JP3619326B2 - スキャナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素を一次元的に配置したライン型イメージセンサを用い、該イメージセンサに被写体像を走査させることによって被写体を二次元的に読み取るスキャナに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来より、画素を一次元的に配置したライン型イメージセンサ上に被写体像を走査させることにより、被写体像の二次元的な画像情報をイメージセンサに読み取らせるスキャナが知られている。一般に、この種のスキャナには、被写体に沿って平行移動する走査ミラーと、イメージセンサに被写体像を結像するための結像レンズが設けられ、走査ミラーの平行移動によってイメージセンサ上に被写体像が走査される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなスキャナでは、走査ミラーの平行移動に伴い、結像レンズへの入射角が変化するため、結像レンズのレンズ径を大きくしなければならないという問題点がある。そこで、走査ミラーをイメージセンサの画素配列方向と平行な軸の回りに回動させることよって、被写体を走査するスキャナが考えられている。
【０００４】
しかし、走査ミラーを回動させる場合、イメージセンサと共役な物体面は円筒面となる。即ち、走査ミラーにより結像レンズの光軸が偏向される方向によってピント位置が変化する。そのため、平面状の被写体にピントを合わせるためには、走査ミラーの回動に応じて結像レンズを移動させる等の補正を行う必要がある。このような補正のためには、制御部が、走査ミラーの位置（回転角度）に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーにより偏向される方向を正確に把握している必要がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑み、走査ミラーの位置に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーにより偏向される方向を正確に把握することができるスキャナを提供することを目的とするものである。
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明によるスキャナは、一次元に配列した画素によって被写体を読み取るライン型イメージセンサと、該イメージセンサに被写体像を結像させる結像レンズと、イメージセンサの画素配列方向と平行な軸回りに回動することによりイメージセンサ上に被写体像を走査させ、イメージセンサに被写体像の二次元的な画像情報を読み取らせる走査ミラーと、走査ミラーの回動制御を行う制御部と、を備えると共に、制御部による走査ミラーの回動制御が、結像レンズの光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラーの位置を基準位置として行われ、走査ミラーが基準位置にあるとき、制御部が、さらに、結像レンズの合焦位置を検出する合焦処理、及びイメージセンサにおける被写体像の蓄積時間を決定する為の測光処理を行うよう構成されている。
【０００７】
このように、結像レンズの光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラーの位置を基準位置として走査ミラーが回動制御されるため、走査ミラーの位置に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーによって偏向される方向を、制御部が常に正確に把握することができる。
なお、走査ミラーが上記の基準位置にある時には、走査ミラーの反射面と結像レンズの光軸とのなす角は４５°である。また、この時、イメージセンサによる読み取りラインは、画像の中心部にある。
【０００８】
また、上記スキャナには、走査ミラーと連動し、走査ミラーを回動させるために所定の角度範囲内で回動する駆動部材と、駆動部材に設けられた被検出部を検出する検出手段とをさらに設けると共に、該検出手段の検出タイミングに基づいて走査ミラーの基準位置を決めることができるよう構成することができる。
さらに、上記の基準位置を、検出手段が駆動部材の被検出部を検出してから、駆動部材が所定量回動した位置とし、当該所定量を、スキャナの個体差に応じて設定される量とすることも可能である。
【０００９】
また、上記の駆動部材をパルスモータによって回動し、前記所定量をパルスモータのパルス数により設定されるよう構成しても良い。さらに、被検出部をシャッタープレートとし、検出部をシャッタープレートが所定位置に達した時に該シャッタープレートにより遮られるフォトインタラプタとして構成することもできる。また、シャッタープレートが、駆動部材の前記所定の角度範囲の略半分に亘って、フォトインタラプタを遮うように構成することも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるスキャナの実施形態としてカメラ型スキャナを説明する。
【００１１】
実施形態のカメラ型スキャナは、モノクロのライン型ＣＣＤセンサであるイメージセンサを用いて離れた位置にある被写体を走査する方式のカメラ型スキャナである。その撮影光学系は図１に概念的に示すように、被写体Ｏ側から走査ミラー２、結像レンズ３、イメージセンサ１６により構成される。走査ミラー２をイメージセンサ１６の画素配列方向に平行な方向の回転軸Ｒｘ回りに回動させることにより、被写体Ｏを順次ライン状に読み取ってイメージセンサ上に結像させ、被写体の情報を二次元的に読み取る。この明細書では、イメージセンサの画素配列方向に相当する方向を「主走査方向」、走査ミラーの回動により走査される読み取りライン（走査ライン）の移動方向を「副走査方向」と定義する。また、図中に、イメージセンサ１６の画素配列方向に平行なｙ軸と、結像レンズ３の光軸に平行なｘ軸を定義する。さらに、以下の説明では、結像レンズ３の光軸が図中一点鎖線で示したように走査ミラー２により直角に偏向される際のラインセンサの読み取りラインを「基準走査ライン」と定義する。
【００１２】
被写体を走査して情報を読み取る方式とすることにより、センサの画素数に対して読み取りの解像度を高くすることができる。例えば、実施形態におけるイメージセンサの有効画素数は２０８８であり、５４．４度の走査範囲を２８７０ステップに分解して走査ミラーの回動位置を設定することにより、主走査２０８８×副走査２８７０の約６００万画素のエリアセンサを用いたのと同等の解像度を得ることができる。この解像度は、例えばＢ５版の原稿を読み取る際には約３００ｄｐｉに相当する。
【００１３】
また、走査方式として上記のような回転ミラー走査方式を採用したことにより、イメージセンサに入射する光束を常に一定の角度で結像レンズに入射させることができるため、結像レンズの径を最小限に抑えることができる。同様の走査方式でもイメージセンサを走査させる方式とすると、イメージセンサに入射する光束の結像レンズに対する入射角度が走査位置に応じて変化するため、ビネッティングの影響を抑えるために結像レンズに必要とされる径は走査ミラー方式の場合より大きくなる。
また、回転ミラー走査方式では、ラインセンサやミラーを平行移動させる走査方式と比較して、可動部分を小さくすると共に、駆動機構を単純化することができる。
【００１４】
ただし、走査ミラーを回動させて被写体を走査する場合、イメージセンサ１６と共役な物体面は、走査ミラー２の回転軸Ｒｘを中心とした円筒面となるため、被写体Ｏが平面である場合には以下の３つの問題が生じる。
第１は、基準走査ラインに焦点を合わせると副走査方向の周辺部を読み取る際には被写体Ｏより手前の位置にピントが合うという焦点ズレの問題、第２は、走査ミラー２から被写体Ｏまでの距離が基準走査ラインから副走査方向の周辺部に向かって漸増することにより周辺部に向けて結像倍率が小さくなるという倍率変化の問題、そして、第３は、走査ミラー２から被写体Ｏまでの距離をＬとしたときに走査ラインの副走査方向の位置が走査ミラー２の回転角度θに対してＬ・ｔａｎθで定まるため、走査ミラーの回動角度ピッチが等しいと走査線の密度が画面中心部と比較して周辺部で粗くなるという走査線密度の問題が発生する。
【００１５】
実施形態のカメラ型スキャナでは、焦点ズレの問題に関しては、副走査方向の読み取り位置に応じて結像レンズを光軸方向に移動させることにより解消しており、倍率変化の問題に関しては取り込まれた画像の信号処理段階において倍率の小さい周辺部でデータを補完して伸張することにより解消しており、走査線密度の問題に関しては、ミラー駆動モータ側の等ピッチの回転を副走査方向の読み取り位置に応じて不等ピッチの回転に変換する機能を機械系に持たせることにより解消している。これらの解決手段の詳細については、後段の該当個所において詳述されている。
【００１６】
また、実施形態のカメラ型スキャナでは、撮影光学系とファインダー光学系とが独立して設けられているため、これらの光学系の間にパララックスが生じる。一般に、例えばレンズシャッターカメラ等のカメラでは、撮影光学系を基準としてファインダー光学系にパララックス補正用の手段を設け、パララックスの影響を避けるようにしている。これに対して、実施形態のカメラ型スキャナは、ファインダー系の視野を基準として、パララックスが生じないよう撮影光学系側の走査範囲を被写体距離に応じて変化させている。これに伴い、基準走査ラインに対して撮影範囲が非対称に設定される。
【００１７】
図２及び図３は、本実施の形態によるカメラ型スキャナの外形及び概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、カメラ型スキャナ１は、略直方体形状の本体ケース１０を有し、本体ケース１０の正面には被写体像を取り込むための窓部１２が形成されている。また、図３に示すように、本体ケース１０の内部には、イメージセンサ１６と、イメージセンサ１６の画素配列方向に平行な軸Ｙの回りで回転する走査ミラー２と、走査ミラー２からの反射光をイメージセンサ１６に結像させるための結像レンズ３とが備えられている。カメラ型スキャナ１は、走査ミラー２を前記の軸Ｙを中心として回転させることによって、被写体像を順次ライン状に読み取ってイメージセンサ１６上に結像させるよう構成されている。
【００１８】
イメージセンサ１６は所謂モノクロセンサであり、カラー画像に対応するため、走査ミラー２とイメージセンサ１６との光路中には、カラーフィルタ４が設けられている。また、窓部１２に隣接して、ファインダー窓１３が設けられている。
【００１９】
本体１には、電源をオンオフするメインスイッチ３１０が設けられており、カメラ型スキャナ１の操作はリモコン５の操作ボタン３５０により行われる。図２に示すように、操作ボタン３５０には、スタートボタン５１、アップ／テレボタン５４、ダウン／ワイドボタン５５、モードボタン５３、ストップ／削除ボタン５２の５つがある。また、リモコン５は、本体ケース１０の上部に形成されたリモコン装着部１７に着脱可能となっている。
【００２０】
リモコン５は赤外ＬＥＤを用いて赤外線によってカメラ本体に対してコマンド信号を送信する送信部５６を有している。本体ケース１０の背面には送信部からの信号を受信するための赤外線センサである第１受信部２０１が設けられ、リモコン装着部１７の、リモコン５の送信部５６に相当する部分には、第１受信部２０１に比べて感度の弱い赤外線センサである第２受信部２０２が設けられている。つまり、リモコン５をリモコン装着部１７から取り外した状態では、送信部５６からの信号を第１受信部２０１で受信し、リモコン５をリモコン装着部１７に装着した状態では、送信部５６からの信号を第２受信部２０２で受信することができる。
【００２１】
また、本体には、リモコン５の着脱を検出するための反射型フォトセンサである、リモコン着脱センサ３１１が設けられており、リモコン着脱センサ３１１はリモコン５が装着されていればオン信号を出す。本体側の制御回路はリモコンから同一の操作信号が入力された際にも、リモコン５が本体に装着された状態であるか離脱した状態であるかに応じて異なるコマンドとして実行することができる。
【００２２】
図４は、カメラ型スキャナ１の内部構成を示す平面図である。
本体ケース１０内には、走査ミラー２を回転可能に保持するミラーホルダ２０が設けられている。ミラーホルダ２０は後述のミラー駆動機構によって図中時計回り及び反時計回りに回転駆動される。また、ミラーホルダ２０に隣接して、結像レンズ３及びイメージセンサ１６を収容するためのハウジング１２０が設けられており、走査ミラー２からの反射光がハウジング１２０内の結像レンズ３を通ってイメージセンサ１６に結像するように構成されている。
【００２３】
結像レンズ３は、３枚のレンズ３ａ，３ｂ，３ｃよりなっており、レンズ鏡筒３０に保持されている。また、レンズ鏡筒３０はその外周をハウジング１２０に設けられた円筒状の鏡筒保持部１２１の内周に保持されている。レンズ鏡筒３０は、後述のレンズ駆動機構６によって走査ミラー３に近接する方向及び離反する方向に駆動される。
【００２４】
ハウジング１２０の、鏡筒保持部１２１とイメージセンサ１６との間には、赤色フィルタ４ａ、緑色フィルタ４ｂ、青色フィルタ４ｃ、及び無色フィルタ４ｄからなるカラーフィルタ群４が設けられている。カラーフィルタ群４は、イメージセンサ１６の画素配列方向と平行な回転軸の回りに回転するフィルタホルダ４０によって、９０゜間隔で保持されており、フィルタホルダ４０の回転によって各々フィルタが選択的に、結像レンズ３とイメージセンサ１６との間の光路中に配置される。
【００２５】
なお、ミラーホルダ２０、ハウジング１２０等は、本体ケース１０の下部に設けられた支持フレーム１３０によって支持されている。支持フレーム１３０上には、後述の走査用モータ７０を支持するためのモータフレーム１３５、バッテリー２１０を保持するバッテリーフレーム１３６が形成されている。
【００２６】
次に、ファインダーについて説明する。図５は、図４のカメラ型スキャナ１の線分Ａ−Ａに関する断面図である。図５に示すように、ファインダーは、ファインダー窓１３から入射した光束を取り込む対物レンズ１４１と、この対物レンズ１４１を透過した光束を上側のカバーガラス１５側に向けて反射させるファインダーミラー１４５と、ミラー１４５により反射された光束を透過させるフレネルレンズ１４３と、フレネルレンズ１４３とカバーガラス１５との間に配置された透過型の液晶表示パネル１５２とから構成されている。対物レンズ１４１とフレネルレンズ１４３とは、プラスチックにより一体のユニット１４０として成形されている。ファインダーが設けられたスペースの後方には、図２に示されるように撮影画像のデータを記録するメモリカード２２０を装着するためのカードスロット２３０が形成されている。なお、ファインダーユニット１４０は、ビス止め部１４６によって、支持フレーム１３０に固定されている。
【００２７】
次に、走査ミラー２を走査するためのミラー駆動機構７について説明する。
図６は、図４のカメラ型スキャナ１の線分Ｂ−Ｂに関する断面図である。図６に示すように、モータフレーム１３５には、ミラー駆動モータ７０が固定され、ミラー駆動モータ７０の出力軸には、駆動ギア７１が固定されている。また、駆動ギア７１の回転を約１／１０００に減速するために、歯数の大きなギアと歯数の小さいギアとを一体として構成した５組のギア対７４〜７８が設けられている。ギア対７４〜７８のうち、ギア対７４，７５，７６は第１の支軸７２の回りに回転可能に支持されており、ギア対７７，７８は第２の支軸７３の回りに回転可能に支持されている。
【００２８】
そして、駆動ギア７１は、支軸７２に支持された第１のギア対の従動ギア７４ａに係合し、第１のギア対の減速ギア７４ｂは、支軸７３に支持された第２のギア対７７の従動ギア７７ａに係合している。第２のギア対７７の減速ギア７７ｂは、支軸７２に支持された第３のギア対７５の従動ギア７５ａに係合し、第３のギア対７５の減速ギア７５ｂは、支軸７３に支持された第４のギア対７８の従動ギア７８ａに係合している。第４のギア対７８の減速ギア７８ｂは、支軸７２に支持された第５のギア対７６の従動ギア７６ａに係合し、第５のギア対７６の減速ギア７６ｂは、支軸７３に回転可能に支持された後述の駆動部材８０に係合している。
【００２９】
図７は、駆動機構７を示す平面図である。図７に示すように、駆動部材８０は、平板状部材に第１セクタギア８２と第２セクタギア８３を形成したものである。第１セクタギア８２は、前述の第５のギア対７６の減速ギア７６ｂに係合しており、当該減速ギア７６ｂの回転によって駆動部材８０が回動する。第１セクタギア８２は支軸７３の中心（軸７３ａとする）に対し中心角１２０°を有し、第２セクタギア８３は軸７３ａに対し中心角２０°を有している。両セクタギア８２，８３は、軸７３ａに対し回転方向には隣接している。
【００３０】
また、第１セクタギア８２を挟んで、第２セクタギア８３と反対側には、軸７３ａに対する中心角約６０°の扇形部８０ａが形成されている。扇形部８０ａにおいて、第１セクタギア８２のピッチ円の延長線上には、駆動ピン８１が立設されている。
【００３１】
ここで、ミラー２を保持するミラーホルダ２０について説明する。図８は、ミラーホルダ２０を示す斜視図である。図８に示すように、ミラーホルダ２０は、ミラー面の４辺を規定する正面フレーム２１と、鉛直方向の両側面を挟んで保持する側面フレーム２２と、Ｙ方向（イメージセンサ１６のＣＣＤ画素配列方向）に延びるミラー支軸２７とを一体として構成したものである。また、正面及び側面フレーム２１，２２の下部には、ミラー支軸２７に直交する平板状部材である連動部材２３、及び円板状部材である支持円板２５が設けられている。
支持フレーム１３０には、ミラー支軸２７を嵌挿するための孔１３９が形成されており、ミラー支軸２７を孔１３９に嵌挿すると、支持円板２５が支持フレーム１３０上で摺動することによって、ミラーホルダ２０は支持フレーム１３０上で回転可能となる。
【００３２】
図７に示すように、連動部材２３には、駆動部材８０に立設された駆動ピン８１に係合する係合溝２４が形成されている。係合溝２４は、ミラー支軸２７の回転中心に向けて長く形成されている。そして、駆動部材８０が時計回りに回転すると、駆動ピン８１が係合溝２４の長手方向の一辺を付勢し、これにより連動部材２３は反時計回りに回動付勢される。即ち、連動部材２３と一体であるミラーホルダ２０全体が反時計回りに回転する。
かくして、ミラーホルダ２０に保持された走査ミラー２は、駆動部材８０の回動に伴い、駆動ピン８１と係合溝２４の係合によって回転する。
【００３３】
なお、駆動ピン８１と係合溝２４との間には僅かなクリアランスがある。このクリアランスに起因する駆動ピン８１と係合溝２４及びギア対７４〜７８のがたつきを押さえるため、図８に示すように、ミラー支軸２７には、ミラーホルダ２０を一方向に付勢するためのコイルバネ２８が巻き付けられている。コイルバネ２８の一端は、支持円板２５に形成された切り欠き部２５ａを介して、支持フレーム１３０に突設された凸部２９に当接しており、他端は切り欠き部２５ａの側面に当接している。このように、コイルバネ２８は支持円板２５を常時一定の方向に回動付勢している。
【００３４】
図９に、駆動部材８０が図７の状態から反時計回りに回転した状態を示す。また、図１０に駆動部材８０が図７の状態から時計回りに回転し伝達ギア９１（後述）と係合した状態を示す。走査のための走査ミラー２の回転範囲は、図９に示す状態から図１０に示す状態までの範囲内で設定される。
【００３５】
ここで、図７に示すように、駆動部材８０及びミラーホルダ２０は、駆動部材８０の回転中心と駆動ピン８１とミラーホルダ２０の回転中心とが略一直線上に並んだ状態で、走査ミラー２の表面と、Ｘ軸（走査ミラー２の中心とイメージセンサ１６０とを結んだ直線）とのなす角度が４５°になるように構成されている。
【００３６】
つまり、駆動部材８０の回転中心と駆動ピン８１と走査ミラー２の回転中心とが一直線上に並んだ状態（図７）から、時計回りあるいは反時計回りに駆動部材８０が回転するにつれ、駆動ピン８１とミラーホルダ２０との回転中心との距離が長くなる。従って、駆動部材８０の角度ピッチを一定とすると、走査ミラー２は、角度のピッチを減少させながら回転する。
【００３７】
このように、被写体の周辺部を走査している時の走査ミラー２の回転角度ピッチを、中心部を走査している時よりも小さくすることによって、周辺部と中心部での走査線の密度が実質的に同じになる。
【００３８】
以下、駆動部材８０と走査ミラー２の角度ピッチの関係について詳説する。
図１１は、駆動部材８０と走査ミラー２の回転位置関係を示す概略図である。走査ミラー２の表面がＸ軸に対して４５°傾斜した状態（図１１（Ａ））での、被写体上の走査線の位置を基準走査ラインＲとし、この時の走査ミラー２及び駆動部材８０の回転位置を各々のホーム位置とする。また、この時、結像レンズ３の光軸と、走査ミラー２によって偏向された当該光軸とは直角になっている。なお、回転角度の符号は、走査ミラー２の時計回りに対応する方向を正とし、反時計回りに対応する方向を負とする。
【００３９】
図１１（Ｂ）は、基準走査ラインＲからファインダー側（図中左側）の周辺部を走査している状態を示し、図１１（Ｃ）は、基準走査ラインＲからファインダーと反対側（図中右側）の周辺部を走査している状態を示す。
【００４０】
駆動部材８０の回転中心と走査ミラー２の回転中心との距離をｄとし、駆動部材８０の回転中心から駆動ピン８１までの距離をｒとすると、駆動部材８０のホーム位置からの回転角度θと、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度ωとの間には幾何的に以下の（１）式の関係が成り立つ。また、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度ωと、走査線の基準走査ラインＲからの振れ角ω’との間には以下の（２）式の関係が成り立つ。
【００４１】
【数１】
【００４２】
走査基準ラインＲから走査線までの距離Ｙは、Ｙ＝Ｌ・ｔａｎωで表されるので、駆動部材８０の単位角度Δθの回転に対する、基準走査ラインＲ近傍における走査線の振れ角の変化量をω’１とし、周辺部（基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ａ）における走査線の振れ角の変化量をω’２とすると、基準走査ラインＲ近傍及び周辺部での走査線間隔ΔＹ１、ΔＹ２は、夫々以下の（３）式、（４）式で表される。
【００４３】
【数２】
【００４４】
そのため、基準走査ライン近傍と周辺部とで走査線間隔を同じとする（即ち、ΔＹ１＝ΔＹ２）と、以下の（５）式の関係が得られる。
【００４５】
【数３】
【００４６】
また、ω’１は、走査ミラー２がホーム位置からΔθだけ回転した時の、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角と等しいため、（１）式と（２）式から、以下の（６）式の関係が成り立つ。
【００４７】
【数４】
【００４８】
ここで、ω’ａを２７．２°（後述）とし、ω’２を０．６°と設定すると、（５）式からω’１＝０．８２°が得られ、さらに、駆動部材８０の単位角度Δθを１°とすると、（６）式からｄ／ｒ＝２．２が得られる。即ち、ｄ／ｒ＝２．２を満足するように、駆動部材８０及びミラーホルダ２０の各寸法を設定することにより、中心部と周辺部とで、走査線間隔を同じにすることができる。
【００４９】
走査基準ラインＲからの走査線の距離はＹ＝Ｌ・ｔａｎωで表されるので、（１）式を用いると、駆動部材８０を１°ずつ回転させた場合の、走査線間隔の変化を計算することができる。図１２に計算結果を示す。なお、駆動部材８０の回転角度は＋２１．５°から−１４．５°までとしたが、これについては後述する。また、比較のため、走査ミラー２を一定の角度ピッチで回転させた場合として、駆動部材８０に操作ミラーを固定して一定角度ピッチで回転させた場合の走査線位置（Ｌ・ｔａｎ２θ）の変化も示す。
図１２に示すように、走査ミラー２を一定の角度ピッチで回転させた場合には、走査線間隔は１４．６８ｍｍから８．１３ｍｍまで大きく変動するのに対し、本実施形態では最大６．８６ｍｍ、最小６．７８ｍｍと、実質的に同じ走査線間隔となる。即ち、中心部と周辺部とで、実質的に同じ走査線間隔となる。
【００５０】
このように、本実施の形態では、駆動ピンと係合溝の係合を利用して、走査ミラー２の回転角度ピッチが被写体周辺部ほど小さくなるよう構成しているため、中心部と周辺部とで、実質的に同じ走査線間隔が得られるという効果が達成される。
【００５１】
ここで、駆動部材８０及び走査ミラー２の回転角度の設定について説明する。図１３に、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度と、走査線の基準走査ラインＲからの振れ角との関係を示す。カメラ型スキャナ１は、結像レンズ３がＸ軸方向に移動可能となっており、距離Ｌが２３ｃｍ〜無限大の距離範囲にある被写体に対してピントを合わせることができる。走査ミラー２による基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ａは、被写体までの距離Ｌ、及び基準走査ラインＲからの像高Ｙａから、以下の（７）式で求められる。
【００５２】
【数５】
【００５３】
ここで、カメラ型スキャナ１は、距離Ｌ＝２３ｃｍにおける（基準走査ラインＲからの）像高Ｙａ＝１２０ｍｍの像に対応するように設定されている。従って（５）式から、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ａは２７．２°となる。走査は、基準走査ラインＲから、ファインダー側及びその反対側の両方に行われるため、走査線の総振れ角は２７．２°×２＝５４．４°となる。
【００５４】
また、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度ωａは（２）式から１３．６°となる。さらに（１）式を変形し、θをωで表すと、以下の（８）式のように表すことができる。（８）式のωにωａを代入することにより、駆動部材８０のホーム位置からの回転角度θａ＝１７．５°が得られる。
【００５５】
【数６】
【００５６】
カメラ型スキャナ１は、パララックスが生じないように、ファインダーの視野を基準とし、基準走査ラインＲに対する走査線の振れ角を被写体距離に応じて変化させるよう構成されている。即ち、走査線の総振れ角（５５．４°）を一定とし、基準走査ラインＲに対してファインダー側（図中左側）の走査線の振れ角が大きくなるように設定する。本実施形態では、被写体距離が最小（即ち、Ｌ＝２３ｃｍ）の場合に、基準走査ラインＲからファインダー側の像高Ｙｈ＝１４７ｍｍに対応できるよう走査線の振れ角を設定する。基準走査ラインＲからファインダー側への走査線の振れ角ω’ｈは、（７）式と同様に、以下の（９）式により求められ、ω’ｈ＝３２．３°となる。
【００５７】
【数７】
【００５８】
一方、走査線の総振れ角は５４．４°と一定であるため、基準走査ラインＲからファインダーと反対側の走査線の振れ角ω’ｋは−２２．１°となる。即ち、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角は、ファインダー側が３２．３°、ファインダーと反対側がー２２．１°と非対称になる。なお、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ｈ＝３２．３°及びω’ｋ＝−２２．１°に対応する、走査ミラー２のホーム位置からの時計回りの回転角度ωｈ（＝ω’ｈ／２）は１６．２°となり、反時計回りの回転角度ωｋ（＝ω’ｋ／２）は−１１．２°となる。ωｈとωｋを上記（２）式のωに代入すると、駆動部材８０のホーム位置からの反時計回りの回転角度θｈは２１．５°、時計回りの回転角度θｋは−１４．５°となる。即ち、駆動部材８０は２１．５°から−１４．５°まで回転する。
【００５９】
このように、本実施形態のカメラ型スキャナ１は、被写体距離に応じて、基準走査ラインＲに対して非対称に振れ角を変化させることにより、パララックスを補正するよう構成されている。なお、被写体距離は直接計測するのでは無く、後述するように、結像レンズ３の位置から求めるものである。
【００６０】
次に、走査ミラー２のホーム位置について説明する。
駆動部材８０の回動は、パルスモータであるミラー駆動モータ７０によってオープンループ制御される。図７に示すように、支持フレーム１３０には、オープンループ制御ための走査ミラー２のホーム位置を与えるための走査基準位置センサ２０４が設けられている。走査基準位置センサ２０４は、発光部と受光部を持つ透過型フォトセンサであり、駆動部材８０に設けられたシャッタープレート８５が発光部と受光部の間に介在することによってオフとなるものである。
【００６１】
シャッタープレート８５は、走査ミラー２とＸ軸とのなす角度が４５°より小さい時（図９）、即ち、走査線が基準走査ラインＲよりもファインダー側（図１１（Ｂ））に位置する時には、走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間に介在しこれを遮っており、走査基準位置センサ２０４はオフしている。そして、当該角度がほぼ４５°になった時に、シャッタープレート８５が走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間から抜け出て、走査基準位置センサ２０４がオンとなる。そして、当該角度が４５°より大きい時（図１０）、即ち、走査線が基準走査ラインＲよりもファインダーと反対側（図１１（Ｃ））に位置する時には、走査基準位置センサ２０４はオンしている。
【００６２】
ミラー駆動モータ７０の駆動制御は、走査基準位置センサ２０４がオフからオンに変わった時点から、数パルス（Ｘｃ）をカウントしたところをホーム位置として、ミラー駆動モータ７０の駆動制御を行う。このパルス数Ｘｃは、走査ミラー２とＸ軸とのなす角度が丁度４５°となるように、即ち、走査線が基準走査ラインＲ（図１１）と一致するように設定される。
【００６３】
このように、走査ミラー２をホーム位置に位置させた状態で、結像レンズ３の合焦位置を検出する合焦処理、及び被写体の輝度を検出してイメージセンサ１６の蓄積時間を決定する測光処理が行われる。合焦処理及び測光処理については、後述する。
【００６４】
次に、カラーフィルタ群４の切換について説明する。
図１０に示すように、駆動部材８０が時計回りに走査範囲の限界まで回動すると、駆動部材８０の第２セクタギア８３が、カラーフィルタ群４の切換のための伝達ギア９１に係合する。カラーフィルター４の切換のための構成について以下に説明する。
【００６５】
図１４は、図４のカメラ型スキャナ１の線分Ｃ−Ｃに関する断面図である。図１４に示すように、支持フレーム１３０には、駆動部材８０に係合する伝達ギア９１と、伝達ギア９１により回転駆動されるフィルタ駆動ギア９３とが、共通の軸９２の回りに各々回転可能に支持されている。また、フィルタ駆動ギア９３は、カラーフィルタ群４を回転駆動するためのフィルタギア９５に係合している。
【００６６】
図１５に、カラーフィルタ群４とこれを保持するフィルタホルダ４０を示す。フィルタホルダ４０は、カメラ型スキャナ１の前述のハウジング１２内部において、カラーフィルタ群４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を保持すると共に、カラーフィルタ群４をＹ軸に平行な軸の回りに回転させるものである。
【００６７】
フィルタホルダ４０には、回転のための支軸であるフィルタ支軸４５と、各カラーフィルタ群４の側端部を把持するための、フィルタ支軸４５に沿って延びる４つの把持部４６が設けられている。各々のカラーフィルタ群４は、把持部４６に一側端部を把持された状態で、フィルタ支軸４５に対し９０°間隔で放射状に保持される。
【００６８】
フィルタ支軸４５には、フィルタホルダ４０を回転させるためのフィルタギア９５が取り付けられる。ここで、フィルタ支軸４５の下端部には、外周が平らに削られた切欠部４５ａが形成されており、フィルタギア９５にはフィルタ支軸４５の下端部に下方から係合する孔９５ａが形成されている。そして、フィルタ支軸４５の下端部にフィルタギア９５の孔９５ａが下方から係合すると、フィルタギア９５の上面が切欠部４５ａの端面４５ｂに当接する。そのため、フィルタギア９５はフィルタ支軸４５に回転方向の駆動力を伝達するだけでなく、下方から上方（鉛直方向）への駆動力も伝達することが可能になる。
【００６９】
また、フィルタ支軸４５には、フィルタ支軸４５と直交する円板４８が固定されている。円板４８の下面の外周近傍には、下方に向けて突出した４つの突起４９が周方向に等間隔で形成されており、各突起４９は各フィルタ４の下側に位置している。また、ハウジング１２（図１４）の底板１２５には、各突起４９が各々係合する係合穴１２７が形成されている。即ち、図１４に示すように、突起４９が係合穴１２７に係合することによって、フィルタホルダ４０を回転させないためのストッパーとなる。なお、支軸４５の上端部には、コイルバネ４３が巻き付けられており、このコイルバネ４３の上端はハウジング１２０の天面１２８に当接している。即ち、フィルタホルダ４０はコイルバネ４３によって下方に付勢されている。
【００７０】
ここで、フィルタギア９５と、これに係合しているフィルタ駆動ギア９３は、はすば歯車である。そのため、フィルタ駆動ギア９３が反時計回り（図１５中矢印方向）に回転すると、フィルタギア９５は圧力角の方向に力を受ける。即ち、フィルタギア９５は、上向きに付勢される。前述の通り、フィルタ支軸４５はフィルタギア９５に対し、下方から上方に向けての駆動力を伝達するため、コイルバネ４３の付勢力に抗してフィルタホルダ４０が上昇する。
【００７１】
即ち、フィルタ駆動ギア９３が反時計回りの回転に伴い、フィルタホルダ４０が上昇し、円板４８に形成された突起４９が係合穴１２７から抜ける。かくして、フィルタホルダ４０は、時計回り方向に回転可能となる。
【００７２】
フィルタ駆動ギア９３が停止し駆動力が無くなると、フィルタギア９５を上向きに付勢する力が消滅する。これに伴い、フィルタホルダ４０はコイルバネ４３によって下方に付勢されているため、フィルタホルダ４０は降下する。フィルタギア９５の回転角度が９０°であれば、各突起４８がそれまで係合していた係合穴１２７に隣接する係合穴１２７に係合する。これにより、フィルタホルダ４０は回転しないように再び保持される。
【００７３】
なお、図１４に示すように、伝達ギア９１とフィルタ駆動ギア９３との間には、ワンウェイクラッチ９４が設けられており、フィルタ駆動ギア９３が反時計回り以外に回転しないようになっている。
【００７４】
図１６に、駆動部材８０の回動によって、カラーフィルタ群４が切り換えられた状態を示す。走査ミラー２の回転による被写体の走査を完了した状態（図１０）で駆動部材８０の第２セクタギア８５が伝達ギア９１に係合する。そして、駆動部材８０がさらに時計回りに回動することによって、第２セクタギア８５と伝達ギア９１の係合によって、伝達ギア９１が反時計回りに回転する。伝達ギア９１の反時計回りの回転は、ワンウェイクラッチ９４（図１４）を介してフィルタ駆動ギア９３に伝達される。そして、フィルタ駆動ギア９３が反時計回りに回転すると、フィルタ駆動ギア９３に係合するフィルタギア９５を時計回りに回転させると共に、上方に向けて付勢する。
【００７５】
そして、図１６に示す状態まで、駆動部材８０が回動することによって、伝達ギア９１は反時計回りに数度回転する。伝達ギア９１が数度回転すると、フィルタギア９５は時計回りに９０°回転する。これにより、フィルタホルダ４０は、９０°回転して停止する。例えば、イメージセンサ１６への光路中に無色フィルタ４ａが位置していた場合には、赤色フィルタ４ｂに切り替わる。
【００７６】
カラーフィルタ群４が切り換わった後、駆動部材８０は、図１６に示す状態から図９に示す状態まで反時計回りに回動するが、この際、伝達ギア９１とフィルタ駆動ギア９３との間に設けられたワンウェイクラッチ９４（図１４）の作用により、フィルタ駆動ギア９３やフィルタギア９５が回転することは無い。また、フィルタギア９３が時計回りに回転している時以外は、フィルタホルダ４０の突起４９がハウジング底板１２５の係合穴１２７に係合しているため、フィルタホルダ４０が不必要に回転してしまうことも無い。
【００７７】
このように、駆動部材８０が、走査ミラー２の回転による走査終了後、さらに回転することによって、カラーフィルタ群４の切換が行われる。つまり、一つの駆動源（ミラー駆動モータ７０）によって、走査ミラー２の回転とカラーフィルタ群４の切換が行われる。
【００７８】
また、フィルタホルダ４０の突起４９がハウジング底板１２５の係合穴１２７に係合するよう構成されていると共に、フィルタホルダ４０を回転させるためのフィルタ駆動ギア９３が、ワンウェイクラッチ９４により切換方向にのみ回転可能になっており、さらにはすば歯車であるフィルタ駆動ギア９３及びフィルタギア９５の回転によってフィルタホルダ４０が上昇して、突起４９が係合穴１２７から抜けて回転するよう構成されているため、伝達ギア９１等の回転方向により駆動系の切り換えを行う必要が無い。即ち、簡単な構成でカラーフィルタ群４の切換を行うことができる。
【００７９】
なお、図１５に示すように、フィルタギア９５の、無色フィルタ４ａの下部に相当する部分には、開口９６が設けられている。また、図１４に示すように、支持フレーム１３０には、無色フィルタ４ａが光路中に位置する時に開口９６に面する、反射型フォトセンサであるフィルタセンサ２０５が設けられている。従って、無色フィルタ４ａが光路中に位置する時には、フィルタセンサ２０５はオフとなり、それ以外はオンとなっている。つまり、光路中に位置しているフィルタが無色フィルタであるか否かが、フィルタセンサ２０５のオンオフによって判別される。
【００８０】
次に、結像レンズ３を移動するためのレンズ駆動機構６について説明する。
図６に示すように、ハウジング１２０の鏡筒保持部１２１には、Ｘ軸方向に延びる溝１２１ａが形成され、レンズ鏡筒３０には溝１２１ａを貫通してハウジング１２０外部に向けて延びる鏡筒アーム３２が形成されている。また、図４に示すように、レンズ鏡筒３０のイメージセンサ１６側の端部からは、溝１２１ａを貫通して、鏡筒アーム３２と平行で且つ鏡筒アーム３２よりも短い第２アーム３３が形成されている。
【００８１】
また、図４に示すように、鏡筒アーム３２と第２アーム３３には、Ｘ軸方向に延びる挿通孔３２ａ，３３ａが夫々形成されている。挿通孔３２ａ，３３ａには、モータフレーム１３５上に突設された一対の支柱１３３、１３４により支持されてＸ軸方向に延びるガイドバー３５が挿通されている。つまり、レンズ鏡筒３０は、挿通孔３２ａ，３３ａとガイドバー３５との摺動により、Ｘ軸方向に案内される。
【００８２】
図１７は、図４のカメラ型スキャナ１の線分ＤーＤに関する断面図である。図１７に示すように、モータフレーム１３５には鉛直フレーム１３２が立設されており、鉛直フレーム１３２には、パルスモータであるレンズ駆動モータ６０が固定されている。レンズ駆動モータ６０の出力軸６１には、Ｘ軸方向に延びるネジ部６３が固定されている。そして、レンズ鏡筒３０の鏡筒アーム３２には、ネジ部６３と螺合する雌ネジ部３１が設けられている。
【００８３】
このように構成されているため、レンズ駆動モータ６０が回転すると、レンズ鏡筒３０がＸ軸に沿って、走査ミラー２に近接する方向あるいは離反する方向に移動する。本実施の形態では、レンズ鏡筒３０の移動ストロークは約６ｍｍに設定されている。
【００８４】
図１８にレンズ鏡筒３０と鏡筒保持部１２１及びレンズ駆動機構６を示す。レンズ鏡筒３０の移動による摺動抵抗を少なくするため、ガイドバー３５と挿通孔３２ａ，３３ａとの間、及びレンズ鏡筒３０と鏡筒保持部１２１との間には、レンズ鏡筒の移動方向に直交する面（即ち鉛直面）内における僅かなクリアランスがある。即ち、レンズ鏡筒３０は、当該鉛直面内のいずれかの方向に僅かに傾斜する可能性がある。
【００８５】
そこで、本実施形態のカメラ型スキャナ１では、鉛直フレーム１３２と鏡筒アーム３２との間に、ネジ部６３を周回するように巻きバネ６４を設けている。レンズ鏡筒３０、鏡筒アーム３２、及びネジ部６３はほぼ同一の水平面内にある。そのため、鏡筒アーム３２は、当該水平面内において、挿通孔３２ａを支点として図１８中反時計回りの付勢力を受ける。
鏡筒アーム３２が挿通孔３２ａを支点として付勢されるため、レンズ鏡筒３０は鏡筒保持部１２１に対し水平面内において反時計回りに傾斜する。即ち、レンズ鏡筒３０の鏡筒保持部１２１に対する傾斜の方向が常に一定となる。さらに、この傾斜の方向は、水平方向、即ち副走査方向である。
【００８６】
このように、本実施形態では、レンズ鏡筒３０の移動方向に直交する面内でのクリアランスに対して、レンズ鏡筒３０が常に副走査方向に傾斜した状態で保持されているため、レンズ鏡筒３０が当該クリアランス内で主走査方向に傾斜するのが防止される。さらに、巻きバネ６４が、ネジ部６３を周回しているため、モータ６０に対するネジ部６３のがたつきも防止することができる。
一般に、レンズ鏡筒３０が副走査方向に傾斜すると、副走査方向に対する像面の倒れが生ずるが、イメージセンサ１６によって読み取られるのは副走査方向の中心部分のみなので影響は少ない。
【００８７】
なお、図１７に示すように、レンズ鏡筒３０のホーム位置を検出するため、鏡筒アーム３２の下部には、シャッタープレート３６が固定されている。また、支持フレーム１３０には支柱１３８が立設され、支柱１３８には透過型フォトセンサであるレンズ基準位置センサ２０３が設けられている。そして、レンズ鏡筒３０が走査ミラー２側に最も近接した状態で、シャッタープレート３６がレンズ基準位置センサ２０３を遮断するよう構成されている。
【００８８】
なお、図３及び図６に示すように、ハウジング１２０には、被写体にコントラスト付加用のパターンを投影するための補助光ユニット１１が設けられている。補助光ユニット１１は結像レンズ３に隣接して配置され、補助光ユニット１１からの射出光が走査ミラー２を介して窓部１２から射出されるよう構成されている。
【００８９】
補助光ユニット１１は、コントラストが低い被写体にイメージセンサ１６の画素配列方向に相当する方向に直交する縞状のパターンを投影する。このような縞状のパターンは、発光ダイオードと透過パターン、あるいは電極を櫛型にすることにより発光パターン自体が縞状になる発光ダイオードを用いることにより形成される。パターンを含む光は、投影レンズを介して走査ミラーに入射し、走査ミラーで反射されて被写体側に投影される。
【００９０】
図１９は、実施形態のカメラ型スキャナの制御系の全体構成を概略的に示すブロック図である。制御系は、スキャナ本体１００に設けられた各回路と、リモコン５に設けられた回路とから構成される。まず、スキャナ本体１００側から説明する。
【００９１】
本体１００側の制御系は、スキャナコントロール回路３００を中心に、全体の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り換える電源スイッチ３１０を備えると共に、情報入力手段として、画像入力用のＣＣＤイメージセンサ１６、レンズ基準位置センサ２０３、走査基準位置センサ２０４、フィルタセンサ２０５、リモコン５からの赤外線信号を受信する第１、第２受信部２０１，２０２、リモコン５が本体１００に装着された際にオンするリモコン着脱検出センサ３１１を有する。
【００９２】
本体側には情報出力手段として、撮影に関する設定情報を表示するファインダー系のＬＣＤパネル１５２が設けられており、制御対象となる駆動手段としてミラーを走査させると共にフィルターを切り換えるミラー駆動モータ７０、結像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動モータ６０、被写体にコントラスト付加用のパターンを投影するための補助投光ユニット１１が接続されている。
【００９３】
スキャナコントロール回路３００には、全体の制御を司るＣＰＵ３０１が設けられている。ＣＰＵ３０１は、図中太線で示したアドレス／データバスを介してプログラムメモリ３４１に接続されており、このプログラムメモリ３４１に格納されたプログラムに基づいて各制御対象を制御する。ＣＰＵ３０１には、各情報入力手段からの信号が入力されると共に、ＣＣＤイメージセンサ１６を駆動するＣＣＤドライバ３３１、ミラー駆動モータ７０を駆動する第１モータドライバ３３２、レンズ駆動モータを駆動する第２モータドライバ３３３が接続されている。
【００９４】
ＣＣＤイメージセンサ１６から入力された信号は、ＣＣＤ信号処理回路３２０により画像信号として処理され、ＣＰＵ３０１に連なるアドレス／データバスにより接続された内部メモリ３４０に格納される。このアドレス／データバスには、ＬＣＤパネル１５２を駆動するＬＣＤドライバ３３４が接続されると共に、画像信号をメモリカードに記録する際に利用されるメモリスロット２３０と外部のパーソナルコンピュータ等の機器に出力する際に利用される外部出力端子２３１とが接続されている。
【００９５】
一方、リモコン５には、スイッチ群３５０と、このスイッチ群３５０の各スイッチの操作に応じて送信部５６（図１参照）に設けられた送信用赤外ＬＥＤ３５１を駆動する送信ＬＥＤ駆動回路３５２とが設けられている。
【００９６】
図２０は、イメージセンサからの信号を処理するＣＣＤ信号処理回路３２０の詳細を示すブロック図である。ＣＣＤイメージセンサ１６から出力される画像信号は、ＣＣＤドライバ３３１から出力されるクランプパルスにより電圧の基準レベルが固定され、バッファアンプ３２２で増幅される。バッファアンプ３２２の出力は、シリアルに読み出される各画素の読み取りタイミング（蓄積電圧の転送タイミング）に基づいてＣＣＤドライバ３３１から出力されるサンプルホールドパルスに基づいてキャパシタンスＣに順次アナログ的に保持され、乗算器３２４に入力される。
【００９７】
乗算器３２４は、各画素の画像データに像高により異なる係数を乗じてシェーディングによる信号強度の変化をアナログ的に補正する機能を要しており、ＣＣＤドライバ３３１から蓄積電圧の転送タイミングに応じて出力されるパルスをカウンタ３２７でカウントすることにより１ライン中の何れの位置の画素のデータを読み出しているかを計数し、これをアドレスにしてシェーディングＲＡＭ３２６から補正係数を読み出す。シェーディングＲＡＭ３２６には、補正係数がデジタルデータとして保存されており、これをＤ／Ａ変換器３２８でアナログデータに変換して乗算器３２４に入力させる。乗算器３２４から画像データと補正係数との積として出力される補正された画像データは、Ａ／Ｄ変換器３２５でデジタルデータに変換されてデータバスを介してＣＰＵ３０１に入力される。
【００９８】
ＬＣＤパネル１５２には、図２１に示すような第１〜第７の表示セグメント群１５２ａ〜１５２ｇが被写体に重ねて表示されるように形成されている。第１のセグメント群１５２ａは、電源関係の情報を表示する領域であり、設定されるモードの変更とは関係なく表示され、電源スイッチがオンされると「ｐｏｗ」が点灯し、バッテリーの電圧が所定レベルより低くなると「ｂａｔｔ」が点灯して警告する。一方、第２〜第７のセグメント群はリモコン５による操作に応じて設定されるモードに対応して表示される。これらのセグメントについては、フローチャートの説明と共に説明する。
【００９９】
なお、図２１は説明のため全セグメントが点灯した状態を示しているが、実際の使用時には、いくつかのセグメントは同時に点灯することはなく、択一的に点灯する。
【０１００】
イメージセンサから出力される撮影データは、スキャナが単独で用いられる場合には内部メモリ、またはメモリスロットに挿入されたメモリカードに記録され、パーソナルコンピュータに接続される場合には撮影と同時に順次コンピュータ側に出力される。さらに、スキャナ内にプリンタドライバを組み込んだ場合には、撮影画像をそのままプリンタに出力することも可能である。
【０１０１】
次に、上述したブロック図に示される実施形態にかかるカメラ型スキャナの作用を説明する。まず、作用説明の前提となる用語を以下のように定義する。
結像レンズ３の光軸と走査ミラー２で偏向された光軸とが直角になる状態での走査ミラー２の回動位置を走査ミラーの「ホーム位置」と定義する。また、ミラー駆動モータの回転は、走査開始位置から終了方向に回動させる際の回転を「正転」、反対に走査終了位置から開始位置側へ回動させる際の回転を「逆転」と定義する。
【０１０２】
図２２は、走査ミラー２の回動位置とステッピングモータであるミラー駆動モータ７０の回転パルス数との関係を示す。走査ミラーの回動位置は、ホーム位置を基準にしたミラー駆動モータ７０の回転パルス数で規定される。
【０１０３】
走査ミラー２は、開始側、終了側のメカ端点の間の回動範囲で回動可能であり、実際にはこのメカ端点により規定される回動範囲より狭い範囲内で回動制御される。前述のようにミラー駆動モータ７０は走査ミラー２の回動とフィルター４の切換とに兼用されているため、走査ミラーの回動範囲には走査開始位置から撮影終了位置までの撮影用走査領域と、撮影終了位置からフィルタ切換完了位置までのフィルタ切換領域とが含まれる。フィルタ切換完了位置までミラー駆動モータが回転すると、フィルタ支持体が９０度回転し、光路中に配置されるフィルタが次のフィルタに切り換えられる。
【０１０４】
走査基準位置センサ２０４は、撮影用走査領域のほぼ中心に位置する走査基準位置センサ切り替わり位置より走査開始位置側では駆動部材８０のシャッタープレート８５に遮られてオフ、切換位置より撮影終了位置側ではオンとなる。走査ミラーのホーム位置は、走査基準位置センサがオフからオンに切り替わる切換位置から中心位置補正パルスＸｃだけ撮影終了位置側に移動した位置として定義される。この中心位置補正パルスＸｃは、個々のカメラ型スキャナの走査基準位置センサの取付誤差等の個体差に応じて設定される値であり、例えば「１５」程度の数値となる。走査基準位置センサは、中心位置補正パルスＸｃが必ず正の値となるように、すなわち走査ミラーのホーム位置が必ず走査基準位置センサ切り替わり位置より撮影終了位置側になるように取付位置が定められている。走査ミラーの回動は、このホーム位置を基準に定められるため、センサ取付位置に個体差による誤差がある場合にも個体差による撮影範囲等のバラツキを抑えることができる。
【０１０５】
走査開始位置は、走査ミラー２のホーム位置から開始位置パルスＸｓだけミラー駆動モータ７０を逆転させた際に設定される位置である。開始位置パルスＸｓは、ファインダー系とのパララックスを補正するために被写体距離に応じてこの例では５７４０〜６９４２パルスの間で変化する。この開始位置パルスＸｓの設定については、後述のフローチャートの説明において詳述する。
【０１０６】
撮影終了位置は、この走査開始位置から撮影用走査パルスＸｔ離れた位置として定義される。撮影用走査パルスＸｔは、走査ミラーの撮影用走査領域での回動幅を規定するパルス数であり、個体差やパララックス量などの値によって変化しない固定値である。撮影用走査パルスＸｔの値は、この例では１１４８０パルスとなる。したがって、開始位置パルスＸｓが５７４０パルスである場合には、撮影用走査領域は基準走査ラインを境に対称となるが、それ以外の場合には基準走査ラインより開始側の領域が終了側の領域より大きくなって基準走査ラインを境に非対称となる。撮影用走査領域内では、４パルスに１ラインの割合で画像が取り込まれ、副走査方向には２８７０ライン分の画像が入力される。
【０１０７】
走査ミラー２のホーム位置からフィルタ切換完了位置までを規定する第１フィルタ切換パルスＸｆ１は固定値（この例では８０００パルス）であり、撮影終了位置からフィルタ切換完了位置までを規定する第２フィルタ切換パルスＸｆ２は走査開始位置パルスＸｓの値によりＸｓ−３４８０で求められ、この例では３５００〜４７０２パルスの間で変化する。
【０１０８】
上記の各パルス数は、走査パルスカウンタＸにより管理される。例えば、開始位置パルスＸｓが６９４２の場合（これは後述のレンズ位置が最も走査ミラー側に位置する場合（Ｐａｆ＝４６０）に相当する）、走査開始位置ではＸ＝６９４２、撮影終了位置ではＸ＝−４５３８となる。また、フィルタ切換完了位置ではＸ＝−８０００となる。
【０１０９】
図２３は、結像レンズ３の移動位置とステッピングモータであるレンズ駆動モータ６０の回転パルス数との関係を示す。結像レンズは、走査ミラー側となる近接側、イメージセンサ側となる遠方側のメカ端点の間の領域で移動可能であり、移動ストロークは６ｍｍ、この移動範囲に相当するレンズ駆動モータのステップ数は４８０である。したがって、１ステップ当たりの移動量は１２．５μｍとなる。レンズ駆動モータの回転方向は、結像レンズを近接側に移動させる際の回転を「正転」、遠方側に移動させる際の回転を「逆転」と定義される。
【０１１０】
図中のレンズホーム位置は、「カメラから２３ｃｍ離れた位置に配置された被写体をイメージセンサ上に合焦状態で結像させることができる結像レンズの位置」として定義される結像レンズの基準位置である。結像レンズ３の移動位置を示すレンズ位置カウンタＰａｆは、このホーム位置で「４６０」にセットされ、遠方側に移動するにしたがって１ステップづつデクリメントされ、最も遠方側のソフト端点で「０」となる。
【０１１１】
ただし、レンズホーム位置をレンズセンサの出力の切り替わり点として固定すると、ホーム位置を正確に出すために各部材の許容取付誤差範囲が狭くなり、組付けが困難になる。このため、実施形態では、基準となるホーム位置をレンズセンサの出力の切り替わり点より遠方側に設定し、切り替わり位置からホーム位置までのパルスをホーム位置補正パルスＰｈｃとして個々のスキャナ毎に設定している。これにより、撮影用のイメージセンサ、レンズセンサの取付位置が誤差を含む場合にも、ホーム位置を前記の定義通りに正確に位置決めすることができる。
【０１１２】
次に、前述したブロック図に示される実施形態にかかるカメラ型スキャナのＣＰＵ３００の作用を図２４〜図３２に示すフローチャートにしたがって説明する。スキャナ本体１に設けられた電源スイッチがオンされると、スキャナは図２４に示すメインフローチャートにしたがって制御される。メインフローチャートのステップ（以下、Ｓと略称する）００１において初期化処理（図２５，２６）を呼び出して実行する。初期化処理は、走査ミラーをホーム位置に配置すると共に、モノクロ用の無色フィルタ４ｂが光路中に配置されるよう設定し、結像レンズ３をホーム位置にセットする処理である。
【０１１３】
初期化処理が終了すると、Ｓ００３でリモコンのモードスイッチがオンされたか否かを判断し、オフからオンへの変化が検出された場合にＳ００５でモード変更処理（図２７）を呼び出して実行する。
Ｓ００７〜Ｓ０１３では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作されたか否かを判断し、アップ／テレスイッチ５４がオフからオンに変化した場合には撮影範囲を縮小し、ダウン／ワイドスイッチ５５がオフからオンに変化した場合には撮影範囲を拡大する。
【０１１４】
実施形態のカメラ型スキャナは、イメージセンサ上の主走査方向の使用画素数と副走査方向の走査範囲とを変更することにより、３種類の撮影範囲を選択できるよう構成されている。主走査方向の画素数と走査範囲との積で表される撮影画面の画素数は、最も大きい撮影範囲が選択されている場合には６００万画素、中間の撮影範囲が選択されている場合には２００万画素、そして、最小の撮影範囲が選択されている場合には５０万画素となる。なお、撮影範囲の切換は以下のフローチャートの説明では触れられていない。
【０１１５】
これらの撮影範囲は、ＬＣＤパネル１５２上の第２のセグメント群１５２ｂにより表示される。第２のセグメント群１５２ｂは、それぞれ大きさが異なる相似形の３つの長方形の４角に配置された合計１２のカギ状の領域から構成され、４つが一組となってファインダー視野内での長方形の撮影範囲を表示する。これらは上記のスイッチ５４，５５の操作に応じて選択される撮影範囲の設定に応じて３組中の１組が選択的に表示される。
【０１１６】
Ｓ０１５では、リモコンのスタートスイッチ５１がオフからオンに変化したか否かが判断される。このスイッチが操作されずにオフのままであるときには、Ｓ００３〜Ｓ０１３の処理が繰り返し実行される。スタートスイッチ５１がオンすると、Ｓ０１７でリモコン着脱検出センサ３１１の出力をチェックし、これがオンである場合、すなわちリモコンが本体に装着されている場合には、Ｓ０１９でメモリスロット２３０に装填されたメモリカードや内部メモリ３４０から、画像データを外部出力端子２３１に接続されたコンピュータ等の外部機器に出力する。なお、リモコン５が本体１００に装着された状態で、かつ、後述のモード変更処理で「画像データの削除」、あるいは「内部メモリから外部記憶手段への転送」が設定されている場合には、スタートスイッチをオンにすることにより画像データが削除され、あるいは転送される。
【０１１７】
スタートスイッチ５１がオンしたときにリモコン着脱検出センサ３１１の出力がオフである場合、すなわちリモコンが本体から外されている場合には、Ｓ０２１において合焦処理（図２８，２９）、Ｓ０２３において測光処理（図３０）が実行され、結像レンズが合焦位置に移動されると共に、被写体の明るさ、白地、黒地のパターンの別等が判断され、Ｓ０２５で撮影処理（図３１，３２）が実行される。撮影処理は、設定された条件にしたがって被写体を走査することにより画像を取り込む処理であり、この処理が正常に終了するとＳ００１の初期化処理からの制御が繰り返される。
【０１１８】
次に、メインフローチャートのＳ００１，Ｓ００５，Ｓ０２１，Ｓ０２３，Ｓ０２５に示される各処理の詳細について順に説明する。図２５および図２６は、メインフローチャートのＳ００１で実行される初期化処理の詳細を示す。
初期化処理に入ると、Ｓ１０１でフィルタカウンタＦＣ、モードカウンタＭＣ、レンズパルスカウンタＰａｆの３つのカウンタが「０」にリセットされる。Ｓ１０３〜Ｓ１２７では、走査ミラー２がホーム位置に設定され、かつ、モノクロ用の無色フィルタ４ａが光路中に配置されるようミラー駆動モータ７０が制御される。図２６のＳ１２９〜Ｓ１４９では、結像レンズ３がホーム位置に設定される。
【０１１９】
まず、Ｓ１０３〜Ｓ１０９では、走査ミラーが当初から走査基準位置センサ２０４がオフする領域にある場合にはミラー駆動モータ７０を正転させ、走査基準位置センサ２０４がオンする領域にある場合にはミラー駆動モータ７０を一旦逆転させて走査基準位置センサがオフする領域まで走査ミラー２を回動させてからミラー駆動モータ７０を正転させる。これは、走査ミラー２のホーム位置が走査基準位置センサ２０４の出力がオフからオンに変化してから中心位置補正パルスＸｃ分正転させた位置として定義されることから、オフからオンへの変化を検出するための処理である。
【０１２０】
正転中に走査基準位置センサがオンすると、その時点からミラー駆動モータの駆動パルスに同期して走査パルスカウンタＸのインクリメントを開始し、フィルタセンサがオンしている場合には、カウンタＸが中心位置補正パルスＸｃに等しくなった時点でミラー駆動モータを停止させる（Ｓ１１１〜Ｓ１１９）。フィルタセンサ２０５がオフしている場合には、無色フィルタ４ａが光路中に配置されていることとなるため、フィルタの切換は行われない。
【０１２１】
フィルタセンサがオンの場合には、Ｓ１２１でフィルタカウンタＦＣが３より小さいか否かを判断する。３より小さい場合には、カウンタＸが第１フィルタ切換パルスＸｆ１に等しくなるまでミラー駆動モータを正転させ続け、フィルタを１枚切り換えてフィルタカウンタＦＣをインクリメントし（Ｓ１２３〜Ｓ１２７）、Ｓ１０３からの処理がフィルタセンサがオフするまで繰り返される。フィルタの数は４枚であるため、最大でもフィルタカウンタＦＣが３になればモノクロフィルタがセットされるはずであり、フィルタカウンタＦＣが３以上になってもフィルタセンサがオフしない場合には、何らかの故障があるものと考えることができる。そこで、フィルタカウンタＦＣが３以上になった場合には、Ｓ１２１からエラー処理に入る。
【０１２２】
図２６のＳ１２９〜Ｓ１３９では、結像レンズが当初からレンズセンサがオフする領域にある場合にはミラー駆動モータを逆転させ、レンズセンサがオンする領域にあった場合にはレンズ駆動モータを一旦正転させてレンズセンサがオフしてから３パルス分の位置まで結像レンズを移動してからレンズ駆動モータを逆転させる。これは、結像レンズのホーム位置がレンズセンサの出力がオフからオンに変化してからホーム位置補正パルスＰｈｃ分逆転させた位置として定義されることから、オフからオンへの変化を検出するための処理である。
【０１２３】
逆転中にレンズセンサがオンすると、その時点からレンズ駆動モータの駆動パルスに同期してレンズパルスカウンタＰａｆのインクリメントを開始し、カウンタＰａｆの値がホーム位置補正パルスＰｈｃに等しくなった時点でレンズ駆動モータを停止してレンズパルスカウンタＰａｆにホーム位置のカウント「４６０」をセットする（Ｓ１４１〜Ｓ１４９）。この時点で結像レンズはそのホーム位置に設定されることとなる。
【０１２４】
図２７は、メインフローチャートのＳ００５で実行されるモード変更処理の詳細を示す。ここでは、このフローチャートを図２１に示したＬＣＤパネル１５２上の表示用セグメント群の表示の形態と共に説明する。モード変更処理は、モードカウンタＭＣの値に応じて６種類の項目のそれぞれの細設定を変更する処理である。細設定の詳細についてはフローチャートには示していない。
【０１２５】
モードカウンタは、図２５に示される初期設定のＳ１０１で「０」に設定されており、メインフローチャート中では常に「０」であり、モードスイッチのオフからオンへの変化が検知されてモード変更処理が実行された場合にモード変更処理のＳ２０１で「１」に設定される。モード変更処理内では、モードスイッチのオフからオンへの変化が検出される度にモードカウンタＭＣがインクリメントされ、モードカウンタが５の状態でモードスイッチが操作された際に０にリセットされてメインフローチャートにリターンする（Ｓ２０３，２０５，２０７，２０９）。
【０１２６】
モードカウンタＭＣが１のときには、階調・反転切換の処理が可能となる（Ｓ２１１，２１３）。Ｓ２１３の階調・反転切換処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、撮影した画像を出力する際の階調、反転に関する設定を変更する。ここで選択可能なのは、「２値」、「２値反転」、「２５６階調」の３種類である。ＬＣＤパネル１５２の第３のセグメント群１５２ｃは、この階調・反転切換に関する情報を表示する領域であり、３つのセグメントが選択的に点灯する。図中左側の白色のセグメントは２値データとして出力する場合に点灯し、中央の陰付の白色のセグメントは２値データを反転させたデータとして出力する場合に点灯し、右側の黒色のセグメントは２５６階調の多値データを出力する場合に点灯する。
【０１２７】
モードカウンタＭＣが２のときには、濃度調整の処理が可能となる（Ｓ２１５，２１７）。Ｓ２１７の濃度調整では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、一般のカメラの露出調整に該当する濃度調整の設定が変更される。ここで選択可能なのは、マニュアルの４段階と測光結果に基づいて自動的に調整させる自動調整との５つの設定である。ＬＣＤパネル１５２の第４のセグメント群１５２ｄは、この濃度調整に関する情報を表示する領域であり、図２１中左側の４つの黒色の四角は濃度をマニュアルで設定する場合に、設定される濃度の濃さに応じて点灯される個数が１個〜４個の間で変化し、自動調整の場合には図中右側の「ａｕｔｏ」の領域が点灯する。
【０１２８】
モードカウンタＭＣが３のときには、データネーム入力の処理が可能となる（Ｓ２１９，２２１）。データネームは、例えばアルファベットと数字との最大３桁の組み合わせで構成され、Ｓ２２１の入力処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合には同一桁内で文字がＡ，Ｂ，Ｃ…の順、あるいはＣ，Ｂ，Ａ…の順に切り替わり、ストップ／削除スイッチ５２が操作されるとその桁の文字が確定して次の桁の入力待ち状態となる。３桁目でストップ／削除スイッチ５２が操作されると、１桁目の入力待ち状態となる。入力が終了した場合には、モードスイッチ５３を押して文字列を確定させ、次のモードに移行する。ＬＣＤパネル１５２の第５のセグメント群１５２ｅは、このデータネームを表示する領域である。
【０１２９】
モードカウンタＭＣが４のときには、データ編集の処理が可能となる（Ｓ２２３，２２５）。Ｓ２２５のデータ編集処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、内部メモリに記憶された画像データの編集に関する設定を変更する。ここで選択可能なのは、「画像データの削除」、および「内部メモリから外部記憶手段への転送」の２種類である。いずれかの編集モードが選択された状態でスタートスイッチ５１が操作されると、選択されている削除、転送のいずれかの処理が実行される。ＬＣＤパネル１５２の第６のセグメント群１５２ｆは、データ編集に関する情報を表示する領域であり、画像データを削除する場合には「ｄｅｌ」、データを転送する場合には「ｓｅｎｄ」の各セグメントが択一的に点灯する。
【０１３０】
モードカウンタＭＣが５のときには、モノクロ撮影、カラー撮影の設定変更が可能となる（Ｓ２２７）。モノクロ／カラー切換処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、モノクロ撮影とカラー撮影とを交互に切り換える。ＬＣＤパネル１５２の第７のセグメント群１５２ｇは、モノクロ撮影、カラー撮影の設定を表示する領域であり、モノクロ撮影の際には「ｍｏｎｏ」、カラー撮影の場合には「ｃｏｌｏｒ」が点灯する。
【０１３１】
図２８および図２９は、メインフローチャートのＳ０２１で実行される合焦の処理の詳細を示すフローチャートである。実施形態のカメラ型スキャナでは、被写体の測光情報と被写体に対する合焦状態に関する情報とを共に撮影用のイメージセンサ１６を用いて読み取る構成である。これらの測光、合焦検出は、いずれも走査ミラーがホーム位置にあって読み取りラインが基準走査ラインに一致している状態で行われる。すなわち、被写体の一部であるホーム位置における１ライン分のコントラスト、明るさに基づいて被写体全体に対する合焦状態、明るさが判定される。
【０１３２】
合焦検出時には、結像レンズを最近接位置から遠方側に向けて１ステップづつ移動させ、ステップ毎にセンサ出力を取り込み、対象領域の最大輝度と最小輝度との差をコントラストと捉え、コントラストが前回取り込んだステップより低下し始めたステップ、すなわちコントラストのピーク直後のステップを最も良く被写体にピントが合った位置と判断してその位置に結像レンズを設定する。このようなコントラスト法は、焦点位置を挟む２つの位置に配置されたセンサのコントラストを比較する従来から知られているコントラスト法と比較すると、走査コントラスト法ということができる。
【０１３３】
また、図２８の合焦処理では、合焦処理と同時に被写体がおかれた環境が撮影に適する明るさを満たしているか否かを判定している。実施形態のカメラ型スキャナでは、被写体の最大輝度が撮影可能な最低輝度より低い場合にはマニュアルで蓄積時間を設定する場合を除いて撮影が禁止される。ただし、１回の測定で検出された結果からのみでは被写体が黒色の物体であるために最大輝度が低いのか、被写体のおかれた環境自体が暗いために最大輝度が低いのかを判断することができない。
【０１３４】
環境自体が暗い場合には撮影を禁止しても良いが、被写体が黒色の物体である場合には、検出した範囲以外に高輝度の部分が存在する可能性があり、その場合には撮影が可能であることが望ましい。そこで、実施形態では、一回の測定で検出された最大輝度が撮影可能な最低基準輝度より低い場合にも撮影を禁止せず、合焦動作のためにレンズが移動する毎に検出された最大輝度と最低基準輝度との比較を繰り返すよう制御される。
【０１３５】
結像レンズを光軸に沿ってイメージセンサ側に移動させると、第１に、結像倍率が小さくなる方向に変化するため、画角が広くなり、イメージセンサ上に結像する被写体上の範囲が広くなる。したがって、近接側の端点では検出範囲外にあった輝度の高い領域が結像レンズを移動させることにより検出範囲にはいってくる可能性がある。第２に、結像レンズ３が被写体に対する合焦位置に近づくほど検出される画像が鮮明化するため、ピークが明確になり、最大輝度が大きくなる。このため、被写体が黒色である場合には、結像レンズの移動により最大輝度が変化し、環境が暗い場合には結像レンズを移動させても最大輝度は変化しないため、結像レンズの移動による最大輝度の変化があるか否かを判断することにより、被写体が黒色であるのか環境が暗いのかを判別することができる。
【０１３６】
実施形態では、結像レンズの可動範囲内で合焦位置が検出される前に検出された最大輝度が一回でも最低基準輝度を越えた場合には撮影を可能とし、一回も越えなかった場合にのみマニュアルで蓄積時間を設定する場合を除いて撮影を禁止する。
【０１３７】
図２８の処理では、まず、デフォルトの一定蓄積時間でイメージセンサの蓄積信号を読み取り、主走査方向の中央の画素を中心にした１０００ビット分のデータを判定対象として入力する（Ｓ３０１）。このとき、走査ミラーはホーム位置に設定されており、結像レンズは撮影可能範囲の最短距離の被写体にピントが合うようホーム位置に設定されている。
【０１３８】
続いて、判定対象の１０００ビットの輝度の光量補正（暗電流の補正等）後の輝度から最大輝度Ｂｍａｘと最小輝度Ｂｍｉｎとを検出する（Ｓ３０３）。１０００ビット中の最大輝度Ｂｍａｘが所定の最低基準輝度Ｂｄより小さい場合には暗環境フラグＦｄに１を設定し、最大輝度Ｂｍａｘが所定の最低基準輝度Ｂｄより大きい場合に暗環境フラグＦｄに０を設定しておく（Ｓ３０５，３０７，３０９）。暗環境フラグＦｄは、被写体を含む環境が暗いか否かの判定結果を保持するフラグであり、結像レンズが近接側端点にある際に検出された最大輝度が最低基準輝度より低い場合に「１」に設定され、レンズを移動させて検出された最大輝度が一回でも最低基準輝度を越えた場合にＳ３２５で「０」に設定される。なお、最低基準輝度Ｂｄは、例えばデフォルトの一定蓄積時間内での蓄積電圧が０．５Ｖとなるような輝度である。
【０１３９】
Ｓ３１１では、Ｓ３０３で求められた最大輝度Ｂｍａｘと最小輝度Ｂｍｉｎとの差を求め、これを第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１に書き込む。ここで求められる輝度差が、被写体のコントラストを示す指標として用いられる。続いて、第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１の内容を第２の輝度差変数Ｂｓｕｂ２に移し（Ｓ３１３）、レンズ駆動モータを１パルス逆転させてレンズパルスカウンタをデクリメントする（Ｓ３１５，Ｓ３１７）。合焦処理に入った直後のレンズパルスカウンタの値は「４６０」である。
【０１４０】
結像レンズをモータ１パルス分移動させた後、再びデフォルトの一定蓄積時間蓄積されたイメージセンサの出力を中心の１０００ビット分読み込んで最大輝度Ｂｍａｘ、最小輝度Ｂｍｉｎを検出する（Ｓ３１９，Ｓ３２１）。Ｓ３２３，Ｓ３２５では、最大輝度Ｂｍａｘが最低基準輝度Ｂｄより大きい場合に暗環境フラグＦｄを「０」に設定する。Ｓ３２７では、Ｓ３２１で求められた最大、最小輝度の輝度差が第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１に書き込まれる。Ｓ３１３，Ｓ３２７の処理により、第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１には、第２の輝度差変数Ｂｓｕｂ２に設定されている輝度差を検出したときより結像レンズを１パルス分イメージセンサ側に移動させた際の輝度差が常に設定されることになる。
【０１４１】
Ｓ３１３〜Ｓ３２７の処理は、Ｓ３２９においてレンズパルスカウントが０より大きいと判断され、かつ、Ｓ３３１で最新の輝度差信号が１パルス前の結像レンズ位置における輝度差信号より大きいと判断される間繰り返して実行される。結像レンズを光軸に沿って一方向に移動させる場合、被写体のコントラストは結像レンズが合焦位置に近接するにしたがって高くなり、合焦位置を越えると低下し始める。したがって、Ｓ３３１で最新の輝度差信号より前回の輝度差信号の方が大きいと判断された場合には、そのときの結像レンズの位置で被写体に対して合焦していると考えられる。そこで、暗環境フラグが「０」である場合にはレンズパルスカウンタＰａｆの値を保存してメインフローチャートにリターンする（Ｓ３３３，Ｓ３３５）。
【０１４２】
Ｓ３３１において合焦位置が検出される前に、レンズパルスカウントＰａｆが「０」となり結像レンズが遠方側の端点に達したとＳ３２９において判断された場合には、暗環境フラグが「０」である場合にはイメージセンサの信号を保存して図２９のＳ３４１に進む（Ｓ３３７，Ｓ３３９）。
Ｓ３３３，Ｓ３３７で暗環境フラグが「１」と判断された場合には、被写体を含む環境の輝度が撮影可能なレベルより低いものと考えられ、かつ、コントラストの変化が検出された場合にもこれが合焦位置を示さない可能性があるため、撮影を禁止してエラー処理に入る。
【０１４３】
図２９の処理は、図２８の処理で結像レンズを最近接側から最遠方側まで１ステップづつ移動させてコントラストを検出しても合焦位置を検出できなかった場合に実行される処理であり、この例では補助投光装置を用いて被写体に積極的にコントラストを付加し、図２８の場合とは逆に結像レンズを最遠方側から最近接側に向けて１ステップづつ移動させてコントラストの変化を検出する。
【０１４４】
図２９では、まず合焦検出用の補助光を点灯させて被写体にパターンを投影してイメージセンサの信号を取り込み、補助光点灯前にＳ３３９で保存された信号と補助光点灯後に取り込まれた信号とを比較する（Ｓ３４１，Ｓ３４３，Ｓ３４５）。補助光の点灯によってイメージセンサの信号が変化しない場合には、被写体が補助光が届かない遠方に位置するものと考えられるため、現在のレンズ位置（最遠方側）でピントが合うものとして結像レンズをそれ以上移動させることなく補助光を消灯し、レンズパルスカウンタＰａｆを保存してメインフローチャートにリターンする（Ｓ３６３，Ｓ３６５）。
【０１４５】
補助光の点灯によってイメージセンサの信号が変化した場合には、被写体が補助光の届く距離にあると考えられるため、Ｓ３４７〜Ｓ３５７において図２８のＳ３１３〜Ｓ３２７とは反対にレンズ駆動モータを１パルスづつ正転させ、パルスカウントをインクリメントしつつ、取り込まれた画像データからコントラストを求め、コントラストが低下し始める点を検出する。Ｓ３５９でレンズパルスカウントＰａｆが最近接側である「４６０」に達したと判断される前にＳ３６１で前回よりコントラストが低下したと判断されると、補助光を消灯し、レンズパルスカウンタＰａｆを保存してメインフローチャートにリターンする（Ｓ３６３，Ｓ３６５）。
【０１４６】
Ｓ３６１において合焦位置が検出される前に、レンズパルスカウントＰａｆが「４６０」となり結像レンズが近接側の端点に達したとＳ３５９において判断された場合には、所定の明るさがある被写体で補助光が届く範囲に位置するにも拘わらず結像レンズの可動範囲内でコントラストのピークが発見できないこととなるため、被写体が最短撮影距離である２３ｃｍより近い位置に配置されているか、スキャナ自体に何らかの支障があるものと考えられるため、補助光を消灯し、撮影を禁止してエラー処理に入る（Ｓ３５９，Ｓ３６７）。
【０１４７】
図３０は、メインフローチャートのＳ０２３で実行される測光処理の詳細を示すフローチャートである。この装置における「測光」は、基準走査ラインの測光対象領域の最大輝度を検出する処理をいう。検出された最大輝度に基づいて、イメージセンサの画素が飽和しないよう撮影時のイメージセンサの各ライン毎の蓄積時間を決定し、決定された設定時間によりミラー駆動モータの回転速度を決定する。
【０１４８】
一般に、ＣＣＤセンサを利用した画像取り込み装置では、被写体の明るさに合わせて蓄積時間を変化させ、これにより最適な画像信号が得られるよう制御する。実施形態の装置も、同様に被写体の明るさに応じて蓄積時間を決定している。ただし、実施形態のような走査型の画像取り込み装置では、一回の走査における各ライン毎の蓄積時間を全て一定に保つ必要があり、基準走査ライン上の対象領域の最大輝度に合わせて蓄積時間を設定すると、他の領域でより高輝度の部分が存在すると飽和する画素が現れる可能性がある。そこで、この例では被写体が白地であるか黒地であるかをセンサ出力に基づいて判定し、この判定結果により撮影時の蓄積時間を決定する際の判断基準を異ならせることにより画素の飽和をできる限り抑えつつ、信号レベルを大きく確保できるよう構成している。
【０１４９】
Ｓ４０１では合焦処理の場合と同様にデフォルトの一定蓄積時間でイメージセンサの蓄積信号を読み取り、主走査方向の中央の画素を中心にした１０００ビット分のデータを判定対象として入力する。続いて、判定対象の１０００ビットの輝度の光量補正後の輝度から最大輝度Ｂｍａｘとを検出する（Ｓ４０３）。そして、１０００ビットの光量補正後の輝度と基準輝度Ｂｓｈとをビット毎に比較し、基準輝度以下のビット数Ｎｄをカウントする（Ｓ４０５）。基準輝度Ｂｓｈは、Ａ／Ｄ変換の量子化レベルを２５６階調に設定する際には、例えば１６／２５６に設定される。
【０１５０】
基準走査ラインで基準輝度より暗いビット数Ｎｄが１０００ビット中の８５％より小さい場合には、被写体がホワイトボード等の白地であると判断し、検出されたイメージセンサの最大輝度Ｂｍａｘに対応する出力電圧が１Ｖになるよう撮影時の蓄積時間を設定する（Ｓ４０７，４０９）。反対に、ビット数Ｎｄが１０００ビット中の８５％以上である場合には、被写体が黒板等の黒地であると判断し、検出されたイメージセンサの最大輝度Ｂｍａｘに対応する出力電圧が０．５Ｖになるよう撮影時の蓄積時間を設定する（Ｓ４０７，４１１）。
【０１５１】
ＣＣＤイメージセンサでは、各画素毎のフォトダイオードに受光量に応じて蓄積された電荷が、シフトゲートを通して転送部に転送され、伝送された電荷は転送パルスにしたがって順次フローティングキャパシタに注入され、ここで電圧に変換される。その電位降下をＭＯＳトランジスタのソースフォロワ回路で順次検出する。フォトダイオードが飽和しない状態ではイメージセンサの画素毎の出力電圧は受光量の増加に応じてほぼ直線的に上昇する。
【０１５２】
イメージセンサの一部のフォトダイオードが飽和すると、溢れた電荷が周囲のフォトダイオードに流れ込んでブルーミングが発生して信号が乱れるため、できるだけフォトダイオードが飽和しないよう蓄積時間を制御する必要がある。一方、信号のＳ／Ｎ比を向上させるためには、信号のレベルはできる限り高い方が望ましい。実施形態で用いるイメージセンサは、飽和電圧が２．０Ｖであり、このようなセンサを用いる場合には１ラインの最大輝度に対応する出力が飽和電圧の半分の１．０Ｖ程度になるよう蓄積時間を制御するのが好ましい。
【０１５３】
また、実施形態では基準走査ラインの１ラインの画像情報に基づいて副走査方向の全ラインにおけるイメージセンサの蓄積時間を決定するため、検出されたラインの情報から全ラインを走査する際に得られるであろう輝度を予測して画面全体でフォトダイオードが飽和しないよう蓄積時間を設定する必要がある。そこで、被写体が白地であるか、黒地であるかを判断し、その判断結果に基づいて撮影時の蓄積時間を決定する際の判断基準を異ならせている。
【０１５４】
基準走査ライン上の輝度分布から白地と判定される場合には、他のラインでより明るい部分が存在する可能性が比較的小さいため、基準走査ラインの最大輝度に適するように蓄積時間を設定しても、他のラインで飽和する画素が発生する可能性は小さい。そこで、白地の場合には最大輝度がピーク電圧として適切な１．０Ｖになるように撮影時の蓄積時間を設定する。
反対に、基準走査ラインの１ラインの輝度分布から黒地と判定される場合には、他のラインで、より明るい部分が存在する可能性が比較的高いため、白地と同様に基準走査ライン上の最大輝度に適するように蓄積時間を設定すると、他のラインで飽和する画素が発生する可能性が高い。そこで、黒地の場合には最大輝度となる画素の出力が白地の場合の半分の０．５Ｖになるように撮影時の蓄積時間を設定する。ＣＣＤセンサの出力は、入射光の強度が等しいときには蓄積時間にほぼ比例すると考えられるため、例えば測光で得られた最大輝度が等しい場合には、黒地の場合の蓄積時間は白地の場合の蓄積時間の約１／２となる。
【０１５５】
量子化の段階では、白地、黒地何れの場合も同様に扱われ、量子化レベルが２５６階調である場合、１Ｖの幅が２５６階調に量子化される。したがって、白地の場合には基準走査ライン上の最大輝度が最大階調である２５６レベルに割り当てられ、黒地の場合には基準走査ライン上の最大輝度が最大階調の半分の１２８レベルに割り当てられる。
【０１５６】
前述したように白地の場合には基準走査ライン以外の部分でより明るい部分が存在する可能性が比較的低いため、基準走査ライン上の最大輝度を量子化の最大レベルに割り当てても、この最大レベルを越えて飽和する画素が発生する可能性は小さく、与えられた階調幅を有効に利用して被写体の明るさの階調をより正確に読み取ることができる。
【０１５７】
反対に黒地の場合には、基準走査ライン以外の部分でより明るい部分が存在する可能性が比較的高いため、基準走査ライン上の最大輝度を量子化の最大レベルの半分のレベルに割り当てることにより、この最大輝度を越える画素が存在する場合にもその画素の出力が１Ｖを越えない範囲では飽和させずに量子化することができる。
ただし、白地・黒地共に設定された蓄積時間で読み込まれた全画像データで１Ｖ以上の画素の階調は全て最大レベル２５６階調となるが、白地および黒地での蓄積時間設定を上記のようにしたことにより、このような画素が発生する可能性をきわめて小さくできる。
【０１５８】
なお、測光／合焦時におけるイメージセンサの信号入力は、上記のような設定に基づかずに一定の基準時間の蓄積結果として出力されるため、例えばＳ３０１における入力で最大輝度となる画素の出力が０．８Ｖである場合、白地であればこの画素の出力が１ＶになるようにＳ３０１の基準蓄積時間より長い時間が撮影時の蓄積時間として設定され、黒地であればこの画素の出力が０．５Ｖとなるよう基準蓄積時間より短い時間が撮影時の蓄積時間として設定される。
【０１５９】
図３１、図３２は、メインフローチャートのＳ０２５で実行される撮影処理の詳細を示すフローチャートである。撮影処理は、合焦処理で設定された結像レンズ位置を基準に、各走査ライン毎に測光処理で求められた蓄積時間が確保できる走査速度で走査ミラーを回動させながら画像を取り込む処理である。
撮影処理に入ると、Ｓ５０１でフィルタカウンタＦＣが「０」に初期化され、Ｓ５０３で基準走査ライン上での合焦時のレンズパルスカウントＰａｆから基準倍率ｍｂと走査開始パルスＸｓとが以下の近似式（１０），（１１）により求められ、Ｓ５０５でミラー駆動モータ７０の走査速度ｆｐが算出される。走査速度ｆｐは、測光処理で設定された蓄積時間から算出されるモータ駆動用パルスの周期として定義される。実施形態では、ミラー駆動モータを４パルス駆動する毎にイメージセンサの出力を読み出すため、蓄積時間／４のパルス周期が走査速度となる。
【０１６０】
【数８】
【０１６１】
前述したように、実施形態のカメラ型スキャナは、ファインダー系の視野を基準として、パララックスが生じないよう撮影光学系側の走査範囲を被写体距離に応じて変化させている。ただし、実施形態のスキャナでは被写体距離そのものは検出していないため、被写体距離に対応する情報として合焦処理で保存された合焦時のレンズパルスカウントＰａｆを利用している。結像レンズがホーム位置に近い場合には近距離の被写体にピントが合うため、被写体が近くにあるものと考えることができ、逆に結像レンズがイメージセンサ側に近い場合には遠方の被写体にピントが合うため、被写体が遠くにあるものと考えることができる。
【０１６２】
そこで、結像レンズのホーム位置からの移動パルス数に応じて走査の開始点を変更することにより、被写体距離に応じて変化するパララックスを補正する。すなわち、ホーム位置からの移動パルス数が小さいときには、パララックスが大きいものと判断して走査範囲の中心が基準走査ラインよりファインダー方向にずれるよう走査開始点をずらし、基準走査ラインを境にファインダー光学系側の走査範囲が反対側の走査範囲より広くなるよう基準走査ラインに対して走査範囲を非対称に設定する。
【０１６３】
結像レンズのホーム位置からの移動パルス数が大きくなるにしたがって非対称性を小さくし、走査範囲の中心と基準走査ラインとのズレが小さくなるよう走査開始点を基準走査ライン側に近づけて設定する。移動パルス数が最大値となったときにはパララックスがないものと判断して走査範囲が基準走査ラインを境として対称になるよう設定される。
合焦時のレンズパルスカウントＰａｆとその際の結像レンズのバックフォーカスｆｂ、基準走査ライン上の基準倍率ｍｂ、走査開始パルスＸｓの対応は以下の表１に示される。
【０１６４】
【表１】
【０１６５】
フィルタ関係の処理は、モノクロ、カラーのモード設定により異なる。前述の初期化処理でモノクロ用の無色フィルター４ａが光路中にセットされているため、モノクロモードの場合にはフィルターを切り換えることなく、Ｓ５０７からＳ５２５以下の走査ミラーのホーム位置への再設定処理が実行される。モノクロモードでない場合、すなわちカラー撮影のモードに設定されている場合には、走査ミラーの再設定処理の前にＳ５０９〜Ｓ５２３のフィルタの切換処理が実行される。
【０１６６】
フィルタの切換処理では、走査パルスカウンタＸを「０」にリセットしてパルスのカウントを開始させ、ミラー駆動モータを正転させる（Ｓ５０９，Ｓ５１１）。ミラー駆動モータの回転量は、フィルタカウンタＦＣの値に応じて選択される。ＦＣの値が「０」である場合には、未だ画像の取り込みのためのミラー走査が実行されていない状態であり、走査ミラーはホーム位置に設定されている。そこで、この場合には、走査パルスカウンタＸが第１のフィルタ切換パルスＸｆ１（＝８０００パルス）に達するまで正転させ続ける（Ｓ５１３，Ｓ５１５）。ＦＣが「０」以外の値である場合には、既に画像の取り込みのためのミラー走査が実行されて走査ミラーは走査終了位置に設定されている。そこで、この場合には走査パルスカウンタＸが第２のフィルタ切換パルスＸｆ２（＝Ｘｓ−３４８０）に達するまで正転させ続ける（Ｓ５１３，Ｓ５１７）。
【０１６７】
ミラー駆動モータの回転パルスが所定のパルス数に達すると、モータを停止させてフィルタカウンタＦＣをインクリメントする（Ｓ５１９，Ｓ５２１）。これでフィルタホルダー４０が９０度回転してフィルタが１枚分切り換えられたこととなる。Ｓ５２３では、フィルタセンサの出力をチェックする。フィルタセンサは、モノクロ用の無色フィルター４ａがセットされたときにのみオフするため、このステップにおいてオフしていた場合にはフィルターが切り替わらなかったか、複数枚分が一度に切り換えられたか等の異常が発生したもの捉えられるため、さらに撮影処理を進めることなくエラー処理に入る。
【０１６８】
Ｓ５２５〜Ｓ５２９、そして図３２のＳ５４１〜Ｓ５４５は、前述した初期設定処理のＳ１０３〜Ｓ１１９に相当し、走査ミラーをホーム位置に設定するための処理である。走査ミラーがホーム位置より走査終了側に位置して走査基準位置センサがオンしている場合には、走査基準位置センサがオフする走査中心付近に戻るまでミラー駆動モータを逆転させる（Ｓ５２５，Ｓ５３１，Ｓ５３３）。逆転により走査基準位置センサがオフした場合、そして、走査ミラーが当初からホーム位置より走査開始側に位置して走査基準位置センサがオフしている場合の何れの場合にも、ミラー駆動モータを正転させ、走査基準位置センサがオフからオンに切り替わってから中央位置補正パルスＸｃ分正転させてからミラー駆動モータを停止する（Ｓ５２７，Ｓ５２９，Ｓ５４１，Ｓ５４３，Ｓ５４５）。これにより走査ミラーがホーム位置に設定される。
【０１６９】
続いて、このホーム位置を基準にＳ５０３で求めた走査開始パルスＸｓ分ミラー駆動モータを逆転させ、走査ミラーを結像レンズの位置に応じてパララックスを補正できる走査開始位置まで回動させる（Ｓ５４７，Ｓ５４９，Ｓ５５１，Ｓ５５３）。そして、この走査開始位置からＳ５０５で測光データに基づいて求められた走査速度ｆｐによりミラー駆動モータを正転させると共に、走査開始パルスＸｓが設定された走査パルスカウンタＸの値をミラー駆動モータの回転パルスに応じてデクリメントし始める（Ｓ５５５，Ｓ５５７）。
【０１７０】
Ｓ５５９〜Ｓ５７１の処理が、被写体の撮影に関する処理であり、基本的な動作としては、走査パルスカウンタＸの値がＸｓ−Ｘｔとなるまで、ミラー駆動モータの駆動パルス４パルス毎にイメージセンサから画像信号を繰り返し読み取る（Ｓ５６３，Ｓ５７３）。撮影用走査パルスＸｔは１１４８０パルスであり、これを４パルス毎にイメージセンサの画像信号を読み取ることにより、画面全体を副走査方向に２８７０ラインで読み取ることとなる。
【０１７１】
また、走査ミラーの回動による走査位置に応じて被写体距離、結像倍率が変化するため、結像レンズを光軸方向に移動させて合焦状態を保つと共に（Ｓ５５９，Ｓ５６１）、結像倍率の変化による像の歪曲を補正するよう基準走査ラインに合わせて副走査方向の周辺部のラインでデータを補完して伸張させる。倍率補正のために利用される各係数は、Ｓ５６５，Ｓ５６７，Ｓ５６９において計算され、この計算結果に基づいてＳ５７５で各ライン単位で結像倍率補正が行われる。これらの合焦位置、結像倍率の変化の補正は、被写体が走査ミラーがホーム位置にある際の光軸に対して垂直な平面であることを前提にして、副走査方向の各ライン毎に図中に示した近似式を用いた演算結果に基づいてオープンループ制御により実行される。
【０１７２】
Ｓ５７１では、倍率補正がかけられる前の画像データに含まれるシェーディングの影響を除去するよう光量が補正される。シェーディング補正は、結像レンズ３のコサイン４乗則による光量低下等による主走査方向の光量ムラを補正するための処理である。また、Ｓ５７３，Ｓ５７５ではカラー撮影の場合にフィルターへの主走査方向の入射角度の違いによる透過波長帯のシフトを光量の変化として捉え、画像データの輝度を各色毎に画素単位で補正する。
【０１７３】
なお、上記のピント位置補正は、副走査方向のライン毎に行われる処理であり、倍率補正、シェーディング補正はビット毎の処理として行われる。色補正は、ビット毎、あるいは全ビットを複数のグループに分割してそのグループ毎の処理として行われる。
【０１７４】
走査パルスカウンタＸの値が撮影終了位置を示す値に達すると、ミラー駆動モータが停止され、撮影モードがモノクロか否か、カラーの場合には各色成分の３回の走査が終了したかが判定され、モノクロの場合、カラーで３回の走査が終了した場合にはメインフローチャートにリターンする（Ｓ５７９，Ｓ５８１，Ｓ５８３，Ｓ５８５）。カラー撮影のモードで３回の走査が終了していない場合には、図３１のＳ５０９からの処理が繰り返される。
【０１７５】
次に、図３２のフローチャートに含まれる合焦位置、結像倍率の変化の補正について説明する。
走査手段が結像光学系より被写体側に位置する場合、すなわち、実施形態の装置のように被写体と結像レンズとの間に配置されたミラーを回転させることにより被写体を走査して被写体の各部からの光をイメージセンサ上に結像させる構成を採用する場合、走査により形成されるイメージセンサと共役な物体面は走査ミラーの回転軸を中心軸にした円筒面となる。したがって、被写体がホワイトボードや黒板などの平面である場合には、上記の円筒面と被写体平面との差に相当するピントズレを補正する必要がある。実施形態の装置では、前述のように基準走査ライン上でピントが合うように調整しているため、基準走査ラインから副走査方向の周辺部に向かうにしたがってピントをより遠方に合わせるよう補正する必要がある。
【０１７６】
合焦位置の変化は、基準走査ライン上での合焦状態でのレンズパルスカウンタＰａｆの値と、走査パルスカウンタＸにより表される副走査方向の走査位置に基づいて求められる。合焦位置の変化を補正するために必要とされる結像レンズの移動位置Ｐｓは、以下の近似式（１２）により求められる。基準レンズ位置のレンズパルスカウンタＰａｆが「４６０」である場合、すなわち、最近距離２３ｃｍの被写体に合焦している際の走査パルスカウンタＸに対応するレンズ位置Ｐｓの値は以下の表２に示されている。表２中の記号、Δｂ、Ｐｉｔ、Ｙｔの求め方、利用については後述する。
【０１７７】
【数９】
【０１７８】
【表２】
【０１７９】
走査パルスカウントＸに応じて結像レンズ３の位置をレンズ位置パルスＰｓで示される位置に移動させることにより、被写体が図１に示すように走査ミラー２のホーム位置での光軸に垂直な平面である場合には、何れの走査位置においても合焦状態を保つことができる。
【０１８０】
走査に伴う倍率の変化については、画像データを処理する際に所定数の補正ビットを挿入することにより補正している。結像倍率は、走査ミラーの回動に伴う物体距離の変化と結像レンズ位置の変化とに起因して副走査方向の周辺部ほど低くなる。したがって、図３３（Ａ）に示すような主走査方向に短辺、副走査方向に長辺を持つ長方形の被写体を撮影すると、撮影された画像は図３３（Ｂ）に示されるように副走査方向の周辺部で短辺が短くなるように樽型に歪曲する。
【０１８１】
このような結像倍率の変化による像の歪曲を補正するため、実施形態の装置では基準走査ライン上の結像倍率と走査位置での倍率との比率から、基準走査ライン上でイメージセンサの有効ビット長に相当する被写体が副走査方向の任意の走査位置で何画素分縮小されるかを求めている。ただし、結像倍率自体を比較するのではなく、結像倍率に一義的に対応する結像レンズの位置パルスを用い、基準位置での結像レンズの位置パルスＰａｆと任意の走査位置での結像レンズの位置パルスＰｓとを用いて以下の式（１３）により縮小される画素数Δｂを求めている。ここでＫｍは有効画素数である。倍率補正は、イメージセンサの中心を境にして上下の画素について同一の方法で行われるため、以下、上側の半分の画素列についてのみ説明する。
【０１８２】
【数１０】
【０１８３】
Ｓ５７７の倍率補正では、図３４に示される上端のΔｂビットの画素のデータを捨て、代わりに同数の補正データを所定のピッチＰｉｔで１ビットづつ挿入する。図３４では、実際のラインセンサ１６の構成を左側に模式的に示し、補正後の１ライン分の画像データの構成を右側に示している。原則的には、最初の補正データを画像データの第１ビットに入れ、イメージセンサ１６の第Ｙｃビット目からＰｉｔ−１ビット分の撮影データを画像データの第２ビット目からセットし、次に補正データを１ビット入れる。この繰り返しにより、主走査方向の中心部に向けてピッチＰｉｔビット毎に１ビットづつ補正データを挿入してＫｍ／２ビット分の画像データ、この例では１０４４ビットの画像データを生成する。ピッチＰｉｔおよび挿入開始ビットＹｃの値は、上記の式（１４），（１５）により求められる。この例では、Ｋ＝Ｋｍ＝２０８８であるため、Ｙｃ＝Δｂとなる。Ｋｍの値は、モード設定による撮影範囲の変更により変化する。
【０１８４】
また、Ｙｔは、ピッチと挿入ビット数との積で決まる補正後の画素数と片側の有効画素数であるＫｍ／２との差であり、半分の画素数Ｋｍ／２をピッチＰｉｔで割ったときの余りを示す。Ｋｍ／２がＰｉｔで割り切れない場合には、画像データの最も中心に近い部分ではＰｉｔ−１＋Ｙｔビットの撮影データが補正データを介さずに連続することとなる。
【０１８５】
挿入される補正データの値は、挿入される手前の画素と同一のデータである。ただし例外として、ビッチ内に同一のデータがピッチの３０％以上連続する部分があった場合には、この連続部分の最後に同一のデータを挿入する。例えばピッチが１００である時、３５ビット連続して同一データが存在する場合には、その連続部分の３６ビット目に３５ビット目と同一のデータを挿入し、１００ビット目には追加しない。ここでいう同一のデータとは、二値の場合には０、１の何れかであるが、多値の場合には完全に同一ではなく、階調の１／１６幅に入る場合には同一とみなすこととする。例えば２５６階調の場合、１６階調幅に入るデータは同一のデータとして判断する。
【０１８６】
図３５及び図３６は、前記の表２に示される具体例において、Ｘ＝６９４８のとき、すなわち走査開始位置と、Ｘ＝２４８３のときとにおける倍率補正の具体的な方法とを示す図３４と同様の説明図である。図３５の例では、Δｂ＝Ｙｃ＝１７４、ピッチＰｉｔ＝６、Ｙｔ＝０である。画像データの第１ビットには第１の補正データがセットされる。撮影データの第１〜１７４ビットは使用されず、画像データの第２〜６ビットには撮影データの第１７５〜１７９ビットが挿入される。画像データの第７ビットには第２の補正データが挿入され、第８〜１２ビットには撮影データの第１８０〜１８４ビットが挿入される。このようにして撮影データを５ビットに対して補正データを１ビットづつ挿入してゆき、画像データの１０３３ビットには第１７３番目の補正データ、１０３４〜１０３８ビットには撮影データの第１０３５〜１０３９ビット、画像データの１０３９ビットには第１７４番目の上側の画素列最後の補正データを挿入すると共に、撮影データの１０４０〜１０４４ビットをそのまま画像データの同一ビットに挿入する。
【０１８７】
図３６の例では、Δｂ＝２７、Ｐｉｔ＝３８、Ｙｔ＝１８となるため、画像データの各ビットには１ビットの補正データと、撮影データの第２８ビットからのデータ３７ビットづつとが繰り返しセットされる。ただし、図３６の例では、最も中心に近い第２７撮影データはＰｉｔ−１＋Ｙｔで５５ビット分の撮影データ（第９８９〜１０４４ビット）が補正データを介さずに連続して設定される。
【０１８８】
上記のような画像データの倍率補正により、被写体が基準走査ラインを走査する際の光軸に垂直な平面である場合には、読み取り位置の副走査方向の違いによる倍率の変化を平均化し、歪曲を補正した画像データを得ることができる。
【０１８９】
最後に、この発明の特徴部分と実施形態との対応関係について説明する。
駆動部材８０の回動は、パルスモータであるミラー駆動モータ７０によりオープンループ制御される。図７に示すように、支持フレーム１３０には、走査ミラー２のホーム位置（基準位置）を与えるための走査基準位置センサ２０４（検出手段）が設けられている。走査基準位置センサ２０４は、発光部と受光部を持つ透過型フォトセンサであり、駆動部材８０に設けられたシャッタープレート８５（被検出部）によって遮られるものである。
【０１９０】
シャッタープレート８５は、走査ミラー２と結像レンズの光軸とのなす角度が４５°より大きい時には、走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間を遮っており、走査基準位置センサ２０４はオフしている。そして、当該角度がほぼ４５°になった時に、シャッタープレート８５が走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間から抜け出るため、当該角度が４５°より小さい時には、走査基準位置センサ２０４はオンしている。
【０１９１】
ミラー駆動モータ７０の駆動制御は、走査基準位置センサ２０４がオフからオンに変わった時点から、所定パルス数Ｘｃをカウントしたところをホーム位置とする。このパルス数Ｘｃは、走査ミラー２と結像レンズの光軸とのなす角度が丁度４５°となるように、即ち、結像レンズ３の光軸が走査ミラー２によって直角に偏向されるように設定される。なお、この時、走査線（読み取りライン）は基準走査ラインＲ、即ち画像の中心部に位置する。
【０１９２】
このように、走査ミラー２の回動制御が、結像レンズ３の光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラー２の位置をホーム位置として行われるため、走査ミラー２の位置に応じて、結像レンズ３の光軸が走査ミラー２により偏向される方向を正確に把握することが可能となる。即ち、結像レンズ３の合焦位置を検出する合焦処理等を行うことが可能となる。
【０１９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスキャナは、走査ミラーの回動制御が、結像レンズの光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラーの位置を基準位置として行われるよう構成されている。そのため、走査ミラーの位置に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーにより偏向される方向を正確に把握することが可能になる。即ち、結像レンズの合焦位置を検出する合焦処理等を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカメラ型スキャナの実施形態の撮影光学系を示す図である。
【図２】図１のカメラ型スキャナの外形を示す斜視図である。
【図３】図２のカメラ型スキャナの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図２のカメラ型スキャナの内部構成を示す平面図である。
【図５】図４のカメラ型スキャナの線分Ａ−Ａについての断面図である。
【図６】図４のカメラ型スキャナの線分Ｂ−Ｂについての断面図である。
【図７】駆動機構を示す平面図である。
【図８】ミラー保持部を示す斜視図である。
【図９】駆動機構を示す平面図である。
【図１０】駆動機構を示す平面図である。
【図１１】走査線の振れ角を示す概略図である。
【図１２】走査線密度の変化を示すグラフである。
【図１３】走査線の振れ角のパララックス補正を示す概略図である。
【図１４】図４のカメラ型スキャナの線分Ｃ−Ｃについての断面図である。
【図１５】カラーフィルタホルダを示す斜視図である。
【図１６】駆動機構を示す平面図である。
【図１７】図４のカメラ型スキャナの線分Ｄ−Ｄについての断面図である。
【図１８】レンズホルダを示す斜視図である。
【図１９】カメラ型スキャナの制御系を示すブロック図である。
【図２０】図１９に示される画像処理回路の詳細を示すブロック図である。
【図２１】ファインダーのＬＣＤパネルの表示例を示す平面図である。
【図２２】走査ミラーの回動位置とミラー駆動モータのパルス数の関係を示す概略図である。
【図２３】結像レンズの回動位置とレンズ駆動モータのパルス数の関係を示す概略図である。
【図２４】カメラ型スキャナのメインフローチャートである。
【図２５】初期化処理を示すフローチャートである。
【図２６】初期化処理を示すフローチャートである。
【図２７】モード変更処理を示すフローチャートである。
【図２８】合焦処理を示すフローチャートである。
【図２９】合焦処理を示すフローチャートである。
【図３０】測光処理を示すフローチャートである。
【図３１】撮影処理を示すフローチャートである。
【図３２】撮影処理を示すフローチャートである。
【図３３】撮影時の像倍率の変化を示す矩形の被写体と被写体像との関係を示す説明図である。
【図３４】撮影時の倍率補正の原理を示す説明図である。
【図３５】撮影時の倍率補正の具体例を示す説明図である。
【図３６】撮影時の倍率補正の他の具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ カメラ型スキャナ
２ 走査ミラー
４ カラーフィルタ群
３ 結像レンズ
５ リモコン
６ レンズ駆動機構
７ ミラー駆動機構
１０ 本体カバー
１１ 補助光ユニット
１２ 窓部
１５ ファインダ
１６ イメージセンサ
１７ リモコン装着部
２０ ミラーホルダ
２４ 係合溝
３０ レンズ鏡筒
３２ 鏡筒アーム
３５ ガイドバー
４０ フィルタホルダ
６０ 走査用モータ
６４ 巻きバネ
７０ レンズ駆動モータ
８０ 駆動部材
８１ 駆動ピン
９１ 伝達ギア
９３ フィルタ駆動ギア
９４ ワンウェイクラッチ
９５ フィルタギア
１２０ ハウジング
１２１ 鏡筒保持部
１２７ 係合穴
２０１ 第１受信部
２０２ 第２受信部
２０３ レンズ基準位置センサ
２０４ 走査基準位置センサ
３００ ＣＰＵ
３１０ メインスイッチ
３１１ リモコンセンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素を一次元的に配置したライン型イメージセンサを用い、該イメージセンサに被写体像を走査させることによって被写体を二次元的に読み取るスキャナに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来より、画素を一次元的に配置したライン型イメージセンサ上に被写体像を走査させることにより、被写体像の二次元的な画像情報をイメージセンサに読み取らせるスキャナが知られている。一般に、この種のスキャナには、被写体に沿って平行移動する走査ミラーと、イメージセンサに被写体像を結像するための結像レンズが設けられ、走査ミラーの平行移動によってイメージセンサ上に被写体像が走査される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなスキャナでは、走査ミラーの平行移動に伴い、結像レンズへの入射角が変化するため、結像レンズのレンズ径を大きくしなければならないという問題点がある。そこで、走査ミラーをイメージセンサの画素配列方向と平行な軸の回りに回動させることよって、被写体を走査するスキャナが考えられている。
【０００４】
しかし、走査ミラーを回動させる場合、イメージセンサと共役な物体面は円筒面となる。即ち、走査ミラーにより結像レンズの光軸が偏向される方向によってピント位置が変化する。そのため、平面状の被写体にピントを合わせるためには、走査ミラーの回動に応じて結像レンズを移動させる等の補正を行う必要がある。このような補正のためには、制御部が、走査ミラーの位置（回転角度）に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーにより偏向される方向を正確に把握している必要がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑み、走査ミラーの位置に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーにより偏向される方向を正確に把握することができるスキャナを提供することを目的とするものである。
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明によるスキャナは、一次元に配列した画素によって被写体を読み取るライン型イメージセンサと、該イメージセンサに被写体像を結像させる結像レンズと、イメージセンサの画素配列方向と平行な軸回りに回動することによりイメージセンサ上に被写体像を走査させ、イメージセンサに被写体像の二次元的な画像情報を読み取らせる走査ミラーと、走査ミラーの回動制御を行う制御部と、を備えると共に、制御部による走査ミラーの回動制御が、結像レンズの光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラーの位置を基準位置として行われ、走査ミラーが基準位置にあるとき、制御部が、さらに、結像レンズの合焦位置を検出する合焦処理、及びイメージセンサにおける被写体像の蓄積時間を決定する為の測光処理を行うよう構成されている。
【０００７】
このように、結像レンズの光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラーの位置を基準位置として走査ミラーが回動制御されるため、走査ミラーの位置に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーによって偏向される方向を、制御部が常に正確に把握することができる。
なお、走査ミラーが上記の基準位置にある時には、走査ミラーの反射面と結像レンズの光軸とのなす角は４５°である。また、この時、イメージセンサによる読み取りラインは、画像の中心部にある。
【０００８】
また、上記スキャナには、走査ミラーと連動し、走査ミラーを回動させるために所定の角度範囲内で回動する駆動部材と、駆動部材に設けられた被検出部を検出する検出手段とをさらに設けると共に、該検出手段の検出タイミングに基づいて走査ミラーの基準位置を決めることができるよう構成することができる。
さらに、上記の基準位置を、検出手段が駆動部材の被検出部を検出してから、駆動部材が所定量回動した位置とし、当該所定量を、スキャナの個体差に応じて設定される量とすることも可能である。
【０００９】
また、上記の駆動部材をパルスモータによって回動し、前記所定量をパルスモータのパルス数により設定されるよう構成しても良い。さらに、被検出部をシャッタープレートとし、検出部をシャッタープレートが所定位置に達した時に該シャッタープレートにより遮られるフォトインタラプタとして構成することもできる。また、シャッタープレートが、駆動部材の前記所定の角度範囲の略半分に亘って、フォトインタラプタを遮うように構成することも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるスキャナの実施形態としてカメラ型スキャナを説明する。
【００１１】
実施形態のカメラ型スキャナは、モノクロのライン型ＣＣＤセンサであるイメージセンサを用いて離れた位置にある被写体を走査する方式のカメラ型スキャナである。その撮影光学系は図１に概念的に示すように、被写体Ｏ側から走査ミラー２、結像レンズ３、イメージセンサ１６により構成される。走査ミラー２をイメージセンサ１６の画素配列方向に平行な方向の回転軸Ｒｘ回りに回動させることにより、被写体Ｏを順次ライン状に読み取ってイメージセンサ上に結像させ、被写体の情報を二次元的に読み取る。この明細書では、イメージセンサの画素配列方向に相当する方向を「主走査方向」、走査ミラーの回動により走査される読み取りライン（走査ライン）の移動方向を「副走査方向」と定義する。また、図中に、イメージセンサ１６の画素配列方向に平行なｙ軸と、結像レンズ３の光軸に平行なｘ軸を定義する。さらに、以下の説明では、結像レンズ３の光軸が図中一点鎖線で示したように走査ミラー２により直角に偏向される際のラインセンサの読み取りラインを「基準走査ライン」と定義する。
【００１２】
被写体を走査して情報を読み取る方式とすることにより、センサの画素数に対して読み取りの解像度を高くすることができる。例えば、実施形態におけるイメージセンサの有効画素数は２０８８であり、５４．４度の走査範囲を２８７０ステップに分解して走査ミラーの回動位置を設定することにより、主走査２０８８×副走査２８７０の約６００万画素のエリアセンサを用いたのと同等の解像度を得ることができる。この解像度は、例えばＢ５版の原稿を読み取る際には約３００ｄｐｉに相当する。
【００１３】
また、走査方式として上記のような回転ミラー走査方式を採用したことにより、イメージセンサに入射する光束を常に一定の角度で結像レンズに入射させることができるため、結像レンズの径を最小限に抑えることができる。同様の走査方式でもイメージセンサを走査させる方式とすると、イメージセンサに入射する光束の結像レンズに対する入射角度が走査位置に応じて変化するため、ビネッティングの影響を抑えるために結像レンズに必要とされる径は走査ミラー方式の場合より大きくなる。
また、回転ミラー走査方式では、ラインセンサやミラーを平行移動させる走査方式と比較して、可動部分を小さくすると共に、駆動機構を単純化することができる。
【００１４】
ただし、走査ミラーを回動させて被写体を走査する場合、イメージセンサ１６と共役な物体面は、走査ミラー２の回転軸Ｒｘを中心とした円筒面となるため、被写体Ｏが平面である場合には以下の３つの問題が生じる。
第１は、基準走査ラインに焦点を合わせると副走査方向の周辺部を読み取る際には被写体Ｏより手前の位置にピントが合うという焦点ズレの問題、第２は、走査ミラー２から被写体Ｏまでの距離が基準走査ラインから副走査方向の周辺部に向かって漸増することにより周辺部に向けて結像倍率が小さくなるという倍率変化の問題、そして、第３は、走査ミラー２から被写体Ｏまでの距離をＬとしたときに走査ラインの副走査方向の位置が走査ミラー２の回転角度θに対してＬ・ｔａｎθで定まるため、走査ミラーの回動角度ピッチが等しいと走査線の密度が画面中心部と比較して周辺部で粗くなるという走査線密度の問題が発生する。
【００１５】
実施形態のカメラ型スキャナでは、焦点ズレの問題に関しては、副走査方向の読み取り位置に応じて結像レンズを光軸方向に移動させることにより解消しており、倍率変化の問題に関しては取り込まれた画像の信号処理段階において倍率の小さい周辺部でデータを補完して伸張することにより解消しており、走査線密度の問題に関しては、ミラー駆動モータ側の等ピッチの回転を副走査方向の読み取り位置に応じて不等ピッチの回転に変換する機能を機械系に持たせることにより解消している。これらの解決手段の詳細については、後段の該当個所において詳述されている。
【００１６】
また、実施形態のカメラ型スキャナでは、撮影光学系とファインダー光学系とが独立して設けられているため、これらの光学系の間にパララックスが生じる。一般に、例えばレンズシャッターカメラ等のカメラでは、撮影光学系を基準としてファインダー光学系にパララックス補正用の手段を設け、パララックスの影響を避けるようにしている。これに対して、実施形態のカメラ型スキャナは、ファインダー系の視野を基準として、パララックスが生じないよう撮影光学系側の走査範囲を被写体距離に応じて変化させている。これに伴い、基準走査ラインに対して撮影範囲が非対称に設定される。
【００１７】
図２及び図３は、本実施の形態によるカメラ型スキャナの外形及び概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、カメラ型スキャナ１は、略直方体形状の本体ケース１０を有し、本体ケース１０の正面には被写体像を取り込むための窓部１２が形成されている。また、図３に示すように、本体ケース１０の内部には、イメージセンサ１６と、イメージセンサ１６の画素配列方向に平行な軸Ｙの回りで回転する走査ミラー２と、走査ミラー２からの反射光をイメージセンサ１６に結像させるための結像レンズ３とが備えられている。カメラ型スキャナ１は、走査ミラー２を前記の軸Ｙを中心として回転させることによって、被写体像を順次ライン状に読み取ってイメージセンサ１６上に結像させるよう構成されている。
【００１８】
イメージセンサ１６は所謂モノクロセンサであり、カラー画像に対応するため、走査ミラー２とイメージセンサ１６との光路中には、カラーフィルタ４が設けられている。また、窓部１２に隣接して、ファインダー窓１３が設けられている。
【００１９】
本体１には、電源をオンオフするメインスイッチ３１０が設けられており、カメラ型スキャナ１の操作はリモコン５の操作ボタン３５０により行われる。図２に示すように、操作ボタン３５０には、スタートボタン５１、アップ／テレボタン５４、ダウン／ワイドボタン５５、モードボタン５３、ストップ／削除ボタン５２の５つがある。また、リモコン５は、本体ケース１０の上部に形成されたリモコン装着部１７に着脱可能となっている。
【００２０】
リモコン５は赤外ＬＥＤを用いて赤外線によってカメラ本体に対してコマンド信号を送信する送信部５６を有している。本体ケース１０の背面には送信部からの信号を受信するための赤外線センサである第１受信部２０１が設けられ、リモコン装着部１７の、リモコン５の送信部５６に相当する部分には、第１受信部２０１に比べて感度の弱い赤外線センサである第２受信部２０２が設けられている。つまり、リモコン５をリモコン装着部１７から取り外した状態では、送信部５６からの信号を第１受信部２０１で受信し、リモコン５をリモコン装着部１７に装着した状態では、送信部５６からの信号を第２受信部２０２で受信することができる。
【００２１】
また、本体には、リモコン５の着脱を検出するための反射型フォトセンサである、リモコン着脱センサ３１１が設けられており、リモコン着脱センサ３１１はリモコン５が装着されていればオン信号を出す。本体側の制御回路はリモコンから同一の操作信号が入力された際にも、リモコン５が本体に装着された状態であるか離脱した状態であるかに応じて異なるコマンドとして実行することができる。
【００２２】
図４は、カメラ型スキャナ１の内部構成を示す平面図である。
本体ケース１０内には、走査ミラー２を回転可能に保持するミラーホルダ２０が設けられている。ミラーホルダ２０は後述のミラー駆動機構によって図中時計回り及び反時計回りに回転駆動される。また、ミラーホルダ２０に隣接して、結像レンズ３及びイメージセンサ１６を収容するためのハウジング１２０が設けられており、走査ミラー２からの反射光がハウジング１２０内の結像レンズ３を通ってイメージセンサ１６に結像するように構成されている。
【００２３】
結像レンズ３は、３枚のレンズ３ａ，３ｂ，３ｃよりなっており、レンズ鏡筒３０に保持されている。また、レンズ鏡筒３０はその外周をハウジング１２０に設けられた円筒状の鏡筒保持部１２１の内周に保持されている。レンズ鏡筒３０は、後述のレンズ駆動機構６によって走査ミラー３に近接する方向及び離反する方向に駆動される。
【００２４】
ハウジング１２０の、鏡筒保持部１２１とイメージセンサ１６との間には、赤色フィルタ４ａ、緑色フィルタ４ｂ、青色フィルタ４ｃ、及び無色フィルタ４ｄからなるカラーフィルタ群４が設けられている。カラーフィルタ群４は、イメージセンサ１６の画素配列方向と平行な回転軸の回りに回転するフィルタホルダ４０によって、９０゜間隔で保持されており、フィルタホルダ４０の回転によって各々フィルタが選択的に、結像レンズ３とイメージセンサ１６との間の光路中に配置される。
【００２５】
なお、ミラーホルダ２０、ハウジング１２０等は、本体ケース１０の下部に設けられた支持フレーム１３０によって支持されている。支持フレーム１３０上には、後述の走査用モータ７０を支持するためのモータフレーム１３５、バッテリー２１０を保持するバッテリーフレーム１３６が形成されている。
【００２６】
次に、ファインダーについて説明する。図５は、図４のカメラ型スキャナ１の線分Ａ−Ａに関する断面図である。図５に示すように、ファインダーは、ファインダー窓１３から入射した光束を取り込む対物レンズ１４１と、この対物レンズ１４１を透過した光束を上側のカバーガラス１５側に向けて反射させるファインダーミラー１４５と、ミラー１４５により反射された光束を透過させるフレネルレンズ１４３と、フレネルレンズ１４３とカバーガラス１５との間に配置された透過型の液晶表示パネル１５２とから構成されている。対物レンズ１４１とフレネルレンズ１４３とは、プラスチックにより一体のユニット１４０として成形されている。ファインダーが設けられたスペースの後方には、図２に示されるように撮影画像のデータを記録するメモリカード２２０を装着するためのカードスロット２３０が形成されている。なお、ファインダーユニット１４０は、ビス止め部１４６によって、支持フレーム１３０に固定されている。
【００２７】
次に、走査ミラー２を走査するためのミラー駆動機構７について説明する。
図６は、図４のカメラ型スキャナ１の線分Ｂ−Ｂに関する断面図である。図６に示すように、モータフレーム１３５には、ミラー駆動モータ７０が固定され、ミラー駆動モータ７０の出力軸には、駆動ギア７１が固定されている。また、駆動ギア７１の回転を約１／１０００に減速するために、歯数の大きなギアと歯数の小さいギアとを一体として構成した５組のギア対７４〜７８が設けられている。ギア対７４〜７８のうち、ギア対７４，７５，７６は第１の支軸７２の回りに回転可能に支持されており、ギア対７７，７８は第２の支軸７３の回りに回転可能に支持されている。
【００２８】
そして、駆動ギア７１は、支軸７２に支持された第１のギア対の従動ギア７４ａに係合し、第１のギア対の減速ギア７４ｂは、支軸７３に支持された第２のギア対７７の従動ギア７７ａに係合している。第２のギア対７７の減速ギア７７ｂは、支軸７２に支持された第３のギア対７５の従動ギア７５ａに係合し、第３のギア対７５の減速ギア７５ｂは、支軸７３に支持された第４のギア対７８の従動ギア７８ａに係合している。第４のギア対７８の減速ギア７８ｂは、支軸７２に支持された第５のギア対７６の従動ギア７６ａに係合し、第５のギア対７６の減速ギア７６ｂは、支軸７３に回転可能に支持された後述の駆動部材８０に係合している。
【００２９】
図７は、駆動機構７を示す平面図である。図７に示すように、駆動部材８０は、平板状部材に第１セクタギア８２と第２セクタギア８３を形成したものである。第１セクタギア８２は、前述の第５のギア対７６の減速ギア７６ｂに係合しており、当該減速ギア７６ｂの回転によって駆動部材８０が回動する。第１セクタギア８２は支軸７３の中心（軸７３ａとする）に対し中心角１２０°を有し、第２セクタギア８３は軸７３ａに対し中心角２０°を有している。両セクタギア８２，８３は、軸７３ａに対し回転方向には隣接している。
【００３０】
また、第１セクタギア８２を挟んで、第２セクタギア８３と反対側には、軸７３ａに対する中心角約６０°の扇形部８０ａが形成されている。扇形部８０ａにおいて、第１セクタギア８２のピッチ円の延長線上には、駆動ピン８１が立設されている。
【００３１】
ここで、ミラー２を保持するミラーホルダ２０について説明する。図８は、ミラーホルダ２０を示す斜視図である。図８に示すように、ミラーホルダ２０は、ミラー面の４辺を規定する正面フレーム２１と、鉛直方向の両側面を挟んで保持する側面フレーム２２と、Ｙ方向（イメージセンサ１６のＣＣＤ画素配列方向）に延びるミラー支軸２７とを一体として構成したものである。また、正面及び側面フレーム２１，２２の下部には、ミラー支軸２７に直交する平板状部材である連動部材２３、及び円板状部材である支持円板２５が設けられている。
支持フレーム１３０には、ミラー支軸２７を嵌挿するための孔１３９が形成されており、ミラー支軸２７を孔１３９に嵌挿すると、支持円板２５が支持フレーム１３０上で摺動することによって、ミラーホルダ２０は支持フレーム１３０上で回転可能となる。
【００３２】
図７に示すように、連動部材２３には、駆動部材８０に立設された駆動ピン８１に係合する係合溝２４が形成されている。係合溝２４は、ミラー支軸２７の回転中心に向けて長く形成されている。そして、駆動部材８０が時計回りに回転すると、駆動ピン８１が係合溝２４の長手方向の一辺を付勢し、これにより連動部材２３は反時計回りに回動付勢される。即ち、連動部材２３と一体であるミラーホルダ２０全体が反時計回りに回転する。
かくして、ミラーホルダ２０に保持された走査ミラー２は、駆動部材８０の回動に伴い、駆動ピン８１と係合溝２４の係合によって回転する。
【００３３】
なお、駆動ピン８１と係合溝２４との間には僅かなクリアランスがある。このクリアランスに起因する駆動ピン８１と係合溝２４及びギア対７４〜７８のがたつきを押さえるため、図８に示すように、ミラー支軸２７には、ミラーホルダ２０を一方向に付勢するためのコイルバネ２８が巻き付けられている。コイルバネ２８の一端は、支持円板２５に形成された切り欠き部２５ａを介して、支持フレーム１３０に突設された凸部２９に当接しており、他端は切り欠き部２５ａの側面に当接している。このように、コイルバネ２８は支持円板２５を常時一定の方向に回動付勢している。
【００３４】
図９に、駆動部材８０が図７の状態から反時計回りに回転した状態を示す。また、図１０に駆動部材８０が図７の状態から時計回りに回転し伝達ギア９１（後述）と係合した状態を示す。走査のための走査ミラー２の回転範囲は、図９に示す状態から図１０に示す状態までの範囲内で設定される。
【００３５】
ここで、図７に示すように、駆動部材８０及びミラーホルダ２０は、駆動部材８０の回転中心と駆動ピン８１とミラーホルダ２０の回転中心とが略一直線上に並んだ状態で、走査ミラー２の表面と、Ｘ軸（走査ミラー２の中心とイメージセンサ１６０とを結んだ直線）とのなす角度が４５°になるように構成されている。
【００３６】
つまり、駆動部材８０の回転中心と駆動ピン８１と走査ミラー２の回転中心とが一直線上に並んだ状態（図７）から、時計回りあるいは反時計回りに駆動部材８０が回転するにつれ、駆動ピン８１とミラーホルダ２０との回転中心との距離が長くなる。従って、駆動部材８０の角度ピッチを一定とすると、走査ミラー２は、角度のピッチを減少させながら回転する。
【００３７】
このように、被写体の周辺部を走査している時の走査ミラー２の回転角度ピッチを、中心部を走査している時よりも小さくすることによって、周辺部と中心部での走査線の密度が実質的に同じになる。
【００３８】
以下、駆動部材８０と走査ミラー２の角度ピッチの関係について詳説する。
図１１は、駆動部材８０と走査ミラー２の回転位置関係を示す概略図である。走査ミラー２の表面がＸ軸に対して４５°傾斜した状態（図１１（Ａ））での、被写体上の走査線の位置を基準走査ラインＲとし、この時の走査ミラー２及び駆動部材８０の回転位置を各々のホーム位置とする。また、この時、結像レンズ３の光軸と、走査ミラー２によって偏向された当該光軸とは直角になっている。なお、回転角度の符号は、走査ミラー２の時計回りに対応する方向を正とし、反時計回りに対応する方向を負とする。
【００３９】
図１１（Ｂ）は、基準走査ラインＲからファインダー側（図中左側）の周辺部を走査している状態を示し、図１１（Ｃ）は、基準走査ラインＲからファインダーと反対側（図中右側）の周辺部を走査している状態を示す。
【００４０】
駆動部材８０の回転中心と走査ミラー２の回転中心との距離をｄとし、駆動部材８０の回転中心から駆動ピン８１までの距離をｒとすると、駆動部材８０のホーム位置からの回転角度θと、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度ωとの間には幾何的に以下の（１）式の関係が成り立つ。また、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度ωと、走査線の基準走査ラインＲからの振れ角ω’との間には以下の（２）式の関係が成り立つ。
【００４１】
【数１】
走査基準ラインＲから走査線までの距離Ｙは、Ｙ＝Ｌ・ｔａｎωで表されるので、駆動部材８０の単位角度Δθの回転に対する、基準走査ラインＲ近傍における走査線の振れ角の変化量をω’１とし、周辺部（基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ａ）における走査線の振れ角の変化量をω’２とすると、基準走査ラインＲ近傍及び周辺部での走査線間隔ΔＹ１、ΔＹ２は、夫々以下の（３）式、（４）式で表される。
【００４３】
【数２】
そのため、基準走査ライン近傍と周辺部とで走査線間隔を同じとする（即ち、ΔＹ１＝ΔＹ２）と、以下の（５）式の関係が得られる。
【００４５】
【数３】
また、ω’１は、走査ミラー２がホーム位置からΔθだけ回転した時の、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角と等しいため、（１）式と（２）式から、以下の（６）式の関係が成り立つ。
【００４７】
【数４】
ここで、ω’ａを２７．２°（後述）とし、ω’２を０．６°と設定すると、（５）式からω’１＝０．８２°が得られ、さらに、駆動部材８０の単位角度Δθを１°とすると、（６）式からｄ／ｒ＝２．２が得られる。即ち、ｄ／ｒ＝２．２を満足するように、駆動部材８０及びミラーホルダ２０の各寸法を設定することにより、中心部と周辺部とで、走査線間隔を同じにすることができる。
【００４９】
走査基準ラインＲからの走査線の距離はＹ＝Ｌ・ｔａｎωで表されるので、（１）式を用いると、駆動部材８０を１°ずつ回転させた場合の、走査線間隔の変化を計算することができる。図１２に計算結果を示す。なお、駆動部材８０の回転角度は＋２１．５°から−１４．５°までとしたが、これについては後述する。また、比較のため、走査ミラー２を一定の角度ピッチで回転させた場合として、駆動部材８０に操作ミラーを固定して一定角度ピッチで回転させた場合の走査線位置（Ｌ・ｔａｎ２θ）の変化も示す。
図１２に示すように、走査ミラー２を一定の角度ピッチで回転させた場合には、走査線間隔は１４．６８ｍｍから８．１３ｍｍまで大きく変動するのに対し、本実施形態では最大６．８６ｍｍ、最小６．７８ｍｍと、実質的に同じ走査線間隔となる。即ち、中心部と周辺部とで、実質的に同じ走査線間隔となる。
【００５０】
このように、本実施の形態では、駆動ピンと係合溝の係合を利用して、走査ミラー２の回転角度ピッチが被写体周辺部ほど小さくなるよう構成しているため、中心部と周辺部とで、実質的に同じ走査線間隔が得られるという効果が達成される。
【００５１】
ここで、駆動部材８０及び走査ミラー２の回転角度の設定について説明する。図１３に、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度と、走査線の基準走査ラインＲからの振れ角との関係を示す。カメラ型スキャナ１は、結像レンズ３がＸ軸方向に移動可能となっており、距離Ｌが２３ｃｍ〜無限大の距離範囲にある被写体に対してピントを合わせることができる。走査ミラー２による基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ａは、被写体までの距離Ｌ、及び基準走査ラインＲからの像高Ｙａから、以下の（７）式で求められる。
【００５２】
【数５】
ここで、カメラ型スキャナ１は、距離Ｌ＝２３ｃｍにおける（基準走査ラインＲからの）像高Ｙａ＝１２０ｍｍの像に対応するように設定されている。従って（５）式から、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ａは２７．２°となる。走査は、基準走査ラインＲから、ファインダー側及びその反対側の両方に行われるため、走査線の総振れ角は２７．２°×２＝５４．４°となる。
【００５４】
また、走査ミラー２のホーム位置からの回転角度ωａは（２）式から１３．６°となる。さらに（１）式を変形し、θをωで表すと、以下の（８）式のように表すことができる。（８）式のωにωａを代入することにより、駆動部材８０のホーム位置からの回転角度θａ＝１７．５°が得られる。
【００５５】
【数６】
カメラ型スキャナ１は、パララックスが生じないように、ファインダーの視野を基準とし、基準走査ラインＲに対する走査線の振れ角を被写体距離に応じて変化させるよう構成されている。即ち、走査線の総振れ角（５５．４°）を一定とし、基準走査ラインＲに対してファインダー側（図中左側）の走査線の振れ角が大きくなるように設定する。本実施形態では、被写体距離が最小（即ち、Ｌ＝２３ｃｍ）の場合に、基準走査ラインＲからファインダー側の像高Ｙｈ＝１４７ｍｍに対応できるよう走査線の振れ角を設定する。基準走査ラインＲからファインダー側への走査線の振れ角ω’ｈは、（７）式と同様に、以下の（９）式により求められ、ω’ｈ＝３２．３°となる。
【００５７】
【数７】
一方、走査線の総振れ角は５４．４°と一定であるため、基準走査ラインＲからファインダーと反対側の走査線の振れ角ω’ｋは−２２．１°となる。即ち、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角は、ファインダー側が３２．３°、ファインダーと反対側がー２２．１°と非対称になる。なお、基準走査ラインＲからの走査線の振れ角ω’ｈ＝３２．３°及びω’ｋ＝−２２．１°に対応する、走査ミラー２のホーム位置からの時計回りの回転角度ωｈ（＝ω’ｈ／２）は１６．２°となり、反時計回りの回転角度ωｋ（＝ω’ｋ／２）は−１１．２°となる。ωｈとωｋを上記（２）式のωに代入すると、駆動部材８０のホーム位置からの反時計回りの回転角度θｈは２１．５°、時計回りの回転角度θｋは−１４．５°となる。即ち、駆動部材８０は２１．５°から−１４．５°まで回転する。
【００５９】
このように、本実施形態のカメラ型スキャナ１は、被写体距離に応じて、基準走査ラインＲに対して非対称に振れ角を変化させることにより、パララックスを補正するよう構成されている。なお、被写体距離は直接計測するのでは無く、後述するように、結像レンズ３の位置から求めるものである。
【００６０】
次に、走査ミラー２のホーム位置について説明する。
駆動部材８０の回動は、パルスモータであるミラー駆動モータ７０によってオープンループ制御される。図７に示すように、支持フレーム１３０には、オープンループ制御ための走査ミラー２のホーム位置を与えるための走査基準位置センサ２０４が設けられている。走査基準位置センサ２０４は、発光部と受光部を持つ透過型フォトセンサであり、駆動部材８０に設けられたシャッタープレート８５が発光部と受光部の間に介在することによってオフとなるものである。
【００６１】
シャッタープレート８５は、走査ミラー２とＸ軸とのなす角度が４５°より小さい時（図９）、即ち、走査線が基準走査ラインＲよりもファインダー側（図１１（Ｂ））に位置する時には、走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間に介在しこれを遮っており、走査基準位置センサ２０４はオフしている。そして、当該角度がほぼ４５°になった時に、シャッタープレート８５が走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間から抜け出て、走査基準位置センサ２０４がオンとなる。そして、当該角度が４５°より大きい時（図１０）、即ち、走査線が基準走査ラインＲよりもファインダーと反対側（図１１（Ｃ））に位置する時には、走査基準位置センサ２０４はオンしている。
【００６２】
ミラー駆動モータ７０の駆動制御は、走査基準位置センサ２０４がオフからオンに変わった時点から、数パルス（Ｘｃ）をカウントしたところをホーム位置として、ミラー駆動モータ７０の駆動制御を行う。このパルス数Ｘｃは、走査ミラー２とＸ軸とのなす角度が丁度４５°となるように、即ち、走査線が基準走査ラインＲ（図１１）と一致するように設定される。
【００６３】
このように、走査ミラー２をホーム位置に位置させた状態で、結像レンズ３の合焦位置を検出する合焦処理、及び被写体の輝度を検出してイメージセンサ１６の蓄積時間を決定する測光処理が行われる。合焦処理及び測光処理については、後述する。
【００６４】
次に、カラーフィルタ群４の切換について説明する。
図１０に示すように、駆動部材８０が時計回りに走査範囲の限界まで回動すると、駆動部材８０の第２セクタギア８３が、カラーフィルタ群４の切換のための伝達ギア９１に係合する。カラーフィルター４の切換のための構成について以下に説明する。
【００６５】
図１４は、図４のカメラ型スキャナ１の線分Ｃ−Ｃに関する断面図である。図１４に示すように、支持フレーム１３０には、駆動部材８０に係合する伝達ギア９１と、伝達ギア９１により回転駆動されるフィルタ駆動ギア９３とが、共通の軸９２の回りに各々回転可能に支持されている。また、フィルタ駆動ギア９３は、カラーフィルタ群４を回転駆動するためのフィルタギア９５に係合している。
【００６６】
図１５に、カラーフィルタ群４とこれを保持するフィルタホルダ４０を示す。フィルタホルダ４０は、カメラ型スキャナ１の前述のハウジング１２内部において、カラーフィルタ群４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を保持すると共に、カラーフィルタ群４をＹ軸に平行な軸の回りに回転させるものである。
【００６７】
フィルタホルダ４０には、回転のための支軸であるフィルタ支軸４５と、各カラーフィルタ群４の側端部を把持するための、フィルタ支軸４５に沿って延びる４つの把持部４６が設けられている。各々のカラーフィルタ群４は、把持部４６に一側端部を把持された状態で、フィルタ支軸４５に対し９０°間隔で放射状に保持される。
【００６８】
フィルタ支軸４５には、フィルタホルダ４０を回転させるためのフィルタギア９５が取り付けられる。ここで、フィルタ支軸４５の下端部には、外周が平らに削られた切欠部４５ａが形成されており、フィルタギア９５にはフィルタ支軸４５の下端部に下方から係合する孔９５ａが形成されている。そして、フィルタ支軸４５の下端部にフィルタギア９５の孔９５ａが下方から係合すると、フィルタギア９５の上面が切欠部４５ａの端面４５ｂに当接する。そのため、フィルタギア９５はフィルタ支軸４５に回転方向の駆動力を伝達するだけでなく、下方から上方（鉛直方向）への駆動力も伝達することが可能になる。
【００６９】
また、フィルタ支軸４５には、フィルタ支軸４５と直交する円板４８が固定されている。円板４８の下面の外周近傍には、下方に向けて突出した４つの突起４９が周方向に等間隔で形成されており、各突起４９は各フィルタ４の下側に位置している。また、ハウジング１２（図１４）の底板１２５には、各突起４９が各々係合する係合穴１２７が形成されている。即ち、図１４に示すように、突起４９が係合穴１２７に係合することによって、フィルタホルダ４０を回転させないためのストッパーとなる。なお、支軸４５の上端部には、コイルバネ４３が巻き付けられており、このコイルバネ４３の上端はハウジング１２０の天面１２８に当接している。即ち、フィルタホルダ４０はコイルバネ４３によって下方に付勢されている。
【００７０】
ここで、フィルタギア９５と、これに係合しているフィルタ駆動ギア９３は、はすば歯車である。そのため、フィルタ駆動ギア９３が反時計回り（図１５中矢印方向）に回転すると、フィルタギア９５は圧力角の方向に力を受ける。即ち、フィルタギア９５は、上向きに付勢される。前述の通り、フィルタ支軸４５はフィルタギア９５に対し、下方から上方に向けての駆動力を伝達するため、コイルバネ４３の付勢力に抗してフィルタホルダ４０が上昇する。
【００７１】
即ち、フィルタ駆動ギア９３が反時計回りの回転に伴い、フィルタホルダ４０が上昇し、円板４８に形成された突起４９が係合穴１２７から抜ける。かくして、フィルタホルダ４０は、時計回り方向に回転可能となる。
【００７２】
フィルタ駆動ギア９３が停止し駆動力が無くなると、フィルタギア９５を上向きに付勢する力が消滅する。これに伴い、フィルタホルダ４０はコイルバネ４３によって下方に付勢されているため、フィルタホルダ４０は降下する。フィルタギア９５の回転角度が９０°であれば、各突起４８がそれまで係合していた係合穴１２７に隣接する係合穴１２７に係合する。これにより、フィルタホルダ４０は回転しないように再び保持される。
【００７３】
なお、図１４に示すように、伝達ギア９１とフィルタ駆動ギア９３との間には、ワンウェイクラッチ９４が設けられており、フィルタ駆動ギア９３が反時計回り以外に回転しないようになっている。
【００７４】
図１６に、駆動部材８０の回動によって、カラーフィルタ群４が切り換えられた状態を示す。走査ミラー２の回転による被写体の走査を完了した状態（図１０）で駆動部材８０の第２セクタギア８５が伝達ギア９１に係合する。そして、駆動部材８０がさらに時計回りに回動することによって、第２セクタギア８５と伝達ギア９１の係合によって、伝達ギア９１が反時計回りに回転する。伝達ギア９１の反時計回りの回転は、ワンウェイクラッチ９４（図１４）を介してフィルタ駆動ギア９３に伝達される。そして、フィルタ駆動ギア９３が反時計回りに回転すると、フィルタ駆動ギア９３に係合するフィルタギア９５を時計回りに回転させると共に、上方に向けて付勢する。
【００７５】
そして、図１６に示す状態まで、駆動部材８０が回動することによって、伝達ギア９１は反時計回りに数度回転する。伝達ギア９１が数度回転すると、フィルタギア９５は時計回りに９０°回転する。これにより、フィルタホルダ４０は、９０°回転して停止する。例えば、イメージセンサ１６への光路中に無色フィルタ４ａが位置していた場合には、赤色フィルタ４ｂに切り替わる。
【００７６】
カラーフィルタ群４が切り換わった後、駆動部材８０は、図１６に示す状態から図９に示す状態まで反時計回りに回動するが、この際、伝達ギア９１とフィルタ駆動ギア９３との間に設けられたワンウェイクラッチ９４（図１４）の作用により、フィルタ駆動ギア９３やフィルタギア９５が回転することは無い。また、フィルタギア９３が時計回りに回転している時以外は、フィルタホルダ４０の突起４９がハウジング底板１２５の係合穴１２７に係合しているため、フィルタホルダ４０が不必要に回転してしまうことも無い。
【００７７】
このように、駆動部材８０が、走査ミラー２の回転による走査終了後、さらに回転することによって、カラーフィルタ群４の切換が行われる。つまり、一つの駆動源（ミラー駆動モータ７０）によって、走査ミラー２の回転とカラーフィルタ群４の切換が行われる。
【００７８】
また、フィルタホルダ４０の突起４９がハウジング底板１２５の係合穴１２７に係合するよう構成されていると共に、フィルタホルダ４０を回転させるためのフィルタ駆動ギア９３が、ワンウェイクラッチ９４により切換方向にのみ回転可能になっており、さらにはすば歯車であるフィルタ駆動ギア９３及びフィルタギア９５の回転によってフィルタホルダ４０が上昇して、突起４９が係合穴１２７から抜けて回転するよう構成されているため、伝達ギア９１等の回転方向により駆動系の切り換えを行う必要が無い。即ち、簡単な構成でカラーフィルタ群４の切換を行うことができる。
【００７９】
なお、図１５に示すように、フィルタギア９５の、無色フィルタ４ａの下部に相当する部分には、開口９６が設けられている。また、図１４に示すように、支持フレーム１３０には、無色フィルタ４ａが光路中に位置する時に開口９６に面する、反射型フォトセンサであるフィルタセンサ２０５が設けられている。従って、無色フィルタ４ａが光路中に位置する時には、フィルタセンサ２０５はオフとなり、それ以外はオンとなっている。つまり、光路中に位置しているフィルタが無色フィルタであるか否かが、フィルタセンサ２０５のオンオフによって判別される。
【００８０】
次に、結像レンズ３を移動するためのレンズ駆動機構６について説明する。
図６に示すように、ハウジング１２０の鏡筒保持部１２１には、Ｘ軸方向に延びる溝１２１ａが形成され、レンズ鏡筒３０には溝１２１ａを貫通してハウジング１２０外部に向けて延びる鏡筒アーム３２が形成されている。また、図４に示すように、レンズ鏡筒３０のイメージセンサ１６側の端部からは、溝１２１ａを貫通して、鏡筒アーム３２と平行で且つ鏡筒アーム３２よりも短い第２アーム３３が形成されている。
【００８１】
また、図４に示すように、鏡筒アーム３２と第２アーム３３には、Ｘ軸方向に延びる挿通孔３２ａ，３３ａが夫々形成されている。挿通孔３２ａ，３３ａには、モータフレーム１３５上に突設された一対の支柱１３３、１３４により支持されてＸ軸方向に延びるガイドバー３５が挿通されている。つまり、レンズ鏡筒３０は、挿通孔３２ａ，３３ａとガイドバー３５との摺動により、Ｘ軸方向に案内される。
【００８２】
図１７は、図４のカメラ型スキャナ１の線分ＤーＤに関する断面図である。図１７に示すように、モータフレーム１３５には鉛直フレーム１３２が立設されており、鉛直フレーム１３２には、パルスモータであるレンズ駆動モータ６０が固定されている。レンズ駆動モータ６０の出力軸６１には、Ｘ軸方向に延びるネジ部６３が固定されている。そして、レンズ鏡筒３０の鏡筒アーム３２には、ネジ部６３と螺合する雌ネジ部３１が設けられている。
【００８３】
このように構成されているため、レンズ駆動モータ６０が回転すると、レンズ鏡筒３０がＸ軸に沿って、走査ミラー２に近接する方向あるいは離反する方向に移動する。本実施の形態では、レンズ鏡筒３０の移動ストロークは約６ｍｍに設定されている。
【００８４】
図１８にレンズ鏡筒３０と鏡筒保持部１２１及びレンズ駆動機構６を示す。レンズ鏡筒３０の移動による摺動抵抗を少なくするため、ガイドバー３５と挿通孔３２ａ，３３ａとの間、及びレンズ鏡筒３０と鏡筒保持部１２１との間には、レンズ鏡筒の移動方向に直交する面（即ち鉛直面）内における僅かなクリアランスがある。即ち、レンズ鏡筒３０は、当該鉛直面内のいずれかの方向に僅かに傾斜する可能性がある。
【００８５】
そこで、本実施形態のカメラ型スキャナ１では、鉛直フレーム１３２と鏡筒アーム３２との間に、ネジ部６３を周回するように巻きバネ６４を設けている。レンズ鏡筒３０、鏡筒アーム３２、及びネジ部６３はほぼ同一の水平面内にある。そのため、鏡筒アーム３２は、当該水平面内において、挿通孔３２ａを支点として図１８中反時計回りの付勢力を受ける。
鏡筒アーム３２が挿通孔３２ａを支点として付勢されるため、レンズ鏡筒３０は鏡筒保持部１２１に対し水平面内において反時計回りに傾斜する。即ち、レンズ鏡筒３０の鏡筒保持部１２１に対する傾斜の方向が常に一定となる。さらに、この傾斜の方向は、水平方向、即ち副走査方向である。
【００８６】
このように、本実施形態では、レンズ鏡筒３０の移動方向に直交する面内でのクリアランスに対して、レンズ鏡筒３０が常に副走査方向に傾斜した状態で保持されているため、レンズ鏡筒３０が当該クリアランス内で主走査方向に傾斜するのが防止される。さらに、巻きバネ６４が、ネジ部６３を周回しているため、モータ６０に対するネジ部６３のがたつきも防止することができる。
一般に、レンズ鏡筒３０が副走査方向に傾斜すると、副走査方向に対する像面の倒れが生ずるが、イメージセンサ１６によって読み取られるのは副走査方向の中心部分のみなので影響は少ない。
【００８７】
なお、図１７に示すように、レンズ鏡筒３０のホーム位置を検出するため、鏡筒アーム３２の下部には、シャッタープレート３６が固定されている。また、支持フレーム１３０には支柱１３８が立設され、支柱１３８には透過型フォトセンサであるレンズ基準位置センサ２０３が設けられている。そして、レンズ鏡筒３０が走査ミラー２側に最も近接した状態で、シャッタープレート３６がレンズ基準位置センサ２０３を遮断するよう構成されている。
【００８８】
なお、図３及び図６に示すように、ハウジング１２０には、被写体にコントラスト付加用のパターンを投影するための補助光ユニット１１が設けられている。補助光ユニット１１は結像レンズ３に隣接して配置され、補助光ユニット１１からの射出光が走査ミラー２を介して窓部１２から射出されるよう構成されている。
【００８９】
補助光ユニット１１は、コントラストが低い被写体にイメージセンサ１６の画素配列方向に相当する方向に直交する縞状のパターンを投影する。このような縞状のパターンは、発光ダイオードと透過パターン、あるいは電極を櫛型にすることにより発光パターン自体が縞状になる発光ダイオードを用いることにより形成される。パターンを含む光は、投影レンズを介して走査ミラーに入射し、走査ミラーで反射されて被写体側に投影される。
【００９０】
図１９は、実施形態のカメラ型スキャナの制御系の全体構成を概略的に示すブロック図である。制御系は、スキャナ本体１００に設けられた各回路と、リモコン５に設けられた回路とから構成される。まず、スキャナ本体１００側から説明する。
【００９１】
本体１００側の制御系は、スキャナコントロール回路３００を中心に、全体の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り換える電源スイッチ３１０を備えると共に、情報入力手段として、画像入力用のＣＣＤイメージセンサ１６、レンズ基準位置センサ２０３、走査基準位置センサ２０４、フィルタセンサ２０５、リモコン５からの赤外線信号を受信する第１、第２受信部２０１，２０２、リモコン５が本体１００に装着された際にオンするリモコン着脱検出センサ３１１を有する。
【００９２】
本体側には情報出力手段として、撮影に関する設定情報を表示するファインダー系のＬＣＤパネル１５２が設けられており、制御対象となる駆動手段としてミラーを走査させると共にフィルターを切り換えるミラー駆動モータ７０、結像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動モータ６０、被写体にコントラスト付加用のパターンを投影するための補助投光ユニット１１が接続されている。
【００９３】
スキャナコントロール回路３００には、全体の制御を司るＣＰＵ３０１が設けられている。ＣＰＵ３０１は、図中太線で示したアドレス／データバスを介してプログラムメモリ３４１に接続されており、このプログラムメモリ３４１に格納されたプログラムに基づいて各制御対象を制御する。ＣＰＵ３０１には、各情報入力手段からの信号が入力されると共に、ＣＣＤイメージセンサ１６を駆動するＣＣＤドライバ３３１、ミラー駆動モータ７０を駆動する第１モータドライバ３３２、レンズ駆動モータを駆動する第２モータドライバ３３３が接続されている。
【００９４】
ＣＣＤイメージセンサ１６から入力された信号は、ＣＣＤ信号処理回路３２０により画像信号として処理され、ＣＰＵ３０１に連なるアドレス／データバスにより接続された内部メモリ３４０に格納される。このアドレス／データバスには、ＬＣＤパネル１５２を駆動するＬＣＤドライバ３３４が接続されると共に、画像信号をメモリカードに記録する際に利用されるメモリスロット２３０と外部のパーソナルコンピュータ等の機器に出力する際に利用される外部出力端子２３１とが接続されている。
【００９５】
一方、リモコン５には、スイッチ群３５０と、このスイッチ群３５０の各スイッチの操作に応じて送信部５６（図１参照）に設けられた送信用赤外ＬＥＤ３５１を駆動する送信ＬＥＤ駆動回路３５２とが設けられている。
【００９６】
図２０は、イメージセンサからの信号を処理するＣＣＤ信号処理回路３２０の詳細を示すブロック図である。ＣＣＤイメージセンサ１６から出力される画像信号は、ＣＣＤドライバ３３１から出力されるクランプパルスにより電圧の基準レベルが固定され、バッファアンプ３２２で増幅される。バッファアンプ３２２の出力は、シリアルに読み出される各画素の読み取りタイミング（蓄積電圧の転送タイミング）に基づいてＣＣＤドライバ３３１から出力されるサンプルホールドパルスに基づいてキャパシタンスＣに順次アナログ的に保持され、乗算器３２４に入力される。
【００９７】
乗算器３２４は、各画素の画像データに像高により異なる係数を乗じてシェーディングによる信号強度の変化をアナログ的に補正する機能を要しており、ＣＣＤドライバ３３１から蓄積電圧の転送タイミングに応じて出力されるパルスをカウンタ３２７でカウントすることにより１ライン中の何れの位置の画素のデータを読み出しているかを計数し、これをアドレスにしてシェーディングＲＡＭ３２６から補正係数を読み出す。シェーディングＲＡＭ３２６には、補正係数がデジタルデータとして保存されており、これをＤ／Ａ変換器３２８でアナログデータに変換して乗算器３２４に入力させる。乗算器３２４から画像データと補正係数との積として出力される補正された画像データは、Ａ／Ｄ変換器３２５でデジタルデータに変換されてデータバスを介してＣＰＵ３０１に入力される。
【００９８】
ＬＣＤパネル１５２には、図２１に示すような第１〜第７の表示セグメント群１５２ａ〜１５２ｇが被写体に重ねて表示されるように形成されている。第１のセグメント群１５２ａは、電源関係の情報を表示する領域であり、設定されるモードの変更とは関係なく表示され、電源スイッチがオンされると「ｐｏｗ」が点灯し、バッテリーの電圧が所定レベルより低くなると「ｂａｔｔ」が点灯して警告する。一方、第２〜第７のセグメント群はリモコン５による操作に応じて設定されるモードに対応して表示される。これらのセグメントについては、フローチャートの説明と共に説明する。
【００９９】
なお、図２１は説明のため全セグメントが点灯した状態を示しているが、実際の使用時には、いくつかのセグメントは同時に点灯することはなく、択一的に点灯する。
【０１００】
イメージセンサから出力される撮影データは、スキャナが単独で用いられる場合には内部メモリ、またはメモリスロットに挿入されたメモリカードに記録され、パーソナルコンピュータに接続される場合には撮影と同時に順次コンピュータ側に出力される。さらに、スキャナ内にプリンタドライバを組み込んだ場合には、撮影画像をそのままプリンタに出力することも可能である。
【０１０１】
次に、上述したブロック図に示される実施形態にかかるカメラ型スキャナの作用を説明する。まず、作用説明の前提となる用語を以下のように定義する。
結像レンズ３の光軸と走査ミラー２で偏向された光軸とが直角になる状態での走査ミラー２の回動位置を走査ミラーの「ホーム位置」と定義する。また、ミラー駆動モータの回転は、走査開始位置から終了方向に回動させる際の回転を「正転」、反対に走査終了位置から開始位置側へ回動させる際の回転を「逆転」と定義する。
【０１０２】
図２２は、走査ミラー２の回動位置とステッピングモータであるミラー駆動モータ７０の回転パルス数との関係を示す。走査ミラーの回動位置は、ホーム位置を基準にしたミラー駆動モータ７０の回転パルス数で規定される。
【０１０３】
走査ミラー２は、開始側、終了側のメカ端点の間の回動範囲で回動可能であり、実際にはこのメカ端点により規定される回動範囲より狭い範囲内で回動制御される。前述のようにミラー駆動モータ７０は走査ミラー２の回動とフィルター４の切換とに兼用されているため、走査ミラーの回動範囲には走査開始位置から撮影終了位置までの撮影用走査領域と、撮影終了位置からフィルタ切換完了位置までのフィルタ切換領域とが含まれる。フィルタ切換完了位置までミラー駆動モータが回転すると、フィルタ支持体が９０度回転し、光路中に配置されるフィルタが次のフィルタに切り換えられる。
【０１０４】
走査基準位置センサ２０４は、撮影用走査領域のほぼ中心に位置する走査基準位置センサ切り替わり位置より走査開始位置側では駆動部材８０のシャッタープレート８５に遮られてオフ、切換位置より撮影終了位置側ではオンとなる。走査ミラーのホーム位置は、走査基準位置センサがオフからオンに切り替わる切換位置から中心位置補正パルスＸｃだけ撮影終了位置側に移動した位置として定義される。この中心位置補正パルスＸｃは、個々のカメラ型スキャナの走査基準位置センサの取付誤差等の個体差に応じて設定される値であり、例えば「１５」程度の数値となる。走査基準位置センサは、中心位置補正パルスＸｃが必ず正の値となるように、すなわち走査ミラーのホーム位置が必ず走査基準位置センサ切り替わり位置より撮影終了位置側になるように取付位置が定められている。走査ミラーの回動は、このホーム位置を基準に定められるため、センサ取付位置に個体差による誤差がある場合にも個体差による撮影範囲等のバラツキを抑えることができる。
【０１０５】
走査開始位置は、走査ミラー２のホーム位置から開始位置パルスＸｓだけミラー駆動モータ７０を逆転させた際に設定される位置である。開始位置パルスＸｓは、ファインダー系とのパララックスを補正するために被写体距離に応じてこの例では５７４０〜６９４２パルスの間で変化する。この開始位置パルスＸｓの設定については、後述のフローチャートの説明において詳述する。
【０１０６】
撮影終了位置は、この走査開始位置から撮影用走査パルスＸｔ離れた位置として定義される。撮影用走査パルスＸｔは、走査ミラーの撮影用走査領域での回動幅を規定するパルス数であり、個体差やパララックス量などの値によって変化しない固定値である。撮影用走査パルスＸｔの値は、この例では１１４８０パルスとなる。したがって、開始位置パルスＸｓが５７４０パルスである場合には、撮影用走査領域は基準走査ラインを境に対称となるが、それ以外の場合には基準走査ラインより開始側の領域が終了側の領域より大きくなって基準走査ラインを境に非対称となる。撮影用走査領域内では、４パルスに１ラインの割合で画像が取り込まれ、副走査方向には２８７０ライン分の画像が入力される。
【０１０７】
走査ミラー２のホーム位置からフィルタ切換完了位置までを規定する第１フィルタ切換パルスＸｆ１は固定値（この例では８０００パルス）であり、撮影終了位置からフィルタ切換完了位置までを規定する第２フィルタ切換パルスＸｆ２は走査開始位置パルスＸｓの値によりＸｓ−３４８０で求められ、この例では３５００〜４７０２パルスの間で変化する。
【０１０８】
上記の各パルス数は、走査パルスカウンタＸにより管理される。例えば、開始位置パルスＸｓが６９４２の場合（これは後述のレンズ位置が最も走査ミラー側に位置する場合（Ｐａｆ＝４６０）に相当する）、走査開始位置ではＸ＝６９４２、撮影終了位置ではＸ＝−４５３８となる。また、フィルタ切換完了位置ではＸ＝−８０００となる。
【０１０９】
図２３は、結像レンズ３の移動位置とステッピングモータであるレンズ駆動モータ６０の回転パルス数との関係を示す。結像レンズは、走査ミラー側となる近接側、イメージセンサ側となる遠方側のメカ端点の間の領域で移動可能であり、移動ストロークは６ｍｍ、この移動範囲に相当するレンズ駆動モータのステップ数は４８０である。したがって、１ステップ当たりの移動量は１２．５μｍとなる。レンズ駆動モータの回転方向は、結像レンズを近接側に移動させる際の回転を「正転」、遠方側に移動させる際の回転を「逆転」と定義される。
【０１１０】
図中のレンズホーム位置は、「カメラから２３ｃｍ離れた位置に配置された被写体をイメージセンサ上に合焦状態で結像させることができる結像レンズの位置」として定義される結像レンズの基準位置である。結像レンズ３の移動位置を示すレンズ位置カウンタＰａｆは、このホーム位置で「４６０」にセットされ、遠方側に移動するにしたがって１ステップづつデクリメントされ、最も遠方側のソフト端点で「０」となる。
【０１１１】
ただし、レンズホーム位置をレンズセンサの出力の切り替わり点として固定すると、ホーム位置を正確に出すために各部材の許容取付誤差範囲が狭くなり、組付けが困難になる。このため、実施形態では、基準となるホーム位置をレンズセンサの出力の切り替わり点より遠方側に設定し、切り替わり位置からホーム位置までのパルスをホーム位置補正パルスＰｈｃとして個々のスキャナ毎に設定している。これにより、撮影用のイメージセンサ、レンズセンサの取付位置が誤差を含む場合にも、ホーム位置を前記の定義通りに正確に位置決めすることができる。
【０１１２】
次に、前述したブロック図に示される実施形態にかかるカメラ型スキャナのＣＰＵ３００の作用を図２４〜図３２に示すフローチャートにしたがって説明する。スキャナ本体１に設けられた電源スイッチがオンされると、スキャナは図２４に示すメインフローチャートにしたがって制御される。メインフローチャートのステップ（以下、Ｓと略称する）００１において初期化処理（図２５，２６）を呼び出して実行する。初期化処理は、走査ミラーをホーム位置に配置すると共に、モノクロ用の無色フィルタ４ｂが光路中に配置されるよう設定し、結像レンズ３をホーム位置にセットする処理である。
【０１１３】
初期化処理が終了すると、Ｓ００３でリモコンのモードスイッチがオンされたか否かを判断し、オフからオンへの変化が検出された場合にＳ００５でモード変更処理（図２７）を呼び出して実行する。
Ｓ００７〜Ｓ０１３では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作されたか否かを判断し、アップ／テレスイッチ５４がオフからオンに変化した場合には撮影範囲を縮小し、ダウン／ワイドスイッチ５５がオフからオンに変化した場合には撮影範囲を拡大する。
【０１１４】
実施形態のカメラ型スキャナは、イメージセンサ上の主走査方向の使用画素数と副走査方向の走査範囲とを変更することにより、３種類の撮影範囲を選択できるよう構成されている。主走査方向の画素数と走査範囲との積で表される撮影画面の画素数は、最も大きい撮影範囲が選択されている場合には６００万画素、中間の撮影範囲が選択されている場合には２００万画素、そして、最小の撮影範囲が選択されている場合には５０万画素となる。なお、撮影範囲の切換は以下のフローチャートの説明では触れられていない。
【０１１５】
これらの撮影範囲は、ＬＣＤパネル１５２上の第２のセグメント群１５２ｂにより表示される。第２のセグメント群１５２ｂは、それぞれ大きさが異なる相似形の３つの長方形の４角に配置された合計１２のカギ状の領域から構成され、４つが一組となってファインダー視野内での長方形の撮影範囲を表示する。これらは上記のスイッチ５４，５５の操作に応じて選択される撮影範囲の設定に応じて３組中の１組が選択的に表示される。
【０１１６】
Ｓ０１５では、リモコンのスタートスイッチ５１がオフからオンに変化したか否かが判断される。このスイッチが操作されずにオフのままであるときには、Ｓ００３〜Ｓ０１３の処理が繰り返し実行される。スタートスイッチ５１がオンすると、Ｓ０１７でリモコン着脱検出センサ３１１の出力をチェックし、これがオンである場合、すなわちリモコンが本体に装着されている場合には、Ｓ０１９でメモリスロット２３０に装填されたメモリカードや内部メモリ３４０から、画像データを外部出力端子２３１に接続されたコンピュータ等の外部機器に出力する。なお、リモコン５が本体１００に装着された状態で、かつ、後述のモード変更処理で「画像データの削除」、あるいは「内部メモリから外部記憶手段への転送」が設定されている場合には、スタートスイッチをオンにすることにより画像データが削除され、あるいは転送される。
【０１１７】
スタートスイッチ５１がオンしたときにリモコン着脱検出センサ３１１の出力がオフである場合、すなわちリモコンが本体から外されている場合には、Ｓ０２１において合焦処理（図２８，２９）、Ｓ０２３において測光処理（図３０）が実行され、結像レンズが合焦位置に移動されると共に、被写体の明るさ、白地、黒地のパターンの別等が判断され、Ｓ０２５で撮影処理（図３１，３２）が実行される。撮影処理は、設定された条件にしたがって被写体を走査することにより画像を取り込む処理であり、この処理が正常に終了するとＳ００１の初期化処理からの制御が繰り返される。
【０１１８】
次に、メインフローチャートのＳ００１，Ｓ００５，Ｓ０２１，Ｓ０２３，Ｓ０２５に示される各処理の詳細について順に説明する。図２５および図２６は、メインフローチャートのＳ００１で実行される初期化処理の詳細を示す。
初期化処理に入ると、Ｓ１０１でフィルタカウンタＦＣ、モードカウンタＭＣ、レンズパルスカウンタＰａｆの３つのカウンタが「０」にリセットされる。Ｓ１０３〜Ｓ１２７では、走査ミラー２がホーム位置に設定され、かつ、モノクロ用の無色フィルタ４ａが光路中に配置されるようミラー駆動モータ７０が制御される。図２６のＳ１２９〜Ｓ１４９では、結像レンズ３がホーム位置に設定される。
【０１１９】
まず、Ｓ１０３〜Ｓ１０９では、走査ミラーが当初から走査基準位置センサ２０４がオフする領域にある場合にはミラー駆動モータ７０を正転させ、走査基準位置センサ２０４がオンする領域にある場合にはミラー駆動モータ７０を一旦逆転させて走査基準位置センサがオフする領域まで走査ミラー２を回動させてからミラー駆動モータ７０を正転させる。これは、走査ミラー２のホーム位置が走査基準位置センサ２０４の出力がオフからオンに変化してから中心位置補正パルスＸｃ分正転させた位置として定義されることから、オフからオンへの変化を検出するための処理である。
【０１２０】
正転中に走査基準位置センサがオンすると、その時点からミラー駆動モータの駆動パルスに同期して走査パルスカウンタＸのインクリメントを開始し、フィルタセンサがオンしている場合には、カウンタＸが中心位置補正パルスＸｃに等しくなった時点でミラー駆動モータを停止させる（Ｓ１１１〜Ｓ１１９）。フィルタセンサ２０５がオフしている場合には、無色フィルタ４ａが光路中に配置されていることとなるため、フィルタの切換は行われない。
【０１２１】
フィルタセンサがオンの場合には、Ｓ１２１でフィルタカウンタＦＣが３より小さいか否かを判断する。３より小さい場合には、カウンタＸが第１フィルタ切換パルスＸｆ１に等しくなるまでミラー駆動モータを正転させ続け、フィルタを１枚切り換えてフィルタカウンタＦＣをインクリメントし（Ｓ１２３〜Ｓ１２７）、Ｓ１０３からの処理がフィルタセンサがオフするまで繰り返される。フィルタの数は４枚であるため、最大でもフィルタカウンタＦＣが３になればモノクロフィルタがセットされるはずであり、フィルタカウンタＦＣが３以上になってもフィルタセンサがオフしない場合には、何らかの故障があるものと考えることができる。そこで、フィルタカウンタＦＣが３以上になった場合には、Ｓ１２１からエラー処理に入る。
【０１２２】
図２６のＳ１２９〜Ｓ１３９では、結像レンズが当初からレンズセンサがオフする領域にある場合にはミラー駆動モータを逆転させ、レンズセンサがオンする領域にあった場合にはレンズ駆動モータを一旦正転させてレンズセンサがオフしてから３パルス分の位置まで結像レンズを移動してからレンズ駆動モータを逆転させる。これは、結像レンズのホーム位置がレンズセンサの出力がオフからオンに変化してからホーム位置補正パルスＰｈｃ分逆転させた位置として定義されることから、オフからオンへの変化を検出するための処理である。
【０１２３】
逆転中にレンズセンサがオンすると、その時点からレンズ駆動モータの駆動パルスに同期してレンズパルスカウンタＰａｆのインクリメントを開始し、カウンタＰａｆの値がホーム位置補正パルスＰｈｃに等しくなった時点でレンズ駆動モータを停止してレンズパルスカウンタＰａｆにホーム位置のカウント「４６０」をセットする（Ｓ１４１〜Ｓ１４９）。この時点で結像レンズはそのホーム位置に設定されることとなる。
【０１２４】
図２７は、メインフローチャートのＳ００５で実行されるモード変更処理の詳細を示す。ここでは、このフローチャートを図２１に示したＬＣＤパネル１５２上の表示用セグメント群の表示の形態と共に説明する。モード変更処理は、モードカウンタＭＣの値に応じて６種類の項目のそれぞれの細設定を変更する処理である。細設定の詳細についてはフローチャートには示していない。
【０１２５】
モードカウンタは、図２５に示される初期設定のＳ１０１で「０」に設定されており、メインフローチャート中では常に「０」であり、モードスイッチのオフからオンへの変化が検知されてモード変更処理が実行された場合にモード変更処理のＳ２０１で「１」に設定される。モード変更処理内では、モードスイッチのオフからオンへの変化が検出される度にモードカウンタＭＣがインクリメントされ、モードカウンタが５の状態でモードスイッチが操作された際に０にリセットされてメインフローチャートにリターンする（Ｓ２０３，２０５，２０７，２０９）。
【０１２６】
モードカウンタＭＣが１のときには、階調・反転切換の処理が可能となる（Ｓ２１１，２１３）。Ｓ２１３の階調・反転切換処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、撮影した画像を出力する際の階調、反転に関する設定を変更する。ここで選択可能なのは、「２値」、「２値反転」、「２５６階調」の３種類である。ＬＣＤパネル１５２の第３のセグメント群１５２ｃは、この階調・反転切換に関する情報を表示する領域であり、３つのセグメントが選択的に点灯する。図中左側の白色のセグメントは２値データとして出力する場合に点灯し、中央の陰付の白色のセグメントは２値データを反転させたデータとして出力する場合に点灯し、右側の黒色のセグメントは２５６階調の多値データを出力する場合に点灯する。
【０１２７】
モードカウンタＭＣが２のときには、濃度調整の処理が可能となる（Ｓ２１５，２１７）。Ｓ２１７の濃度調整では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、一般のカメラの露出調整に該当する濃度調整の設定が変更される。ここで選択可能なのは、マニュアルの４段階と測光結果に基づいて自動的に調整させる自動調整との５つの設定である。ＬＣＤパネル１５２の第４のセグメント群１５２ｄは、この濃度調整に関する情報を表示する領域であり、図２１中左側の４つの黒色の四角は濃度をマニュアルで設定する場合に、設定される濃度の濃さに応じて点灯される個数が１個〜４個の間で変化し、自動調整の場合には図中右側の「ａｕｔｏ」の領域が点灯する。
【０１２８】
モードカウンタＭＣが３のときには、データネーム入力の処理が可能となる（Ｓ２１９，２２１）。データネームは、例えばアルファベットと数字との最大３桁の組み合わせで構成され、Ｓ２２１の入力処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合には同一桁内で文字がＡ，Ｂ，Ｃ…の順、あるいはＣ，Ｂ，Ａ…の順に切り替わり、ストップ／削除スイッチ５２が操作されるとその桁の文字が確定して次の桁の入力待ち状態となる。３桁目でストップ／削除スイッチ５２が操作されると、１桁目の入力待ち状態となる。入力が終了した場合には、モードスイッチ５３を押して文字列を確定させ、次のモードに移行する。ＬＣＤパネル１５２の第５のセグメント群１５２ｅは、このデータネームを表示する領域である。
【０１２９】
モードカウンタＭＣが４のときには、データ編集の処理が可能となる（Ｓ２２３，２２５）。Ｓ２２５のデータ編集処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、内部メモリに記憶された画像データの編集に関する設定を変更する。ここで選択可能なのは、「画像データの削除」、および「内部メモリから外部記憶手段への転送」の２種類である。いずれかの編集モードが選択された状態でスタートスイッチ５１が操作されると、選択されている削除、転送のいずれかの処理が実行される。ＬＣＤパネル１５２の第６のセグメント群１５２ｆは、データ編集に関する情報を表示する領域であり、画像データを削除する場合には「ｄｅｌ」、データを転送する場合には「ｓｅｎｄ」の各セグメントが択一的に点灯する。
【０１３０】
モードカウンタＭＣが５のときには、モノクロ撮影、カラー撮影の設定変更が可能となる（Ｓ２２７）。モノクロ／カラー切換処理では、リモコンのアップ／テレスイッチ５４、ダウン／ワイドスイッチ５５が操作された場合に、モノクロ撮影とカラー撮影とを交互に切り換える。ＬＣＤパネル１５２の第７のセグメント群１５２ｇは、モノクロ撮影、カラー撮影の設定を表示する領域であり、モノクロ撮影の際には「ｍｏｎｏ」、カラー撮影の場合には「ｃｏｌｏｒ」が点灯する。
【０１３１】
図２８および図２９は、メインフローチャートのＳ０２１で実行される合焦の処理の詳細を示すフローチャートである。実施形態のカメラ型スキャナでは、被写体の測光情報と被写体に対する合焦状態に関する情報とを共に撮影用のイメージセンサ１６を用いて読み取る構成である。これらの測光、合焦検出は、いずれも走査ミラーがホーム位置にあって読み取りラインが基準走査ラインに一致している状態で行われる。すなわち、被写体の一部であるホーム位置における１ライン分のコントラスト、明るさに基づいて被写体全体に対する合焦状態、明るさが判定される。
【０１３２】
合焦検出時には、結像レンズを最近接位置から遠方側に向けて１ステップづつ移動させ、ステップ毎にセンサ出力を取り込み、対象領域の最大輝度と最小輝度との差をコントラストと捉え、コントラストが前回取り込んだステップより低下し始めたステップ、すなわちコントラストのピーク直後のステップを最も良く被写体にピントが合った位置と判断してその位置に結像レンズを設定する。このようなコントラスト法は、焦点位置を挟む２つの位置に配置されたセンサのコントラストを比較する従来から知られているコントラスト法と比較すると、走査コントラスト法ということができる。
【０１３３】
また、図２８の合焦処理では、合焦処理と同時に被写体がおかれた環境が撮影に適する明るさを満たしているか否かを判定している。実施形態のカメラ型スキャナでは、被写体の最大輝度が撮影可能な最低輝度より低い場合にはマニュアルで蓄積時間を設定する場合を除いて撮影が禁止される。ただし、１回の測定で検出された結果からのみでは被写体が黒色の物体であるために最大輝度が低いのか、被写体のおかれた環境自体が暗いために最大輝度が低いのかを判断することができない。
【０１３４】
環境自体が暗い場合には撮影を禁止しても良いが、被写体が黒色の物体である場合には、検出した範囲以外に高輝度の部分が存在する可能性があり、その場合には撮影が可能であることが望ましい。そこで、実施形態では、一回の測定で検出された最大輝度が撮影可能な最低基準輝度より低い場合にも撮影を禁止せず、合焦動作のためにレンズが移動する毎に検出された最大輝度と最低基準輝度との比較を繰り返すよう制御される。
【０１３５】
結像レンズを光軸に沿ってイメージセンサ側に移動させると、第１に、結像倍率が小さくなる方向に変化するため、画角が広くなり、イメージセンサ上に結像する被写体上の範囲が広くなる。したがって、近接側の端点では検出範囲外にあった輝度の高い領域が結像レンズを移動させることにより検出範囲にはいってくる可能性がある。第２に、結像レンズ３が被写体に対する合焦位置に近づくほど検出される画像が鮮明化するため、ピークが明確になり、最大輝度が大きくなる。このため、被写体が黒色である場合には、結像レンズの移動により最大輝度が変化し、環境が暗い場合には結像レンズを移動させても最大輝度は変化しないため、結像レンズの移動による最大輝度の変化があるか否かを判断することにより、被写体が黒色であるのか環境が暗いのかを判別することができる。
【０１３６】
実施形態では、結像レンズの可動範囲内で合焦位置が検出される前に検出された最大輝度が一回でも最低基準輝度を越えた場合には撮影を可能とし、一回も越えなかった場合にのみマニュアルで蓄積時間を設定する場合を除いて撮影を禁止する。
【０１３７】
図２８の処理では、まず、デフォルトの一定蓄積時間でイメージセンサの蓄積信号を読み取り、主走査方向の中央の画素を中心にした１０００ビット分のデータを判定対象として入力する（Ｓ３０１）。このとき、走査ミラーはホーム位置に設定されており、結像レンズは撮影可能範囲の最短距離の被写体にピントが合うようホーム位置に設定されている。
【０１３８】
続いて、判定対象の１０００ビットの輝度の光量補正（暗電流の補正等）後の輝度から最大輝度Ｂｍａｘと最小輝度Ｂｍｉｎとを検出する（Ｓ３０３）。１０００ビット中の最大輝度Ｂｍａｘが所定の最低基準輝度Ｂｄより小さい場合には暗環境フラグＦｄに１を設定し、最大輝度Ｂｍａｘが所定の最低基準輝度Ｂｄより大きい場合に暗環境フラグＦｄに０を設定しておく（Ｓ３０５，３０７，３０９）。暗環境フラグＦｄは、被写体を含む環境が暗いか否かの判定結果を保持するフラグであり、結像レンズが近接側端点にある際に検出された最大輝度が最低基準輝度より低い場合に「１」に設定され、レンズを移動させて検出された最大輝度が一回でも最低基準輝度を越えた場合にＳ３２５で「０」に設定される。なお、最低基準輝度Ｂｄは、例えばデフォルトの一定蓄積時間内での蓄積電圧が０．５Ｖとなるような輝度である。
【０１３９】
Ｓ３１１では、Ｓ３０３で求められた最大輝度Ｂｍａｘと最小輝度Ｂｍｉｎとの差を求め、これを第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１に書き込む。ここで求められる輝度差が、被写体のコントラストを示す指標として用いられる。続いて、第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１の内容を第２の輝度差変数Ｂｓｕｂ２に移し（Ｓ３１３）、レンズ駆動モータを１パルス逆転させてレンズパルスカウンタをデクリメントする（Ｓ３１５，Ｓ３１７）。合焦処理に入った直後のレンズパルスカウンタの値は「４６０」である。
【０１４０】
結像レンズをモータ１パルス分移動させた後、再びデフォルトの一定蓄積時間蓄積されたイメージセンサの出力を中心の１０００ビット分読み込んで最大輝度Ｂｍａｘ、最小輝度Ｂｍｉｎを検出する（Ｓ３１９，Ｓ３２１）。Ｓ３２３，Ｓ３２５では、最大輝度Ｂｍａｘが最低基準輝度Ｂｄより大きい場合に暗環境フラグＦｄを「０」に設定する。Ｓ３２７では、Ｓ３２１で求められた最大、最小輝度の輝度差が第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１に書き込まれる。Ｓ３１３，Ｓ３２７の処理により、第１の輝度差変数Ｂｓｕｂ１には、第２の輝度差変数Ｂｓｕｂ２に設定されている輝度差を検出したときより結像レンズを１パルス分イメージセンサ側に移動させた際の輝度差が常に設定されることになる。
【０１４１】
Ｓ３１３〜Ｓ３２７の処理は、Ｓ３２９においてレンズパルスカウントが０より大きいと判断され、かつ、Ｓ３３１で最新の輝度差信号が１パルス前の結像レンズ位置における輝度差信号より大きいと判断される間繰り返して実行される。結像レンズを光軸に沿って一方向に移動させる場合、被写体のコントラストは結像レンズが合焦位置に近接するにしたがって高くなり、合焦位置を越えると低下し始める。したがって、Ｓ３３１で最新の輝度差信号より前回の輝度差信号の方が大きいと判断された場合には、そのときの結像レンズの位置で被写体に対して合焦していると考えられる。そこで、暗環境フラグが「０」である場合にはレンズパルスカウンタＰａｆの値を保存してメインフローチャートにリターンする（Ｓ３３３，Ｓ３３５）。
【０１４２】
Ｓ３３１において合焦位置が検出される前に、レンズパルスカウントＰａｆが「０」となり結像レンズが遠方側の端点に達したとＳ３２９において判断された場合には、暗環境フラグが「０」である場合にはイメージセンサの信号を保存して図２９のＳ３４１に進む（Ｓ３３７，Ｓ３３９）。
Ｓ３３３，Ｓ３３７で暗環境フラグが「１」と判断された場合には、被写体を含む環境の輝度が撮影可能なレベルより低いものと考えられ、かつ、コントラストの変化が検出された場合にもこれが合焦位置を示さない可能性があるため、撮影を禁止してエラー処理に入る。
【０１４３】
図２９の処理は、図２８の処理で結像レンズを最近接側から最遠方側まで１ステップづつ移動させてコントラストを検出しても合焦位置を検出できなかった場合に実行される処理であり、この例では補助投光装置を用いて被写体に積極的にコントラストを付加し、図２８の場合とは逆に結像レンズを最遠方側から最近接側に向けて１ステップづつ移動させてコントラストの変化を検出する。
【０１４４】
図２９では、まず合焦検出用の補助光を点灯させて被写体にパターンを投影してイメージセンサの信号を取り込み、補助光点灯前にＳ３３９で保存された信号と補助光点灯後に取り込まれた信号とを比較する（Ｓ３４１，Ｓ３４３，Ｓ３４５）。補助光の点灯によってイメージセンサの信号が変化しない場合には、被写体が補助光が届かない遠方に位置するものと考えられるため、現在のレンズ位置（最遠方側）でピントが合うものとして結像レンズをそれ以上移動させることなく補助光を消灯し、レンズパルスカウンタＰａｆを保存してメインフローチャートにリターンする（Ｓ３６３，Ｓ３６５）。
【０１４５】
補助光の点灯によってイメージセンサの信号が変化した場合には、被写体が補助光の届く距離にあると考えられるため、Ｓ３４７〜Ｓ３５７において図２８のＳ３１３〜Ｓ３２７とは反対にレンズ駆動モータを１パルスづつ正転させ、パルスカウントをインクリメントしつつ、取り込まれた画像データからコントラストを求め、コントラストが低下し始める点を検出する。Ｓ３５９でレンズパルスカウントＰａｆが最近接側である「４６０」に達したと判断される前にＳ３６１で前回よりコントラストが低下したと判断されると、補助光を消灯し、レンズパルスカウンタＰａｆを保存してメインフローチャートにリターンする（Ｓ３６３，Ｓ３６５）。
【０１４６】
Ｓ３６１において合焦位置が検出される前に、レンズパルスカウントＰａｆが「４６０」となり結像レンズが近接側の端点に達したとＳ３５９において判断された場合には、所定の明るさがある被写体で補助光が届く範囲に位置するにも拘わらず結像レンズの可動範囲内でコントラストのピークが発見できないこととなるため、被写体が最短撮影距離である２３ｃｍより近い位置に配置されているか、スキャナ自体に何らかの支障があるものと考えられるため、補助光を消灯し、撮影を禁止してエラー処理に入る（Ｓ３５９，Ｓ３６７）。
【０１４７】
図３０は、メインフローチャートのＳ０２３で実行される測光処理の詳細を示すフローチャートである。この装置における「測光」は、基準走査ラインの測光対象領域の最大輝度を検出する処理をいう。検出された最大輝度に基づいて、イメージセンサの画素が飽和しないよう撮影時のイメージセンサの各ライン毎の蓄積時間を決定し、決定された設定時間によりミラー駆動モータの回転速度を決定する。
【０１４８】
一般に、ＣＣＤセンサを利用した画像取り込み装置では、被写体の明るさに合わせて蓄積時間を変化させ、これにより最適な画像信号が得られるよう制御する。実施形態の装置も、同様に被写体の明るさに応じて蓄積時間を決定している。ただし、実施形態のような走査型の画像取り込み装置では、一回の走査における各ライン毎の蓄積時間を全て一定に保つ必要があり、基準走査ライン上の対象領域の最大輝度に合わせて蓄積時間を設定すると、他の領域でより高輝度の部分が存在すると飽和する画素が現れる可能性がある。そこで、この例では被写体が白地であるか黒地であるかをセンサ出力に基づいて判定し、この判定結果により撮影時の蓄積時間を決定する際の判断基準を異ならせることにより画素の飽和をできる限り抑えつつ、信号レベルを大きく確保できるよう構成している。
【０１４９】
Ｓ４０１では合焦処理の場合と同様にデフォルトの一定蓄積時間でイメージセンサの蓄積信号を読み取り、主走査方向の中央の画素を中心にした１０００ビット分のデータを判定対象として入力する。続いて、判定対象の１０００ビットの輝度の光量補正後の輝度から最大輝度Ｂｍａｘとを検出する（Ｓ４０３）。そして、１０００ビットの光量補正後の輝度と基準輝度Ｂｓｈとをビット毎に比較し、基準輝度以下のビット数Ｎｄをカウントする（Ｓ４０５）。基準輝度Ｂｓｈは、Ａ／Ｄ変換の量子化レベルを２５６階調に設定する際には、例えば１６／２５６に設定される。
【０１５０】
基準走査ラインで基準輝度より暗いビット数Ｎｄが１０００ビット中の８５％より小さい場合には、被写体がホワイトボード等の白地であると判断し、検出されたイメージセンサの最大輝度Ｂｍａｘに対応する出力電圧が１Ｖになるよう撮影時の蓄積時間を設定する（Ｓ４０７，４０９）。反対に、ビット数Ｎｄが１０００ビット中の８５％以上である場合には、被写体が黒板等の黒地であると判断し、検出されたイメージセンサの最大輝度Ｂｍａｘに対応する出力電圧が０．５Ｖになるよう撮影時の蓄積時間を設定する（Ｓ４０７，４１１）。
【０１５１】
ＣＣＤイメージセンサでは、各画素毎のフォトダイオードに受光量に応じて蓄積された電荷が、シフトゲートを通して転送部に転送され、伝送された電荷は転送パルスにしたがって順次フローティングキャパシタに注入され、ここで電圧に変換される。その電位降下をＭＯＳトランジスタのソースフォロワ回路で順次検出する。フォトダイオードが飽和しない状態ではイメージセンサの画素毎の出力電圧は受光量の増加に応じてほぼ直線的に上昇する。
【０１５２】
イメージセンサの一部のフォトダイオードが飽和すると、溢れた電荷が周囲のフォトダイオードに流れ込んでブルーミングが発生して信号が乱れるため、できるだけフォトダイオードが飽和しないよう蓄積時間を制御する必要がある。一方、信号のＳ／Ｎ比を向上させるためには、信号のレベルはできる限り高い方が望ましい。実施形態で用いるイメージセンサは、飽和電圧が２．０Ｖであり、このようなセンサを用いる場合には１ラインの最大輝度に対応する出力が飽和電圧の半分の１．０Ｖ程度になるよう蓄積時間を制御するのが好ましい。
【０１５３】
また、実施形態では基準走査ラインの１ラインの画像情報に基づいて副走査方向の全ラインにおけるイメージセンサの蓄積時間を決定するため、検出されたラインの情報から全ラインを走査する際に得られるであろう輝度を予測して画面全体でフォトダイオードが飽和しないよう蓄積時間を設定する必要がある。そこで、被写体が白地であるか、黒地であるかを判断し、その判断結果に基づいて撮影時の蓄積時間を決定する際の判断基準を異ならせている。
【０１５４】
基準走査ライン上の輝度分布から白地と判定される場合には、他のラインでより明るい部分が存在する可能性が比較的小さいため、基準走査ラインの最大輝度に適するように蓄積時間を設定しても、他のラインで飽和する画素が発生する可能性は小さい。そこで、白地の場合には最大輝度がピーク電圧として適切な１．０Ｖになるように撮影時の蓄積時間を設定する。
反対に、基準走査ラインの１ラインの輝度分布から黒地と判定される場合には、他のラインで、より明るい部分が存在する可能性が比較的高いため、白地と同様に基準走査ライン上の最大輝度に適するように蓄積時間を設定すると、他のラインで飽和する画素が発生する可能性が高い。そこで、黒地の場合には最大輝度となる画素の出力が白地の場合の半分の０．５Ｖになるように撮影時の蓄積時間を設定する。ＣＣＤセンサの出力は、入射光の強度が等しいときには蓄積時間にほぼ比例すると考えられるため、例えば測光で得られた最大輝度が等しい場合には、黒地の場合の蓄積時間は白地の場合の蓄積時間の約１／２となる。
【０１５５】
量子化の段階では、白地、黒地何れの場合も同様に扱われ、量子化レベルが２５６階調である場合、１Ｖの幅が２５６階調に量子化される。したがって、白地の場合には基準走査ライン上の最大輝度が最大階調である２５６レベルに割り当てられ、黒地の場合には基準走査ライン上の最大輝度が最大階調の半分の１２８レベルに割り当てられる。
【０１５６】
前述したように白地の場合には基準走査ライン以外の部分でより明るい部分が存在する可能性が比較的低いため、基準走査ライン上の最大輝度を量子化の最大レベルに割り当てても、この最大レベルを越えて飽和する画素が発生する可能性は小さく、与えられた階調幅を有効に利用して被写体の明るさの階調をより正確に読み取ることができる。
【０１５７】
反対に黒地の場合には、基準走査ライン以外の部分でより明るい部分が存在する可能性が比較的高いため、基準走査ライン上の最大輝度を量子化の最大レベルの半分のレベルに割り当てることにより、この最大輝度を越える画素が存在する場合にもその画素の出力が１Ｖを越えない範囲では飽和させずに量子化することができる。
ただし、白地・黒地共に設定された蓄積時間で読み込まれた全画像データで１Ｖ以上の画素の階調は全て最大レベル２５６階調となるが、白地および黒地での蓄積時間設定を上記のようにしたことにより、このような画素が発生する可能性をきわめて小さくできる。
【０１５８】
なお、測光／合焦時におけるイメージセンサの信号入力は、上記のような設定に基づかずに一定の基準時間の蓄積結果として出力されるため、例えばＳ３０１における入力で最大輝度となる画素の出力が０．８Ｖである場合、白地であればこの画素の出力が１ＶになるようにＳ３０１の基準蓄積時間より長い時間が撮影時の蓄積時間として設定され、黒地であればこの画素の出力が０．５Ｖとなるよう基準蓄積時間より短い時間が撮影時の蓄積時間として設定される。
【０１５９】
図３１、図３２は、メインフローチャートのＳ０２５で実行される撮影処理の詳細を示すフローチャートである。撮影処理は、合焦処理で設定された結像レンズ位置を基準に、各走査ライン毎に測光処理で求められた蓄積時間が確保できる走査速度で走査ミラーを回動させながら画像を取り込む処理である。
撮影処理に入ると、Ｓ５０１でフィルタカウンタＦＣが「０」に初期化され、Ｓ５０３で基準走査ライン上での合焦時のレンズパルスカウントＰａｆから基準倍率ｍｂと走査開始パルスＸｓとが以下の近似式（１０），（１１）により求められ、Ｓ５０５でミラー駆動モータ７０の走査速度ｆｐが算出される。走査速度ｆｐは、測光処理で設定された蓄積時間から算出されるモータ駆動用パルスの周期として定義される。実施形態では、ミラー駆動モータを４パルス駆動する毎にイメージセンサの出力を読み出すため、蓄積時間／４のパルス周期が走査速度となる。
【０１６０】
【数８】
前述したように、実施形態のカメラ型スキャナは、ファインダー系の視野を基準として、パララックスが生じないよう撮影光学系側の走査範囲を被写体距離に応じて変化させている。ただし、実施形態のスキャナでは被写体距離そのものは検出していないため、被写体距離に対応する情報として合焦処理で保存された合焦時のレンズパルスカウントＰａｆを利用している。結像レンズがホーム位置に近い場合には近距離の被写体にピントが合うため、被写体が近くにあるものと考えることができ、逆に結像レンズがイメージセンサ側に近い場合には遠方の被写体にピントが合うため、被写体が遠くにあるものと考えることができる。
【０１６２】
そこで、結像レンズのホーム位置からの移動パルス数に応じて走査の開始点を変更することにより、被写体距離に応じて変化するパララックスを補正する。すなわち、ホーム位置からの移動パルス数が小さいときには、パララックスが大きいものと判断して走査範囲の中心が基準走査ラインよりファインダー方向にずれるよう走査開始点をずらし、基準走査ラインを境にファインダー光学系側の走査範囲が反対側の走査範囲より広くなるよう基準走査ラインに対して走査範囲を非対称に設定する。
【０１６３】
結像レンズのホーム位置からの移動パルス数が大きくなるにしたがって非対称性を小さくし、走査範囲の中心と基準走査ラインとのズレが小さくなるよう走査開始点を基準走査ライン側に近づけて設定する。移動パルス数が最大値となったときにはパララックスがないものと判断して走査範囲が基準走査ラインを境として対称になるよう設定される。
合焦時のレンズパルスカウントＰａｆとその際の結像レンズのバックフォーカスｆｂ、基準走査ライン上の基準倍率ｍｂ、走査開始パルスＸｓの対応は以下の表１に示される。
【０１６４】
【表１】
フィルタ関係の処理は、モノクロ、カラーのモード設定により異なる。前述の初期化処理でモノクロ用の無色フィルター４ａが光路中にセットされているため、モノクロモードの場合にはフィルターを切り換えることなく、Ｓ５０７からＳ５２５以下の走査ミラーのホーム位置への再設定処理が実行される。モノクロモードでない場合、すなわちカラー撮影のモードに設定されている場合には、走査ミラーの再設定処理の前にＳ５０９〜Ｓ５２３のフィルタの切換処理が実行される。
【０１６６】
フィルタの切換処理では、走査パルスカウンタＸを「０」にリセットしてパルスのカウントを開始させ、ミラー駆動モータを正転させる（Ｓ５０９，Ｓ５１１）。ミラー駆動モータの回転量は、フィルタカウンタＦＣの値に応じて選択される。ＦＣの値が「０」である場合には、未だ画像の取り込みのためのミラー走査が実行されていない状態であり、走査ミラーはホーム位置に設定されている。そこで、この場合には、走査パルスカウンタＸが第１のフィルタ切換パルスＸｆ１（＝８０００パルス）に達するまで正転させ続ける（Ｓ５１３，Ｓ５１５）。ＦＣが「０」以外の値である場合には、既に画像の取り込みのためのミラー走査が実行されて走査ミラーは走査終了位置に設定されている。そこで、この場合には走査パルスカウンタＸが第２のフィルタ切換パルスＸｆ２（＝Ｘｓ−３４８０）に達するまで正転させ続ける（Ｓ５１３，Ｓ５１７）。
【０１６７】
ミラー駆動モータの回転パルスが所定のパルス数に達すると、モータを停止させてフィルタカウンタＦＣをインクリメントする（Ｓ５１９，Ｓ５２１）。これでフィルタホルダー４０が９０度回転してフィルタが１枚分切り換えられたこととなる。Ｓ５２３では、フィルタセンサの出力をチェックする。フィルタセンサは、モノクロ用の無色フィルター４ａがセットされたときにのみオフするため、このステップにおいてオフしていた場合にはフィルターが切り替わらなかったか、複数枚分が一度に切り換えられたか等の異常が発生したもの捉えられるため、さらに撮影処理を進めることなくエラー処理に入る。
【０１６８】
Ｓ５２５〜Ｓ５２９、そして図３２のＳ５４１〜Ｓ５４５は、前述した初期設定処理のＳ１０３〜Ｓ１１９に相当し、走査ミラーをホーム位置に設定するための処理である。走査ミラーがホーム位置より走査終了側に位置して走査基準位置センサがオンしている場合には、走査基準位置センサがオフする走査中心付近に戻るまでミラー駆動モータを逆転させる（Ｓ５２５，Ｓ５３１，Ｓ５３３）。逆転により走査基準位置センサがオフした場合、そして、走査ミラーが当初からホーム位置より走査開始側に位置して走査基準位置センサがオフしている場合の何れの場合にも、ミラー駆動モータを正転させ、走査基準位置センサがオフからオンに切り替わってから中央位置補正パルスＸｃ分正転させてからミラー駆動モータを停止する（Ｓ５２７，Ｓ５２９，Ｓ５４１，Ｓ５４３，Ｓ５４５）。これにより走査ミラーがホーム位置に設定される。
【０１６９】
続いて、このホーム位置を基準にＳ５０３で求めた走査開始パルスＸｓ分ミラー駆動モータを逆転させ、走査ミラーを結像レンズの位置に応じてパララックスを補正できる走査開始位置まで回動させる（Ｓ５４７，Ｓ５４９，Ｓ５５１，Ｓ５５３）。そして、この走査開始位置からＳ５０５で測光データに基づいて求められた走査速度ｆｐによりミラー駆動モータを正転させると共に、走査開始パルスＸｓが設定された走査パルスカウンタＸの値をミラー駆動モータの回転パルスに応じてデクリメントし始める（Ｓ５５５，Ｓ５５７）。
【０１７０】
Ｓ５５９〜Ｓ５７１の処理が、被写体の撮影に関する処理であり、基本的な動作としては、走査パルスカウンタＸの値がＸｓ−Ｘｔとなるまで、ミラー駆動モータの駆動パルス４パルス毎にイメージセンサから画像信号を繰り返し読み取る（Ｓ５６３，Ｓ５７３）。撮影用走査パルスＸｔは１１４８０パルスであり、これを４パルス毎にイメージセンサの画像信号を読み取ることにより、画面全体を副走査方向に２８７０ラインで読み取ることとなる。
【０１７１】
また、走査ミラーの回動による走査位置に応じて被写体距離、結像倍率が変化するため、結像レンズを光軸方向に移動させて合焦状態を保つと共に（Ｓ５５９，Ｓ５６１）、結像倍率の変化による像の歪曲を補正するよう基準走査ラインに合わせて副走査方向の周辺部のラインでデータを補完して伸張させる。倍率補正のために利用される各係数は、Ｓ５６５，Ｓ５６７，Ｓ５６９において計算され、この計算結果に基づいてＳ５７５で各ライン単位で結像倍率補正が行われる。これらの合焦位置、結像倍率の変化の補正は、被写体が走査ミラーがホーム位置にある際の光軸に対して垂直な平面であることを前提にして、副走査方向の各ライン毎に図中に示した近似式を用いた演算結果に基づいてオープンループ制御により実行される。
【０１７２】
Ｓ５７１では、倍率補正がかけられる前の画像データに含まれるシェーディングの影響を除去するよう光量が補正される。シェーディング補正は、結像レンズ３のコサイン４乗則による光量低下等による主走査方向の光量ムラを補正するための処理である。また、Ｓ５７３，Ｓ５７５ではカラー撮影の場合にフィルターへの主走査方向の入射角度の違いによる透過波長帯のシフトを光量の変化として捉え、画像データの輝度を各色毎に画素単位で補正する。
【０１７３】
なお、上記のピント位置補正は、副走査方向のライン毎に行われる処理であり、倍率補正、シェーディング補正はビット毎の処理として行われる。色補正は、ビット毎、あるいは全ビットを複数のグループに分割してそのグループ毎の処理として行われる。
【０１７４】
走査パルスカウンタＸの値が撮影終了位置を示す値に達すると、ミラー駆動モータが停止され、撮影モードがモノクロか否か、カラーの場合には各色成分の３回の走査が終了したかが判定され、モノクロの場合、カラーで３回の走査が終了した場合にはメインフローチャートにリターンする（Ｓ５７９，Ｓ５８１，Ｓ５８３，Ｓ５８５）。カラー撮影のモードで３回の走査が終了していない場合には、図３１のＳ５０９からの処理が繰り返される。
【０１７５】
次に、図３２のフローチャートに含まれる合焦位置、結像倍率の変化の補正について説明する。
走査手段が結像光学系より被写体側に位置する場合、すなわち、実施形態の装置のように被写体と結像レンズとの間に配置されたミラーを回転させることにより被写体を走査して被写体の各部からの光をイメージセンサ上に結像させる構成を採用する場合、走査により形成されるイメージセンサと共役な物体面は走査ミラーの回転軸を中心軸にした円筒面となる。したがって、被写体がホワイトボードや黒板などの平面である場合には、上記の円筒面と被写体平面との差に相当するピントズレを補正する必要がある。実施形態の装置では、前述のように基準走査ライン上でピントが合うように調整しているため、基準走査ラインから副走査方向の周辺部に向かうにしたがってピントをより遠方に合わせるよう補正する必要がある。
【０１７６】
合焦位置の変化は、基準走査ライン上での合焦状態でのレンズパルスカウンタＰａｆの値と、走査パルスカウンタＸにより表される副走査方向の走査位置に基づいて求められる。合焦位置の変化を補正するために必要とされる結像レンズの移動位置Ｐｓは、以下の近似式（１２）により求められる。基準レンズ位置のレンズパルスカウンタＰａｆが「４６０」である場合、すなわち、最近距離２３ｃｍの被写体に合焦している際の走査パルスカウンタＸに対応するレンズ位置Ｐｓの値は以下の表２に示されている。表２中の記号、Δｂ、Ｐｉｔ、Ｙｔの求め方、利用については後述する。
【０１７７】
【数９】
【表２】
走査パルスカウントＸに応じて結像レンズ３の位置をレンズ位置パルスＰｓで示される位置に移動させることにより、被写体が図１に示すように走査ミラー２のホーム位置での光軸に垂直な平面である場合には、何れの走査位置においても合焦状態を保つことができる。
【０１８０】
走査に伴う倍率の変化については、画像データを処理する際に所定数の補正ビットを挿入することにより補正している。結像倍率は、走査ミラーの回動に伴う物体距離の変化と結像レンズ位置の変化とに起因して副走査方向の周辺部ほど低くなる。したがって、図３３（Ａ）に示すような主走査方向に短辺、副走査方向に長辺を持つ長方形の被写体を撮影すると、撮影された画像は図３３（Ｂ）に示されるように副走査方向の周辺部で短辺が短くなるように樽型に歪曲する。
【０１８１】
このような結像倍率の変化による像の歪曲を補正するため、実施形態の装置では基準走査ライン上の結像倍率と走査位置での倍率との比率から、基準走査ライン上でイメージセンサの有効ビット長に相当する被写体が副走査方向の任意の走査位置で何画素分縮小されるかを求めている。ただし、結像倍率自体を比較するのではなく、結像倍率に一義的に対応する結像レンズの位置パルスを用い、基準位置での結像レンズの位置パルスＰａｆと任意の走査位置での結像レンズの位置パルスＰｓとを用いて以下の式（１３）により縮小される画素数Δｂを求めている。ここでＫｍは有効画素数である。倍率補正は、イメージセンサの中心を境にして上下の画素について同一の方法で行われるため、以下、上側の半分の画素列についてのみ説明する。
【０１８２】
【数１０】
Ｓ５７７の倍率補正では、図３４に示される上端のΔｂビットの画素のデータを捨て、代わりに同数の補正データを所定のピッチＰｉｔで１ビットづつ挿入する。図３４では、実際のラインセンサ１６の構成を左側に模式的に示し、補正後の１ライン分の画像データの構成を右側に示している。原則的には、最初の補正データを画像データの第１ビットに入れ、イメージセンサ１６の第Ｙｃビット目からＰｉｔ−１ビット分の撮影データを画像データの第２ビット目からセットし、次に補正データを１ビット入れる。この繰り返しにより、主走査方向の中心部に向けてピッチＰｉｔビット毎に１ビットづつ補正データを挿入してＫｍ／２ビット分の画像データ、この例では１０４４ビットの画像データを生成する。ピッチＰｉｔおよび挿入開始ビットＹｃの値は、上記の式（１４），（１５）により求められる。この例では、Ｋ＝Ｋｍ＝２０８８であるため、Ｙｃ＝Δｂとなる。Ｋｍの値は、モード設定による撮影範囲の変更により変化する。
【０１８４】
また、Ｙｔは、ピッチと挿入ビット数との積で決まる補正後の画素数と片側の有効画素数であるＫｍ／２との差であり、半分の画素数Ｋｍ／２をピッチＰｉｔで割ったときの余りを示す。Ｋｍ／２がＰｉｔで割り切れない場合には、画像データの最も中心に近い部分ではＰｉｔ−１＋Ｙｔビットの撮影データが補正データを介さずに連続することとなる。
【０１８５】
挿入される補正データの値は、挿入される手前の画素と同一のデータである。ただし例外として、ビッチ内に同一のデータがピッチの３０％以上連続する部分があった場合には、この連続部分の最後に同一のデータを挿入する。例えばピッチが１００である時、３５ビット連続して同一データが存在する場合には、その連続部分の３６ビット目に３５ビット目と同一のデータを挿入し、１００ビット目には追加しない。ここでいう同一のデータとは、二値の場合には０、１の何れかであるが、多値の場合には完全に同一ではなく、階調の１／１６幅に入る場合には同一とみなすこととする。例えば２５６階調の場合、１６階調幅に入るデータは同一のデータとして判断する。
【０１８６】
図３５及び図３６は、前記の表２に示される具体例において、Ｘ＝６９４８のとき、すなわち走査開始位置と、Ｘ＝２４８３のときとにおける倍率補正の具体的な方法とを示す図３４と同様の説明図である。図３５の例では、Δｂ＝Ｙｃ＝１７４、ピッチＰｉｔ＝６、Ｙｔ＝０である。画像データの第１ビットには第１の補正データがセットされる。撮影データの第１〜１７４ビットは使用されず、画像データの第２〜６ビットには撮影データの第１７５〜１７９ビットが挿入される。画像データの第７ビットには第２の補正データが挿入され、第８〜１２ビットには撮影データの第１８０〜１８４ビットが挿入される。このようにして撮影データを５ビットに対して補正データを１ビットづつ挿入してゆき、画像データの１０３３ビットには第１７３番目の補正データ、１０３４〜１０３８ビットには撮影データの第１０３５〜１０３９ビット、画像データの１０３９ビットには第１７４番目の上側の画素列最後の補正データを挿入すると共に、撮影データの１０４０〜１０４４ビットをそのまま画像データの同一ビットに挿入する。
【０１８７】
図３６の例では、Δｂ＝２７、Ｐｉｔ＝３８、Ｙｔ＝１８となるため、画像データの各ビットには１ビットの補正データと、撮影データの第２８ビットからのデータ３７ビットづつとが繰り返しセットされる。ただし、図３６の例では、最も中心に近い第２７撮影データはＰｉｔ−１＋Ｙｔで５５ビット分の撮影データ（第９８９〜１０４４ビット）が補正データを介さずに連続して設定される。
【０１８８】
上記のような画像データの倍率補正により、被写体が基準走査ラインを走査する際の光軸に垂直な平面である場合には、読み取り位置の副走査方向の違いによる倍率の変化を平均化し、歪曲を補正した画像データを得ることができる。
【０１８９】
最後に、この発明の特徴部分と実施形態との対応関係について説明する。
駆動部材８０の回動は、パルスモータであるミラー駆動モータ７０によりオープンループ制御される。図７に示すように、支持フレーム１３０には、走査ミラー２のホーム位置（基準位置）を与えるための走査基準位置センサ２０４（検出手段）が設けられている。走査基準位置センサ２０４は、発光部と受光部を持つ透過型フォトセンサであり、駆動部材８０に設けられたシャッタープレート８５（被検出部）によって遮られるものである。
【０１９０】
シャッタープレート８５は、走査ミラー２と結像レンズの光軸とのなす角度が４５°より大きい時には、走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間を遮っており、走査基準位置センサ２０４はオフしている。そして、当該角度がほぼ４５°になった時に、シャッタープレート８５が走査基準位置センサ２０４の発光部と受光部の間から抜け出るため、当該角度が４５°より小さい時には、走査基準位置センサ２０４はオンしている。
【０１９１】
ミラー駆動モータ７０の駆動制御は、走査基準位置センサ２０４がオフからオンに変わった時点から、所定パルス数Ｘｃをカウントしたところをホーム位置とする。このパルス数Ｘｃは、走査ミラー２と結像レンズの光軸とのなす角度が丁度４５°となるように、即ち、結像レンズ３の光軸が走査ミラー２によって直角に偏向されるように設定される。なお、この時、走査線（読み取りライン）は基準走査ラインＲ、即ち画像の中心部に位置する。
【０１９２】
このように、走査ミラー２の回動制御が、結像レンズ３の光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラー２の位置をホーム位置として行われるため、走査ミラー２の位置に応じて、結像レンズ３の光軸が走査ミラー２により偏向される方向を正確に把握することが可能となる。即ち、結像レンズ３の合焦位置を検出する合焦処理等を行うことが可能となる。
【０１９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスキャナは、走査ミラーの回動制御が、結像レンズの光軸が走査ミラーによって直角に偏向される際の走査ミラーの位置を基準位置として行われるよう構成されている。そのため、走査ミラーの位置に応じて、結像レンズの光軸が走査ミラーにより偏向される方向を正確に把握することが可能になる。即ち、結像レンズの合焦位置を検出する合焦処理等を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカメラ型スキャナの実施形態の撮影光学系を示す図である。
【図２】図１のカメラ型スキャナの外形を示す斜視図である。
【図３】図２のカメラ型スキャナの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図２のカメラ型スキャナの内部構成を示す平面図である。
【図５】図４のカメラ型スキャナの線分Ａ−Ａについての断面図である。
【図６】図４のカメラ型スキャナの線分Ｂ−Ｂについての断面図である。
【図７】駆動機構を示す平面図である。
【図８】ミラー保持部を示す斜視図である。
【図９】駆動機構を示す平面図である。
【図１０】駆動機構を示す平面図である。
【図１１】走査線の振れ角を示す概略図である。
【図１２】走査線密度の変化を示すグラフである。
【図１３】走査線の振れ角のパララックス補正を示す概略図である。
【図１４】図４のカメラ型スキャナの線分Ｃ−Ｃについての断面図である。
【図１５】カラーフィルタホルダを示す斜視図である。
【図１６】駆動機構を示す平面図である。
【図１７】図４のカメラ型スキャナの線分Ｄ−Ｄについての断面図である。
【図１８】レンズホルダを示す斜視図である。
【図１９】カメラ型スキャナの制御系を示すブロック図である。
【図２０】図１９に示される画像処理回路の詳細を示すブロック図である。
【図２１】ファインダーのＬＣＤパネルの表示例を示す平面図である。
【図２２】走査ミラーの回動位置とミラー駆動モータのパルス数の関係を示す概略図である。
【図２３】結像レンズの回動位置とレンズ駆動モータのパルス数の関係を示す概略図である。
【図２４】カメラ型スキャナのメインフローチャートである。
【図２５】初期化処理を示すフローチャートである。
【図２６】初期化処理を示すフローチャートである。
【図２７】モード変更処理を示すフローチャートである。
【図２８】合焦処理を示すフローチャートである。
【図２９】合焦処理を示すフローチャートである。
【図３０】測光処理を示すフローチャートである。
【図３１】撮影処理を示すフローチャートである。
【図３２】撮影処理を示すフローチャートである。
【図３３】撮影時の像倍率の変化を示す矩形の被写体と被写体像との関係を示す説明図である。
【図３４】撮影時の倍率補正の原理を示す説明図である。
【図３５】撮影時の倍率補正の具体例を示す説明図である。
【図３６】撮影時の倍率補正の他の具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ カメラ型スキャナ
２ 走査ミラー
４ カラーフィルタ群
３ 結像レンズ
５ リモコン
６ レンズ駆動機構
７ ミラー駆動機構
１０ 本体カバー
１１ 補助光ユニット
１２ 窓部
１５ ファインダ
１６ イメージセンサ
１７ リモコン装着部
２０ ミラーホルダ
２４ 係合溝
３０ レンズ鏡筒
３２ 鏡筒アーム
３５ ガイドバー
４０ フィルタホルダ
６０ 走査用モータ
６４ 巻きバネ
７０ レンズ駆動モータ
８０ 駆動部材
８１ 駆動ピン
９１ 伝達ギア
９３ フィルタ駆動ギア
９４ ワンウェイクラッチ
９５ フィルタギア
１２０ ハウジング
１２１ 鏡筒保持部
１２７ 係合穴
２０１ 第１受信部
２０２ 第２受信部
２０３ レンズ基準位置センサ
２０４ 走査基準位置センサ
３００ ＣＰＵ
３１０ メインスイッチ
３１１ リモコンセンサ
Claims (9)
- 一次元に配列した画素により被写体を読み取るライン型イメージセンサと、
該イメージセンサに被写体像を結像させる結像レンズと、
前記イメージセンサの画素配列方向と平行な軸回りに回動することにより前記イメージセンサ上に被写体像を走査させ、前記イメージセンサに被写体像の二次元的な画像情報を読み取らせる走査ミラーと、
前記走査ミラーの回動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部による走査ミラーの回動制御が、前記結像レンズの光軸が前記走査ミラーによって直角に偏向される際の前記走査ミラーの位置を基準位置として行われ、
前記走査ミラーが前記基準位置にあるとき、前記制御部は、さらに、前記結像レンズの合焦位置を検出する合焦処理、及び前記イメージセンサにおける被写体像の蓄積時間を決定する為の測光処理を行うこと、を特徴とするスキャナ。 - 前記走査ミラーが前記基準位置にある時には、前記走査ミラーの反射面と前記結像レンズの光軸とのなす角が４５°であること、を特徴とする請求項１におけるスキャナ。
- 前記走査ミラーが前記基準位置にある時には、前記イメージセンサによる読み取りラインは、前記画像の中心部にあること、を特徴とする請求項１又は２におけるスキャナ。
- 前記走査ミラーと連動し、前記走査ミラーを回動させるために所定の角度範囲内で回動する駆動部材と、前記駆動部材に設けられた被検出部を検出する検出手段と、をさらに備え、
前記走査ミラーの前記基準位置が、該検出手段の検出タイミングに基づいて決められること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスキャナ。 - 前記基準位置は、前記検出手段が前記駆動部材の前記被検出部を検出してから、前記駆動部材が所定量回動した位置であること、を特徴とする請求項４に記載のスキャナ。
- 前記所定量は、前記スキャナの個体差に応じて設定されること、を特徴とする請求項５に記載のスキャナ。
- 前記駆動部材は、パルスモータによって回動され、前記所定量は、前記パルスモータのパルス数により設定されること、を特徴とする請求項６に記載のスキャナ。
- 前記被検出部はシャッタープレートであり、前記検出部は前記シャッタープレートが所定位置に達した時に該シャッタープレートにより遮られるフォトインタラプタであること、を特徴とする請求項４から７のいずれかに記載のスキャナ。
- 前記シャッタープレートは、前記駆動部材の前記所定の角度範囲の略半分に亘って、前記フォトインタラプタを遮っていること、を特徴とする請求項８に記載のスキャナ。
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1996
- 1996-06-19 JP JP18006296A patent/JP3619326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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