の線形
アレイに対して固定された位置にこのような２次元光セ
ンサがいくつか配置されているものがある。いくつかの
スキャナ装置では、光センサは、光検出器の線形アレイ
のそれぞれの端から一定距離だけ離される。光センサの
このような配置は、ユーザがスキャナ装置を対象の縁の
近くで動作させるとき、すなわちユーザが用紙の縁の近
くの文字を撮像するときに問題となる。光検出器の線形
アレイが紙の縁を撮像するとき、紙の縁に最も近い光セ
ンサが、不注意により紙から外れて、紙を支持する別の
面、例えば机上に移動することがある。光センサが、他
の表面上の明瞭な特徴を検出することができないか、又
は紙が他の表面に対して移動すると、プロセッサは、紙
に対するスキャナ装置の位置がわからなくなる。したが
ってプロセッサは、紙上の文字を複製することができな
くなる。光センサのこの配置は、光センサが光検出器の
線形アレイの各端部から離れた距離だけスキャナ装置の
長さを長くするため、別の欠点を有する。このようにス
キャナ装置が長くなると、本質的にハンドヘルドスキャ
ナ装置にとっては不都合である。

【００１２】他のいくつかのスキャナ装置は、光センサ
を光検出器の線形アレイの上又は下に一定距離だけ離間
させる。このような光センサの位置は、ハンドヘルドス
キャナ装置の幅を大きくし、ハンドヘルドスキャナ装置
の長さ、幅が大きくなるため、本質的な不都合が生じ
る。またハンドヘルドスキャナ装置の幅が大きくなる
と、対象上のどこで走査線部分が生成されているかをユ
ーザが知ることができないために問題が起こる。例えば
文字のページを走査するユーザは、スキャナ装置を文字
に対して適切に位置決めすることができず、不注意によ
り文字の一部分を撮像できないことがある。光センサが
ページから外れて別の表面に移動した場合には、前述の
ような他の問題が生じることがある。前述のスキャナ装
置と同様に、光センサはこの表面の明瞭な特徴を検出す
ることができず、それにより画像データを処理するとき
に、エラーが生じることがある。特に走査線の位置が正
確に決定されず、それによってプロセッサがページの像
を複製しようとするときにエラーが生じる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】したがってスキャナ装
置の寸法を最小にし、撮像している対象に対する位置を
直接決定することができるハンドヘルドスキャナ装置が
必要とされている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、対象を撮像す
るために使用される光（撮像光）と、対象に対する撮像
装置の位置を決定するために利用される光（位置決め
光）が、同じ光学装置を通過する撮像装置に関する。撮
像光は、対象の撮像部分から線形の光検出器アレイに導
かれる。位置決め光は、対象の位置決め部分から２次元
光検出器アレイに導かれる。撮像装置の１つの実施形態
において、撮像光と位置決め光は、異なる波長を有し、
ビームスプリッタを利用することによってそれぞれの位
置に導かれる。本発明のもう１つの実施形態において、
撮像光と位置決め光は、光をレンズで回折させることに
よってそれぞれの位置に導かれる。撮像光と位置決め光
を同じ光学装置に通すことにより、撮像装置は、使用す
る光学構成要素を従来の撮像装置よりも少なくすること
ができる。さらに対象の撮像部分と対象の位置決め部分
を極めて接近して配置することができ、それにより撮像
装置の寸法が小さくなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図２〜図５は、概して、焦点軸36
6と線形撮像装置460との間で延伸し、第１の光学構成要
素340を横切る、通過する第１の光路360、370と、焦点
軸366に近接する焦点面262と２次元撮像装置420との間
で延伸し、第１の光学構成要素340を通過する第２の光
路380、390とを含み、第１の光路360、370の一部分が、
第２の光路380、390の一部分と交わる、交差する撮像装
置300、500を示す。

【００１６】また図２〜図５は、概して、対象212の軸
部分366を照明するステップと、対象212の軸部分366に
近接する対象212の領域部分262を照明するステップと、
対象212の軸部分366から反射された光360を、第１の光
学構成要素340、350を介して線形撮像装置460に導くス
テップと、対象212の領域部分262から反射された光380
を、第１の光学構成要素340、350を介して２次元撮像装
置420に導くステップと、対象212と第１の光学装置340、3
50とを相対的に移動させるステップと、線形撮像装置460
によって対象212の軸部分366の第１の画像データを生成
するステップと、２次元撮像装置420によって対象212の
領域部分262の第２の画像データを生成するステップと、
第２の画像データに対して第１の解析を実行して対象21
2の特徴を識別するステップと、対象212が第１の光学装
置340、350に対して移動する際に、第２の画像データに
対して第２の解析を実行して、２次元撮像装置420に対
する前記特徴の位置を決定するステップとを含む、対象
212の撮像方法を示す。

【００１７】また図２〜図５は、概して、第１の周波数
帯の光320で対象212の軸部分366を照明するステップ
と、第２の周波数帯の光322で対象212の軸部分366に近
接する対象212の領域部分262を照明するステップと、対
象212の軸部分366から反射された光360を、第１の光学
構成要素340、350を介して線形撮像装置460に導くステ
ップと、対象212の領域部分262から反射された光380
を、第１の光学構成要素340、350を介して２次元撮像装
置420に導くステップと、対象212と第１の光学的構成要
素340、350を相対的に移動させるステップと、線形撮像
装置460によって対象212の軸部分366の第１の画像デー
タを生成するステップと、２次元撮像装置420によって
対象212の領域部分262の第２の画像データを生成するス
テップと、第２の画像データに対する第１の解析を実行
して、対象212の特徴を識別するステップと、対象212が
第１の光学装置340、350に対して移動する際に、第２の
画像データに対する第２の解析を実行して、２次元撮像
装置420に対する前記特徴の位置を決定するステップと
を含む、対象212の撮像方法を示す。

【００１８】また図２〜図５は、概して、対象212の軸
部分366を照明する第１の照明手段314と、対象212の軸
部分366に近接する対象212の領域部分262を照明する第
２の照明手段316と、対象212の軸部分366から反射され
た光360を線形撮像装置460に導き、対象212の領域部分2
62から反射された光380を２次元撮像装置420に導く光案
内手段340、350と、線形撮像装置460によって生成され
たデータを処理する第１の処理手段と、対象212の領域
部分366の特徴を識別し位置決めする第２の処理手段と
を含む、撮像機器300、500を示す。

【００１９】図２〜図５の撮像システム300、500を概略
的に説明したが、次に図２のハンドヘルドスキャナ装置
200（本明細書では、単にスキャナ200と呼ぶことがあ
る）に使用されている撮像システムを詳細に説明する。
以下の説明では、従来のスキャナを概略的に説明し、次
に撮像システム300、500を組み込まれているスキャナ20
0について概略的に説明し、最後に撮像システム300、50
0のより詳細な説明で終わる。しかしながらスキャナ内
の撮像システム300、500の使用は、例示のためのもので
あり、撮像システム300、500を、例えばファクシミリ装
置などの他の装置に使用することもできることを理解さ
れたい。

【００２０】スキャナは、紙に印刷された文字のよう
な、対象の像を表す機械可読画像データ（本明細書で
は、単に画像データと呼ぶことがある）を生成する装置
である。対象の像を表す画像データの生成は、しばしば
対象の走査又は撮像と呼ばれることがある。図２に、紙
210の表面212を走査するハンドヘルドスキャナ200の例
を示す。

【００２１】図３は、図２に示したスキャナ200の上部
切除図である。スキャナ200は、用紙210の表面212に印
刷された文字216を撮像するように示されている。スキ
ャナ200は、表面212の狭い走査線部分366を表す画像デ
ータを生成し、このとき走査線部分366の位置はスキャ
ナ200に対して固定されている。ユーザは、スキャナ200
と表面212とを相対的に移動させることができる。スキ
ャナ200が表面212に対して移動する際に、スキャナは、
表面212の複数の連続する走査線部分366を表す画像デー
タを生成する。表面212のこのような連続する走査線部
分366を表す画像データは、後に処理するために従来の
データ記憶装置に記憶され得る。スキャナ200は、記憶
した画像データを処理して、表面216の像を複製する
か、又は表面の212の像をコンピュータに送信すること
ができる。

【００２２】例えばスキャナ200が、図３に示したよう
に文字216の上に配置されていると、走査線部分366は文
字216を含む。すなわち走査線部分、焦点軸366が、対象
212上の文字216を横切っている。スキャナ200が方向218
に移動される際に、スキャナ200は、文字216を含む表面
212の連続する走査線部分の画像データを生成する。ス
キャナ200が文字216上を通過すると、スキャナ200は、
文字216の像を複製するように処理することができる、
データ記憶装置に記憶された画像データが備えられる。

【００２３】この処理には、表面212に対する走査線部
分366の位置又は走査線部分366の互いに対する位置を知
ることが、きわめて重要である。さもなければスキャナ
200は表面212の複数の走査線部分366を表す画像データ
を得ることができるが、スキャナ200は表面212の像を複
製する際に、走査線部分366を互いに対して適切に配置
することができなくなる。この問題は、一般にユーザが
行う移動によって走査線部分366が表面212に斜めになる
ことにより生じ、したがってスキャナ200がハンドヘル
ドスキャナである場合に深刻である。

【００２４】図１には、走査線部分の位置を決定するた
めの従来の解決策の例が、スキャナ100の下面の概略図
によって示されている。スキャナ100は、左側部分もし
くは左端部110、右側部分もしくは右端部112、前側部分
もしくは前端部114及び後側部分もしくは後端部116を有
する。長さ122が左側部分110と右側部分112の間に延伸
する。幅124が前側部分114と後部分116の間に延伸す
る。スキャナ100は、長さ122と幅124によって画定され
る下面120を有する。

【００２５】スキャナ100の下面120は、第１の位置決め
部分140、第２の位置決め部分142及び撮像部分134を有
する。撮像部分134は、走査される対象の一次元走査線
部分の画像データを従来の方式で生成するように機能す
る。撮像部分134は、第１の端部136と第２の端部138を
有する。長さ130が第１の端部136と第２の端部138の間
に延伸する。撮像部分134の第１の端部136は、スキャナ
100の左側部分110からある距離128にある。撮像部分134
の第２の端部138は、スキャナ100の右側部分112からあ
る距離126にある。第１の位置決め部分140は、撮像部分
134の第１の端部136と左側部分110の間に配置される。
第２の位置決め部分142は、撮像部分134の第２の端部13
8と右側部分112の間に配置される。

【００２６】第１の位置決め部分140と第２の位置決め
部分142は、走査されている対象に対するスキャナ100の
位置を決定するために、スキャナ100において利用され
る。第１の位置決め部分140と第２の位置決め部分142
は、走査されている対象の特徴を表す画像データを生成
する２次元撮像装置である。これらの装置は、例えば走
査されている対象の表面の小さい変化を表す画像データ
を生成する。用紙が走査されている状況において、第１
の位置決め部分140、142は、用紙内の表面の変化によっ
てできた影を表す画像データを生成することができる。
スキャナ100は、この画像データに基づいて、撮像部分1
34によって生成される走査線の位置を互いに対して決定
することができる。この場合にスキャナは対象の像を容
易に複製することができる。位置センサを使用してスキ
ャナの位置を決定する例は、Allenらによる「NAVIGATIO
N TECHNIQUE FOR DETECTING MOVEMENT OF NAVIGATION S
ENSORS RELATIVE TO AN OBJECT」と題する米国特許第5,
644,139号と、Allenらによる「FREEHAND IMAGE SCANNIN
G DEVICE WHICH COMPENSATES FOR NON-LINEAR MOVEMEN
T」と題する米国特許第5,578,813号に開示されており、
これらは両方とも、開示されている全ての事柄に関して
参照により本明細書に組み込まれる。

【００２７】ハンドヘルドスキャナの設計における目的
の１つは、その寸法を最小にすることであり、これによ
りハンドヘルドスキャナが扱いやすくなり、使用しやす
くなる。スキャナ100の長さ122は、撮像部分134の長さ1
30よりも距離126と距離128だけ長い。この長さ122は、
位置決め部分140、142と撮像部分134は全て個別の装置
であって、これらの装置はスキャナ100の表面120上の領
域を占有することを必要とし、したがって長さは余計に
長くなる。

【００２８】図３を参照すると、後で詳しく説明するよ
うに、スキャナ200は、位置決め部分260、262を撮像部
分に組み込むことによって長さ242を最小にし、それに
よりスキャナの寸法を最小とする。したがってスキャナ
200は、走査線366の長さとほぼ同じである、長さ242を
有するだけでよくなる。走査線366の長さは、構造上の
理由すなわち走査線366に関連する構成要素を支持する
構造上の理由のため、スキャナ200の長さ242よりも少し
短くなる。

【００２９】図４は、図２のスキャナ200に使用できる
撮像システム300の側面図を示す。撮像システム300は、
図４に示したように、第２の位置決め領域262と走査線
部分366を表す光を受容し、このとき走査線部分366は第
２の位置決め領域262と交わるもしくは交差する。すな
わちこの図４の場合には、焦点軸366が焦点面262を横切
っている、もしくは焦点軸366と焦点面262が交差してい
る。左側の位置決め領域262と走査線部分366は、図３の
平面図にも示される。撮像システム300は、光学技術を
利用して、走査線部分366を表す光を第２の位置決め領
域262を表す光から分離する。これにより走査線部分366
が左側位置決め部分262と交わることが可能となり、ス
キャナ200の長さ242が、ほぼ走査線部分366の長さにな
る。また走査線部分366と交わる図３の第１の位置決め
部分260を表す光を撮像するために、類似の光学技術が
利用される。

【００３０】図２のスキャナ200と図４の撮像システム3
00について概略的に説明したが、次にこれらについてさ
らに詳しく説明する。図２を参照すると、スキャナ200
は、前側部分もしくは前端部220、後側部分もしくは後
端部222、左側部分もしくは左端部224及び右側部分もし
くは右端部226を有する。スキャナ200は、前側部分220
と後側部分222の間に延伸する幅240を有する。またスキ
ャナ200は、左側部分224と右側部分226の間に延伸する
長さ242を有する。前側部分220、後側部分222、左側部
分224及び右側部分226は、図３にも示したスキャナの底
部分230の境界を画定する。スキャナ200の設計における
目的は、スキャナ200の幅240と長さ242を最小にするこ
とである。

【００３１】図４は、スキャナ200の右側部分226から見
たような、図２のスキャナ200内に備えることができる
光学装置と撮像装置の切除概略図である。図４に示した
撮像システム300は、図２と図３に示したように、用紙2
10の表面212の画像データを生成することを示してい
る。撮像システム300は、光源310、レンズ340、ビーム
スプリッタ350、撮像装置460及び位置決め装置420を含
む。

【００３２】光源310は、例えばプリント回路板である
基板312に電気的に及び機械的に接続されている第１の
光源314と第２の光源316を含む。第１の光源314は、例
えば約590ナノメートルの第１の波長を有する光320を放
射する。第２の光源316は、例えば約875ナノメートルの
第２の波長を有する光322を放射する。あるいは第１の
光源314と第２の光源316は、それぞれ第１の波長帯と第
２の波長帯を有する光320と322を放射する。第１の光源
314は、図３にも示した表面212の走査線部分366を取り
囲むような適切な寸法に決められたビームを放射するこ
とができる。第２の光源316は、図３の第２の位置決め
領域262と第１の位置決め領域260を取り囲むような適切
な寸法に決められたビームを放射することができる。あ
るいは第２の光源316は、一方の光源が第１の位置決め
領域260に近接して配置され、他方の光源が第２の位置
決め領域262に近接して配置される、２つの独立した光
源を含んでもよい。

【００３３】レンズ340は、当技術分野で知られている
ようなある正倍率を有する屈折率分布型レンズアレイと
することができる。屈折率分布型レンズアレイの例は、
NSGAmerica,Inc.からSELFOCの商品名で販売されてい
る。レンズ340は、走査線部分366と第２の位置決め領域
262の上に配置される。レンズ340は、走査線部分366か
ら反射された光を撮像装置460に集束させるように、及
び第２の位置決め領域262から反射された光を、ビーム
スプリッタ350を介して位置決め装置420に集束させるよ
うに機能する。

【００３４】ビームスプリッタ350は、当技術分野で知
られているように、選択された波長の光を反射又は透過
する光学装置とすることができる。後で詳しく説明する
ように、本明細書で説明するビームスプリッタ350は、
第１の光源314から放射された第１の波長の光320を透
過、通過させ、第２の光源316から放射された第２の波
長の光322を反射する。ビームスプリッタ350は、第２の
波長の光を位置決め装置420上の方に反射させるように
スキャナ内に物理的に配置される。

【００３５】位置決め装置420は、例えばプリント回路
板である基板424に電気的に及び機械的に接続されてい
る光検出器426の２次元アレイ422を含む。位置決め装置
420は撮像面438を有し、光検出器426は、撮像面438に電
気的に及び機械的に接続される。光検出器426の２次元
アレイ422は、光検出器426の複数の列428を含む。光検
出器426の２次元アレイ422は、最初の列430と最後の列4
32を備える。後で詳しく説明するように、位置決め装置
420は、第２の位置決め領域262の像を画像データに変換
するように機能する。撮像システム300は、図４には示
されていないが、別の位置決め装置を備えることもで
き、これは図３の第１の位置決め領域260の像を画像デ
ータに変換するように配置される。

【００３６】撮像装置460は、例えばプリント回路板で
ある基板462に電気的に及び機械的に接続されている複
数のセグメント464を含む。セグメント464は、線形アレ
イを構成するように基板462に配置される。各セグメン
ト464は、電気的に及び機械的に接続されている光検出
器470の線形アレイを備える。光検出器470は、図４の基
準線Ａ−Ａに沿って延伸する線形アレイを形成する。当
技術分野において知られているように、セグメント464
は、例えば接触型イメージセンサでもよい。市販されて
いる接触イメージセンサの１つの例は、線形光学アレイ
として知られ、Texas、AustinのTexas Instruments,In
c.から入手可能であり、型番TSL2301として販売されて
いる。後で詳しく説明するように、撮像装置460は、走
査線部分366の像を画像データに変換するように機能す
る。

【００３７】位置決め装置420と撮像装置460は両方と
も、光を画像データに変換するように機能する。特に光
検出器426及び470は、受容する光の強さに比例した電圧
を出力する。例えば相対的に高い強度の光を受容する光
検出器426、470は、相対的に高い電圧を出力する。同様
に相対的に低い強度の光を受容する光検出器426、470
は、相対的に低い電圧を出力する。位置決め装置420と
光検出器470の両方によって生成される画像データは、
処理のために、図示されない従来のプロセッサに送信さ
れる。

【００３８】図４に示される光検出器470は、図３の基
準線Ａ−Ａに沿って整列され、これにより走査線部分36
6の位置が画定する。したがって表面212に対する走査線
部分366の位置が、表面212に対するスキャナ200の位置
によって調整される。図３に示される第１の位置決め領
域260と第２の位置決め領域262は、図４のレンズ340の
下に配置され得る。第２の位置決め領域262は、２次元
アレイ422上の光検出器426の最初の列430と最後の列432
の間の距離とほぼ同じ幅268を備える。また第２の位置
決め領域262は、実質的に幅268と同じ長さ266を備え
る。第１の位置決め領域260は、第２の位置決め領域262
と実質的に同じ寸法である。

【００３９】図４の撮像システム300を含む構成要素に
ついて説明したが、次に紙200の表面212の走査線部分36
6と第２の位置決め領域262の画像を表す画像データの生
成について説明する。

【００４０】光源310は表面212の撮像される部分を照明
する。特に第１の光源314は、例えば590ナノメートルの
第１の波長の光320で走査線部分366を照明する。第２の
光源316は、第２の波長の光322で第２の位置決め領域26
2を照明する。図３を簡単に参照すると、第１の光源314
は走査線部分366全体を照明する。また第２の光源は、
第２の位置決め領域262を照明する。図４の第２の光源3
16と類似の第３の光源が、第１の位置決め領域260を照
明してもよい。

【００４１】再び図４を参照すると、撮像光360は表面2
12の走査線部分366でレンズ340に向かって反射される。
したがって撮像光360は、第１の光源314と同じ波長を備
える。撮像光360は、左側部分もしくは左端362と右側部
分もしくは右端364を有するように画定される。撮像光3
60は、レンズ340を通過し、レンズ340から撮像光370と
して出て、出射されてビームスプリッタ350の方に導か
れる。撮像光370は、左側部分もしくは左端372と右側部
分もしくは右端374を備えるように画定される。ビーム
スプリッタ350は、第１の波長を備える光を通過させる
ように適合され、そのため撮像光370は、ビームスプリ
ッタ350を通過して撮像装置460の方に向かう。左側部分
372と右側部分374は、光検出器470に集まり、走査線部
分366の像は光検出器470に集束する。光検出器470は、
走査線部分366の像を、従来の方法で画像データに変換
する。例えば画像データは、それぞれの値が、個々の光
検出器470によって受容された光の強さを表す一連の値
である。

【００４２】第２の位置決め部分262と走査線部分366は
同時に撮像される。位置決め光380が、表面212の第２の
位置決め領域262でレンズ340の方に反射する。位置決め
光380は、第２の光源316から放射された光322と同じ波
長を備える。本明細書において、位置決め光380は、左
側部分もしくは左端382と右側部分もしくは右端384とを
備えるように画定される。左側部分382は、左側の点386
とレンズ340の間に延伸する。右側部分384は、右側の点
388とレンズ340の間に延伸する。左側の点386と右側の
点388は、図３に示したような幅268だけ分離されてい
る。

【００４３】位置決め光390は、レンズ340から出て、ビ
ームスプリッタ350で位置決め装置420の方に向かって反
射する。ビームスプリッタ350と交わる前もしくはビー
ムスプリッタ350に入射する前の位置決め光390は、本明
細書では、左側部分もしくは左端392と右側部分もしく
は右端394を備えるように画定される。左側部分392は、
左側の点396でビームスプリッタ350に入射して反射す
る。位置決め光390の下の部分もしくは下端400は、左側
の点396から位置決め装置420に向かって反射する。位置
決め光390の右側部分394は、右側の点398でビームスプ
リッタ350に入射して反射する。位置決め光390の上の部
分もしくは上端402は、右側の点398から位置決め装置42
0の方に向かって反射する。

【００４４】位置決め光390の下の部分もしくは下端400
は、ビームスプリッタ350の左側の点396と、２次元アレ
イ422の光検出器426の最後の列432との間に延伸する。
上の部分もしくは上端402は、右側の点398と２次元アレ
イ422上の光検出器426の最初の列430との間に延伸す
る。これにより、第２の位置決め領域262の像は、光検
出器426の２次元アレイ422上に集束する。図３の第１の
位置決め領域260の像は、類似の方法で光検出器の第２
の２次元アレイ上に集束する。

【００４５】位置決め装置420は、第２の位置決め領域2
62を表す画像データを周期的に生成し、その画像データ
を、図示しないプロセッサに従来の方法で出力する。プ
ロセッサは、用紙200を製造するために使用されるパル
プ材料によって生じたコントラストのような画像データ
の明瞭な特徴を識別する。したがってスキャナ装置が表
面212に対して移動される際に、２次元アレイ422に対す
る明瞭な特徴の位置が移動する。明瞭な特徴が、２次元
アレイ422に対して所定の距離だけ移動した場合、プロ
セッサは、表面212の新しい走査線部分366を表す画像デ
ータを撮像装置460から受け取る。スキャナが、以前に
画像データが生成された位置から所定の距離だけ移動し
た場合、プロセッサは、撮像装置460から画像データだ
けを受信する。さもなければ画像データが常に生成さ
れ、データ記憶装置を過負荷にするか、又は画像データ
を処理するのに必要な時間が実質的に長くなる。

【００４６】図３を参照すると、スキャナ200は、表面2
12に対して方向218に移動して、文字216を横切る。スキ
ャナ200が表面212に対して移動されると、図４の撮像シ
ステム300は、スキャナ200の位置を連続的にモニターす
る。第１の位置決め領域260と第２の位置決め領域262か
ら、表面212に対するスキャナ200の位置が監視される。
これにより、スキャナ200は、スキャナが表面212のどこ
に移動されたとしても、その位置を正確に決定すること
ができる。例えばスキャナが、方向218以外の方向に移
動されたり、又はスキャナが回転された場合でも、表面
212に対する位置を容易に決定することができる。

【００４７】図３に示した例において、文字216を含む
表面212の連続した走査線部分366を画像データに変換す
ることによって、文字216の像が画像データに変換され
る。スキャナ200は、例えばスキャナ200が、第１の位置
決め領域260又は第２の位置決め領域262のどちらかに対
して25.4マイクロメートル（1000分の１インチ）移動す
るごとに、走査線部分366を表す画像データを生成する
ことができる。走査線部分366の互いに対する位置は、
データベース又はその他の電子的格納構造に記憶され
る。文字216を含む表面212の像が複製される際に、スキ
ャナ200は、互いに対する位置が決定されているため、
走査線部分366を表す画像データを配列する方法を知る
ことができる。

【００４８】撮像システム300は多くの利点を有する。
最も注目すべき利点は、対象を撮像し、対象に対するス
キャナ200の位置を決定する画像データが、対象上の同
じ位置から生成されるということである。これにより、
図２を参照すると、図３の位置決め部分260、262が撮像
部分に組み込まれているため、スキャナ200の幅240と長
さ242を最小にすることができる。スキャナ200の寸法を
最小にすると、操作がしやすくなり、スキャナ200の可
搬性が高まる。

【００４９】撮像システム300のもう１つの利点は、ス
キャナ200を含む構成要素を取り付ける基板を少なくす
ることができる点である。図４を再び参照すると、２次
元アレイ422と基板424がスキャナ内に垂直に取り付けら
れる。この垂直の取り付けによって、第２の位置決め領
域262の像が、水平面212に対して直角に反射される。ス
キャナ200を動作させるために必要な他の電子部品も、
基板424に取り付けることができる。したがってスキャ
ナ200に必要とされる水平に配置される基板は、セグメ
ント464と光検出器470を支持するために利用される基板
462だけである。これにより、セグメント464の以外のス
キャナ200を含む電子構成要素を単一の基板424に取り付
けることができ、したがってスキャナ200の図２の幅240
をさらに小さくすることができる。

【００５０】図４に示される撮像システム300は、垂直
に取り付けられた位置決めシステム420と、水平に取り
付けられた撮像装置460とを示す。位置決めシステム420
を水平に取り付け、撮像装置460を垂直に取り付け、そ
れによって図４に示したような位置決めシステム420と
撮像装置460の位置を本質的に交換することができるこ
とが理解される。

【００５１】図５に、撮像システムのもう１つの実施形
態を示し、数字500で示す。概略的には、撮像システム5
00は、撮像装置460に極めて接近して配置された位置決
めシステム420を備える。位置決め光390は、ビームスプ
リッタ又はその他の反射装置からの屈折によってではな
く、レンズ340の回折によって撮像光370から分離され
る。走査線部分366と第２の位置決め領域262は、互いに
極めて接近したままであり、スキャナ200の図２の幅240
を最小に維持する。

【００５２】撮像システム500について概略的に説明し
たが、次に撮像システム500について詳細に説明する。
撮像システム500は、図４の撮像システム300と本質的に
類似している。これらの撮像システムの主な違いは、撮
像システム500が、図４のビームスプリッタ350と位置決
め装置420を備えていないことと、撮像装置460が、例え
ばプリント回路板である単一の水平の基板550に取り付
けられていることである。

【００５３】撮像システム500は、レンズ340と表面212
の間に、例えばガラスである透明材料の板510を備える
こともできる。板510は、図示されないハウジングと共
働して、スキャナに汚れが入らないように機能する。板
510は、上面512と下面514を備え、下面514はページ200
の表面212に対向している。本明細書でステップ補償器5
20と呼ばれる透明材料の第２の板を、板510の上面512の
一部分に取り付けることができる。ステップ補償器520
は、厚み522を備える。ステップ補償器520は、ステップ
補償器を通過する光の周波数に依存する屈折率ｎを備え
る。後で説明するように、ステップ補償器520は、撮像
システム500の視野を調整するように機能し、それによ
り位置決め光380、390が、光検出器426の２次元アレイ4
22上に正確に集束される。

【００５４】基板550は、実質的に板510と平行であるよ
うに、したがって表面212と平行になるように、スキャ
ナ内に取り付けられる。基板550は、板510の方向に対向
する取付け面552を備える。撮像装置460と２次元アレイ
422は、基板550の取付け面552に電気的に及び機械的に
接続される。２次元アレイ422の撮像面438は、基板550
の取付け面552からある距離560に配置される。撮像装置
460上の光検出器470は、取付け面552からある距離562に
配置される。当技術分野で知られているように、距離56
0、562は、撮像システム500の縦方向の色収差に依存す
る。後で説明するように、ステップ補償器520の厚み522
と関連する距離560、562は、走査線部分388の像と第２
の位置決め領域262の像が、それぞれ光検出器470と426
上に適切に集束するように設定される。

【００５５】距離560と距離562は、次の式によってステ
ップ補償器520の厚み522と関連付けられる。

【００５６】Ｈ₅₆₀−Ｈ₅₆₂=（(ｎ_λ2−１)/ｎ_λ2)）ｔ
₅₂₂ここで、H₅₆₀は距離560であり、H₅₆₂は距離562であ
り、ｎ_λ2は光322の周波数に対するステップ補償器520
の屈折率であり、ｔ₅₂₂は厚み522である。

【００５７】図５に示されるように、撮像システム500
内の走査線部分366と第２の位置決め領域262は、図４の
撮像システム300の場合と異なり交わらない。走査線部
分366と左側の点386は、約0.5〜1.0ミリメートルのきわ
めて短い距離368だけ分離されている。したがって第１
の光源314と第２の光源316は、撮像光320が走査線部分3
66を照明し、位置決め光322が第２の位置決め領域262を
照明するように、位置合わせされなければならない。

【００５８】撮像光360と位置決め光380は、これらの光
が用紙200の表面212の異なる部分から出る、もしくは異
なる部分で反射される点以外、図４の撮像システム300
で説明した撮像光360及び位置決め光380と実質的に同様
である。撮像システム500の場合、撮像光370は、撮像光
370がレンズ340から光検出器470の方に向かって回折す
る点以外は、図４の撮像光370と実質的に同様である。
同じ様に位置決め光390は、図４に示されるようなビー
ムスプリッタ350から反射するのではなく、レンズ340か
ら２次元アレイ422の方に向かって回折する。

【００５９】撮像システム500を含む構成要素について
説明したが、次に走査線部分366と左側位置決め部分262
の像を表す画像データの生成について詳細に説明する。
例示のために、第１の位置決め領域260は図５には示さ
れていないが、図３の右側位置決め部分260は同様に撮
像されることを理解されたい。

【００６０】撮像システム500を構成するレンズ340やそ
の他の光学構成要素は、特定の波長の光で最も良く動作
するように適合される。本明細書では、レンズ340が、
第１の光源314から放射された撮像光320の波長、例えば
590ナノメートルで最適に動作するように適合されてい
るものとして説明する。撮像システム500が、同時に第
２の光源316から放射される位置決め光322の波長、例え
ば875ナノメートルで動作するように、若干の光学的な
調整をしなければならないことがある。特に撮像システ
ム500の被写界深度を調整するために補正を加え、それ
によって第２の位置決め領域262を２次元アレイ422上に
正確に集束させることができる。このような補正は、後
で説明するように、ステップ補償器520の追加を含み、
距離560と562の変更を含む。撮像システム500は、この
ような補正なしでも機能するが、第２の位置決め領域26
2の像は、２次元アレイ422上に正確に集束されないこと
がある。

【００６１】撮像光320は、走査線部分366を照明するよ
うに、表面212の走査線部分366の方に向かって第１の光
源314から放射される。位置決め光322は、第２の位置決
め領域262を照明するように、第２の位置決め領域262の
方に向かって第２の光源316から放射される。撮像光32
0、位置決め光322、撮像光360及び位置決め光380は、撮
像光360が、表面212で位置決め光380と交わらないこと
があること以外、図４に示したものと実質的に同様であ
る。

【００６２】撮像光360は、走査線部分366からレンズ34
0の方に向かって反射する。撮像光360は、少し角度をも
って、少し斜めにレンズ340と交わる、レンズ340に入射
することがあり、これによって後で説明するように、撮
像光370が撮像装置460の方にわずか回折する。同様に位
置決め光380は、第２の位置決め領域262から反射し、レ
ンズ340と少し角度をもって交わることがある。したが
って位置決め光390は、レンズ340から位置決めシステム
420の方に向かってわずか回折する。

【００６３】図４の撮像システム300に示されるよう
に、同様にして撮像光370はレンズ340から出るすなわち
出射する。しかしながら撮像システム500の撮像光370は
わずか回折し、撮像装置460上の光検出器470と交わる、
光検出器470に入射する。位置決め光390は、図４の撮像
システム300に示されるのと同様にレンズ340から出る。
しかしながら図５の位置決め光390は、図４に示される
ビームスプリッタ350によって反射されるのではなく、
レンズ340から回折して２次元アレイ422上に直接集束す
る。

【００６４】第２の位置決め領域262の像を２次元アレ
イ422上に正確に集束させるために、撮像システム500に
対する光学的調整を若干行われなければならない場合が
ある。図５の撮像システム500は、板510の上面512に配
置されているステップ補償器520を備え、これは距離56
0、562と組み合わせられて、２次元アレイ422の視野に
第２の位置決め領域262を配置するのに利用される。レ
ンズ340が、一般に走査線部分366を撮像するのに使用さ
れる波長である第１の波長の光320で動作するように適
合されるため、ステップ補償器520の追加と距離560、56
2の変更が必要とされる場合がある。光検出器426が基板
から光検出器470と同じ距離に配置されている場合は、
第２の位置決め領域262を撮像するのに使用される第２
の波長の光322によって、第２の位置決め領域262がレン
ズ340の被写界深度から外れることがある。したがって
ステップ補償器520は、距離560と関連して、第２の位置
決め領域262を光検出器470の被写界深度に入れるために
使用される。特にステップ補償器は、第２の位置決め領
域262の像が光検出器470上に集束することを保証するた
めに使用される。

【００６５】撮像システム500による画像データと位置
データの生成は、図４の撮像システム300で説明した方
法と同様の方法で実施される。撮像装置460と位置決め
システム420が互いに基板550上に極めて接近しているた
め、図２のスキャナ200の幅240は、比較的小さいままで
ある。

【００６６】撮像システム500は、従来技術よりも優れ
た多くの利点を有する。走査線部分366と第２の位置決
め領域262は互いに、表面212上で極めて接近して配置さ
れる。例えばこれらは、0.5ミリメートルだけ離され
る。したがって図２を参照すると、スキャナ200の幅240
は、従来のスキャナよりも実質的に小さい。さらに走査
線部分366と第２の位置決め領域262の像は、同じレンズ
340によって集束されるため、スキャナに必要とされる
光学要素が少なくなる。

【００６７】撮像システム500のいくつかの実施形態に
おいて、走査線部分366と第２の位置決め領域262が、表
面212で交わる場合がある。そのような状況において
は、撮像光370と位置決め光390は、光検出器426、470と
交わるに前に、光検出器426、470に入射する前に、フィ
ルタをかけられる。すなわち濾波される。例えば光検出
器470は、撮像光320の波長の光を通過させるはたらきを
する光二色性被覆（dichoric coating）で覆われる。同
様に光検出器426の２次元アレイ422は、位置決め光322
の波長の光を通過させるように機能する光二色性被覆で
覆われる。また光二色性被覆は、図４に示される撮像シ
ステム300において、光検出器426、470に適用される。

【００６８】撮像システムとその撮像システムを組み込
むスキャナに、いくつかの実施形態を適用することがで
きる。１つの実施形態では、単一の位置決め部分だけが
使用される。この実施形態では、走査される表面の単一
の領域からのみ画像データが集められる。この実施形態
は、コストの点では安価であるという利点を有するが、
特にスキャナが回転される場合には、位置情報があまり
正確ではない。

【００６９】もう１つの実施形態では、対象の走査線部
分と位置決め部分を照明するように、単一波長の光が使
用される。図４の撮像システム300において、ビームス
プリッタ350が部分反射ミラーと置き換えられる。この
ミラーは、撮像光370と位置決め光390の一部分を、位置
決めシステム420上に反射する。ミラーが位置決めシス
テム420の長さだけ延伸する場合、撮像装置460は、不均
一に低い強度の光を受容するミラーの位置に対応する領
域を有する。これは、光の一部分が位置決めシステム42
0の方に向かって反射された結果である。この問題を克
服するために、プロセッサは、走査線366の対応部分か
ら反射された光の実際の強度を適切に反映するように画
像データを基準化することがある。

【００７０】本明細書において、図４の撮像システム30
0と図５の撮像システム500を、ハンドヘルドスキャナ装
置に使用するように説明した。しかしながらこれらは、
ファクシミリ装置において用紙の位置を決定するよう
な、他の用途にも使用できることを理解されたい。

【００７１】本明細書では、本発明の例示的な現在好ま
しい実施形態を詳細に説明したが、本発明の概念を様々
に実施して使用することができ、従来技術によって制限
されるような範囲を除いて、併記の特許請求の範囲がそ
のような様々な変形を含むように解釈されるべきである
ことを理解されたい。

【００７２】以下においては、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。

【００７３】１．焦点軸（366）と線形撮像装置（460）
の間に延伸する第１の光路（360、370）と、この第１の
光路（360、370）が第１の光学構成要素（340、350）と
交わることと、前記焦点軸（366）に近接して配置され
ている焦点面（262）と２次元撮像装置（420）との間に
延伸する第２の光路（380、390）と、この第２の光路
（380、390）が前記第１の光学構成要素（340、350）と
交わることと、前記第１の光路（360、370）の一部分
が、前記第２の光路（380、390）の一部分と交わること
と、からなる撮像装置（300、500）。

【００７４】２．前記焦点軸（366）が前記焦点面（26
2）と交わる、１項に記載の装置。

【００７５】３．前記焦点軸（366）及び前記焦点面（2
62）と機能的に関連付けられている光源（310）と、前
記焦点軸（366）及び前記焦点面（262）を含む位置と前
記光源（310）との間に延伸する第３の光路とをさらに
含む、１項に記載の装置。

【００７６】４．前記第１の光学構成要素（340）がレ
ンズであり、前記第１の光路（360、370）と前記第２の
光路（380、390）が前記レンズ（340)を通過する、１項
に記載の装置。

【００７７】５．前記レンズ（340）が屈折率分布型レ
ンズアレイである、４項に記載の装置。

【００７８】６．第１の周波数帯の光（320）を放射す
るように適合されている第１の光源（314）と、前記第
１の光源（314）と前記焦点軸（366）との間に延伸する
第３の光路と、第２の周波数帯の光（322）を放射する
ように適合されている第２の光源（316）と、前記第２
の光源（316）と前記焦点面（262）との間に延伸する第
４の光路とを含む、１項に記載の装置。

【００７９】７．対象（200）を撮像する方法であっ
て、前記対象（200）の軸部分（366）を照明するステッ
プと、前記対象（200）の前記軸部分（366）に近接して
いる前記対象（200）の領域部分（262）を照明するステ
ップと、前記対象（200）の前記軸部分（366）から反射
された光（360、370）を、第１の光学構成要素（340、3
50）介して線形撮像装置（460）に導くステップと、前
記対象（200）の前記領域部分（262）から反射された光
（380、390）を、前記第１の光学構成要素（340、350）
を介して２次元撮像装置（420）に導くステップと、前
記対象（200）と前記第１の光学装置（340、350）とを
相対的に移動させるステップと、前記線形撮像装置（46
0）により、前記対象（200）の前記軸部分（366）の第
１の画像データを生成するステップと、前記２次元撮像
装置（420）により、前記対象（200）の前記領域部分
（262）の第２の画像データを生成するステップと、前
記第２の画像データに関する第１の解析を実行して前記
対象（200）の特徴を識別するステップと、前記対象（2
00）が前記第１の光学装置（340、350）に対して移動す
る際に、前記第２の画像データに関する第２の解析を実
行して、前記２次元撮像装置（420）に対する前記特徴
の位置を決定するステップと、からなる方法。

【００８０】８．前記第１の光学構成要素（340）が回
折装置（340）であり、前記対象（200）の前記軸部分
（366）から反射された光（360、370）を導く前記ステ
ップが、前記対象（200）の前記軸部分（366）から反射
された光（360、370）を、前記回折装置（340）によっ
て線形撮像装置（460）の方に回折させるステップを含
み、前記対象（200）の前記領域部分（262）から反射さ
れた光（380、390）を導く前記ステップが、前記対象
（200）の前記領域部分（262）から反射された光（38
0、390）を、前記回折装置（340）によって２次元撮像
装置（420）の方に回折させるステップを含む、７項に
記載の方法。

【００８１】９．対象（200）を撮像する方法であっ
て、第１の周波数帯の光（320）で前記対象（200）の軸
部分（366）を照明するステップと、前記対象（200）の
前記軸部分（366）に近接している前記対象（200）の領
域部分（262）を、第２の周波数帯の光（322）で照明す
るステップと、前記対象（200）の前記軸部分（366）か
ら反射された光（360、370）を、第１の光学構成要素
（340、350）を介して線形撮像装置（460）に導くステ
ップと、前記対象（200）の前記領域部分（262）から反
射された光（380、390）を、前記第１の光学構成要素
（340、350）を介して２次元撮像装置（420）に導くス
テップ（340、350）と、前記対象（200）と前記第１の
光学構成要素（340、350）とを相対的に移動させるステ
ップと、前記線形撮像装置（460）によって、前記対象
（200）の前記軸部分（366）の第１の画像データを生成
するステップと、前記２次元撮像装置（420）によっ
て、前記対象（200）の前記領域部分（262）の第２の画
像データを生成するステップと、前記第２の画像データ
に関する第１の解析を実行して、前記対象（200）の特
徴を識別するステップと、前記対象（200）が前記第１
の光学装置（340、350）に対して移動する際に、前記第
２の画像データに関する第２の解析を実行して、前記２
次元撮像装置（420）に対する前記特徴の位置を決定す
るステップと、からなる方法。

【００８２】１０．前記対象（200）の領域部分（262）
を照明する前記ステップが、前記対象（200）の領域部
分（262）を、第２の周波数帯の光（322）で照明するス
テップを含み、前記対象（200）の前記領域部分（262）
が、前記対象（200）の前記軸部分（366）と交わる、９
項に記載の方法。

【００８３】

【発明の効果】本発明は、対象（200）を撮像するため
に使用される光（360、370）（撮像光）と、対象（20
0）に対する撮像装置（300、500）の位置を決定するた
めに利用される光（380、390）（位置決め光）が、同じ
光学装置（340、350）を通過する撮像装置（300、500）
に関する。撮像光（360、370）は、対象（200）の撮像
部分（366）から線形の光検出器アレイ（460）に導かれ
る。位置決め光（380、390）は、対象（200）の位置決
め部分（262）から２次元光検出器アレイ（420）に導か
れる。撮像装置（300）の１つの実施形態において、撮
像光（360、370）と位置決め光（380、390）は、異なる
波長を有し、ビームスプリッタ（350）を利用すること
によってそれぞれの位置に導かれる。本発明のもう１つ
の実施形態（500）において、撮像光（360、370）と位
置決め光（380、390）は、光をレンズ（340）で回折さ
せることによってそれぞれの位置に導かれる。

【００８４】撮像光と位置決め光を同じ光学装置に通す
ことにより、撮像装置は、使用する光学構成要素を従来
の撮像装置よりも少なくすることができる。さらに対象
の撮像部分と対象の位置決め部分を極めて接近して配置
することができ、それにより撮像装置の寸法を小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のスキャナの概略的な下面図である。

【図２】用紙と関連付けられているスキャナの上面斜視
図である。

【図３】図２のスキャナの上部切除図である。

【図４】図２のスキャナに使用される撮像システムの概
略図である。

【図５】図２のスキャナに組み込むことができる撮像シ
ステムの実施形態を示す図である。

【符号の説明】

200 対象 262 焦点面 300、500 撮像装置 310 光源 314 第１の光源 316 第２の光源 320 第１の周波数帯の光 322 第２の周波数帯の光 340、350 第１の光学構成要素 360、370 第１の光路 366 焦点軸 380、390 第２の光路 420 ２次元撮像装置 460 線形撮像装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦点軸（366）と線形撮像装置（460）の
   間に延伸する第１の光路（360、370）と、この第１の光
   路（360、370）が第１の光学構成要素（340、350）と交
   わることと、 前記焦点軸（366）に近接して配置されている焦点面（2
   62）と２次元撮像装置（420）との間に延伸する第２の
   光路（380、390）と、この第２の光路（380、390）が前
   記第１の光学構成要素（340、350）と交わることと、 前記第１の光路（360、370）の一部分が、前記第２の光
   路（380、390）の一部分と交わることと、からなる撮像
   装置（300、500）。