JP2001309132A - 読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 読み取り装置において、読み取り対象物の状
況に関わらず、誤りなく原稿高さ検出を行うことがで
き、正確に対象物像を読み取る。 【解決手段】 スリット状の光１３を対象物に対して斜
めから照射し、対象物をその上方から読み取り、対象物
の撮像画像から複数のスリット状の光の位置情報を求
め、それら位置情報から対象物の複数の高さデータを演
算により求め、その複数の高さデータから確からしいデ
ータを抽出する。これにより、全域が高濃度な特殊な対
象物を除いてほとんどの対象物について正確な高さ検出
が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物載置台上に
上向に載置された対象物をその上方から読み取る読み取
り装置に関し、特に、対象物の高さを検出する技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の画像読み取り装置におい
て、原稿上端面の形状をミラーに写し、それを上方から
撮像センサで撮像し、その撮像画像での背景と原稿上端
部との輝度値の差より原稿の形状（高さ）を検出した
り、原稿上端エッジ部の湾曲具合により原稿高さを求め
るものがある。

【０００３】図１０に従来のこの種の読み取り装置を示
す。この装置は、原稿台１の上に設置された原稿を、そ
の上方からスキャナーユニット２内に設けられたイメー
ジセンサ（ＣＣＤ）によって読み取る上向き原稿読み取
り装置である。原稿台１の上方には原稿を照明するラン
プユニット３が設けられ、原稿台１の奥方には、ブック
原稿等の上側面を投影するための測距板４と、画像の濃
度補正用のシェーディング板５とが設けられている。測
距板４に投影された原稿上側面の画像をイメージセンサ
で読み取ることにより、原稿の高さ分布を計測すること
が可能であり、求めた原稿高さ分布から読み取り中の焦
点位置を逐次、合焦（ＡＦ）しながら読み取ることが可
能である。

【０００４】この装置での読み取り動作は、予備スキャ
ンと本スキャンの２つの段階があり、予備スキャンで
は、原稿台領域を読み取って原稿サイズ、原稿濃度、原
稿高さ等を検出し、検出された情報を基に、本スキャン
時の、原稿外領域の削除や、原稿濃度の自動調整、焦点
合わせに反映する。なお、原稿台１の中央部６は、原稿
の背（綴じ部）が特殊なバインダー等、原稿の高さが大
きい場合に、背を沈ませることができるように構成され
ている。装置には、原稿台１上に配置された読み取りを
開始させるためのスタートキー７、各種モードの設定と
装置の状態を表示するコントロールパネル８、電源スイ
ッチ９が備えられている。

【０００５】また、特開昭61-237569号公報や特開平5-2
19323号公報に示されるように、原稿の上方よりスリッ
ト光やビーム光を照射し、原稿上での光照射位置より原
稿の高さを検出する技術が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の装置に用いられている原稿高さ検出方法で
は、原稿上端面や原稿端に高濃度領域がある場合、原稿
の高さ検出ができないという問題があった。また、特開
昭61-237569号公報や特開平5-29323号公報では、原稿に
高濃度の横線や領域があると、そこにビームがあたった
場合、高さ検出が困難になるという問題がある。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、読み取り対象物の状況に関わら
ず、誤りなく原稿高さ検出を行うことができ、正確に対
象物像を読み取ることが可能な読み取り装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像読み取り装置は、対象物載置台上に読
み取り面を上に向けて載置された対象物をその上方から
読み取る読み取り装置において、複数の平行ではないス
リット状の光を対象物に対して斜めから照射するスリッ
ト光照射手段と、対象物をその上方から読み取る撮像手
段と、前記撮像手段による対象物の撮像画像から複数の
スリット状の光の位置情報を求め、それら位置情報から
対象物の複数の高さデータを演算により求め、さらに、
その複数の高さデータから確からしいデータを抽出する
演算手段とを備えたものである。

【０００９】上記構成においては、スリット状の光を対
象物に対して斜めから照射し、対象物をその上方から読
み取り、対象物の撮像画像から複数のスリット状の光の
位置情報を求め、それら位置情報から対象物の複数の高
さデータを演算により求め、その複数の高さデータから
確からしいデータを抽出する。これにより、全域が高濃
度な特殊な対象物を除いてほとんどの対象物について正
確な高さ検出が可能になる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、対象物載
置台上に読み取り面を上に向けて載置された対象物をそ
の上方から読み取る読み取り装置において、複数の平行
ではないスリット状の光を対象物に対して斜めから照射
するスリット光照射手段と、対象物をその上方から読み
取る撮像手段と、前記撮像手段による対象物の撮像画像
から複数のスリット状の光の位置情報を求め、それら位
置情報から対象物の複数の高さデータを演算により求
め、さらに、その複数の高さデータを平均して高さデー
タとする演算手段とを備えたものである。

【００１１】上記構成においては、光の位置情報から演
算により求めた対象物の複数の高さデータを平均して高
さデータとする。これにより、上記と同様に、対象物の
正確な高さ検出が可能になる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、対象物台
上に読み取り面を上に向けて載置された対象物をその上
方から読み取る読み取り装置において、複数の平行では
ないスリット状の光を対象物に対して上方から照射する
スリット光照射手段と、対象物を斜め上方から読み取る
ための光学系を有した撮像手段と、前記撮像手段による
対象物の撮像画像から複数のスリット状の光の位置情報
を求め、それら位置情報から対象物の立体形状を演算に
より求める演算手段とを備え、前記撮像手段は、上記演
算により求まった対象物の立体形状に応じて光学系を駆
動し、焦点調整するものである。

【００１３】上記構成においては、複数の平行ではない
スリット状の光を対象物に対して上方から照射し、対象
物を斜め上方から撮像手段により読み取る。その撮像画
像から複数のスリット状の光の位置情報を求め、それら
位置情報から対象物の立体形状を演算により求め、求ま
った対象物の立体形状に応じて撮像手段の光学系を焦点
調整する。これにより、焦点の合った対象物像を得るこ
とができる。

【００１４】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の読み取り装置におい
て、対象物が本等の厚みがある原稿の場合、演算手段
は、複数のスリット状の光の位置情報から原稿の高さデ
ータを求めると共に、原稿のサイズ検出を行い、前記に
より検出された原稿サイズデータを基に、原稿外の不要
画像消去や原稿の傾き補正を含む画像処理を行う画像補
正手段をさらに備えたものである。この構成において
は、光の位置情報から原稿の高さデータを求めると共
に、原稿のサイズ検出を行い、その原稿サイズデータを
基に、原稿外の不要画像消去や原稿の傾き補正等の画像
処理を行う。これにより、精度の良い対象物像を得るこ
とができる。

【００１５】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至請求項４のいずれかに記載の読み取り装置におい
て、スリット光照射手段は、中心で交差する複数のスリ
ット状の光を照射するものである。これにより、対象物
にライン状の濃淡部があっても、精度良く対象物の高さ
検出等を行うことが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
読み取り装置について図面を参照して説明する。図１は
画像読み取り装置の外観を示し、この装置は、原稿台１
の奥上方に設けられたランプユニット３から放たれた光
を原稿台１上に設置された原稿（読み取り対象物）に照
射し、原稿台1上方に配置されたスキャナーユニット２
（撮像手段）内に設けられた光学系及びイメージセンサ
（ＣＣＤ）によって原稿画像を読み取る上向き原稿読み
取り装置である。原稿台１の奥上方には複数の平行では
ないスリット状の光を原稿に対して斜めから照射するス
リット光発光部１０（スリット光照射手段）が設けられ
ている。また、原稿台１の奥側には、原稿の上端基準と
なるストッパ１１が設けられ、従来装置の測距板などは
設けられていない。前述と同等の部材には同番号を付し
ている。

【００１７】本装置は、スタートキー７が押されると、
画像の読み取りを開始する前に、スリット光発光部１０
から複数の平行ではないスリット光が投影され、イメー
ジセンサでそのスリット画像を読み取ることにより、ブ
ック原稿の高さ分布を計測する。求めたブック原稿高さ
分布から読み取り中の焦点位置を逐次、オートフォーカ
ス（ＡＦ）しながら画像を読み取り、また、高さ検出結
果を基に原稿のサイズや傾きを求め、原稿外の枠消しや
傾き補正処理を行う。

【００１８】読み取り動作は、予備スキャンと本スキャ
ンの２つの段階があり、予備スキャンでは、原稿台領域
を読み取って原稿サイズ、原稿濃度、原稿高さ等を検出
し、検出された情報を基に、本スキャン時の、原稿外領
域の削除や、原稿濃度の自動調整、焦点合わせに反映す
る。

【００１９】図２に、ブック原稿１２が原稿台１上に設
置されている様子を示す。多くの場合、ブック原稿１２
のページが跳ね上がることを防ぐため、画像のない余白
部分を手（指）で押さえて読み取りを行う。別のページ
を読み取るときは、原稿押さえ動作を中断し、ページを
めくってから、再度、手（指）でブック原稿押さえを行
う。

【００２０】図３に、スリット光照射例を示す。スリッ
ト光発光部１０により複数の平行ではないスリット光１
３を斜めから原稿に照射し、その位置をイメージセンサ
で読み取り、そのデータから演算により高さ情報を求め
る。ここに、複数のスリット光の各々について高さ情報
を求め、第１のスリット光のデータが不安定で、正しい
高さデータではなさそうな範囲は、第２のスリット光の
データを第１のスリット光のデータに合成して、高さ情
報を求める。第２のスリット光でも不確かそうな時に
は、第３、第４のスリット光のデータを用いる。正しい
データか不確かなデータかの判別は、その前後のデータ
からの変化量で判別することができる。イメージセンサ
で読み取る１つのライン１４を一点鎖線で示している。

【００２１】複数のスリット光を照射する方法として
は、回転している反射角度の違う複数の面を持ったホロ
グラム板にレーザービームを照射する方法や、レンズの
焦点位置付近にスリット状の穴を設けたマスク板を配置
し、レンズ後方より光を照射して複数のスリット光を作
る方法などがある。

【００２２】図４、図５に、従来のビーム光を用いる原
稿高さ検出の方法における苦手原稿の例を示す。原稿１
２の見開き方向に高濃度のライン１５があったり、原稿
シート１６の一部に高濃度領域、例えばインデックス１
７や写真領域１８がある場合、その部分にビーム光が当
たると正確な高さ検出が不可能となる。また、図示はし
ないが、従来の原稿の上端面をミラーで写し、背景との
輝度差で高さ検出をしたり、上下端エッジ部の湾曲で高
さ検出を行う方法では、その部分が高濃度であると、正
確な高さ検出が不可能であった。

【００２３】次に、本装置での高さ検出の原理を説明す
る。図６に、斜め上方から照射した一つのスリット光を
原稿に照射した場合に、主走査方向位置（アドレス）が
高さによって異なる様子を示す。基準高さに対する主走
査方向位置を検出することで、原稿高さを求めることが
できる。図７に、イメージセンサによる１ラインの読み
取り出力の主走査方向分布を示す。ここでは、図３のラ
イン１４の読み取り出力を示す。このライン上で複数の
スリット光１３がクロスする位置がｂ，ｃ，ｄ，ｅであ
り、原稿端部位置がａ，ｆである。スリット光１３の照
射位置では、出力値が大きくなる。各スリット光毎の基
準高さにおけるアドレス値を予め持っていることで、そ
れに対する照射位置の変化分から、原稿高さを演算によ
り求めることができる。

【００２４】図８に本装置の回路ブロック構成を示す。
ここに示す回路は、モノクロ画像を対象としている。Ｃ
ＰＵ２１（演算手段）は、回路全体の制御を行う。ＣＰ
Ｕ２１はＲＡＭ２３をデータ制御の作業領域として使用
しながら、ＲＯＭ２４上に格納された制御プログラムに
従って動作する。また、ＣＰＵ２１は、画像処理回路の
動作モードの設定を行う機能を持ち、また、スキャナユ
ニット１内にあるスキャン機構２２によりＣＣＤ２５を
駆動して副走査方向に読み取り走査を行う。ＣＣＤ２５
は画像の光データを電圧に変換する。光電変換された画
像信号は、Ａ／Ｄコンバータ２６でデジタル画像データ
に変換される。変換されたデジタル画像データは、画像
処理回路（グループ）２７に送られ、反射率−濃度変
換、シェーディング補正、照度補正等の画像処理が施さ
れる。

【００２５】ＣＰＵ２１は、上記処理後のデータに基づ
いて、原稿高さ、サイズ及び傾き検出・補正を行う（２
８）。本スキャン時には、エッジ強調処理を施したデー
タは、後段の画像処理回路（グループ)２９に送ら
れ、拡大／縮小、濃度補正や２値化処理が施され、画像
出力（３０）される。

【００２６】図９に本装置の原稿高さ検出を行う読み取
り動作のフローチャートを示す。操作者によって読み取
り動作開始が指示されると、ＣＰＵ２１は、装置のラン
プを点灯し原稿を照明する（＃１）。次に、スリット光
発光部１０が作動し、原稿上に複数のスリット光を照射
し（＃２）、予備スキャン動作が開始される（＃３）。
予備スキャンにおいて、スキャン機構２２を駆動しなが
ら、原稿台上の１ライン分の画像データを読み取り（＃
４）、１ライン毎（間引く場合は複数ライン毎）に検出
した各スリット光の位置データをＣＰＵ２１に取り込む
（＃５）。こうして、最終読み取りラインに達するま
で、読み取りと位置データの転送を繰り返し（＃６）、
原稿台領域すべての読み取りが終了したら、予備スキャ
ンを終わる（＃７）。

【００２７】ＣＰＵ２１は、予備スキャンで得られた複
数のスリット光の位置データをそれぞれ計算し、原稿の
高さを求め、また、原稿サイズを決定する（＃８）。本
スキャンの準備として、ＣＰＵ２１は得られた複数の高
さデータを分析し、確からしい高さデータを合成する
（＃９）。次に、本スキャン動作が開始される（＃１
０）。本スキャンでは、光学系を駆動し、原稿に焦点を
合わせながら、原稿画像を１ラインずつ読み取り（＃１
１）、原稿領域の読み取りが完了するまで走査読み取り
を繰り返す（＃１２）。読み取りが完了したら、本スキ
ャンを終了し（＃１３）、装置のランプ照明を消灯し
（＃１４）、一連の読み取り動作が完了する。

【００２８】上記＃９において、確からしい高さデータ
を合成する方法としては、例えば、複数のスリット光に
よる複数の高さデータの中から、最大と最小の値を除外
する等の重み付けをする方法や、複数の高さデータを平
均する方法がある。なお、複数のスリット光は、中心で
クロスするものの方が、ランダムにあるものに比べて基
準となるデータ量が少なくて済み、演算が容易となり、
望ましい。

【００２９】なお、本発明は上記実施の形態の構成に限
られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形
態では、スリット状の光を原稿に斜めから照射し、その
スリット画像を上方より撮像するものを示したが、逆
に、スリット状の光を原稿に上方から照射し、そのスリ
ット画像を斜めから撮像するものとしてもよい。また、
読み取り対象は、ブック原稿に限られず、種々の立体物
に適用可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の読み取り装置によ
れば、複数のスリット光を斜めから照射し、その中から
確からしい高さデータを抽出するようにしたので、読み
取り対象に高濃度領域などがあったとしても、誤りのな
い対象物高さ検出が可能となり、対象物を高精度に読み
取ることが可能となる。

【００３１】また、対象物のサイズを高精度に検出する
機能も得られ、対象物が原稿である場合は、その検出デ
ータを自動枠消しや自動傾き補正に使用することで、高
精度な画像読み取りも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る画像読み取り装置
の外観図。

【図２】 ブック原稿が原稿台上に設置されている様子
を示す図。

【図３】 スリット光照射例を示す図。

【図４】 従来のビーム光を用いる原稿高さ検出の方法
における苦手原稿の例を示す図。

【図５】 従来のビーム光を用いる原稿高さ検出の方法
における苦手原稿の例を示す図。

【図６】 斜め上方から照射した一つのスリット光を原
稿に照射した場合に主走査方向位置が高さによって異な
る様子を示す図。

【図７】 イメージセンサによる１ラインの読み取り出
力の主走査方向分布を示す図。

【図８】 本装置の回路ブロック構成図。

【図９】 本装置の原稿高さ検出を行う読み取り動作の
フローチャート。

【図１０】 従来の読み取り装置の外観図。

【符号の説明】

１ 原稿台 ２ スキャナーユニット（撮像手段） １０ スリット光発光部（スリット光照射手段） １２ 原稿（対象物） ２１ ＣＰＵ（演算手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA24 BB05 DD00 FF01 FF09 GG04 HH05 HH14 JJ03 JJ26 LL28 LL51 MM16 QQ42 UU01 5B047 AA30 BA02 BA10 BB02 BC04 BC11 BC14 BC23 CB22 DC09 5C072 AA01 BA04 CA03 DA01 EA05 LA12 RA04 UA13 VA06 WA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物載置台上に読み取り面を上に向け
   て載置された対象物をその上方から読み取る読み取り装
   置において、 複数の平行ではないスリット状の光を対象物に対して斜
   めから照射するスリット光照射手段と、 対象物をその上方から読み取る撮像手段と、 前記撮像手段による対象物の撮像画像から複数のスリッ
   ト状の光の位置情報を求め、それら位置情報から対象物
   の複数の高さデータを演算により求め、さらに、その複
   数の高さデータから確からしいデータを抽出する演算手
   段とを備えたことを特徴とする読み取り装置。
2. 【請求項２】 対象物載置台上に読み取り面を上に向け
   て載置された対象物をその上方から読み取る読み取り装
   置において、 複数の平行ではないスリット状の光を対象物に対して斜
   めから照射するスリット光照射手段と、 対象物をその上方から読み取る撮像手段と、 前記撮像手段による対象物の撮像画像から複数のスリッ
   ト状の光の位置情報を求め、それら位置情報から対象物
   の複数の高さデータを演算により求め、さらに、その複
   数の高さデータを平均して高さデータとする演算手段と
   を備えたことを特徴とする読み取り装置。
3. 【請求項３】 対象物台上に読み取り面を上に向けて載
   置された対象物をその上方から読み取る読み取り装置に
   おいて、 複数の平行ではないスリット状の光を対象物に対して上
   方から照射するスリット光照射手段と、 対象物を斜め上方から読み取るための光学系を有した撮
   像手段と、 前記撮像手段による対象物の撮像画像から複数のスリッ
   ト状の光の位置情報を求め、それら位置情報から対象物
   の立体形状を演算により求める演算手段とを備え、 前記撮像手段は、上記演算により求まった対象物の立体
   形状に応じて光学系を駆動し、焦点調整することを特徴
   とする読み取り装置。
4. 【請求項４】 前記対象物が本等の厚みがある原稿の場
   合、前記演算手段は、複数のスリット状の光の位置情報
   から原稿の高さデータを求めると共に、原稿のサイズ検
   出を行い、 前記により検出された原稿サイズデータを基に、原稿外
   の不要画像消去や原稿の傾き補正を含む画像処理を行う
   画像補正手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１
   乃至請求項３のいずれかに記載の読み取り装置。
5. 【請求項５】 前記スリット光照射手段は、中心で交差
   する複数のスリット状の光を照射することを特徴とする
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の読み取り装
   置。