JP2002016768A - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 前回の部分画像と現在の部分画像との撮像変
位を簡単な構成で検出し、部分画像間の重なり量を算出
することにより、合成時に必要な部分画像の重なり量を
適切に確保し、小型で経済性の高い画像入力装置を提供
すること。 【解決手段】 撮像体を、被写体上に略平行に非接触で
光学走査し、被写体上の画像を複数に分割した部分画像
として順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入力装
置において、前回の部分画像の入力時刻から現在の部分
画像の入力時刻間における前記撮像体の相対変位量ある
いは変位速度を検出する相対位置検出部３０と、相対位
置検出部３０による相対変位量あるいは変位速度から、
前回の部分画像と現在の部分画像との重なり量を算出す
る重なり量算出部３１と、重なり量算出部３１で算出さ
れた重なり量の大きさに応じて現在の部分画像の記録可
否を決定する画像記録決定部３２と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラや
非接触型ハンディスキャナなどの画像入力装置に関し、
より詳細には、走査中の部分画像間の重なり量が適当に
なるタイミングで取り込み、一枚の画像に合成する画像
入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今の携帯情報端末において、特にモバ
イルコンピュータにおける環境で、様々なドキュメント
を入力したいという要求が高まってきている。このドキ
ュメントは、Ａ４サイズの紙面から大判サイズのものま
で多様である。このような要求に対し、現状のフラッド
ベットスキャナでは、持ち運びが不可能であったり、大
判サイズの紙面の入力が不可能であるといった不具合が
あった。そこで、このような不具合を解消する方法が、
たとえば特開平１１−７３４９４号公報に開示されてい
る。上記公報では、入力装置を原稿面上に接触させて走
査し、複数の部分画像として原稿画像取り込み、後にそ
れらを合成し、原稿画像を再現している。しかしなが
ら、紙面上を接触させて走査する行為（操作）は、操作
性が悪いために、入力時間がかかってしまう問題点があ
る。
【０００３】一方、デジタルカメラを持ち運びのできる
スキャナとして利用することも考えられる。このような
技術は、たとえば特開平１１−９８４８５号公報に開示
されている。ここでは、原稿側に入力装置を配置し、そ
の入力装置で原稿の撮影を可能にし、特に斜め方向から
の撮影による歪みを除去している。しかし、この公報に
開示されている画像入力装置では、全体的に入力画像の
解像度が不足がちになると共に、入力装置の手前にある
部分と遠くにある部分とにおいて解像度が異なってしま
うという問題点があった。
【０００４】さて、デジタル撮像装置に高解像度化に伴
い、ここ数年においてはＣＣＤ撮像素子の画素数が格段
に向上しつつあるものの、細かい文字や模様を再現性よ
く撮影するにはまだ十分とはいえない。そこで、撮影対
象の一部を部分画像として撮影し、この部分画像を合成
することにより、あたかも、広い画角で高密度な画素を
有する撮像素子で撮影した画像と同等の画像を生成する
処理がおこなわれている。この部分画像の合成技術によ
って高精細な画像を生成する場合、部分画像を撮影する
ときに以下の点に注意をはらう必要がある。
【０００５】すなわち、それぞれの部分画像は、隣り合
う部分画像とオーバーラップする領域が必要となる。こ
のオーバーラップ領域の画像情報によって、各部分画像
の合成がおこなわれる。一般に、オーバーラップ領域が
大きいほど画像合成の精度は向上するが、その反面、撮
影すべき部分画像の枚数も増加し、画像合成における処
理時間も増大してしまうことになる。
【０００６】このように、部分画像を撮影する場合に
は、適当な画像枚数でオーバーラップ領域が確保される
ように撮影する必要がある。しかし、このような操作
は、撮影者に対してかなりのスキルと労力が要求され
る。そのため、このような不具合を解消するために、た
とえば特開平７−１０７３７９号公報の「静止画像撮像
装置」が開示されている。図において、符号１は被写体
の一部を撮像して順に画像データを出力する撮像部、符
号２は撮像部１の位置と姿勢とを測定して位置姿勢情報
を出力する撮像位置姿勢測定部、符号３は撮像部１から
順次送出されてくる画像データおよび撮像範囲情報と、
撮像位置姿勢測定部２から送出されてくる位置姿勢情報
とに基づいて、被写体上における各撮像画像の範囲を求
める画像選択部、符号４は以前に取り込まれた画像が格
納される内部メモリである。
【０００７】この静止画像撮像装置では、入力装置を原
稿上で手で保持し、撮像面を結像面上で機械的に移動さ
せ、各位置で撮像画面がオーバーラップ領域を有するよ
うに部分画像を自動的に撮影する。しかしながら、大判
サイズの紙面を入力することができず、かつ手振れの影
響を考慮しなければならず、その結果、オーバーラップ
領域を多めに取り込むことになる。
【０００８】そこで、原稿上を非接触で手で走査しなが
ら、最適なオーバーラップ量を確保した部分画像を取り
込む画像入力装置が特開平９−２６１５２０号公報に開
示されている。これは、図２０に示すように、入力装置
（撮像部１）の位置姿勢を測定し、この位置姿勢の測定
情報にしたがって原稿における現在の撮影範囲を算出
し、該算出結果から、前に撮影した画像とのオーバーラ
ップ量を推定することにより、走査中に適切なオーバー
ラップ量になった時点での画像の取り込みを実現してい
る。また、ここでは、入力画像における両画像のパター
ンマッチング（相互相関）によりオーバーラップ領域の
大きさを判定している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示されるような従来の特開平９−２６１５２０号公報の
画像入力装置にあっては、入力装置の被写体に対する６
自由度の姿勢角、位置を検出することが必要であり、こ
れら検出をおこなうには装置が大型化し、経済的にも高
価なものになってしまうため、携帯型の装置としては実
用的ではないという問題点があった。
【００１０】また、入力画像からパターンマッチングに
よりオーバーラップ領域の大きさを判定しているが、こ
のような処理を実現するには高速で画像を入力する必要
があるため、非常に高価な撮像素子を必要としたり、使
用できる環境が制限されるといった問題点があった。
【００１１】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、前回の部分画像と現在の部分画像との撮像変位を
簡単な構成で検出し、部分画像間の重なり量を算出する
ことにより、合成時に必要な部分画像の重なり量を適切
に確保し、小型で経済性の高い画像入力装置を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１にかかる画像入力装置にあっては、撮像
体を、被写体上に略平行に非接触で光学走査し、前記被
写体上の画像を複数に分割した部分画像として順次取り
込み、一枚の画像に合成する画像入力装置において、前
回の部分画像の入力時刻から現在の部分画像の入力時刻
間における前記撮像体の相対変位量あるいは変位速度を
検出する相対変位検出手段と、前記相対変位検出手段に
よる相対変位量あるいは変位速度から、前回の部分画像
と現在の部分画像との重なり量を算出する重なり量算出
手段と、前記重なり量算出手段で算出された重なり量の
大きさに応じて現在の部分画像の記録可否を決定する画
像記録決定手段と、を備えたものである。
【００１３】この発明によれば、撮像体が走査されて移
動した場合、その移動前後の相対位置として、少なくと
も撮像面に略平行な方向成分を検出し、該方向成分を用
いて前回取り込んだ部分画像と今回取り込んだ部分画像
との重なり量を算出し、その算出結果があらかじめ定め
た値より小さい場合に現在の部分画像を記録し、他方、
上記値より重なり量が大きい場合は記録をおこなわない
ようにすることにより、合成時に必要な重なり量を適切
に確保する装置を、従来のように被写体に対する６自由
度の位置姿勢を検出する装置構成に対し、簡単な構成で
実現可能となる。
【００１４】また、請求項２にかかる画像入力装置にあ
っては、撮像体を、被写体上に略平行に非接触で光学走
査し、前記被写体上の画像を複数に分割した部分画像と
して順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入力装置
において、前回の部分画像の入力時刻から現在の部分画
像の入力時刻間における前記撮像体に略平行方向で、互
いに略直交する２軸回りの回転角速度から、前記撮像体
の光軸の角度変位を検出する角度検出手段と、前記角度
検出手段による角度変位から、前回の部分画像と現在の
部分画像との重なり量を算出する重なり量算出手段と、
前記重なり量算出手段で算出された重なり量の大きさに
応じて現在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決
定手段と、を備えたものである。
【００１５】この発明によれば、撮像体が走査されて移
動した場合、その移動後の角度変位として、少なくとも
撮像体の光軸と略直交する２軸まわりの成分を検出し、
該検出値を用いて前回取り込んだ部分画像と今回取り込
んだ部分画像との重なり量を算出し、その算出結果があ
らかじめ定めた値より小さい場合に現在の部分画像を記
録し、他方、上記値より重なり量が大きい場合は記録し
ない、ことにより、回転の大きい操作者や使用環境であ
っても、合成時に必要な重なり量を適切に確保する装置
を、従来のように被写体に対する６自由度の位置姿勢検
出に対し、簡単な構成で実現可能となる。
【００１６】また、請求項３にかかる画像入力装置にあ
っては、撮像体を、被写体上に略平行に非接触で光学走
査し、前記被写体上の画像を複数に分割した部分画像と
して順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入力装置
において、前回の部分画像の入力時刻から現在の部分画
像の入力時刻間における前記撮像体に略平行方向で、互
いに略直交する２軸回りと光軸回りの回転角速度から、
前記撮像体の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前回の部
分画像の入力時刻から現在の部分画像の入力時刻間にお
ける前記撮像体の相対変位量あるいは変位速度を検出す
る相対変位検出手段と、前記相対変位検出手段による相
対変位量あるいは変位速度、および前記姿勢検出手段に
よる姿勢検出値から、前回の部分画像と現在の部分画像
との重なり量を算出する重なり量算出手段と、前記重な
り量算出手段で算出された重なり量の大きさに応じて現
在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決定手段
と、を備えたものである。
【００１７】この発明によれば、撮像体が走査されて移
動した場合、その移動後の角度変化あるいは相対位置の
情報を取得し、該取得した値を用いて前回取り込んだ部
分画像と今回取り込んだ部分画像との重なり量を算出
し、その算出結果があらかじめ定めた値より小さい場合
に現在の部分画像を記録し、他方、上記値より重なり量
が大きい場合は記録をおこなわないようにすることによ
り、画像入力時における回転の大きい操作者や使用環境
であっても、合成時に必要な重なり量を適切に確保する
装置を、従来のように被写体に対する６自由度の位置姿
勢を検出する装置構成に対し、簡単な構成で実現可能と
なる。
【００１８】また、請求項４にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、前記被写体と前記撮像体との距離を検
出する距離検出手段を備え、前記重なり量算出手段は、
前記距離検出手段で検出された前記被写体と前記撮像体
との距離を含めた情報を用い、前回の部分画像と現在の
部分画像との重なり量を算出するものである。
【００１９】この発明によれば、たとえば、赤外線ビー
ムによる三角測量によって被写体と撮像体との距離を検
出し、該検出値を請求項１〜３の何れかの重なり量算出
用のパラメータに付加し、部分画像の重なり量を算出す
ることにより、請求項１〜３の装置に対し、さらに正確
な合成時に必要な重なり量の確保が可能になる。
【００２０】また、請求項５にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、前記被写体の面傾きを検出する傾き検
出手段を備え、前記重なり量算出手段は、前記傾き検出
手段で検出された前記被写体の面傾き値を含めた情報を
用い、前回の部分画像と現在の部分画像との重なり量を
算出するものである。
【００２１】この発明によれば、被写体面の傾きを検出
することにより、該検出値を請求項１〜４の何れかの重
なり量算出用のパラメータに付加し、部分画像の重なり
量を算出することにより、請求項１〜４の装置に対し、
さらに正確な合成時に必要な重なり量の確保が可能にな
る。
【００２２】また、請求項６にかかる画像入力装置にあ
っては、撮像体を、被写体上に非接触で光学走査し、前
記被写体上の画像を複数に分割した部分画像として順次
取り込み、一枚の画像に合成する画像入力装置におい
て、前記撮像体の水平方向および垂直方向の移動量を検
出するための複数のラインセンサと、前回の部分画像の
入力時刻から現在の部分画像の入力時刻間における前記
ラインセンサの入力波形から移動量を求め、該移動量を
用いて前回の部分画像と現在の部分画像との重なり量を
算出する重なり量算出手段と、前記重なり量算出手段で
算出された重なり量の大きさに応じて現在の部分画像の
記録可否を決定する画像記録決定手段と、を備えたもの
である。
【００２３】この発明によれば、撮像体の水平方向およ
び垂直方向の移動量を互いに直交する位置に配置したラ
インセンサの出力値から求めることにより、上記請求項
の姿勢検出や移動検出が不要になると共に、撮像体の移
動に伴う姿勢や位置の検出が正確におこなわれる。
【００２４】また、請求項７にかかる画像入力装置にあ
っては、被写体上に非接触で光学走査し、前記被写体上
の画像を部分画像として撮像する第１の撮像手段を有
し、前記部分画像を一枚の画像に合成する画像入力装置
において、走査中の画像を連続的に撮像する第２の撮像
手段と、前記第１の撮像手段で撮像した部分画像間の重
なり量を、前記第２の撮像手段で撮像した画像から算出
する重なり量算出手段と、前記重なり量算出手段で算出
された重なり量の大きさに応じて現在の部分画像の記録
可否を決定する画像記録決定手段と、を備えたものであ
る。
【００２５】この発明によれば、たとえば、高速エリア
センサなどの第２の撮像手段を設けることにより、姿勢
検出や移動検出が不要になると共に、重なり量を算出す
るために用いる画像を撮像する画像センサ（第２の撮像
手段）を、部分画像の撮像に用いる画像センサ（第１の
撮像手段）とは別に設けることにより、高解像度が必要
な画像には第１の撮像手段、高速撮像には第２の撮像手
段というような使い分けが可能になる。
【００２６】また、請求項８にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、前回の部分画像を入力した時刻からの
経過時間を計時する計時手段を備え、前記画像記録決定
手段は、前記計時手段による経過時間を含む情報を用い
て現在の部分画像の記録可否を決定するものである。
【００２７】この発明によれば、請求項１〜７のいずれ
か一つに記載の画像入力装置において、計時手段によ
り、前回の部分画像を入力した時刻からの経過時間を計
時し、その値を用いて重なり量を算出することにより、
各センサがノイズなど何らかの原因で良好な検出ができ
ない場合などが発生した場合、特に有効となる。
【００２８】また、請求項９にかかる画像入力装置にあ
っては、撮像体を、被写体上に非接触で光学走査し、前
記被写体上の画像を複数に分割した部分画像として順次
取り込み、一枚の画像に合成する画像入力装置におい
て、前回の部分画像を入力した時刻からの経過時間を計
時する計時手段と、前記計時手段による経過時間にした
がって現在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決
定手段と、を備えたものである。
【００２９】この発明によれば、姿勢検出手段などの特
別な手段によらず、前回の部分画像を入力した時刻から
の経過時間を計時する計時手段を設け、該計時手段の出
力値に応じ、重なり量を確保しながら分割画像の入力が
可能になる。
【００３０】また、請求項１０にかかる画像入力装置に
あっては、前記画像記録決定手段は、画像入力装置の移
動量が一定値以上である場合、画像入力をおこなわない
ものである。
【００３１】この発明によれば、画像入力装置が、あら
かじめ設定された移動量以上である場合は画像の取り込
みをおこなわないようにし、移動量が大きいことに起因
するぶれ画像の取り込みを回避する。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像入力装
置の好適な実施の形態に突いて添付図面を参照し、詳細
に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定され
るものではない。
【００３３】図１は、本発明の実施の形態にかかる画像
入力装置の基本構成を示すブロック図である。図におい
て、符号１０は被写体像を取り込んで撮像素子に結像さ
せるレンズ、符号１１はＣＣＤなどを用い、レンズ１０
によって結像された被写体像の画像信号を得る撮像素
子、符号１２は撮像素子１１から送出された画像信号
（アナログ値）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器、符号１３はＡ／Ｄ変換器１２によってデジタル値に
変換された画像信号に対し、各種の補正処理や圧縮処理
を行うＭＰＵ、符号１４はＭＰＵ１３で処理された画像
を格納する画像メモリ、符号１５はＬＣＤなどの表示パ
ネルで構成され、画像メモリ１４に格納され直前の画像
や画像メモリ１４に格納されている画像が表示される表
示装置、符号１６は画像取り込み操作や電源のＯＮ／Ｏ
ＦＦなどをおこなう操作部、符号１７は画像取り込み時
に用いるスイッチである。なお、上述した構成要素の他
に、必要に応じて、フォーカシング用の測距センサ、ズ
ーム倍率の設定機構、各種モードの設定機構などを設け
てもよい。
【００３４】つぎに、以上のように構成された画像入力
装置の動作について説明する。図２は、画像取り込み〜
合成処理までの操作および処理を示すフローチャートで
ある。図３は、画像入力装置による撮像操作の状態を示
す説明図である。図４は、取り込まれる画像の状態を示
す説明図である。
【００３５】まず、図３に示すように、操作者は画像入
力装置２１を手にもち、文書原稿、新聞紙面、パネルな
どの画像情報として入力対象の被写体２０に対し、スイ
ッチ１７をＯＮし（ステップＳ１１）、そのＯＮ状態の
まま被写体２０の上を非接触に走査する。この走査中
に、所定のタイミングで被写体画像を複数に分割した画
像に相当する部分画像を取り込む（ステップＳ１２）。
その後、スイッチ１７をＯＦＦとし（ステップＳ１
３）、合成処理をおこなう（ステップＳ１４）。
【００３６】すなわち、上述の画像取り込みにおいて、
たとえば図４に示す（ａ）〜（ｄ）の順に画像が取り込
まれた場合には、これらを合成することにより、被写体
２０の全画像あるいは必要部分を、被写体２０と同様に
高精細で広範囲な一枚の画像として生成する。なお、こ
の画像合成は、画像入力装置２１本体内でおこなっても
よく、また、部分画像をパーソナルコンピュータなどに
転送し、パーソナルコンピュータ上でおこなってもよ
い。また、画像取り込みのための操作方法は上述した例
に限らず、たとえば、スイッチ１７を設けずに走査を開
始した場合に自動的に画像取り込みを開始してもよい。
【００３７】つぎに、部分画像の合成方法について説明
する。図５は、本発明の実施の形態にかかる部分画像の
合成手順を示すフローチャートである。図６は、部分画
像Ｐ（１）、Ｐ（２）およびＰ（１）の特徴点に対応す
る対応点抽出例を示す説明図である。
【００３８】ここで、部分画像をＰ（ｉ）（ｉ＝１〜
Ｎ）とし、部分画像は全部でＮ枚とする。まず、図６
（ａ）に示すように、部分画像Ｐ（１）、ｉ＝１をロー
ドし（ステップＳ２１）、部分画像Ｐ（１）から特徴点
を自動的に抽出する（ステップＳ２２）。このとき、部
分画像Ｐ（１）が図６（ａ）とした場合、丸印で囲んだ
ようなコーナー部分６０〜６６を特徴点として抽出する
ことが好ましい。このような特徴点は、微分フィルタな
どを用いて抽出することができる。
【００３９】続いて、部分画像Ｐ（１）に隣接する部分
画像Ｐ（２）、（ｉ＋１）をロードし（ステップＳ２
３）、部分画像Ｐ（１）の特徴点に対応する対応点を抽
出する（ステップＳ２４）。この部分画像Ｐ（２）を図
６（ｂ）とした場合、特徴点６０〜６６に対応する対応
点６０’〜６６’が抽出される。このような対応点抽出
は、Ｐ（１）上の各特徴点を中心とする小画像領域の、
Ｐ（２）上で相関値を求め、その相関が極大となる領域
の中心を対応点として抽出すればよい。
【００４０】続いて、後述する射影変換パラメータを算
出し（ステップＳ２５）、これら特徴点と対応点の関係
からＰ（１）、Ｐ（２）を合成し一枚の画像を生成する
（ステップＳ２６）。この２つの画像の合成処理例につ
いて以下に説明する。
【００４１】Ｐ（１）上のある点の座標を（ｘ，ｙ）と
し、それに対応するＰ（２）上の座標を（ｘ’，ｙ’）
とする。被写体が紙面や壁などの平面であったり、遠方
の物体である場合、下記式（１）の関係が成り立つ。
【００４２】
【数１】
【００４３】なお、（１）式におけるｈ０〜ｈ７は射影
変換パラメータと呼ばれるものであり、２つの画像間に
固有の定数である。したがって、特徴点と対応点のペア
が４組以上あれば、この射影変換パラメータが求まる。
一般に、画像にはノイズが含まれているので、数十個の
ペアを用い、最小自乗法でこの射影変換パラメータを算
出する。
【００４４】このように射影変換パラメータが算出され
ると、上記式（１）を用いることにより、Ｐ（２）のす
べての画素が、Ｐ（１）上のどの位置に配置されるかが
計算される。よって、Ｐ（１）とＰ（２）は合成され一
枚の画像（これを新たにＰ（１）とする）になる。以上
の処理を、すべての部分画像が一枚の画像として合成さ
れるまで同様の計算処理を繰り返し実行する。すなわ
ち、ｉを一つインクリメントし（ステップＳ２７）、ｉ
がＮとなるまで（ステップＳ２８）になるまで同様の処
理を実行する。
【００４５】すなわち、図４に示したような部分画像の
例では、図７の（ａ）から（ｃ）に示すように、４枚の
画像が順次生成され，一枚の合成画像が生成され、広範
囲で高精細な画像の生成が可能となる。
【００４６】つぎに、部分画像間のオーバーラップ領域
を適切な量だけ確保するために、所定のタイミングで部
分画像を取り込む装置の構成および動作の具体例を挙げ
て説明する。
【００４７】（実施の形態１）図８は、本発明の実施の
形態１にかかる画像入力装置の構成を示すブロック図で
ある。図において、符号３０は画像入力装置の、ある時
刻間での相対位置を検出する相対位置検出部、符号３１
は相対位置検出部３０の検出値から部分画像間の重なり
量（オーバーラップ領域）を検出する重なり量算出部、
符号３２は重なり量算出部３１で算出された重なり量か
ら現部分画像の記録可否を決定する画像記録決定部であ
る。なお、他の構成要素は図１と同様であるので同一符
号を付しその説明は省略する。
【００４８】相対位置検出部３０は、たとえば、撮像面
に対して略平行な方向で、互いに略直交する加速度を検
出する加速度センサと積分回路より構成されている。加
速度センサとしては、たとえば、小型で安価な圧電式加
速度センサを用いる。
【００４９】ここで、前回、部分画像を取り込んだ時刻
をｔとすると、相対位置検出部３０により、現時刻ｔ＋
Δｔにおける時刻ｔとの相対位置が検出可能になる。加
速度値から相対位置を検出する場合、２回積分して計算
するが、積分定数（初期速度）が不明である。しかし、
画像取り込み開始時の速度が０と仮定することができる
ので、積分定数を０として計算する。
【００５０】図９は、本発明の実施の形態１にかかる画
像入力装置の重なり量検出例を示す説明図である。図９
において、符号４０は図８で示した機能要素を含む画像
入力装置、符号４１は被写体面である。
【００５１】ここで、画像入力装置４０がｘ方向にｄｘ
だけ相対位置が変位したとする。また、画像入力装置４
０の撮像面と被写体面４１とは平行であると仮定する。
さらに、画像入力装置４０の被写体面４１までの距離を
ｌと仮定する。この距離ｌは操作者が被写体を入力する
ときの最近接値に設定することが望ましい。
【００５２】画像入力装置４０のｘ方向の画角を２×θ
ｘとすると、部分画像がオーバーラップする領域の長さ
ｐｘ１は次式で表される。 ｐｘ１＝２ｌｔａｎθｘ−ｄｘ ・・・（２） 同様に、画像面に平行でｘ方向と直交するｙ方向におい
て、部分画像がオーバーラップする領域の長さｐｙ１は
次式で表される。 ｐｙ１＝２ｌｔａｎθｙ−ｄｙ ・・・（３） ただし、画像入力装置４０のｙ方向への相対変位量をｄ
ｙ、ｙ方向の画角を２×θｘとする。このような、ｐｘ
１およびｐｙ１の算出が重なり量算出部３１でおこなわ
れる。
【００５３】その後、この算出されたｐｘ１およびｐｙ
１は、画像記録決定部３２において所定のしきい値ｔ
ｘ、ｔｙと比較される。このとき、ｐｘ１＜ｔｘあるい
はｐｙ１＜ｔｙになると、画像記録信号をＭＰＵ１３に
送信し、画像の取り込みがおこなわれる。画像が取り込
まれると、隣接するつぎの新たな画像を取り込むべく、
再びこの位置を基準としてｐｘ１およびｐｙ１が算出さ
れ、画像記録の要否が判定される。なお、上述した重な
り量算出部３１、画像記録決定部３２は、ＭＰＵ１３内
のソフトウェアによって実現することもできる。
【００５４】したがって、この実施の形態１によれば、
相対位置検出部３０で画像入力装置の相対位置の、少な
くとも撮像面に略平行な方向成分を検出し、重なり量算
出部３１によって走査中の画像入力装置が入力できる部
分画像の、これまでに入力した部分画像の少なくとも一
枚との重なり量を姿勢検出値と移動速度から算出し、そ
の重なり量から現部分画像を記録要否を画像記録決定部
３２で決定することにより、従来のように被写体に対す
る６自由度の位置姿勢検出をおこなう装置構成に対し、
合成時に必要な重なり量を、小型で安価な構成で確保す
ることができる。
【００５５】（実施の形態２）図１０は、本発明の実施
の形態２にかかる画像入力装置の構成を示すブロック図
である。図において、符号５０は画像入力装置の、ある
時刻間での角度変化を検出する角度検出部、符号５１は
角度検出部５０の検出値から部分画像間の重なり量（オ
ーバーラップ領域）を検出する重なり量算出部、符号５
２は重なり量算出部５１で算出された重なり量から現部
分画像の記録可否を決定する画像記録決定部である。な
お、他の構成要素は図１と同様であるので同一符号を付
しその説明は省略する。
【００５６】角度検出部５０は、たとえば、撮像面に略
平行な方向で、互いに略直交する２軸回りの回転角速度
を検出するジャイロセンサと積分回路より構成されてい
る。ジャイロセンサとしては、たとえば、物体の運動を
コリオリの力で検出し、正三角柱の振動を音叉の振動数
と等しい振動トルクに変換し、回転角速度を電圧の変位
量として取り出す圧電振動ジャイロセンサを用いる。角
速度から角度変化を検出する場合、１回積分にて計算す
る。前回、部分画像を取り込んだ時刻をｔとすると、こ
の角度検出部５０により、現時刻ｔ＋Δｔにおける時刻
ｔとの角度変化を検出することができる。
【００５７】これ以外にも、加速度センサと磁気センサ
を用いて絶対角度を検出し、角度変化を計算してもよ
い。磁気センサとしては、半導体ホール素子、半導体磁
気抵抗素子、磁性体磁気抵抗素子、磁気誘導型磁気セン
サといったものを用いる。
【００５８】図１１は、本発明の実施の形態２にかかる
画像入力装置の重なり量検出例を示す説明図である。図
において、符号７０は図１０のごとく構成された画像入
力装置、符号７１は被写体面である。
【００５９】ここで、画像入力装置７０がｙ軸まわりに
φｙだけ角度変化したとする。また、ｘ軸、ｙ軸は撮像
面に平行で、画像入力装置７０の光学中心を通り、互い
に直交する軸とする。さらに、画像入力装置７０の被写
体面７１の距離をｌ、時刻ｔでの画像入力装置７０の位
置に対する時刻ｔ＋Δｔでの相対位置を（ｅｘ，ｅｙ）
と仮定する。距離ｌは操作者が被写体を入力するときの
最近接値に設定することが望ましく、また、（ｅｘ，ｅ
ｙ）は（０，０）としてもよい。
【００６０】画像入力装置７０のｘ方向の画角を２×θ
ｘとすると、部分画像がオーバーラップする領域のｘ方
向の長さｐｘ２は次式で与えられる。 ｐｘ２＝ｌｔａｎθｘ＋ｌｔａｎ（θｘ＋φｙ）−ｅｘ ・・・（４） 同様に、部分画像がオーバーラップする領域のｙ方向の
長さｐｙ２は次式であわわされる。 ｐｙ２＝ｌｔａｎθｙ＋ｌｔａｎ（θｙ＋φｘ）−ｅｙ ・・・（５） ただし、画像入力装置７０のｙ方向の画角を２×θｙと
する。このようなｐｘ２、ｐｙ２の算出が重なり量算出
部５１でおこなわれる。
【００６１】その後、上記ｐｘ２、ｐｙ２は、画像記録
決定部５２で所定のしきい値ｔｘ、ｔｙと比較される。
そして、ｐｘ２＜ｔｘあるいはｐｙ２＜ｔｙになると、
画像記録信号をＭＰＵ１３に送信し、画像が取り込まれ
る。
【００６２】画像が取り込まれると、隣接するつぎの新
たな画像を取り込むべく、再びこの位置を基準としてｐ
ｘ２、ｐｙ２を算出し、画像記録の要否を判定する。な
お、上述した重なり量算出部５１、画像記録決定部５２
は、ＭＰＵ１３内のソフトウェアによって実現すること
もできる。また、この実施の形態においては、画像入力
装置７０の撮像面と被写体面７１は、時刻ｔにおいて平
行であると仮定したが、最初の部分画像Ｐ（１）が取り
込まれるときの時刻において平行と仮定し、角度変化を
算出してもよい。
【００６３】したがって、この実施の形態２によれば、
角度検出部５０によって画像入力装置７０の回転角の、
少なくとも光軸と略直交し互いに略直交する２軸まわり
の成分を検出し、重なり量算出部５１によって、走査中
の画像入力装置７０が入力できる部分画像の、これまで
に入力した部分画像の少なくとも一枚との重なり量を、
角速度から算出し、その重なり量から現部分画像を記録
要否を画像記録決定部５２で決定することにより、画像
入力装置が、回転の大きい操作者や使用環境において、
従来よりも小型で安価な構成で、合成時に必要な重なり
領域を確保することができる。
【００６４】（実施の形態３）図１２は、本発明の実施
の形態３にかかる画像入力装置の構成を示すブロック図
である。図において、符号８０は画像入力装置の、ある
時刻間での姿勢角度変化を検出する角度検出部、符号８
１は画像入力装置の、ある時刻間での相対位置を検出す
る相対位置検出部、符号８２は角度検出部８０の検出値
あるいは相対位置検出部８１の検出値から部分画像間の
重なり量（オーバーラップ領域）を検出する重なり量算
出部、符号８３は重なり量算出部８２で算出された重な
り量から現部分画像の記録可否を決定する画像記録決定
部である。なお、他の構成要素は図１と同様であるので
同一符号を付しその説明は省略する。
【００６５】角度検出部８０は、たとえば、撮像面に略
平行な方向で、互いに略直交する２軸回りの回転角速度
を検出するジャイロセンサと積分回路より構成されてい
る。角速度から角度変化を検出する場合、１回積分にて
計算する。相対位置検出部８１は、たとえば撮像面に略
平行な方向で、互いに略直交する加速度を検出する加速
度センサと積分回路より構成されている。
【００６６】加速度値から相対位置を検出する場合、２
回積分にて計算するが、積分定数（初期速度）が不明で
ある。しかし、画像取り込み開始時の速度が０と仮定す
ることができるので、積分定数を０として計算する。ま
た、加速度値に重力成分が混入する。しかし、画像取り
込み開始時の走査による加速度が０ならば、そのときの
加速度値が重力によるものとなる。
【００６７】ここで時刻０を画像取り込み開始時とし、
そのときの加速度センサの値を次式であらわす。
【００６８】
【数２】
【００６９】つぎに、時刻ｔにおいて加速度センサで得
られた値を次式であらわす。
【００７０】
【数３】
【００７１】角度検出部８０によって時刻ｔにおける時
刻０に対する回転角度変位は検出することができる。こ
の３軸回転行列をＲとすると、時刻ｔにおける重力方向
は次式であらわされる。
【００７２】
【数４】
【００７３】そこで、時刻ｔにおいて走査による加速度
成分は、次式であらわされる。
【００７４】
【数５】
【００７５】これらにより、前回、部分画像を取り込ん
だ時刻をｔとすると、現時刻ｔ＋Δｔにおける時刻ｔと
の相対位置、角度変化を検出することができる。
【００７６】図１３は、本発明の実施の形態３にかかる
画像入力装置の重なり量検出例を示す説明図である。図
において、符号９０は図１２のごとく構成された画像入
力装置、符号９１は被写体面である。
【００７７】ここで、画像入力装置９０がｙ軸まわりに
φｙだけ角度変化したとする。また、画像入力装置９０
の相対位置を（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）とする。ｘ軸、ｙ軸
は撮像面に平行で、画像入力装置９０の光学中心を通
り、互いに直交する軸とする。画像入力装置９０の撮像
面と被写体面９１は、時刻ｔにおいて平行であると仮定
する。また、画像入力装置９０の被写体までの距離をｌ
と仮定する。距離ｌは操作者が被写体を入力するときの
最近接値を設定することが望ましい。
【００７８】画像入力装置９０のｘ方向の画角を２×θ
ｘとすると、部分画像がオーバーラップする領域のｘ方
向の長さｐｘ３は式（６）であらわされる。 ｐｘ３＝ｌｔａｎθｘ＋ｌｔａｎ（θｘ＋φｙ）−ｄｘ ・・・（６） 同様に、部分画像がオーバーラップする領域のｙ方向の
長さｐｙ３は式（７）であらわされる。 ｐｙ３＝ｌｔａｎθｙ＋ｌｔａｎ（θｙ＋φｘ）−ｄｙ ・・・（７）
【００７９】ただし、画像入力装置９０のｙ方向の２×
θｙとする。このようなｐｘ３、ｐｙ３の算出が重なり
量算出部８２でおこなわれる。その後、上記ｐｘ３、ｐ
ｙ３は、画像記録決定部８３で所定のしきい値ｔｘ、ｔ
ｙと比較される。そして、ｐｘ３＜ｔｘあるいはｐｙ３
＜ｔｙになると、画像記録信号をＭＰＵ１３に送信し、
画像が取り込まれる。
【００８０】画像が取り込まれると、隣接するつぎの新
たな画像を取り込むべく、再びこの位置を基準としてｐ
ｘ２、ｐｙ２を算出し、画像記録の要否を判定する。な
お、上述した重なり量算出部８２、画像記録決定部８３
は、ＭＰＵ１３内のソフトウェアによって実現すること
もできる。また、この実施の形態においては、画像入力
装置９０の撮像面と被写体面９１は、時刻ｔにおいて平
行であると仮定したが、最初の部分画像Ｐ（１）が取り
込まれるときの時刻において平行と仮定し、角度変化を
算出してもよい。
【００８１】したがって、この実施の形態３によれば、
角度検出部８０によって画像入力装置の姿勢を検出する
と共に、相対位置検出部８１によって画像入力装置の相
対位置を検出し、重なり量算出部８２により走査中の画
像入力装置が入力できる部分画像の、これまでに入力し
た部分画像の少なくとも一枚の重なり量を、姿勢検出と
移動速度から算出し、その重なり量から現部分画像の記
録要否を画像記録決定部８３で決定することにより、さ
らに信頼性の高い装置が、小型で低コストで実現するこ
とができる。
【００８２】（実施の形態４）この実施の形態４では、
前述した実施の形態１から３の何れかにおいて、画像入
力装置の略光軸方向の、被写体との距離を計測する測距
センサを設ける。すなわち、図８、図１０または図１２
の構成において、ＭＰＵ１３に測距センサを接続する。
図１４は、図８、図１０または図１２の構成に測距セン
サ１０１を付加した画像入力装置１００における重なり
量検出例を示す説明図である。図において、符号１００
は画像入力装置、符号１０１は測距センサ１０１、符号
１０２は被写体面である。
【００８３】この測距センサ１０１は、測距センサ１０
１としては、超音波方式、光学方式、渦電流方式のいず
れであってもよい。たとえば、赤外線ビームの散乱光を
検出して三角測量で距離を計算するなどのアクティブな
方式でもよいし、焦点距離から求めるパッシブな欲しき
であってもよい。あるいは測距センサ１０１としてオー
トフォーカスに用いる機能を兼用してもよい。
【００８４】ここで、図１４に示すように、画像入力装
置１００が左の位置から右の位置に移動したとする。左
の位置における測距センサ１０１で得られた距離情報を
ｌ１、右に移動したときに測距センサ１０１で得られた
距離情報をｌ２とする。この場合、実施の形態１で示し
たｐｘ１、ｐｙ１は、式（８）であらわされる。 ｐｘ１＝（ｌ１＋ｌ２）ｔａｎθｘ−ｄｘ ・・・（８） ｐｙ１＝（ｌ１＋ｌ２）ｔａｎθｙ−ｄｙ
【００８５】また、実施の形態２でｐｘ２、ｐｙ２は、
式（９）であらわされる。 ｐｘ２＝ｌ１ｔａｎθｘ＋ｌ２ｓｉｎ（θｘ＋φｙ）−ｅｘ ・・・（９） ｐｙ２＝ｌ１ｔａｎθｙ＋ｌ２ｓｉｎ（θｙ＋φｘ）−ｅｙ
【００８６】また、実施の形態２でｐｘ３、ｐｙ３は、
式（１０）であらわされる。 ｐｘ３＝ｌ１ｔａｎθｘ＋ｌ２ｓｉｎ（θｘ＋φｙ）−ｄｘ ・・・（１０） ｐｙ３＝ｌ１ｔａｎθｙ＋ｌ２ｓｉｎ（θｙ＋φｘ）−ｄｙ
【００８７】したがって、この実施の形態４によれば、
実施の形態１〜３の画像入力装置に被写体との距離を検
出する測距センサ１０１を設け、重なり量検出部が、測
距センサ１０１による距離情報を用いて部分画像間の重
なり量を検出することにより、さらに正確に、合成時に
必要な重なり領域を確保することができる。
【００８８】（実施の形態５）この実施の形態５では、
前述した実施の形態１〜４において、被写体の傾きを検
出し、それを重なり量算出に用いる。被写体の傾きを検
出する場合、画像入力装置から互いに平行ではない少な
くとも３方向の、被写体との距離を計測する測距センサ
（図１４において測距センサ１０１を互いに平行ではな
い３方向に設置する）を設ける。この場合、少なくとも
３方向の距離が分かれば、被写体面の画像入力装置に対
する法線ベクトル（ａ，ｂ，ｃ）を算出することができ
る。
【００８９】被写体面に平行で互いに直交する軸をｘ
軸、ｙ軸とすると、被写体に対する画像入力装置の傾
き、すなわちｘ軸まわり、ｙ軸まわりの回転角ψｘ，ψ
ｙを、式（１１）により求める。
【００９０】
【数６】
【００９１】上記式により、式（８）〜（１０）はそれ
ぞれ式（１２）〜１４）で表現される。 ｐｘ１＝（ｌ１＋ｌ２）ｔａｎ（θｘ＋ψｙ）−ｄｘ ｐｙ１＝（ｌ１＋ｌ２）ｔａｎ（θｙ＋ψｘ）−ｄｙ 上記２つが式（１２） ｐｘ２＝ｌ１ｔａｎ（θｘ＋ψｙ）＋ｌ２ｓｉｎ（θｘ＋ψｙ＋φｙ）−ｅｘ ｐｙ２＝ｌ１ｔａｎ（θｙ＋ψｘ）＋ｌ２ｓｉｎ（θｙ＋ψｘ＋φｘ）−ｅｙ 上記２つが式（１３） ｐｘ３＝ｌ１ｔａｎ（θｘ＋ψｙ）＋ｌ２ｓｉｎ（θｘ＋ψｙ＋φｙ）−ｄｘ ｐｙ３＝ｌ１ｔａｎ（θｙ＋ψｘ）＋ｌ２ｓｉｎ（θｙ＋ψｘ＋φｘ）−ｄｙ 上記２つが式（１４）
【００９２】したがって、この実施の形態５によれば、
実施の形態１から３において、被写体との距離を検出
し、重なり量検出部がこの距離を用いて重なり量を算出
することにより、画像入力装置側の位置姿勢に関する情
報だけでなく、被写体の姿勢に関する情報も入力される
ので、さらに正確に合成時に必要な重なり領域を確保す
ることができる。
【００９３】（実施の形態６）図１５は、本発明の実施
の形態６にかかる画像入力装置の構成を示すブロック図
である。図において、符号１１０は被写体の垂直方向の
移動量を測定するラインセンサ、符号１１１は被写体の
水平方向の移動量を測定するラインセンサ、符号１１２
はラインセンサ１１０，１１１の出力値から部分画像間
の重なり量を算出する重なり量算出部、符号１１３は重
なり量算出部１１２による重なり量から現部分画像を記
録するか否かを決定する画像記録決定部である。なお、
他の構成要素は図１と同様であるので同一符号を付しそ
の説明は省略する。
【００９４】このように、ラインセンサ１１０とライン
センサ１１１とは略直交する関係に配置されている。図
１６はラインセンサの時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔの出力関係
を示す説明図である。図１６の（ａ）に示すように、前
回、部分画像を取り込んだ時刻ｔにおけるラインセンサ
１１０，１１１の入力波形と、（ｂ）に示すように、現
時刻ｔ＋Δｔにおける入力波形から、重なり量算出部１
１２が部分画像の移動量を算出する。ここで、ラインセ
ンサ１１０，１１１それぞれの移動量をｐｘ，ｐｙとす
る。この移動量は、画像記録決定部１１３において、所
定のしきい値ｔｘ，ｔｙと比較される。
【００９５】上記画像記録決定部１１３による比較の結
果が、ｐｘ＜ｔｘあるいはｐｙ＜ｔｙになった場合、画
像記録信号をＭＰＵ１３に送信し、部分画像の取り込み
が行われる。部分画像が取り込まれると、隣接するつぎ
の新たな部分画像を取り込むべく、再びこの位置でのラ
インセンサ１１０，１１１それぞれの値を基準とし、重
なり量算出部１１２によってｐｘ，ｐｙを算出し、画像
記録決定部１１３によって画像記録の要否を判定する。
なお、重なり量算出部１１２、画像記録決定部１１３は
ＭＰＵ１３内のソフトウェアとして実現してもよい。
【００９６】このように、互いに直交するラインセンサ
１１０，１１１を配置し、走査中の画像入力装置が入力
できる部分画像の、これまでに入力した部分画像の少な
くとも一枚の重なり量を、ラインセンサ１１０，１１１
の移動量から算出し、現部分画像の記録可否を決定する
ことにより、精度および信頼性の面で不安な画像入力装
置の姿勢検出や移動速度検出を行う必要がなくなる。
【００９７】（実施の形態７）図１７は、本発明の実施
の形態７にかかる画像入力装置の構成を示すブロック図
である。図において、符号１２０は撮像素子１１とほぼ
同じ領域の画像を高速に取り込む高速エリアセンサ、符
号１２１は高速エリアセンサ１２０で取り込んだ部分画
像の重なり量を検出する重なり量検出部、符号１２２は
重なり量算出部１２１による重なり量から現部分画像を
記録するか否かを決定する画像記録決定部である。な
お、他の構成要素は図１と同様であるので同一符号を付
しその説明は省略する。
【００９８】以上の構成において、まず、高速エリアセ
ンサ１２０で撮像素子１１とほぼ同一領域の画像を入力
する。そして、前回、部分画像を取り込んだ時刻ｔにお
ける高速エリアセンサ１２０への入力画像と、現時刻ｔ
＋Δｔにおける高速エリアセンサ１２０への入力画像の
重なり量を、重なり量算出部１２１で算出する。
【００９９】この重なり量の算出方法は、両画像での相
互相関を求め、最大値を示す位置から両者の重なり領域
の大きさを求めればよい。たとえば、図１８に示すよう
に、時刻ｔでの取得画像と時刻ｔ＋Δｔでの取得画像と
が重なっていると算出された場合、ｐｘ，ｐｙを求め
る。そして、これらの値を用い、画像記録決定部１２２
で所定のしきい値ｔｘ，ｔｙと比較する。
【０１００】そして、上記画像記録決定部１２２による
比較の結果が、ｐｘ＜ｔｘあるいはｐｙ＜ｔｙになった
場合、画像記録信号をＭＰＵ１３に送信し、部分画像の
取り込みが行われる。部分画像が取り込まれると、隣接
するつぎの新たな部分画像を取り込むべく、再びこの位
置でのラインセンサ１１０，１１１それぞれの値を基準
とし、重なり量算出部１２１によってｐｘ，ｐｙを算出
し、画像記録決定部１２２によって画像記録の要否を判
定する。なお、重なり量算出部１２１、画像記録決定部
１２２はＭＰＵ１３内のソフトウェアとして実現しても
よい。
【０１０１】このように、走査中の画像を連続的に撮像
する高速エリアセンサ１２０を設け、走査中の画像入力
装置が撮像素子１１で撮像できる部分画像の少なくとも
一枚の重なり量を高速エリアセンサ１２０で撮像された
画像から算出し、現部分画像の記録可否を決定すること
により、精度および信頼性の面で不安な画像入力装置の
姿勢検出や移動速度検出を行う必要がなくなる。また、
重なり量を検出するために用いる高速エリアセンサ１２
０を、分割画像の撮像に用いる撮像素子１１とは別に設
けることにより、高解像度が必要な分割画像の撮像には
通常の撮像素子１１を用い、他方、高速読み出しが必要
な重なり量算出用の撮像には高速で低画素数の高速エリ
アセンサ１２０を用いる、というような選択的なモード
が実現し、従来の装置に対しても経済的で、かつ機能向
上を図ることができる。
【０１０２】（実施の形態８）図１９は、本発明の実施
の形態８にかかる画像入力装置の構成を示すブロック図
である。図において、符号１３０は前回の部分画像を取
り込んだときからの時間を計時するタイマ、符号１３１
はタイマ１３０による計時から現部分画像を記録するか
否かを決定する画像記録決定部である。なお、他の構成
要素は図１と同様であるので同一符号を付しその説明は
省略する。
【０１０３】以上の構成において、まず、タイマ１３０
により、前回の部分画像を取り込んだ入力時刻からの経
過時間を計時する。そして、画像記録決定部１３１にお
いて、この計時時間と所定のしきい値とを比較する。比
較の結果、計時時間が所定のしきい値を超えると、画像
記録信号をＭＰＵ１３に送信し、部分画像の取り込みが
行われる。部分画像が取り込まれると、隣接するつぎの
新たな部分画像を取り込むべく、タイマ１３０をリセッ
トした後に計時を再開し、画像記録の可否を判定する。
この動作は、前述した実施形態１〜７で述べた画像入力
装置に付加することも可能である。この場合、上述した
各実施の形態における部分画像の入力条件を満たさなく
ても、計時時間が上記しきい値を超えたならば画像を取
り込むことにすればよい。なお、画像記録決定部１３１
はＭＰＵ１３内のソフトウェアとして実現してもよい。
【０１０４】このように、前画像入力からの経過時間を
計時するタイマ１３０を設け、タイマ１３０による経過
時間が所定値以上になった場合に、現部分画像を取り込
むことにより、部分画像の重なり量を確保しながら部分
画像を入力することができる構成となるので、装置の小
型化が図られ、経済性も向上する。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる画
像入力装置（請求項１）によれば、撮像体が走査されて
移動した場合、その移動前後の相対位置として、少なく
とも撮像面に略平行な方向成分を検出し、該方向成分を
用いて前回取り込んだ部分画像と今回取り込んだ部分画
像との重なり量を算出し、その算出結果があらかじめ定
めた値より小さい場合に現在の部分画像を記録し、他
方、上記値より重なり量が大きい場合は記録しない、と
する装置構成としたので、合成時に必要な重なり量を適
切に確保すると共に、従来のように被写体に対する６自
由度の位置および姿勢を検出する装置構成に対し、相対
位置の情報のみを検出することによって簡単な構成で実
現可能となるので、小型で経済性の高い画像入力装置を
提供することができる。
【０１０６】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項２）によれば、撮像体が走査されて移動した場合、そ
の移動後の角度変位として、少なくとも撮像体の光軸と
略直交する２軸まわりの成分を検出し、該検出値を用い
て前回取り込んだ部分画像と今回取り込んだ部分画像と
の重なり量を算出し、その算出結果があらかじめ定めた
値より小さい場合に現在の部分画像を記録し、他方、上
記値より重なり量が大きい場合は記録しない、とする装
置構成としたので、撮像体を大きく回転して入力する操
作者や使用環境であっても、合成時に必要な重なり量を
適切に確保すると共に、従来のように被写体に対する６
自由度の位置および姿勢を検出する装置構成に対し、撮
像体の回転角度の情報を検出するという簡単な構成で実
現可能となるので、小型で経済性の高い画像入力装置を
提供することができる。
【０１０７】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項３）によれば、撮像体が走査されて移動した場合、そ
の移動後の角度変化あるいは相対位置の情報を取得し、
該取得した値を用いて前回取り込んだ部分画像と今回取
り込んだ部分画像との重なり量を算出し、その算出結果
があらかじめ定めた値より小さい場合に現在の部分画像
を記録し、他方、上記値より重なり量が大きい場合は記
録をおこなわないようにすることにより、とする装置構
成としたので、請求項３と同様に、撮像体を大きく回転
して入力する操作者や使用環境であっても、合成時に必
要な重なり量を適切に確保すると共に、従来のように被
写体に対する６自由度の位置および姿勢を検出する装置
構成に対し、撮像体の移動後の角度変化あるいは相対位
置の情報を検出するという簡単な構成で実現可能となる
ので、小型で経済性の高い画像入力装置を提供すること
ができる。
【０１０８】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項４）によれば、測距センサを用いた距離検出手段によ
って被写体と撮像体との距離を検出し、該検出値を請求
項１〜３の何れかの重なり量算出用のパラメータに付加
し、部分画像の重なり量を算出するため、請求項１〜３
の装置構成に対し、さらに正確に合成時に必要な重なり
量を適切に確保することができると共に、小型で経済性
の高い画像入力装置を提供することができる。
【０１０９】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項５）によれば、被写体面の傾きを検出することによ
り、該検出値を請求項１〜４の何れかの重なり量算出用
のパラメータに付加し、部分画像の重なり量を算出する
ことにより、被写体の姿勢情報も加わるため、さらに正
確に合成時に必要な重なり量を適切に確保することがで
きると共に、小型で経済性の高い画像入力装置を提供す
ることができる。
【０１１０】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項６）によれば、撮像体の水平方向および垂直方向の移
動量を互いに直交する位置に配置したラインセンサの出
力値から求めることにより、上記請求項の姿勢検出や移
動検出が不要になると共に、精度および信頼性の面にお
いて撮像体の移動に伴うその姿勢や位置の検出を正確に
おこなうことができる。
【０１１１】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項７）によれば、たとえば、高速エリアセンサなどの第
２の撮像手段を設けたので、精度および信頼性の面にお
いて不安であった姿勢検出や移動検出が不要になると共
に、重なり量を算出するために用いる画像を撮像する画
像センサ（第２の撮像手段）を、部分画像の撮像に用い
る画像センサ（第１の撮像手段）とは別に設けたので、
高解像度が必要な画像には第１の撮像手段を、高速撮像
時には第２の撮像手段というように使い分けの装置が経
済的に実現する。
【０１１２】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項８）によれば、請求項１〜７のいずれか一つに記載の
画像入力装置において、計時手段により前回の部分画像
を入力した時刻からの経過時間を計時し、その値を用い
て重なり量を算出することにより、各センサがノイズな
ど何らかの原因で良好な検出ができない場合などが発生
しても、計時手段の情報を用いることができる。
【０１１３】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項９）によれば、姿勢検出手段などの特別な手段によら
ず、前回の部分画像を入力した時刻からの経過時間を計
時する計時手段を設け、該計時手段の出力値に応じ、重
なり量を確保しながら分割画像の入力が可能になるた
め、特別な検出手段を設けなくてもよく、かつ画像入力
装置の小型化および低コスト化が実現する。
【０１１４】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項１０）によれば、請求項１〜９のいずれか一つに記載
の画像入力装置において、画像入力装置が、あらかじめ
設定された移動量以上である場合は画像の取り込みを停
止するため、移動量が大きい場合に生じるぶれ画像（不
要画像）を取り込まなくてもよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる画像入力装置の基
本構成を示すブロック図である。
【図２】画像取り込み〜合成処理までの操作および処理
を示すフローチャートである。
【図３】画像入力装置による撮像操作の状態を示す説明
図である。
【図４】取り込まれる画像の状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる部分画像の合成手
順を示すフローチャートである。
【図６】部分画像Ｐ（１）、Ｐ（２）およびＰ（１）の
特徴点に対応する対応点抽出例を示す説明図である。
【図７】部分画像の合成過程を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１にかかる画像入力装置の
構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる画像入力装置の
重なり量検出例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる画像入力装置
の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２にかかる画像入力装置
の重なり量検出例を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３にかかる画像入力装置
の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態３にかかる画像入力装置
の重なり量検出例を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４にかかり、図８、図１
０または図１２の構成に測距センサを付加した画像入力
装置における重なり量検出例を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態６にかかる画像入力装置
の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態６にかかるラインセンサ
の時刻ｔおよび時刻ｔ＋Δｔの検出状態を示す説明図で
ある。
【図１７】本発明の実施の形態７にかかる画像入力装置
の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態７にかかる高速エリアセ
ンサの取得画像例を示す説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態８にかかる画像入力装置
の構成を示すブロック図である。
【図２０】従来における画像入力装置の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
１１ 撮像素子 １３ ＭＰＵ ３０，８１ 相対位置検出部 ３１，５１，８２，１１２，１２１ 重なり量算出部 ３２，５２，８３，１１３，１２２，１３１ 画像記録
決定部 ４０，７０，９０，１００ 画像入力装置 ５０，８０ 角度検出部 １１０，１１１ ラインセンサ １２０ 高速エリアセンサ １３０ タイマ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｈ０４Ｎ 5/262 ５Ｃ０７６ 5/262 1/04 Ａ (72)発明者 佐々木 三郎 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 5B047 BB02 BC05 BC15 BC16 CB06 CB23 5B057 AA11 BA17 CA12 CB12 CE08 DA07 DA08 DB02 5C022 AA13 AB68 AC42 AC69 5C023 AA14 AA31 BA11 CA01 CA05 DA04 DA08 5C072 AA01 CA02 EA05 LA12 LA14 NA05 RA04 5C076 AA12 AA19 AA36 BA01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮像体を、被写体上に略平行に非接触で
    光学走査し、前記被写体上の画像を複数に分割した部分
    画像として順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入
    力装置において、 前回の部分画像の入力時刻から現在の部分画像の入力時
    刻間における前記撮像体の相対変位量あるいは変位速度
    を検出する相対変位検出手段と、 前記相対変位検出手段による相対変位量あるいは変位速
    度から、前回の部分画像と現在の部分画像との重なり量
    を算出する重なり量算出手段と、 前記重なり量算出手段で算出された重なり量の大きさに
    応じて現在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決
    定手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。
  2. 【請求項２】 撮像体を、被写体上に略平行に非接触で
    光学走査し、前記被写体上の画像を複数に分割した部分
    画像として順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入
    力装置において、 前回の部分画像の入力時刻から現在の部分画像の入力時
    刻間における前記撮像体に略平行方向で、互いに略直交
    する２軸回りの回転角速度から、前記撮像体の光軸の角
    度変位を検出する角度検出手段と、 前記角度検出手段による角度変位から、前回の部分画像
    と現在の部分画像との重なり量を算出する重なり量算出
    手段と、 前記重なり量算出手段で算出された重なり量の大きさに
    応じて現在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決
    定手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。
  3. 【請求項３】 撮像体を、被写体上に略平行に非接触で
    光学走査し、前記被写体上の画像を複数に分割した部分
    画像として順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入
    力装置において、 前回の部分画像の入力時刻から現在の部分画像の入力時
    刻間における前記撮像体に略平行方向で、互いに略直交
    する２軸回りと光軸回りの回転角速度から、前記撮像体
    の姿勢を検出する姿勢検出手段と、 前回の部分画像の入力時刻から現在の部分画像の入力時
    刻間における前記撮像体の相対変位量あるいは変位速度
    を検出する相対変位検出手段と、 前記相対変位検出手段による相対変位量あるいは変位速
    度、および前記姿勢検出手段による姿勢検出値から、前
    回の部分画像と現在の部分画像との重なり量を算出する
    重なり量算出手段と、 前記重なり量算出手段で算出された重なり量の大きさに
    応じて現在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決
    定手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。
  4. 【請求項４】 さらに、前記被写体と前記撮像体との距
    離を検出する距離検出手段を備え、 前記重なり量算出手段は、前記距離検出手段で検出され
    た前記被写体と前記撮像体との距離を含めた情報を用
    い、前回の部分画像と現在の部分画像との重なり量を算
    出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の
    画像入力装置。
  5. 【請求項５】 さらに、前記被写体の面傾きを検出する
    傾き検出手段を備え、 前記重なり量算出手段は、前記傾き検出手段で検出され
    た前記被写体の面傾き値を含めた情報を用い、前回の部
    分画像と現在の部分画像との重なり量を算出することを
    特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像入
    力装置。
  6. 【請求項６】 撮像体を、被写体上に非接触で光学走査
    し、前記被写体上の画像を複数に分割した部分画像とし
    て順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入力装置に
    おいて、 前記撮像体の水平方向および垂直方向の移動量を検出す
    るための複数のラインセンサと、 前回の部分画像の入力時刻から現在の部分画像の入力時
    刻間における前記ラインセンサの入力波形から移動量を
    求め、該移動量を用いて前回の部分画像と現在の部分画
    像との重なり量を算出する重なり量算出手段と、 前記重なり量算出手段で算出された重なり量の大きさに
    応じて現在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決
    定手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。
  7. 【請求項７】 被写体上に非接触で光学走査し、前記被
    写体上の画像を部分画像として撮像する第１の撮像手段
    を有し、前記部分画像を一枚の画像に合成する画像入力
    装置において、 走査中の画像を連続的に撮像する第２の撮像手段と、 前記第１の撮像手段で撮像した部分画像間の重なり量
    を、前記第２の撮像手段で撮像した画像から算出する重
    なり量算出手段と、 前記重なり量算出手段で算出された重なり量の大きさに
    応じて現在の部分画像の記録可否を決定する画像記録決
    定手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。
  8. 【請求項８】 さらに、前回の部分画像を入力した時刻
    からの経過時間を計時する計時手段を備え、 前記画像記録決定手段は、前記計時手段による経過時間
    を含む情報を用いて現在の部分画像の記録可否を決定す
    ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載
    の画像入力装置
  9. 【請求項９】 撮像体を、被写体上に非接触で光学走査
    し、前記被写体上の画像を複数に分割した部分画像とし
    て順次取り込み、一枚の画像に合成する画像入力装置に
    おいて、 前回の部分画像を入力した時刻からの経過時間を計時す
    る計時手段と、 前記計時手段による経過時間にしたがって現在の部分画
    像の記録可否を決定する画像記録決定手段と、 を備えたことを特徴とする画像入力装置。
  10. 【請求項１０】 前記画像記録決定手段は、画像入力装
    置の移動量が一定値以上である場合、画像入力をおこな
    わないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに
    記載の画像入力装置。
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