JP3231646B2 - 画像読取り装置 - Google Patents
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Description
りデジタルデータに変換する画像読取り装置に関し、特
に、リニアイメージセンサを用いて部分画像を取り込み
部分画像を副走査の動作により組み合わせて2次元の画
像を得る画像読取り装置に関する。
イメージセンサを用いて部分画像を取り込み部分画像を
副走査の動作により組み合わせて2次元の画像を得る画
像読取り装置には、リニアイメージセンサと副走査機構
とを備えた読込みユニットが原稿面と離れているカメラ
型のイメージスキャナがある。
ン(株)から発売されているイメージスキャナ「DS−
3000」、カシオ計算機(株)から発売されている
「大判速写」等がある。このうち、チノン(株)のイメ
ージスキャナは、ステップモータと減速器を組み合わせ
副走査用の反射鏡を回転駆動させてリニアイメージセン
サに投影される画像を順次変化させる方式を採用してい
る。
報には、走査部により可動反射鏡の回転角度を制御して
被写体を走査することにより、光電変換素子の出力のバ
ラツキを無視できるようにした画像入力装置の構成が提
案されている。この画像入力装置は、被写体からの光は
可動反射鏡で反射され、結像器によって撮像面に結像さ
れ撮像面に直列状に配列された光電変換素子の主走査に
より電気信号に変換され、一回の主走査が終わると可動
反射鏡の角度を副走査方向に回転させ、光電変換素子の
位置に、次に走査すべき像の部分が結像するように走査
して、次の主走査を行うものである。
角を制御する従来の画像読み取り装置として、特開平8
−7073号公報(特願平6−133079号)に提案
されるものがある。この従来の装置の分解斜視図を図9
に示す。図9を参照すると、副走査用反射鏡5の回転に
連動して光磁気ディスク装置ゲージ21が回転移動す
る。位置ゲージ21には、トラック溝22が刻まれてお
り、位置ゲージ21の回転方向とは交差するように、副
走査用反射鏡5の回転中心から伸びた腕(アーム)に固
定されている。
ているトラック溝22にフォーカスが合うように、光ピ
ックアップ20が設けてある。
されると、位置ゲージ21も円弧を描く回転駆動され、
光ピックアップ20のレンズは、回転移動している位置
ゲージ21のトラック溝22をほぼ垂直に交差する。
ズの前を、位置ゲージ21のトラックが横切るたびに、
トラックエラー信号が生じ、反射鏡5の回転位置センサ
として機能させることができる。
た従来の画像読み取り装置においては下記記載の問題点
を有している。
せ副走査用の反射鏡を回転駆動させてリニアイメージセ
ンサに投影される画像を順次変化させるという従来の方
式では、読込み時間を短くするにつれてステップモータ
の駆動ステップ速度も向上させる必要がある。しかし、
ステップモータの性能として、一般に、千ppm以上の
高速駆動は困難であり、またステップ送りの振動が反射
鏡などに悪影響を及ぼして、画像のゆらぎを生じる。さ
らに、減速器の偏芯が抑えられない限り、画像に大きな
伸縮歪みを与えることになるため、高精度の歯車が必要
となってくる。
制御し光電変換素子に結像画像を入力していく従来の方
式では、反射鏡の回転角度を検出する手段が無いため、
実際に、反射鏡の回転駆動を制御するには、ステップモ
ータと減速機構によって回転駆動することが、一般的な
手法となる。したがって、高速に読み込みを行う時に
は、上記従来方式と同様、読込み画像の劣化を引き起こ
さずに読み込むことが難しくなる。
出する手段として、光ピックアップをセンサとして光磁
気ディスク板を位置ゲージに用いたものでは、読込み速
度の観点からは高速駆動させることに対応はできるが、
センサである光ピックアップは内部に、レーザ発光器、
受光器、対物レンズ、ハーフミラー、レンズフォーカス
用のVCMなど多数の部品を内蔵しており、光ピックア
ップそのものを小型化することは難しく、読み込みユニ
ット部分を小型にすることが困難であるばかりでなく、
レンズフォーカス用の制御と、反射鏡回転の制御の2つ
のフィードバック制御が必要となり、回路および調整が
複雑になる。
装置の小型化を阻むだけでなく、早い動作に対しては、
機構部分が振動して取り込む画像が劣化する恐れがあ
る。また、部品点数も多くなりコスト低減に悪影響があ
る。
てなされたものであって、その目的は、1次元イメージ
センサと反射鏡回転方式の副走査機構とを組合せて2次
元画像を取り込む画像読み取り装置において、読取り速
度と読取り解像度を犠牲にすることなくフィードバック
制御を用いた副走査機構の小型化を図る画像読み取り装
置を提供することにある。
明は、副走査駆動の制御にポジション・センシティブ・
ライト・ディテクタ(PSD)を角度センサとして用い
て副走査用反射鏡を高速で振動なく回転制御するととも
に、PSDに光を部分的に与えるスリット板を発光器を
覆う形状として、小型化を図るようにしたものである。
換するリニアイメージセンサと、読取り画像を前記リニ
アイメージセンサ面上に結像させるためのレンズと、反
射方向を回転運動により変化させて所望方向の部分画像
を順次前記リニアイメージセンサに入力させる副走査用
反射鏡と、を備えた画像読取り装置において、前記副走
査用反射鏡を回転駆動させるアクチュエータ部と、副走
査駆動の制御のための副走査用反射鏡の回転角度を検出
する回転角度を検出する角度センサ部と、前記角度セン
サ部からの信号を受けて副走査の回転運動を制御する副
走査駆動制御部と、を備え、前記角度センサ部が、少な
くとも一個所に光を通すスリット穴を設け前記副走査用
反射鏡の回転駆動に連動して動くスリット板と、前記ス
リット板を挟むようにして設けられた、発光器と複数の
カソードを有する半導体位置検出素子(ポジション・セ
ンシティブ・ライト・ディテクタ、「PSD」という)
と、を備え、前記副走査用反射鏡の回転運動に連動して
前記スリット板が動き、前記発光器からの光の前記スリ
ット穴を透過して前記PSDの受光面に当たる位置が変
位し、前記スリット板が前記スリット穴と光を遮蔽する
マスク部分とを含み、前記マスク部分は、少なくとも一
部分が、前記半導体位置検出素子とは反対側に位置する
前記発光器側に曲がった曲面構造とされている、ことを
特徴とする。
いて以下に説明する。本発明は、その好ましい実施の形
態において、原稿の画像を電気信号に変換するリニアイ
メージセンサ(図1の7)と、読取り画像をリニアイメ
ージセンサ面上に結像させるためのレンズ(図1の8)
と、反射方向を回転運動により変化させて所望方向の部
分画像を順次リニアイメージセンサに入力させる副走査
用反射鏡(図1の5)と、副走査用反射鏡(図1の5)
を回転駆動させるアクチュエータ部(図1の4)と、回
転角度を検出する角度センサ部と、を備え、この角度セ
ンサ部は、少なくとも一個所に光を通すスリット穴(図
1の3a)を設け副走査用反射鏡(図1の5)の回転駆
動に連動して動くスリット板(図1の3)と、このスリ
ット板を挟むように設けられた発光器(図1の2)と複
数のカソードを有する半導体位置検出素子(ポジション
・センシティブ・ライト・ディテクタ、「PSD」とい
う)(図1の1)と、から構成され、この角度センサ部
からの信号を受けて、副走査の回転運動を制御する副走
査駆動制御部(図1の6)を備えて構成される。
おいて、角度センサ部のスリット板は、スリット穴とマ
スク部分からなり、マスク部分のうち少なくとも一部分
は、半導体位置検出素子(図4のPSD1)とは反対側
の発光器(図2のLED2a)側に曲がっている。
において、角度センサ部は、スリット板を挟むように発
光器(図6の2)と半導体位置検出素子(図6の1d)
を設け、半導体位置検出素子(図6の1d)を副走査用
反射鏡(図6の5)に連動してスリット板(図6の3
d)の前を動くように構成してもよい。
態において、角度センサ部は、スリット板を挟むように
発光器(図7の2)と半導体位置検出素子(図7の1)
を設け、発光器と半導体位置検出素子の両者を副走査用
反射鏡に連動して動くように構成してもよい。
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
例の構成を模式的に示した分解斜視図である。図1を参
照すると、本発明の第1の実施例に係る画像読取り装置
は、ラインCCDと呼ばれる画像の輝度の違いを電気信
号に変換するリニアイメージセンサ7と、原稿の画像を
リニアイメージセンサ7の受光面上に結像させるレンズ
8と、反射方向を回転運動により変化させて読取るべき
画像のうち所望方向の部分画像を順次にリニアイメージ
センサに入力させる副走査用反射鏡5と、副走査用反射
鏡5を回転駆動させるアクチュエータ部4、および、反
射鏡の回転角度を検出するための角度センサ部と、から
構成される。この角度センサ部としては、少なくとも一
個所に光を通すスリット穴3aを設け副走査用反射鏡5
の回転駆動に連動して動くスリット板3と、このスリッ
ト板3を挟むように設けられた発光器2と複数のカソー
ドを有する半導体位置検出素子(ポジション・センシテ
ィブ・ライト・ディテクタ:「PSDという」)1と、
から構成され、さらにこの角度センサ部であるPSD1
からの信号を受けて副走査の回転運動をフィードバック
制御する副走査駆動制御部6を備えている。
画素数2660を有し画像の転送レートが4MHz以上
の特性をもつuPD3734(NEC社製)を、リニア
イメージセンサ面上に結像させる画像用レンズ8として
は、例えばf値5.5、焦点距離50mmガラス製を用
いることができる。また、副走査用反射鏡5は、例えば
4cm×3cmの反射面をもつ平面鏡を使用している。
ュエータ4をしては、例えば直径2cmのVCM(ボイ
スコイルモータ)を用いている。
に設けられ、本発明における構成要素の一つの特徴であ
る半導体位置検出素子1である、PDS(ポジション・
センシティブ・ライト・ディテクタ)はフォトダイオー
ドの一種である。その代表的な構成は、出力を取り出す
端子が取り付けられた外囲器と、その上面には光を通過
させる窓材があり、外囲器と窓材とに囲まれた内部には
光を電気信号に変換するためのPN接合面から構成され
る半導体が構成要素である。窓材のある半導体表面を受
光面と呼ぶことにすると、受光面にスポット状の光を当
てるとその部分の電荷分布が均一でなくなり、スポット
以外の部分に電荷が流れ出すことによって電流を生じ
る。例えばS3932(浜松ホトニクス社製)のPSD
の半導体は高抵抗を有しており、出力電極までの距離に
反比例した電流が出力される。
作させる必要があり、P層よりN層に高い電位をかける
ためにカソード側には入力端子がある。ラインイメージ
センサとは異なり、受光面上のスポットの位置に対応し
て連続した電気信号が得ることができる。
部分、および副走査駆動制御部6のうちの位置信号検出
部分をあわせて示したものである。
には、副走査用反射鏡5と一体となって回転するスリッ
ト板3が取り付けてあり、本発明の第1の実施例では、
厚さ0.5mmで幅6mm長さ40mmのアルミニウム
でできた板に、長さ4mm幅0.5mmのスリット穴3
aが設けてある。
リット穴3aがPSD1の受光面1aの前を移動するよ
うにスリット板3までの腕3bの長さが決められてい
る。
をとおして、一定の光がPSD1に照射させる目的で、
発光器2として、赤外のLED2aを備えている。
プ(演算増幅器)30、例えばuPD258(NEC社
製)に直接入力して電圧変換を行い、さらに2つある出
力から電圧変換された信号は、割り算器31に入力する
ことにより、入射光量の大小には影響を受けずスリット
穴3aの位置に比例した位置電気信号32が生成され
る。
側を副走査しているときには、PSD1の下側に、原稿
の手前側を副走査しているときには、PSD1の上側に
スリット穴の位置がきているとし、また、PSD1の下
側位置にスリット穴3aがある場合には電位が低く、P
SD1の上側にスリット穴3aがある場合には電位が高
くでるように、PSD1の極性を接続すると、割り算器
31からの出力信号と副走査用反射鏡5との関係は次の
ようになる。
副走査を行うと、割り算器31からの位置電気信号32
は、始めは電位が高く、反射鏡5が回転するにつれて、
電位は低く変化する。このように、割り算器31からの
出力電位によって反射鏡5の回転角を検出することがで
きる。
査に必要な回転角度にあわせ、できる限り広範囲に利用
することが好ましい。これは、角度検出の解像度は、P
SDのもつ分解能が影響し、PSDでは、単位受光面長
さあたりの分解能には限界があるため、図3に示すよう
に、有効受光面長さ1cをはみでない限り、なるべく広
範囲に、光が副走査の回転にあわせて、方向40に移動
することによって、PSD1の分解能を有効に利用でき
るためである。
傍にスリット穴3aがあり、PSD1の有効受光面長さ
1cいっぱいに、スリット穴3aが移動する場合におい
て、スリット板3の長さは、PSD1の有効受光面長さ
1cの約2倍の長さが必要になる。
ついて説明する。本発明の第2の実施例においては、P
SD受光面の前を移動するスリット板を平板ではなく、
PSDとは反対側に発光器を覆うように曲がっているこ
とを特徴としたものである。図4は、本発明の第2の実
施例の構成を示す図である。
に光を与える発光器2には、赤外LED(Light Emi
tting Diode)2aを使用しているが、1個のLED
は点光源であり、点光源から放射状に光が拡散してい
る。一方、PSD1の受光面1aには、副走査用反射鏡
5の回転角に応じた位置にのみ、スリット穴3dを通し
て光が透過する必要があり、他の部分は、発光器である
LED2aからの遮光が必要となる。
散光が放射状になることに着目し、スリット穴3d以外
の部分はできるだけLEDの近傍で遮光するように、ス
リット板3cを曲げて成形する。
D2aおよびPSD1の関係を横から示すと、図5
(a)〜図5(c)に示すようなものとなる。
3dがPSD1の受光面1aの上方にある場合、スリッ
ト穴3d下方のスリット板3cの端部は、LED2aか
らPSDの有効受光面1b下方の端を結ぶ線より下方に
あればよい。また、図5(c)に示すように、スリット
穴3dがPSD1の受光面1aの下方にあるときに、も
う一方のスリット板端部はLED2aからPSDの有効
受光面1b上方の端を結ぶ線より上方にあればよい。
ット板端部をLED2aの近傍に近づけるほど短くする
ことができ、スリット穴3dが小さくLED2aが理想
的な点光源であるとき、スリット板3cのPSD1に平
行な方向の長さは、PSD1の有効受光面1bの長さに
抑えることができる。
転に応じて動くので、スリット板3cの移動を考慮した
場合のPSD受光面1aに平行な方向の長さは、平板ス
リット板であると、PSD受光面長さの約3倍以上にな
るのに対して、この第2の実施例による一方に曲がった
スリット板であると、必要な長さはPSD受光面1aの
長さの約2倍でよい。
ように、スリット板3cは平板からなりスリット穴3d
の両側(両翼)が発光器2a側に曲がっている構成を例
示したが、本発明はかかる平板構成に限定されるもので
なく、発光器からの光を効率よく覆うことができる構成
であればよく、曲面構造(例えばパラボラ型等)であっ
てもよい。
て以下に説明する。図6は、本発明の第3の実施例の構
成を示す図である。図6を参照すると、本発明の第3の
実施例においては、スリット板3eを挟むようにして、
発光器2とPSD1dを設け、PSD1dを副走査用反
射鏡5に連動してスリット板3eの前を動かす。スリッ
ト板3eと発光器2とは固定されているので、反射鏡5
が回転副走査を行うと、PSD1dの受光面1aをスリ
ット穴3dに向けながら受光面1aの前を移動する。移
動する最大の長さはPSD1dの有効受光面長さ1cよ
り短い長さに決定される。
ット穴3dと発光器2との関係はいつも一定であり、P
SDの受光面1aに到達する光は、発光器2の拡散の影
響を受け難く安定したものとなる。
て以下に説明する。図7は、本発明の第4の実施例の構
成を示す図である。図7を参照すると、本発明の第4の
実施例においては、副走査用反射鏡5の回転角度検出部
として、腕(アーム)3gの端部をなすコの字型の拡延
部に、固定されたスリット板3fを挟むようにして発光
器2とPSD1eを取り付け、PSD1eと発光器2と
は、スリット板3fに対して、副走査用反射鏡5を回転
させる回転軸に結合して反射鏡の回転に連動して駆動す
る。なお、PSD1eは、アーム3g先端のコの字型拡
延部内側側面に接合等により取り付けられており、発光
部2は、アーム3g先端の拡延部に設けられた開口に挿
入固定されている。
2とスリット板3fとは、所定の間隙をもち、かつ発光
器2とPSD1eの両者は、副走査用反射鏡5の回転軸
に連結している。一方、スリット板3fは、PSD1e
の受光面1a側に近く、筐体等に固定されている。
鏡5が回転し、これに伴い発光器2とPSD1eが一緒
に回転駆動される。
器2及びPSD1eの回転駆動により、PSD1eの受
光面1aに発光器2からの光を有効受光面長さ1cの範
囲に投射させながら移動する。この第4の実施例の変形
として、例えば図8に示すように、スリット板3iを平
板ではなく、発光器2を覆うように形成すればスリット
板3iの長さを短くすることができる。
て以下に説明する。本発明による第5の実施例では、例
えば図7を参照して、副走査用反射鏡5の回転角度検出
部をスリット板3fを挟むように発光器2とPSD1e
を設け、上記第4の実施例と相違して、PSD1eは固
定し、発光器2とスリット板3fとの両者を副走査用反
射鏡5を回転させる回転軸に結合して反射鏡5の回転に
連動して駆動するようにしたものである。
2とスリット板3fとは所定の間隙をもち、かつ両者
は、副走査用反射鏡5の回転軸に連結している。一方、
PSD1eは、固定されており、その受光面1aを発光
器2からの光が透過してくるスリット板3fの方を向い
て筐体に取り付けられている。
鏡5が回転し、これに伴いスリット板3fと発光器2と
が一緒に回転駆動される。
駆動により、PSD1eの受光面1aに発光器2からの
光を有効受光面長さ1cの範囲に投射させながら移動す
る。本実施例では、スリット穴3hと発光器2との関係
は、固定されている。
その変形として、図8に示すように、スリット板3iを
平板ではなく、発光器2を覆うように形成すればスリッ
ト板3iの長さを短くすることができる。
り装置によれば、下記記載の効果を奏する。
を検出して副走査の駆動を行うことによりステップモー
タでは困難とされる高速の読込みを可能としながらも、
半導体位置検出器(PSD)を角度検出に用いることに
よって、光ピックアップを構成要素としたものに比較し
て、部品点数も少なく、小型で、かつフィードバック制
御が1つとなるため、単純な制御回路によって実現でき
る、ということである。
に設けられたスリット板を発光器側に曲げることによっ
てスリット板を短くすることができ、且つ、スリット板
が動くためのスペースを削減することができ、小型化に
有効である、ということである。
スリット板を固定しPSDを副走査の駆動と連動して動
かすことによって、PSDの受光面に投射する光を安定
にすることができるので副走査の精度が向上するため、
画質を向上するとともに、回転駆動によりPSDが動く
範囲をPSDの受光面の長さよりも小さくすることがで
き、小型化を実施する、ということである。
スリット板とを副走査の駆動に連動させることによっ
て、PSDに透過する光が安定になり副走査を安定にで
きるため、画質を向上するほか、スリット板を発光器を
覆うように成形したことにより、スリット板を短くで
き、小型化を実現する、ということである。
る。
図である。
の関係を説明するための図である。
を示した斜視図である。
SDの関係を説明するための図である。
る。
る。
を変えた構成を示す斜視図である。
Claims (1)
- 【請求項1】原稿の画像を電気信号に変換するリニアイ
メージセンサと、 読取り画像を前記リニアイメージセンサ面上に結像させ
るためのレンズと、 反射方向を回転運動により変化させて所望方向の部分画
像を順次前記リニアイメージセンサに入力させる副走査
用反射鏡と、を備えた画像読取り装置において、 前記副走査用反射鏡を回転駆動させるアクチュエータ部
と、 副走査駆動の制御のための副走査用反射鏡の回転角度を
検出する回転角度を検出する角度センサ部と、 前記角度センサ部からの信号を受けて副走査の回転運動
を制御する副走査駆動制御部と、を備え、 前記角度センサ部が、少なくとも一個所に光を通すスリ
ット穴を設け前記副走査用反射鏡の回転駆動に連動して
動くスリット板と、前記スリット板を挟むようにして設
けられた、発光器と複数のカソードを有する半導体位置
検出素子(ポジション・センシティブ・ライト・ディテ
クタ、「PSD」という)と、を備え、前記副走査用反
射鏡の回転運動に連動して前記スリット板が動き、前記
発光器からの光の前記スリット穴を透過して前記PSD
の受光面に当たる位置が変位し、 前記スリット板が前記スリット穴と光を遮蔽するマスク
部分とを含み、前記マスク部分は、少なくとも一部分
が、前記PSDとは反対側に位置する前記発光器側に曲
がった曲面構造とし、前記スリット穴が前記受光面の上
方又は下方にあるときに、前記スリット板端部が前記発
光器の近傍で拡散光を遮光することを特徴とする画像読
取り装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01981297A JP3231646B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 画像読取り装置 |
US09/007,955 US5973798A (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Image scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01981297A JP3231646B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 画像読取り装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10210198A JPH10210198A (ja) | 1998-08-07 |
JP3231646B2 true JP3231646B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=12009751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01981297A Expired - Lifetime JP3231646B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 画像読取り装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5973798A (ja) |
JP (1) | JP3231646B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7633655B2 (en) * | 2003-10-10 | 2009-12-15 | Yuping Yang | Optical imaging device |
US7164518B2 (en) * | 2003-10-10 | 2007-01-16 | Yuping Yang | Fast scanner with rotatable mirror and image processing system |
Family Cites Families (10)
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JP2937017B2 (ja) * | 1994-06-15 | 1999-08-23 | 日本電気株式会社 | 画像入力装置 |
US5625183A (en) * | 1994-06-15 | 1997-04-29 | Nec Corporation | Rotary mirror scanner unit having optical angular displacement sensor |
US5610730A (en) * | 1994-08-16 | 1997-03-11 | Osipchuk; Yuri V. | Low-cost high-resolution digital scanning camera |
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US5818612A (en) * | 1994-11-29 | 1998-10-06 | Nec Corporation | Scanning method and apparatus for pre-scanning document to allow manual adjustment of its orientation |
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DE69627376T2 (de) * | 1995-12-26 | 2003-10-23 | Xros, Inc. | Kompakter scanner oder drucker |
-
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- 1997-01-17 JP JP01981297A patent/JP3231646B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-16 US US09/007,955 patent/US5973798A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5973798A (en) | 1999-10-26 |
JPH10210198A (ja) | 1998-08-07 |
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