JP3254884B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、書籍などの原稿を撮影
する画像読み取り装置に関し、特に、原稿の種類や撮影
条件に応じて、撮像系の分光感度特性を変化させるよう
にした画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、書籍などの空間的に曲がった
原稿を読み取る画像読み取り装置としては、銀塩カメラ
のフィルム部にエリアセンサを配置したカメラ型の装置
が知られており、この装置では、被写体の１つのエリア
内において、レンズの焦点はそのエリア内の主要な部分
にのみ合わされていた。また、銀塩カメラのフィルム面
に替えてラインセンサを走査移動可能に設けたもの（例
えば、実開昭５０−７８１１４号公報参照）や、最近で
は、上向きに置かれた本などの原稿の奥側端面をミラー
を介して撮影することにより、高さを測定し、ピント合
わせや、画像のゆがみを補正する画像読み取り装置（例
えば、特開平５−３１６３０２号公報参照）が知られて
いる。

【０００３】また、撮影原稿に応じた画像処理を行うよ
うにしたものとしては、文字などを中心とした２値画像
を読み取る際と、写真などを中心とした階調性のある画
像を読み取る際とで、撮像系の濃度再現特性（いわゆる
γカーブ）を変化させたり、あるいは、像を構成する周
期的な構造の細かさを表す空間周波数特性（いわゆるＭ
ＴＦ特性）を変化させたりして最適な画像処理を行う画
像読み取り装置が知られている。

【０００４】さらに、原稿サイズの検出や編集領域の指
定をする方法としては、原稿台上の編集板を黄色に処理
して、予備スキャン時には黄色を透過しない色補正フィ
ルタを撮像系に挿入することにより、編集板からの反射
光量を低下させ、白い原稿の反射光量との光量差を利用
して原稿サイズの検出などを行うものが知られている
（実開平４−１１６４６９号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、原稿を上方
から撮影するカメラ型の画像読み取り装置においては、
その作業性を向上させる目的から、暗室での撮影や、原
稿及び装置全体を覆うカバーの設置などは好まれないこ
とが多い。また、作業者が撮影を行う原稿面を確認しな
がら撮影を行うため、原稿に照射する光の量を作業者に
眩しくない程度に低く抑える必要性が生じる。

【０００６】このような要件を満足させる画像読み取り
装置を実現しようとすると、装置が設置される室内環境
の影響、及び照度が低くなることにより、画像品質の低
下を招くという問題があった。

【０００７】即ち、低照度撮影を行うと、撮影に用いる
撮像センサに到達する光の量が少なくなり、結果的に、
光信号出力と撮像系が持つノイズ成分の比率（いわゆる
Ｓ／Ｎ比）が低下して画像の滑らかさが減少してしまう
ことになる。この画像の滑らかさは、文字などを中心と
した２値原稿を撮影する場合にはそれ程要求されない
が、写真など階調のある原稿では画像品質が劣化するた
めＳ／Ｎ比の低下は重要な問題となる。また、画像読み
取り装置が設置され作業が行われる室内には、室内照明
用の蛍光灯などが設置されていることが一般的であり、
これらの照明装置は商用周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）
で点滅しているため、前記カバーなどを用いずに原稿の
読み取りを行うと、室内照明の照度変化により画像にム
ラが発生するという問題があった。このいわゆる外光ム
ラの問題も、上記と同様に文字原稿より写真原稿におい
て一層大きなものとなる。

【０００８】一方、日本国内などの市場においては、印
鑑、朱書きなど大切な部分を赤で表現するという習慣が
ある。このような画像情報を欠損することなく確実に再
現することが要求されるものであるが、従来の装置では
必ずしも十分ではなかった。この確実な赤再現の要求
は、写真原稿においてはあまりなく、文字原稿における
要求が強い。

【０００９】さらに、本など厚みのある原稿を上方から
撮影するには、あらかじめ原稿の高さなど撮影条件を決
定する情報を把握する必要が生じる。このため、原稿を
設置する台の奥側に、原稿の奥側端面を写すミラーを配
置することが考えられるが（前述した特開平５−３１６
３０２号公報参照）、この方法では、前記ミラーに、室
内光などの光源や、作業者の衣服に付けられたアクセサ
リなどからの反射光が写り込み、誤動作を起こすという
虞れが予測される。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、原稿台上に載置された原稿を光学的走査により読み
取る画像読み取り装置において、原稿の種類や撮影条件
に応じて撮像系の分光感度特性を変化させることによ
り、要求品質に応じた最適な画像読み取りを行うことの
できる画像読み取り装置を実現することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、原稿台上に載置された原稿を光学的走査に
より読み取る画像読み取り装置において、原稿を読み取
る撮像素子と、原稿の光学像を前記撮像素子上に結像さ
せる撮像レンズと、撮像系の分光感度特性を変化させる
ために分光感度特性の異なる第１および第２の色補正手
段とを有し、撮影条件の設定を行うためのデータを収集
する予備スキャン時は第１の色補正手段を介して前記撮
像素子で読み取り、原稿画像の読み取りを行う本スキャ
ン時は第２の色補正手段を介して前記撮像素子で読み取
りを行うことを特徴とする画像読み取り装置である。

【００１２】また、本発明は、原稿台上に載置された原
稿を光学的走査により読み取る画像読み取り装置におい
て、原稿を読み取る撮像素子と、原稿の光学像を前記撮
像素子上に結像させる撮像レンズと、撮像系の分光感度
特性を変化させるために分光感度特性の異なる第３およ
び第４の色補正手段とを有し、文字を中心とした２値画
像を読み取る場合は第３の色補正手段を介して前記撮像
素子で読み取り、写真を中心とした階調性のある画像を
読み取る場合は第４の色補正手段を介して前記撮像素子
で読み取りを行うことを特徴とする画像読み取り装置で
ある。

【００１３】

【作用】このように構成した本発明にあっては、原稿の
種類や、撮影条件に応じて、色補正手段が切り替えられ
る。これにより、撮像系の分光感度特性が変化せられ、
要求品質に応じた最適な画像読み取り動作が行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例について
図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例に係
る画像読み取り装置の全体構成を示す。

【００１５】図示のように、本実施例の画像読み取り装
置（以下、本装置という）の原稿台１上には、書籍やフ
ァイルなどの原稿が上向きに置かれ、後述するセンサの
走査により原稿を読み取る撮像カメラ部２が原稿の上方
に設けられている。

【００１６】また、原稿台１の奥側上方に配置され原稿
を照明する照明部３と、画像読み取り条件（文字画像と
写真画像との切り替えを含む）などの設定を行う操作部
４と、原稿台１の奥側に配置され原稿の端部形状を写す
測距ミラー５とが設けられている。なお、照明部３は、
可視光領域の波長の光だけでなく、７００ｎｍ以上の波
長の光も照射する。

【００１７】図２は、本装置を前方から見た概略構成を
示す。前記撮像カメラ部２は、原稿の像を後述の撮像素
子に結像するための撮像レンズ６と、この原稿の像が結
像される焦点面において副走査方向（図２の矢印で示す
方向）にスキャンする撮像素子としてのＣＣＤ（charge
coupled device ）ラインセンサ７とを有する。前記原
稿台１上に置かれる原稿１０は、例えば、一端で綴じら
れ、左右に開くと各ページが空間的に曲がった柱面状に
なる書籍やファイルなどである。

【００１８】図３は、本装置を側面から見た概略構成を
示す。前記ＣＣＤラインセンサ７の一部で、測距ミラー
５に写った原稿の端部形状の像が読み取られる。この測
距ミラー５は、原稿台１の奥側で正面から見て左右方向
に伸延し、原稿位置決め用のストッパとしての機能も兼
ね、原稿台１の表面に対して４５°の角度で傾斜して設
置されている。原稿１０の位置合わせは、この測距ミラ
ー５の下端部に該原稿１０の奥側端部を当てることによ
り行われる。

【００１９】図４は、本装置における測距原理を示す図
である。原稿１０を所定位置に載置すると、図示のよう
に、測距ミラー５によって原稿１０の鏡像１１が形成さ
れる。したがって、この原稿の端面形状を表す鏡像１１
は、原稿台１の像の延長上に、原稿像に連続して形成さ
れる。尚、図中の一点鎖線１２は、前記ＣＣＤラインセ
ンサ７の読み取り範囲を示す。

【００２０】こうして、原稿１０の撮影を行う本スキャ
ンの前になされる予備スキャンにおいて、ＣＣＤライン
センサ７により測距ミラー５に写った原稿の端面形状を
表す鏡像１１を読み取ることにより、原稿１０の高さデ
ータの正面から見て左右方向（図４では奥行方向）の分
布を測定することができる。

【００２１】図５は、本装置の撮像系の分光特性を示
す。ここで、撮像系とは、画像読み取りに直接関連する
部材全体を指す。本図において、符号「Ｇ１」は、ＣＣ
Ｄラインセンサ７の分光感度特性、符号「Ｇ２」は、照
明部３の照明ランプの分光分布を表している。尚、本装
置では、前記照明ランプとしてハロゲン電球を使用して
いるが、これに限定されるものではない。また、符号
「Ｇ３」は、前記Ｇ１とＧ２とをかけ合わせた撮像系全
体の分光特性を示す。本図で明らかなように、本装置の
分光特性は、赤色をピークとして可視光域から近赤外域
まで広がっている。

【００２２】本装置は、特に、色補正手段としての色補
正フィルタ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃの総称、図８
参照）を備えており、図６は、該色補正フィルタ１２の
分光透過率特性を示す。本図において、符号「Ｇ４」
は、文字撮影モードに用いる色補正フィルタ１２ａの分
光透過率特性、符号「Ｇ５」は、写真撮影モードに用い
る色補正フィルタ１２ｂの分光透過率特性、符号「Ｇ
６」は、予備スキャン時に用いる色補正フィルタ１２ｃ
の分光透過率特性を表している。

【００２３】図７は、前記それぞれの色補正フィルタ１
２を用いた場合の撮像系の分光特性を示す。本図におい
て、符号「Ｇ７」は、色補正フィルタ１２ａを用いた文
字撮影モードの場合の撮像系の分光特性、符号「Ｇ８」
は、色補正フィルタ１２ｂを用いた写真撮影モードの場
合の撮像系の分光特性、符号「Ｇ９」は、色補正フィル
タ１２ｃを用いた予備スキャン時の場合の撮像系の分光
特性を表す。尚、符号「Ｇ３」は、前述したフィルタ１
２を用いない場合の撮像系の分光特性を示している。

【００２４】前記色補正フィルタ１２ａは、波長６００
ｎｍ以上の赤色の光を遮断する特性を有している。した
がって、このフィルタ１２ａを撮像系に挿入することに
より、文字撮影モードにおいて、印鑑など赤色で表現さ
れた情報を欠損することなく、濃く再現することが可能
となる。

【００２５】前記色補正フィルタ１２ｂは、波長５５０
ｎｍ以上の光を漸次遮断する特性を有している。したが
って、このフィルタ１２ｂを撮像系に挿入することによ
り、写真撮影モードにおいて、人間の視感度に近い色再
現性を得ることができる。

【００２６】一方、ＣＣＤラインセンサ７からの光信号
出力は、このセンサに到達する光の量に比例するため、
図７の分光特性のグラフ下部の面積に比例した値とな
る。この図７から明らかなように、写真撮影モードにお
いては、文字撮影モードより多くの信号出力を得ること
ができ、Ｓ／Ｎ比が向上するため、滑らかな階調再現を
得ることができる。

【００２７】また、一層の滑らかさが要求される場合
は、フィルタの近赤外域の透過率を増やして、さらにＳ
／Ｎ比を向上させる方法もある。この方法によれば、可
視光成分に対し、赤外光成分についての撮像系の感度が
大きくなるため、蛍光灯のような室内光などの影響を受
けにくいという利点が生じる。このことは、室内光の周
波数変動により生じる濃度ムラが減少することを意味
し、結果的に、一層滑らかな画像を得ることができる。

【００２８】前記色補正フィルタ１２ｃは、波長７００
ｎｍ以下の光を遮断する特性を有している。したがっ
て、このフィルタ１２ｃを撮像系に挿入することによ
り、予備スキャン時において、蛍光灯などの室内光や作
業者の衣服に付けられたアクセサリなどからの反射光の
影響を除去することができ、照明部３から照射された光
によって、本などの原稿の高さを確実に測定することが
可能となる。

【００２９】図８は、前記色補正フィルタ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃを、撮像系に切り替え挿入する機構を示す。
これらのフィルタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、円盤状の
ホルダ２１に、図示のように周方向等間隔に取り付けら
れ、支軸２２を中心に回転自在に構成されており、撮像
レンズ６の原稿側前面に所定距離だけ離間して配置され
る。例えば、図８に示した状態は、前述した文字撮影モ
ードの場合を示しており、原稿からの光は、色補正フィ
ルタ１２ａを介して、撮像レンズ６により図中矢印方向
にスキャンするＣＣＤラインセンサ７上に結像される。

【００３０】また、前記ホルダ２１は、その外周面に歯
車の歯が形成されており、この歯車と噛合する小歯車を
主軸に取り付けたフィルタ切り替えモータ１３により、
矢印方向に回転駆動される。これにより、前記色補正フ
ィルタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが撮影光路内に適宜挿入
されるようになっている。尚、図８においては、原稿か
らＣＣＤラインセンサ７に至る光路Ｌは、図１〜図４と
異なり、作図の容易のため水平方向になるように記載さ
れている。

【００３１】図９は、本装置の制御ブロック図を示す。
制御手段としてのＣＰＵ１７は、本装置全体を統括制御
するものであり、ＣＣＤラインセンサ７をスキャン移動
させるためのスキャナモータ１５を、スキャナ駆動回路
１６を介して駆動制御するとともに、前記フィルタ切り
替えモータ１３を、フィルタ駆動回路１４を介して駆動
制御する。また、ＣＰＵ１７には、操作部４が接続され
ており、この操作部４には、図１１に示すように、読み
取り動作を行わせるためのスタートキー２５や、撮影モ
ードの切り替えを行うモード切り替えキー２６などが設
けられている。

【００３２】次に、本装置の読み取り動作を図１０に示
す制御フローに基づいて説明する。本装置のシステムが
スタートすると、まず、ステップＳ１０においてパネル
チェックが行われる。ここでは、操作部４で予め設定さ
れた前記撮影モードや、枚数、倍率、濃度などの情報の
チェックを行う。

【００３３】次いで、ステップＳ２０では、スタートキ
ー２５がオンされて（ステップＳ１１）、読み取り動作
の開始信号を受け取ったか否かが判断される。したがっ
て、スタートキー２５がオンされない間は、常にステッ
プＳ１０に戻ってパネルチェックが行われ、設定情報の
変更があればその内容に更新される。

【００３４】一方、ステップＳ１１で、スタートキー２
５がオンされ、ＣＰＵ１７に読み取り動作の開始信号が
入力された場合は、ステップＳ３０に進む。ＣＰＵ１７
は、フィルタ駆動回路１４に対し、予備スキャン用の色
補正フィルタ１２ｃに切り替える指示を行う。これによ
り、フィルタ切り替えモータ１３が駆動してホルダ２１
が回転駆動され、所定の色補正フィルタ１２ｃに切り替
わる。

【００３５】フィルタの切り替えが終了すると、ＣＰＵ
１７は、スキャナ駆動回路１６に対し、予備スキャン開
始の指示を行う。これにより、スキャナモータ１５が駆
動してＣＣＤラインセンサ７が移動せられ、予備スキャ
ンが行われる（ステップＳ４０）。この予備スキャン
で、原稿の高さデータが得られ、ピント合わせや、画像
のゆがみの補正に用いられる。

【００３６】予備スキャンが終了すると、ＣＰＵ１７
は、読み取り動作の開始信号を受けとった時点での、操
作部４に表示されている撮影モードの情報に基づいた、
適切な本スキャン用の色補正フィルタに切り替える指示
を行い、前述と同様な動作で所定の色補正フィルタに切
り替えられる（ステップＳ５０）。

【００３７】最後に、ＣＰＵ１７は、スキャナ駆動回路
１６に対し、本スキャン開始の指示を行い、原稿の読み
取り動作を完了させる（ステップＳ６０）。

【００３８】このように、本装置は、色補正フィルタ１
２ａ，１２ｂ，１２ｃを備えており、原稿の種類や撮影
条件に応じて、撮像系の分光感度特性を変化できるよう
に構成したので、例えば色補正フィルタ１２ａを選択す
れば、波長６００ｎｍ以上の赤色の光が遮断されること
により文字撮影モードにおいて印鑑など赤色で表現され
た情報を欠損することなく濃く再現できる。

【００３９】また、色補正フィルタ１２ｂを選択すれ
ば、波長５５０ｎｍ以上の光が漸次遮断されることによ
り写真撮影モードにおいて文字撮影モードより多くの信
号出力を得ることができ、Ｓ／Ｎ比が向上するため、低
照度でも滑らかな階調再現を得ることができる。ここ
で、フィルタの近赤外域の透過率を増やして、さらにＳ
／Ｎ比を向上させれば、室内光の周波数変動により生じ
る濃度ムラが減少し、一層滑らかな画像を得ることが可
能である。

【００４０】さらに、色補正フィルタ１２ｃを選択すれ
ば、波長７００ｎｍ以下の光が遮断されることにより予
備スキャン時において室内光やアクセサリなどからの反
射光の影響を除去することができ、本などの原稿の高さ
を確実に測定することが可能となる。

【００４１】上記実施例では、分光感度特性を切り替え
る方法として、色補正フィルタ１２を切り替える手段
を、撮影レンズ６の原稿側前面に設けるようにしたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、原稿
を照明する照明部３の前面に設けて照射する光の分光特
性を切り替える方法や、原稿を読み取るＣＣＤラインセ
ンサ７の前面に設けてセンサの受光感度特性を切り替え
る方法などを採用することも可能である。

【００４２】また、実施例では、６００ｎｍ及び７００
ｎｍを分光感度特性の切り替え波長としたが、要求仕様
や、撮像素子や照明ランプなどの使用する要素部品によ
り、適宜変更することができることは勿論である。例え
ば、朱色などを濃く再現するには、文字撮影モードにお
ける切り替え波長を短くする必要があり、装置の設置場
所に使用されている蛍光灯の波長域が長波長に及んでい
れば、予備スキャン時における切り替え波長を長くする
必要がある。

【００４３】また、文字・写真撮影モードの切り替えを
操作部４で手動により行う例を開示したが、色補正フィ
ルタの切り替えの前に、原稿が文字画像か写真画像かを
判別するための予備スキャンを行ってもよい。この場合
は、例えば光信号のヒストグラムを作成することによっ
て判別可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、原
稿台上に載置された原稿を光学的走査により読み取る画
像読み取り装置において、原稿の種類や撮影条件に応じ
て、色補正手段を切り替えることにより、撮像系の分光
感度特性が所定の特性に変化せられ、最適な画像読み取
り動作を実現することができる。

【００４５】即ち、適切な色補正手段を切り替え選択す
ることにより、写真を中心とした階調性のある画像を読
み取る場合でも作業者に眩しくない低照度での撮影が可
能となり、また、装置の設置場所の室内光などの影響を
受けにくくなっていわゆる外光ムラを低減することがで
きる。

【００４６】さらに、所定波長以上の赤色の光を遮断す
ることにより文字を中心とした２値画像を読み取る場合
の印鑑など赤色で表現された情報を確実に再現できる。
また、予備スキャン時において室内光などの影響が除去
されるので、本などの原稿の高さを確実に測定すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る画像読み取り装置の
全体構成を示す斜視図である。

【図２】 本装置を前方から見た概略構成図である。

【図３】 本装置を側面から見た概略構成図である。

【図４】 本装置における測距原理を示す図である。

【図５】 本装置の撮像系の分光特性を示す図である。

【図６】 本装置に備えられた色補正フィルタの分光透
過率特性を示す図である。

【図７】 色補正フィルタを用いた場合の本装置の撮像
系の分光特性を示す図である。

【図８】 色補正フィルタを撮像系に切り替え挿入する
機構を示す斜視図である。

【図９】 本装置の制御ブロック図である。

【図１０】 本装置の読み取り動作の制御フローであ
る。

【図１１】 本装置の操作部を示す図である。

【符号の説明】

１…原稿台、 ６…撮像レンズ、 ７…ＣＣＤラインセンサ（撮像素子）、 １０…原稿、 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ…色補正フィルタ（色補正手
段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207 H04N 1/024 - 1/036

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿台上に載置された原稿を光学的走査
   により読み取る画像読み取り装置において、 原稿を読み取る撮像素子と、 原稿の光学像を前記撮像素子上に結像させる撮像レンズ
   と、 撮像系の分光感度特性を変化させるために分光感度特性
   の異なる第１および第２の色補正手段とを有し、 撮影条件の設定を行うためのデータを収集する予備スキ
   ャン時は第１の色補正手段を介して前記撮像素子で読み
   取り、原稿画像の読み取りを行う本スキャン時は第２の
   色補正手段を介して前記撮像素子で読み取りを行うこと
   を特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 原稿台上に載置された原稿を光学的走査
   により読み取る画像読み取り装置において、 原稿を読み取る撮像素子と、 原稿の光学像を前記撮像素子上に結像させる撮像レンズ
   と、 撮像系の分光感度特性を変化させるために分光感度特性
   の異なる第３および第４の色補正手段とを有し、 文字を中心とした２値画像を読み取る場合は第３の色補
   正手段を介して前記撮像素子で読み取り、写真を中心と
   した階調性のある画像を読み取る場合は第４の色補正手
   段を介して前記撮像素子で読み取りを行うことを特徴と
   する画像読み取り装置。