JP3329752B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JP3329752B2
JP3329752B2 JP35161298A JP35161298A JP3329752B2 JP 3329752 B2 JP3329752 B2 JP 3329752B2 JP 35161298 A JP35161298 A JP 35161298A JP 35161298 A JP35161298 A JP 35161298A JP 3329752 B2 JP3329752 B2 JP 3329752B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像読取の技術分野
に属するものであり、特に文字列のような細長い形状の
読み取り対象領域を読み取って文字列画像のような細長
い画像を取得するための手持ち式の画像読取に好適な画
像読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】原稿面
を走査して文字列の画像を読み取るための装置として、
手持ちで走査を行うハンディスキャナやペン型スキャナ
などが知られている。通常、これらの装置は、原稿との
接触部分に棒状のローラーを備えており、走査の際のロ
ーラーの回転数を検出し、検出された回転数に基づきス
キャナの移動距離を算出し、一定距離移動する毎に原稿
面の一部を読み取って部分画像を取得し、取得した複数
の部分画像を貼り合わせて全体画像を生成している。
【0003】これらの装置で部分画像の貼り合わせによ
り全体画像を得るためには、ユーザは、手持ち式スキャ
ナに内蔵されている1次元CCD等からなる撮像手段が
文字列の方向(細長い読み取り対象領域の長手方向)に
対し直交するよう、原稿面に対する配置に十分な注意を
払って装置を原稿面上に置かなければならなかった。ま
た、走査中も撮像手段が文字列方向に対する直交状態を
維持するよう装置の姿勢に十分な注意を払って慎重に扱
う必要があった。
【0004】このような問題点を解決するために、走査
中における撮像手段の特定の向きの確保に関する制約を
解消するための発明として、原稿面に対する撮像手段の
並進移動量に加えて原稿面の法線方向の周りでの撮像手
段の回転量をも測定する移動検出手段と、前記回転量を
キャンセルするために撮像手段の向きを回転させるステ
ッピングモータなどからなる回転手段とを有する画像読
取装置が、特開平8−139868号公報に開示されて
いる。より具体的には、この特開平8−139868号
公報の発明では、原稿面と接触する装置面に、互いに直
交する方向x,yへの移動量を計測する計測点を2つ配
置し、これら計測点におけるx,y方向の移動量データ
から方向x及びyへの装置の移動量とx−y面に垂直な
方向の周りでの装置の回転量を求める。そして、求めら
れた回転量をキャンセルするように撮像手段をモータな
どにより回転させる。これにより、走査中に画像読取装
置が回転しても撮像手段は常に同じ方向を向くので、ユ
ーザは撮像手段の向きを気にすることなく走査を行うこ
とができる。
【0005】しかしながら、以上のような特開平8−1
39868号公報に開示されている発明では、通常、画
像中における文字列の向きは、走査開始時における原稿
面に対する撮像手段の向きに依存するため、貼り合わせ
の容易な部分画像を取得するためには、依然として走査
開始時における原稿面に対する撮像手段の向き(即ち原
稿面に対する装置の向き)に注意を払わねばならなかっ
た。また、撮像手段を回転させるのにステッピングモー
タなどの回転手段が必要となるため、装置の小型化には
不向きであった。
【0006】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
に鑑み、原稿面に対する読取装置の配置姿勢に注意を払
うことを要せずに、文字列のような細長い形状の読み取
り対象領域を読み取って細長い文字列画像などの画像を
容易に取得することを目的とする。
【0007】更に、本発明は、上記従来技術の問題点に
鑑み、文字列のような細長い形状の読み取り対象領域を
読み取って細長い文字列画像などの画像を取得する小型
の手持ち式画像読取装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、原稿面を部分的に撮像
して部分画像を得る撮像手段と、該撮像手段により得ら
れた前記部分画像を複数貼り合わせて全体画像を生成す
る画像貼り合わせ手段とを有し、前記原稿面に対する走
査を行うことで前記複数の部分画像を得るようにしてな
る画像読取装置であって、前記走査に際し前記原稿面に
対して当接し移動することで前記走査の方向を向く移動
方向情報取得手段と、該移動方向情報取得手段と前記撮
像手段とを連結する連結手段とを備えていることを特徴
とする画像読取装置、が提供される。
【0009】本発明の一態様においては、前記撮像手段
は手持ち可能な棒状のケーシングに収容されており、前
記移動方向情報取得手段は前記ケーシングの一方端に隣
接して該ケーシング外に配置されている。
【0010】本発明の一態様においては、前記ケーシン
グは略円筒形状をなしている。
【0011】本発明の一態様においては、前記撮像手
段、前記連結手段及び前記移動方向情報取得手段は、一
体的に前記ケーシングにその長手方向の回動中心の周り
に回動可能なように保持されている。
【0012】本発明の一態様においては、前記移動方向
情報取得手段は前記回動中心から偏位せる位置において
前記原稿面に当接される当接部を有するものである。
【0013】本発明の一態様においては、前記移動方向
情報取得手段は前記回動中心から偏位せるキャスタを用
いたものである。
【0014】本発明の一態様においては、前記移動方向
情報取得手段は前記当接部が屈曲性を有する棒状弾性部
材を用いたものである。
【0015】本発明の一態様においては、前記連結手段
は前記原稿面を部分的に前記撮像手段に結像させる結像
手段を有する。
【0016】本発明の一態様においては、前記原稿面に
対する前記撮像手段の傾き角を検出する傾き検出手段
と、前記部分画像を前記傾き角に基づいて傾き補正処理
を行い補正後の画像を前記画像貼り合わせ手段に出力す
る画像処理手段とを更に有する。
【0017】本発明の一態様においては、前記傾き角が
予め定められた閾値以上である場合に警告を発する警告
手段を更に有する。
【0018】以上のように、本発明では、キャスタなど
を用いて構成される移動方向情報取得手段と撮像手段と
を連結手段により接続している。本装置を原稿に当てた
直後に取得される部分画像においては、その文字列方向
は不定であるが、ひとたび装置を文字列方向に走査する
と、移動方向情報取得手段が装置移動方向即ち文字列方
向を向き、これに連結されている撮像手段も連動して文
字列方向を向く。従って、装置を原稿面においた時の撮
像手段の方向についてまったく気にすることなしに装置
を文字列方向に直線的に走査することで、文字列方向に
のみ適宜の距離だけずれた部分画像を次々と取得するこ
とができ、これら複数の部分画像を用いて容易に画像貼
り合わせ処理を行って全体画像が得ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の画像読取装置の実施の形態を詳述する。
【0020】図1は、本発明による画像読取装置の第1
の実施形態の構成を示すブロック図であり、図2はその
一部を具体的に示す構成概略図である。これらの図を参
照すると、本発明の画像読取装置の一実施形態としての
ペン型画像読取装置100の構成が示されている。図2
に示されているように、ペン型画像読取装置100は上
下方向を向いた手持ち可能な棒状で略円筒形状のケーシ
ング108を有しており、該ケーシング108内には、
撮像手段101、メモリ104、画像貼り合わせ手段1
05及び出力手段107が収容されている。ケーシング
108の下方端(ペン先)に隣接して該ケーシング外に
移動方向情報取得手段102が配置されており、該移動
方向情報取得手段102は連結手段103により撮像手
段101と連結されている。そして、撮像手段101、
連結手段103及び移動方向情報取得手段102は、一
体的にケーシング108にその長手方向(上下方向)の
回動中心の周りに回動可能なように保持されている。
尚、ケーシング108の外側面には、ユーザが画像読み
取り動作の開始及び終了を指示する読取ボタン111が
取り付けられている。
【0021】撮像手段101は、例えば2次元CCD等
からなるエリアセンサであり、その受光面はケーシング
108の長手方向と直交する面(水平面)内に存在して
いる。装置100の下方にて水平面内に配置された原稿
面の一部領域が撮像手段101に光学的に投影され、該
撮像手段101により原稿面の部分画像が読み取られ
る。
【0022】移動方向情報取得手段102は、ペン型画
像読取装置100が原稿面に沿って移動している間、原
稿面に対して当接し移動することで走査方向を向く(移
動方向を示す姿勢をとる)手段であり、ケーシング10
8の下方端に隣接して該ケーシング外に配置されてい
る。移動方向情報取得手段102は、具体的には、図2
に示されているように、キャスタを用いて構成すること
ができる。キャスタ102は、連結手段(上下方向の連
結棒)105の下部に固定された保持部102aと該保
持部102aに取り付けられた水平方向軸102bと該
水平方向軸102bに回転可能なように取り付けられた
タイヤ102cとからなる。タイヤ102cは、ケーシ
ング108に対する撮像手段101、連結手段103及
び移動方向情報取得手段102の回動中心から偏位せる
位置において原稿面に当接される。
【0023】キャスタ102と撮像手段101との位置
関係は、次のように設定されている。即ち、図3に示す
ように、撮像手段101は互いに直交するx方向及びy
方向の辺をもつ矩形状の受光面を有しており、x方向及
びy方向の直交受光要素配列を有する。キャスタ102
のタイヤ102cが原稿面と当接する位置は、ケーシン
グ108に対する撮像手段101、連結手段103及び
移動方向情報取得手段102の回動中心Cに対して、直
交受光要素配列方向のうちの一方向であるx方向に偏位
している。これにより、キャスタ102のタイヤ102
cを原稿面に当接させて読取装置100を水平方向に移
動させると、装置移動の向きAに関してタイヤ102c
が回動中心Cの後方に位置せしめられ、撮像手段101
はx方向を装置移動方向とする特定の向きをとることに
なる。
【0024】メモリ104は、撮像手段101が取得し
た部分画像や、画像貼り合わせ手段105が出力する画
像を記憶する。画像貼り合わせ手段105は、撮像手段
101が次々とメモリ104に出力する部分画像を貼り
合わせて1枚の画像を生成し、再びメモリ104に出力
する手段である。制御手段106は、撮像手段101の
部分画像取得タイミングや画像貼り合わせ手段105の
画像貼り合わせタイミングを制御する手段である。出力
手段107は、画像貼り合わせ手段105が作成した全
体画像を外部装置に出力するための手段である。出力手
段107は、ペン型画像読取装置100の外部インタフ
ェースで、メモリ104から文字列画像を電子手帳やパ
ソコン等へ出力するのを可能にする。
【0025】次に、本実施形態における文字列画像の読
み取り動作について具体的に説明する。
【0026】まず、図4(A)に示されているように、
ペン型画像読取装置100を原稿面Pにあてる。即ち、
ケーシング108が原稿面Pと略直交するようにして、
移動方向情報取得手段102を原稿面Pの読み取り対象
文字列(図では“Beautiful”)の先頭位置に
当接させる。読み取りの際の装置100の移動の向きは
矢印Aで示されている。この時点では、装置100が原
稿面Pに対して移動していないため、移動方向情報取得
手段102は移動方向を指し示さず、その向きは不定で
ある(図4(A)では、移動方向情報取得手段102は
移動方向Aと直交する方向を向いている)。
【0027】次に、図4(B)に示されているように、
ひとたびペン型画像読取装置100を文字列方向に沿っ
て矢印Aの向きに直線的に移動させると、移動方向情報
取得手段102は上記のように回動中心Cの周りで旋回
して移動方向を向く(即ち、移動方向情報を取得す
る)。これにより、移動方向情報取得手段102は移動
方向Aを指し示し、撮像手段101にはx方向の文字列
部分画像が形成される。尚、この読取装置移動の際に
は、適宜の直線状ガイド部材(図示されていない)にケ
ーシング108を当接させることで、移動の直線性を十
分に維持することが可能である。
【0028】さて、装置100を文字列方向へわずかに
移動させた後に、読取ボタン111を押圧しながら装置
移動を継続することで、制御手段106は撮像手段10
1に部分画像取得を指示する。撮像手段101は、図5
に示されているように、装置移動に伴って文字列位置が
移動方向(A方向)に徐々にずれた部分画像501〜5
04,・・・・を次々と取得し、時系列的にメモリ10
4に書き込む。制御手段106は、一定時間間隔毎に画
像取得の要求を撮像手段101に送っている。
【0029】画像貼り合わせ手段105は、部分画像5
01〜504,・・・・が得られる毎に、これらの貼り
合わせ処理を行って文字列画像を生成し、生成結果をメ
モリ104へと出力する。部分画像の貼り合わせには、
例えば特開平5−67208号公報に記載されているよ
うな公知の方式を用いることができる。部分画像501
〜504,・・・・中には、中央部にキャスタ等の像が
あるが、その部分画像中の位置は常に一定であるため、
その像を含む領域を無視すればよく、従来手法により画
像貼り合わせを行うことができる。
【0030】装置100が文字列の最後尾に達したら、
読取ボタン111の押圧を解除することで、以上のよう
な部分画像取得及び画像貼り合わせを終了する。画像貼
り合わせの最終結果として、図5に示されている画像5
00のような文字列全体の画像が得られ、メモリ104
に格納される。この文字列全体画像は、所望により、出
力手段107による外部出力が可能である。
【0031】以上の実施形態における撮像手段101、
連結手段103及び移動方向情報取得手段102の変形
例を、図6に示す。連結手段103は、撮像手段101
を下面に取り付けた上部材103aと、該上部材の下方
に位置する下部材103cと、これら上部材103aと
下部材103cとを接続する中間部材103bとからな
る。上部材103a及び下部材103cは、上記回動中
心Cの周りで回動可能なように上記ケーシング108に
取り付けられている。下部材103cには、中心部に回
動中心Cを光軸とする対物レンズ10が取り付けられて
おり、外周部には上記キャスタ102が取り付けられて
いる。
【0032】この図6に示す形態の更なる変形例を、図
7に示す。ここでは、移動方向情報取得手段として、回
動中心Cから偏位せる位置において原稿面Pに当接され
る当接部が屈曲性を有する棒状弾性部材102’を用い
ている。図7(A)は棒状弾性部材102’の先端部が
自由な状態を示し、図7(B)は棒状弾性部材102’
の先端部が原稿面Pに当接されてA方向の装置移動がな
されている状態を示す。図6の場合と同様にして、原稿
面Pの一部の領域が対物レンズ110により撮像手段1
01に結像される。
【0033】ここで、図8を用いて、以上のような本発
明の実施形態の装置と従来の代表的なペン型スキャナと
を比較する。図8(A)は、本発明実施形態のペン型画
像読取装置を使用状態において上及び手前から見た様子
を示す。この図からわかるように、本発明実施形態の装
置100は、筆記具によく採用されている円柱形状をな
している。これは、内蔵された撮像手段が装置移動方向
に対して特定の向きになるようにするために装置をその
外形が装置移動方向に対して特定の関係となるように配
置するようなことが必要ではなく、前述のように装置を
走査させることによって撮像手段が自動的に装置移動方
向に対して所定の配置となるからである。また、本発明
実施形態の装置100では、原稿面の読み取り領域を斜
め上から見下ろせば文字列の位置を容易に確認すること
ができる。
【0034】図8(B)は、従来のペン型スキャナを使
用状態において上及び手前から見た様子を示す。この図
からわかるように、従来のペン型スキャナ200は、基
本的に直方体形状をなしており、この装置外形は撮像手
段の受光要素配列に対応しており、装置をその外形が文
字列方向に対して所定の関係となるように配置すること
で撮像手段を文字列方向に対し所定の配置となしやすい
よう工夫されている。それ故、多くの筆記具が持ちやす
いとして採用している円柱形にすることはできず、持ち
にくいものであった。また、従来の装置200では、装
置底面が文字列と広範囲で重なってしまい、文字列の位
置の確認が困難である。
【0035】図9は、本発明による画像読取装置の第2
の実施形態を示す構成概略図である。本図において、上
記図1〜8におけると同様の機能を有する部材または部
分には同一の符号が付されている。
【0036】本実施形態は、上記第1の実施形態の構成
に加えて、3次元ジャイロ等からなる傾き検出手段12
2と、CPU等からなる画像処理手段123とを備えて
いるる。即ち、本実施形態の装置は、装置が鉛直方向に
対しやや傾いて走査される場合に、傾き角度のデータを
用いて画像を補正する機能を更に内蔵したものである。
尚、ここでは、原稿面Pは水平面内に配置されるものと
する。
【0037】この機能を図10,11を参照しつつ説明
する。例えば、図11に示すように、装置100’を手
前側に傾けて走査すると、図10(A)に示されるよう
に歪んだ部分画像701が得られ、このままではy方向
につぶれた画像となってしまっている。そこで、傾き検
出手段122により検出される装置の上記回動中心Cと
鉛直方向とのなす角度情報に基づいて、画像処理手段1
23は部分画像を補正する。即ち、画像処理手段123
は、図10(B)に示されるように、装置を鉛直に立て
て走査した場合に得られると考えられる画像702を生
成し、これを画像貼り合わせ手段105へ出力する。例
えば、装置100’が手前側に45度傾いて文字列を読
み取った時の画像701に対して、補正前の画素f
(x,y)と補正後の画素f’(x’,y’)との関係
が、 f’(x’,y’)=f(x,y/21/2 ) となるように画像変換すればよい。これにより、装置が
傾いて走査された場合でも、実際の文字列に近い部分画
像702を取得することが可能となり、これに基づき貼
り合わせ処理を行うことで、実際の文字列に近い全体画
像を得ることができる。
【0038】また、装置100’の傾きがあまり大きく
なると、画像の歪みが大きくなり十分な解像度の文字列
部分画像を取得できなくなる。そこで、傾き角が予め設
定された閾値以上になった時に、これをユーザに知らせ
る警告装置(例えば、音声または光を用いた警告装置)
を画像読取装置100’に取り付けることにより、所定
の角度以下での傾きでの使用をユーザに促すことができ
る。
【0039】手前側またはその反対側へ傾く場合のみな
らず、装置移動方向またはその反対側へと傾く場合や、
これら双方に傾く場合にも、同様な補正を行うことがで
きる。
【0040】また、上記実施形態では、制御手段106
により画像取得タイミングを制御しているが、従来のペ
ン型スキャナのようにタイヤの回転量を検知する手段を
更に設けてタイミング制御をしてもよいことは明らかで
ある。
【0041】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
ることはなく、本発明の技術思想の範囲内において各実
施形態は適宜変更され得ることは明らかである。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走査に際し原稿面に対して当接し移動することで走査の
方向を向く移動方向情報取得手段と撮像手段とを連結手
段により連結しているので、撮像手段の向きを気にする
ことなく装置を配置して走査を行うことで部分画像の貼
り合わせによる文字列全体画像を容易に取得できる画像
取得装置が提供される。また、本発明は、撮像手段を回
転させるのにステッピングモータ等を使用する必要がな
いため、小型化も容易であり、手持ち式画像読取装置に
好適である。
【0043】更に、本発明によれば、装置の傾き角を検
出する傾き検出手段と、撮像手段から得た画像を傾き角
に基づいて傾き補正処理を行い補正後の画像を画像組み
合わせ手段に出力する画像処理手段とを用いることによ
り、装置が原稿面法線方向からある程度傾いていても実
際の文字列に近い文字列画像を取得可能な小型画像取得
装置が提供される。
【0044】また、本発明によれば、警告手段を用いる
ことにより、許容範囲を超えた装置の傾きをユーザに知
らしめることが可能な小型画像取得装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像読取装置の第1の実施形態の
構成を示すブロック図である。
【図2】本発明による画像読取装置の第1の実施形態の
一部を具体的に示す構成概略図である。
【図3】撮像手段と移動方向情報取得手段との関係を示
す図である。
【図4】本発明による画像読取装置の第1の実施形態に
おける文字列画像の読み取り動作の説明図である。
【図5】装置移動に伴って刻々と取得される部分画像及
びその貼り合わせにより得られる全体画像の一例を示す
図である。
【図6】撮像手段、連結手段及び移動方向情報取得手段
の変形例を示す図である。
【図7】移動方向情報取得手段の更なる変形例を示す図
である。
【図8】本発明の実施形態の装置と従来の代表的なペン
型スキャナとを比較する説明図である。
【図9】本発明による画像読取装置の第2の実施形態を
示す構成概略図である。
【図10】本発明による画像読取装置の第2の実施形態
における傾き補正の説明図である。
【図11】本発明による画像読取装置の第2の実施形態
における傾き補正の説明図である。
【符号の説明】
100,100’ 画像読取装置 101 撮像手段 102,102’ 移動方向情報取得手段 103 連結手段 104 メモリ 105 画像貼り合わせ手段 106 制御手段 107 出力手段 108 ケーシング 110 対物レンズ 111 読取ボタン 122 傾き検出手段 123 画像処理手段 500 全体画像 501〜504 部分画像 701 補正前画像 702 補正後画像 A 走査方向 C 回動中心 P 原稿面

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿面を部分的に撮像して部分画像を得
    る撮像手段と、該撮像手段により得られた前記部分画像
    を複数貼り合わせて全体画像を生成する画像貼り合わせ
    手段とを有し、前記原稿面に対する移動を行うことで前
    記複数の部分画像を得るようにしてなる画像読取装置で
    あって、 前記原稿面に対する前記画像読取装置の移動に際し前記
    原稿面に当接することで前記原稿面に対する前記画像読
    取装置の移動の方向を向く移動方向情報取得手段と、該
    移動方向情報取得手段と前記撮像手段とを連結する連結
    手段とを備えており、前記撮像手段は手持ち可能なケーシングに収容されてお
    り、前記移動方向情報取得手段は前記ケーシングに隣接
    して該ケーシング外に配置されており、 前記撮像手段、前記連結手段及び前記移動方向情報取得
    手段は、一体的に前記ケーシングに対して回動中心の周
    りに回動可能なように保持されている ことを特徴とする
    画像読取装置。
  2. 【請求項2】 原稿面を部分的に撮像して部分画像を得
    る撮像手段と、該撮像手段により得られた前記部分画像
    を複数貼り合わせて全体画像を生成する画像貼り合わせ
    手段とを有し、前記原稿面に対する移動を行うことで前
    記複数の部分画像を得るようにしてなる画像読取装置で
    あって、 前記原稿面に対する前記画像読取装置の移動に際し前記
    原稿面に当接することで前記原稿面に対する前記画像読
    取装置の移動の方向を向く移動方向情報取得手段と、該
    移動方向情報取得手段と前記撮像手段とを連結する連結
    手段とを備えており、 前記撮像手段は手持ち可能な棒状のケーシングに収容さ
    れており、前記移動方向情報取得手段は前記ケーシング
    の一方端に隣接して該ケーシング外に配置されており、 前記撮像手段、前記連結手段及び前記移動方向情報取得
    手段は、一体的に前記ケーシングにその長手方向の回動
    中心の周りに回動可能なように保持されていることを特
    徴とする画像読取装置。
  3. 【請求項3】 前記ケーシングは略円筒形状をなしてい
    ることを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の
    画像読取装置。
  4. 【請求項4】 前記移動方向情報取得手段は前記回動中
    心から偏位せる位置において前記原稿面に当接される当
    接部を有するものであることを特徴とする、請求項1〜
    のいずれかに記載の画像読取装置。
  5. 【請求項5】 前記移動方向情報取得手段は前記回動中
    心から偏位せるキャスタを用いたものであることを特徴
    とする、請求項4に記載の画像読取装置。
  6. 【請求項6】 前記移動方向情報取得手段は前記当接部
    が屈曲性を有する棒状弾性部材を用いたものであること
    を特徴とする、請求項4に記載の画像読取装置。
  7. 【請求項7】 前記連結手段は前記原稿面を部分的に前
    記撮像手段に結像させる結像手段を有することを特徴と
    する、請求項1〜6のいずれかに記載の画像読取装置。
  8. 【請求項8】 前記原稿面の法線方向に対する前記撮像
    手段の傾き角を検出する傾き検出手段と、前記部分画像
    を前記傾き角に基づいて傾き補正処理を行い補正後の画
    像を前記画像貼り合わせ手段に出力する画像処理手段と
    を更に有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれ
    かに記載の画像読取装置。
  9. 【請求項9】 前記傾き角が予め定められた閾値以上で
    ある場合に警告を発する警告手段を更に有することを特
    徴とする、請求項8に記載の画像読取装置。
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