JP3856926B2 - 撮像装置及び画像読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、机上や壁面等に設置された原稿画像を読み取るための撮像装置及び画像読取装置に係り、特に、撮像装置や画像読取装置の撮像素子面に対して原稿面が極端に傾斜している（例えば原稿が鉛直面にある）場合であっても、原稿画像を忠実に読み取り可能な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パ−ソナルコンピュ−タ，ワ−ドプロセッサ用スキャナ等に使用されている画像読取装置としては、例えば、原稿画像を原稿サイズ及び指定する解像度に応じて複数の分割画像に分割し、倍率可変の結像光学系及び固体撮像素子を保持する走査手段を回転走査させて必要な倍率で順次撮像し、各分割画像を接続して任意の解像度で原稿画像の読取り画像を得る首振り型の画像読取装置が提案されている（特公平８−１３０８８号公報参照）。
この画像読取装置によれば、装置の小型化を図ることができると同時に原稿画像を任意の解像度で読み取ることができ、また、読み取り対象を平面的な画像に限らず立体的な画像をも読み取ることができる。
【０００３】
上記原稿画像の読み取りは、先ず、原稿画像全体を撮像し、焦点合わせにより得られる距離情報と、そのときの結像光学系の光軸の向いている方向、仰角、回転角で表される位置情報とに基づいて、原稿画像を正面から撮像した画像に変換する斜影変換を行い、続いて、原稿画像のサイズ演算、分割数演算、各分割画像の撮像位置演算、結像光学系の倍率演算等を行う。
そして、各分割画像の撮像予定位置へ走査手段を順次回転走査させて所定の倍率で分割画像の撮像を行うとともに、この分割画像を正面から撮像した画像に変換するため、原稿画像全体の斜影変換の結果及び撮像予定位置の位置情報に基づいて斜影変換を行い、各斜影変換された分割画像を接続して原稿画像全体の読み取り画像を得る。
【０００４】
上記画像読取装置では、図７に示すように、結像光学系及び固体撮像素子から構成される撮像部１は支持体２に設置され、この支持体２を机上３に設置し、同じ机上３に置かれた原稿面４の原稿画像を読み取るようになっている。したがって、撮像部１の撮像素子面１ａの支持体２に対する傾斜角度を検出すれば、原稿面４と固体撮像素子１ａ間の距離を算出することができ（支持体２の高さが一定であるため算出可能）、これより撮像素子面１ａに対する原稿面４の傾斜角度を算出し、この値を前記斜影変換の際のデータとして使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、支持体２が設置された机上３の任意の高さｈに原稿画像が位置している場合、原稿画像が壁面（鉛直面）に位置している場合等、すなわち、支持体２が設置されている机上面と異なる面に原稿面があるような場合には、上記構造の画像読取装置では固体撮像素子の支持体２に対する傾斜角度から、原稿面と固体撮像素子間の距離、及び、撮像素子面１ａに対する原稿面４の傾斜角度を正確に算出できないので、原稿画像の読み取りが不可能又は原稿画像を忠実に再現できないという問題点があった。
また、上記画像読取装置では、固体撮像素子自体の設置のセッティングに気を使うという問題点もあった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、撮像装置や画像読取装置の撮像素子に対して任意の距離に原稿画像が位置し、原稿画像の設置角度が判明している場合に、撮像した画像を正確に斜影変換して原稿画像に忠実な読み取り画像を得ることができる画像読取装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１は、自動焦点機構を有する結像光学系と、この結像光学系を介して原稿画像を読み取る撮像素子とを有する撮像装置であって、次の各構成を含むことを特徴としている。
角度センサ。この角度センサは、前記撮像素子の動きを把握する。
測距手段。この測距手段は、前記原稿画像の撮像面から撮像素子の中心まで（光軸）の距離を測定するものである。
原稿面角度入力手段。この原稿面角度入力手段は、前記原稿画像が設置されている面が水平面に対して水平であるか垂直であるかの角度情報を入力するものである。
傾斜情報検出手段。この傾斜情報検出手段は、前記角度センサによる角度情報及び前記測距手段の距離情報及び前記原稿面角度入力手段の角度情報により前記撮像素子に対する原稿面の傾斜情報を検出するものである。
【０００８】
請求項２の撮像装置は、請求項１において、前記測距手段は、前記自動焦点機構が有する測距機能を使用することを特徴としている。
【０００９】
請求項３は、自動焦点機構を有するとともに倍率を可変することが可能な結像光学系と、この結像光学系に対して所定の位置関係で配置された撮像素子とを保持し、原稿画像に対して任意方向に回転走査しながら前記原稿画像を複数に分割して撮像することが可能な走査手段を有する画像読取装置であって、次の各構成を含むことを特徴としている。
モニタ手段。このモニタ手段は、前記走査手段の動きを把握するものである。
測距手段。この測距手段は、前記原稿画像の撮像面から撮像素子の中心まで（光軸）の距離を測定するものである。
原稿面角度入力手段。この原稿面角度入力手段は、前記原稿画像が設置されている面が水平面に対して水平であるか垂直であるかの角度情報を入力するものである。
位置情報検知手段。この位置情報検知手段は、前記モニタ手段により把握される走査手段の動きを基に前記結像光学系の鉛直方向に対する光軸の向いている方向、仰角、回転角で表される位置情報を検知する。
傾斜情報検出手段。この傾斜情報検出手段は、前記位置情報検知手段による結像光学系の位置情報、前記前記測距手段の距離情報及び前記原稿面角度入力手段の角度情報により前記撮像素子に対する原稿面の傾斜情報を検出するものである。
斜影変換手段。この斜影変換手段は、分割画像撮像時における前記傾斜情報及び前記位置情報を基に各分割画像を正面から撮像した画像に変換する。接合合成処理手段。この接合合成処理手段は、前記斜影変換された各分割画像を前記位置情報を基に接合合成処理して全体の原稿画像デ−タを得るものである。
【００１０】
請求項４の画像読取装置は、請求項３において、前記測距手段は、前記自動焦点機構が有する測距機能を使用することを特徴としている。
【００１１】
請求項１の撮像装置によれば、傾斜情報検出手段において、撮像素子に対する原稿面の傾斜情報を検出することができ、原稿画像の設置角度が判明している場合において、撮像素子に対する原稿画像の位置にかかわらず、原稿画像を歪なく正確に読み取ることを可能とする。
【００１２】
請求項３の画像読取装置によれば、傾斜情報検出手段において、撮像素子に対する原稿面の傾斜情報を検出することができるとともに、走査手段の動きをモニタ手段によって把握し、その動きを基に位置情報検知手段において撮像時の位置情報を検知し、その位置情報を基に各画像の斜影変換を行うので、原稿画像の設置角度が判明している場合において、撮像素子に対する原稿画像の位置にかかわらず各分割画像を歪なく正確に斜影変換でき、さらに各分割画像を正確な位置関係で接合合成することにより原稿画像に忠実な読み取り画像を得ることができる。
【００１３】
請求項２の撮像装置及び請求項４の画像読取装置によれば、結像光学系の自動焦点機構が有する測距機能を使用するので、構成の簡略化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像読取装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る画像読取装置の構成例の外観図、図２は本発明に係る画像読取装置の主要部を示す制御ブロック図である。
【００１５】
画像読取装置は、原稿１０の撮像を行う撮像装置１００と、撮像装置１００の位置制御及び駆動等の指示を行う一方、撮像装置１００において撮像された画像デ−タを取り込んで処理する画像処理制御手段２００（画像処理装置）と、解像度や読み取り開始を指示する入力手段３００とから構成され、画像処理制御手段２００は、具体的にはパ−ソナルコンピュ−タ等に対応し、入力手段３００はパ−ソナルコンピュ−タに接続されるキ−ボ−ドやマウス等に対応する。また、入力手段３００は、原稿画像が設置されている面の水平面に対する角度情報を入力する原稿面角度入力手段を備えている。
【００１６】
この原稿面角度入力手段は、原稿が机上や壁面に設置される等、原稿画像の水平面に対する設置角度が判明している場合に、その角度をキーボードやマウス等で入力するように構成されている。
また、キ−ボ−ドやマウスに代えて原稿面角度入力用の入力装置を設け、原稿が机上又は壁面に設置されているかによって、スイッチを切り換えるような構成であってもよい。
【００１７】
撮像装置１００は、撮像手段１００ａ，撮像制御手段１００ｂ及びこれらを支持する支持台１００ｃとから構成される。
撮像手段１００ａは、倍率可変な結像光学系及びこれに対して所定の位置関係で二次元ＣＣＤ等の光電変換素子（撮像素子）を配置した走査手段としてのＣＣＤカメラ１０１（撮像部）と、ＣＣＤカメラ１０１において生じた出力信号に対して補正等のディジタル信号処理を施した後、例えばＮＴＳＣビデオ信号に変換する信号処理手段１０２と、ＣＣＤカメラ１０１に一体的に配置されＣＣＤカメラ１０１の動きを把握するモニタ手段としての角度センサ１０３と、原稿画像の撮像面からＣＣＤカメラ１０１の中心まで（光軸）の距離を測定する測距センサ１０４と、ＣＣＤカメラ１０２の駆動や走査を行う走査装置１０８とから構成される。
【００１８】
また、前記ＣＣＤカメラ１０１の結像光学系は、原稿画像の撮像面に焦点が合う自動焦点機構を有している。角度センサ１０３は、加速度センサ等により構成されている。加速度センサは、ＣＣＤカメラ１０１の加速度を検出し、この加速度を積分して動きベクトルに変換し、さらにこれを積分することにより、ＣＣＤカメラ１０１の鉛直方向に対する光軸の向いている方向，仰角，回転角の初期状態からの変位を得ることができる。測距センサ１０４は、ＣＣＤカメラ１０１の結像光学系の自動焦点機構が有する測距機能を使用することにより撮像手段全体の構造を簡略化することができる。
【００１９】
撮像制御手段１００ｂは、角度センサ１０３において把握されるＣＣＤカメラ１０１の動き、及び、測距センサ１０４で測定される原稿面とＣＣＤカメラ１０１間の距離から、光軸の向いている方向、仰角、回転角で表されるＣＣＤカメラ位置情報、及び、測距センサ１０４で測定される距離で表される原稿面位置情報を検知する位置情報検知手段１０５と、ＣＣＤカメラ１０１を制御する制御手段１０７とから構成されている。
制御手段１０７は、走査装置１０８を介して、ＣＣＤカメラ１０１を任意の方向、仰角、回転角の位置へ駆動するとともに光電変換素子の電気的動作を制御する。また制御手段１０７は、位置情報検知手段１０５で得られたＣＣＤカメラ１０１の位置情報及び原稿面位置情報をインタ−フェ−ス１０６を通じて画像処理制御手段２００へ送出する。
【００２０】
撮像手段１００ａは、撮像制御手段１００ｂにより、Ａ−Ａ線を中心とする円周方向（矢印ａ）、紙面表裏方向に延びる軸Ｂを中心とする円周方向（矢印ｂ）、Ｃ−Ｃ線を中心とする円周方向（矢印ｃ）、の各方向について回動自在に制御されることにより、それぞれ光軸の向く方向，仰角，回転角を変化させることができる。
【００２１】
画像処理制御手段２００は、撮像装置１００から送出されるＮＴＳＣビデオ信号を２次元画像に変換する画像信号変換手段（ビデオキャプチャ−カ−ド）２０１と、変換された２次元画像を読取り位置と関連付けて記憶する画像メモリ２０２と、原稿を斜めから撮像したことによる歪みを補正する斜影変換を行う斜影変換手段２０３と、斜影変換を行うに際して角度センサ１０３及び測距センサ１０４からの距離情報（原稿面位置情報），ＣＣＤカメラ１０１の角度情報（ＣＣＤカメラ位置情報），原稿面角度入力手段で入力される角度情報により、ＣＣＤカメラ１０１に対する原稿面の傾斜情報を検出する傾斜情報検出手段２０４と、撮像装置１００の制御及び撮像装置１００より取り込んだ画像デ−タの接合合成処理等の全体的な画像読取り制御を行う接合処理制御手段２０５と、最終的な画像を外部のディスプレイ、プリンタ等へ出力させるインタ−フェ−ス２０６と、これらの各構成を制御するＣＰＵ２０７とから構成される。
【００２２】
撮像制御手段１００ｂと画像処理制御手段２００（画像信号変換手段２０１）とは、シリアルインタ−フェ−ス、例えばＲＳ２３２Ｃケ−ブル２０８を介して接続されており、このケ−ブルを介して画像処理制御手段２００から撮像制御手段１００ｂへＣＣＤカメラ１０１の画像読取り位置、結像光学系の倍率などの指示を送出し、撮像制御手段１００ｂから画像処理制御手段２００へは、ＣＣＤカメラ１０１の角度センサ１０３及び測距センサ１０４により位置情報検知手段１０５を介して検知されるＣＣＤカメラ位置情報や原稿面位置情報を送出する。
【００２３】
一方、撮像手段１００ａと画像処理制御手段２００（画像信号変換手段２０１）とは、例えばＮＴＳＣビデオ信号線２０９を介して接続され、撮像手段１００ａにおいて撮像された画像デ−タは、ＮＴＳＣビデオ信号線２０９によって送出され、画像信号変換手段２０１により２次元画像に変換されて画像処理制御手段２００へ送出される。
尚、図２においてはＲＳ２３２Ｃケ−ブル２０８及びＮＴＳＣビデオ信号線２０９をインタ−フェ−ス１０６にまとめて表示している。
【００２４】
上記画像読取装置による画像読み取りは、以下のように行われる。
先ず、机上や壁面等に設置された原稿１０の読み取りを行うに際して、入力手段３００で水平面に対する既知の原稿面角度を入力する。この入力は、原稿が机上にある場合には「０」、壁面にある場合には「９０」等の数値や、机上と壁面を区別する予め設けられたスイッチ等の切り換えにより行われる。
【００２５】
続いて、入力手段３００より読み取り開始及び解像度指定の指示が行われると（このとき、Ａ４サイズ等の定型の原稿を全面読み取る場合は、ユ−ザ−は読み取り範囲の指定をする必要はない。）、接合処理制御手段２０５はインタ−フェ−ス１０６を介して撮像制御手段１００ｂに対して原稿１０全体を撮像するよう指示を行い、原稿１０が１画面内に収まるように撮像手段１００ａの光学結像手段が自動的にズ−ム、フォ−カシングされ、原稿１０全体が撮像される。この画像は、画像信号変換手段２０１においてＮＴＳＣビデオ信号から２次元画像に変換され、画像メモリ２０２へ記憶される。
【００２６】
このとき、ＣＣＤカメラ１０１を回転走査させながら原稿と原稿の置かれている面（例えば机の上面、黒色シ−ト等）とのコントラストの差異を検出することにより、原稿の四隅を検出する。また、白地の机上に白い原稿を配置した場合にはコントラストの検出ができないので、入力手段３００で読み取り位置を指定する。そして、各隅部分にＣＣＤカメラ１０１を回転走査させ、測距センサ１０４（自動焦点機構が有する測距機能によるフォ−カシング）で自動的に原稿との距離を検出するとともに、ＣＣＤカメラ１０１の初期状態に対する三次元的な動きを角度センサ１０３によって把握する。
角度センサ１０３においてはＣＣＤカメラ１０１の水平面に対する角度が検出され、測距センサ１０４においては原稿とＣＣＤカメラ１０１との距離が検出されるので、位置情報検知手段１０５において、光軸の向いている方向，仰角，回転角の初期状態からの変位から示されるＣＣＤカメラ位置情報、及び、測距センサ１０４で測定される距離で示される原稿面位置情報を得ることができる。
【００２７】
上記のように得られる原稿全体撮像時の原稿位置情報は、制御手段１０７及びインタ−フェ−ス１０６を介して傾斜情報検出手段２０４及び接合処理制御手段２０５に送出される。
傾斜情報検出手段２０４においては、ＣＣＤカメラ位置情報及び原稿面位置情報と、入力手段３００により入力された水平面に対する原稿面角度とにより、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対する原稿面の傾斜角度が演算され、これを原稿面傾斜情報として検出する。
接合処理制御手段２０５においては、原稿のサイズ演算が行われ、画像メモリ２０２に記憶される。
【００２８】
そして、前記原稿面傾斜情報を基に、斜影変換手段２０３において、画像メモリ２０２へ一旦記憶された原稿画像全体のデ−タに対して正面から撮像した画像に変換する斜影変換を行い、ＣＣＤカメラ１０１の位置情報と関連付けて画像メモリ２０２へ再記憶する。
上記角度センサ１０３において把握される角度を基に得られるＣＣＤカメラ位置情報は±０．１゜以下の高精度で検知可能であるため、斜影変換された原稿全体画像は正面から撮像した画像とほぼ等しい画像となる。
【００２９】
また、接合処理制御手段２０５においては、入力手段３００より入力された解像度を基に原稿画像の分割数を演算し、さらに既に得られたＣＣＤカメラ位置情報を基に、ＣＣＤカメラ１０１の各分割画像撮像時の予定位置情報を演算する。
そして、接合処理制御手段２０５よりインタ−フェ−ス１０６を介して撮像制御手段１００ｂの制御手段１０７へ、各分割画像を予定撮像位置において所定の倍率で順次撮像するよう指示を送出し、ＣＣＤカメラ１０１が所望の撮像位置へ回転走査され、自動的にフォ−カシングされ当該分割画像を撮像する。
【００３０】
撮像された分割画像は信号処理手段１０２において補正等ディジタル信号処理され、インタ−フェ−ス１０６、画像信号変換手段２０１を介して画像メモリ２０２へ一旦記憶される。このとき、分割画像は、画像メモリ２０２上の原稿画像全体のデ−タが記憶されている領域とは別の領域に記憶する。
一方、位置情報検知手段１０５において、角度センサ１０３により把握される角度から分割画像撮像時の撮像手段１００ａのＣＣＤカメラ１０１の位置情報（ＣＣＤカメラ位置情報）、及び、測距センサ１０４から距離情報（原稿面位置情報）を得ると同時に、制御手段１０７及びインタ−フェ−ス１０６を介して接合処理制御手段２０５へ送出する。
【００３１】
次に、画像メモリ２０２へ記憶された分割画像は、斜影変換手段２０４において、傾斜情報検出手段２０４で検出された原稿面傾斜情報を基に斜影変換されることにより正面から撮像された画像となり、ＣＣＤカメラ位置情報と関連付けて再度画像メモリ２０２へ記憶される。
すべての分割画像について同様に撮像及び位置情報（ＣＣＤカメラ位置情報及び原稿面位置情報）に基づく斜影変換を行い、画像メモリ２０２へ記憶する。
【００３２】
上記角度センサ１０３において把握される角度を基に得られるＣＣＤカメラ位置情報は±０．１゜以下の高精度で検知可能であるため、斜影変換された各分割画像は正面から撮像した画像とほぼ等しい画像となる。
このとき、斜めから撮像した各分割画像を斜影変換すると、図３に示すようにそれぞれほぼ台形状の画像デ−タとなり、実際には一部重なる部分が存在するため、斜影変換後の分割画像を画像メモリ２０２へ記憶する際に、既に記憶されている他の分割画像領域と重複する部分については、いずれか一方の画像のみを採用するよう接合処理制御手段２０５において接合合成処理を行う。
そして、すべての分割画像を接合合成処理した画像を原稿画像に対応する一枚の画像として画像メモリ２０２からインタ−フェ−ス２０６を介してディスプレイ、プリンタ等の外部へ出力する。
【００３３】
上記画像読取装置によれば、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対する原稿の傾斜を原稿面傾斜情報として検出することにより原稿の傾斜状態を把握することができるので、原稿が壁面にあるような場合においても各分割画像を正確に斜影変換することが可能となる。
また、各分割画像を正確な位置関係で接合合成することにより、原稿画像に忠実な読取り画像を得ることができる。
【００３４】
次に、上記画像読取装置による画像読み取り方法の他例について説明する。
上記画像読取装置において、原稿画像全体撮像後、予め各分割画像を隣接する分割画像と僅かに重複する範囲で撮像し、撮像した分割画像を画像メモリ２０２へ一旦記憶した後に斜影変換を行って再度記憶する際、接合処理制御手段２０５において、既に画像メモリ２０２に記憶されている隣接する分割画像との位置関係を基準として、ごく狭い範囲内で重複部分の濃度パタ−ンが最も類似する位置を決定し、その位置へ当該分割画像を全体的に移動させて画像メモリ２０２へ記憶すれば、接続部分の画素値不連続を防止でき、より高品質の読取り画像を得ることができる。
この分割画像の移動は、位置情報が±０．１゜程度の高精度で得られる精度を有する角度センサ１０３を使用した場合であれば、通常１〜数画素程度で足り、処理負担を著しく増大させるものではない。
【００３５】
また、各分割画像の撮像に際して、接合処理制御手段２０５からインタ−フェ−ス１０６及び制御手段１０７を介してＣＣＤカメラ１０１を駆動する際の予定撮像位置を撮像制御手段１００ｂ内に保持し、位置情報検知手段１０５において角度を基に得られる実際の撮像時のＣＣＤカメラ位置情報と比較し、その差分がある程度以上の場合は対応する駆動電圧を印加することにより再度ＣＣＤカメラ１０１を駆動するよう制御し、自動的に補正を行いながら撮像を行ってもよい。
この場合、各分割画像間の空白部分の発生を防止することができ、さらに高品質な読取り画像を得ることができる。
【００３６】
また、画像メモリ２０２上に各分割画像のデ−タを記憶する際、最初に撮像された原稿画像全体の画像デ−タ上に、各分割画像のデ−タを該当する領域に順に配置していき、上書きすることとすれば、例えば原稿中に文字と図面が混在する場合に、図面については最初の原稿画像全体撮像時の粗い解像度のままで出力し、文字領域についてのみ画像を分割して高い解像度で読み込み、全体として読取り時間を短縮するという場合等に有効となる。
【００３７】
次に、本発明に係る撮像装置の実施の形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
図４は本発明に係る撮像装置の主要部を示す制御ブロック図である。尚、図１及び図２と同様の構成については同一符号を付し、説明を省略する。
この撮像装置は、撮像手段１００ａ′，撮像制御手段１００ｂ′，画像処理手段１００ｄ，入力手段１００ｅ及びこれらを支持する支持台１００ｃとから構成され、外観は図１における撮像装置１００と同様であるが、画像処理手段１００ｄは図１の撮像制御手段１００ｂ′と同一箇所に配置され、また、入力手段１００ｅは、撮像制御手段１００ｂ′の外部にスイッチ等として設置されている。
ここで、信号処理手段１０２′は、ＣＣＤカメラ１０１において生じた出力に対して補正等のディジタル信号処理を施し、アナログ信号に変換することなくデ−タを出力する点において図２の信号処理手段１０２と相違する。
【００３８】
画像処理手段１００ｄは、ＣＣＤカメラ１０１において撮像され、信号処理手段１０２′においてディジタル信号処理された画像を斜影変換する斜影変換手段１１０と、斜影変換を行うに際して角度センサ１０３からのＣＣＤカメラ１０１の角度情報（ＣＣＤカメラ位置情報），測距センサ１０４からの距離情報（原稿面位置情報），入力手段１００ｅで入力される原稿面角度情報により、ＣＣＤカメラ１０１に対する原稿面の傾斜情報を検出する傾斜情報検出手段１１１と、各斜影変換された画像を記憶する画像メモリ１２０と、各分割画像の接合合成処理を行う接合処理制御手段１３０とから構成される。
撮像制御手段１００ｂ′内の位置情報検知手段１０５において検知されたＣＣＤカメラ位置情報及び原稿面位置情報は、インタ−フェ−ス１０９及び画像処理手段１００ｄへ送出される。
【００３９】
上記撮像装置における画像読み取りは、以下のように行われる。
上述の画像読取装置と同様に、先ず、机上や壁面等に設置された原稿に対して、入力手段１００ｅで水平面に対する既知の原稿面角度を入力する。この入力は、原稿が机上にある場合には「０」、壁面にある場合には「９０」等の数値や、机上と壁面を区別する予め設けられたスイッチ等の切り換えにより行われる。
続いて、入力手段１００ｅより読み取り開始及び解像度指定を行い、原稿画像全体を撮像する。このとき、撮像された画像は、信号処理手段１０２′においてディジタル信号処理される。
【００４０】
入力手段１００ｅで入力された既知の原稿面角度、角度センサ１０３により把握されるＣＣＤカメラ１０１の原稿全体撮像時のＣＣＤカメラ位置情報、測距センサ１０４で測定されるＣＣＤカメラ１０１と原稿との距離を示す原稿面位置情報は、位置情報検知手段１０５から制御手段１０７を介して接合処理制御手段１３０及びインタ−フェ−ス１０９へ送出される。
接合処理制御手段１３０において、原稿全体撮像時の位置情報に基づいて原稿のサイズ演算が行われる。また、傾斜情報検出手段１１１においては、接合処理制御手段１３０を介して原稿面角度、ＣＣＤカメラ位置情報、原稿面位置情報が送出され、これらの情報からＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対する原稿の傾斜を原稿面傾斜情報として演算検出する。
【００４１】
斜影変換手段１１０においては、演算された原稿面傾斜情報を基に、ディジタル信号処理された画像を斜影変換し、画像メモリ１２０へ記憶する。
上記角度センサ１０３において把握される角度を基に得られる位置情報は±０．１゜以下の高精度で検知可能であるため、斜影変換された原稿全体画像は正面から撮像した画像とほぼ等しい画像となる。
【００４２】
接合処理制御手段１３０においては、原稿のサイズ演算と同時に、入力手段１００ｅより指定された解像度を基に原稿画像の分割数を演算し、さらに既に得られた原稿全体撮像時のＣＣＤカメラ位置情報を基に、ＣＣＤカメラ１０１の各分割画像撮像時の予定位置情報を演算する。
そして、接合処理制御手段１３０より制御手段１０７へ各分割画像を予定撮像位置において所定の倍率で順次撮像するよう指示を送出し、ＣＣＤカメラ１０１が所望の撮像位置へ回転走査され、自動的にフォ−カシングされ当該分割画像を撮像する。
【００４３】
撮像された分割画像は信号処理手段１０２′において補正等ディジタル信号処理され、一方、位置情報検知手段１０５において角度センサ１０３から得られる分割画像撮像時のＣＣＤカメラ位置情報及び測距センサから得られる原稿面位置情報は接合処理制御手段１３０及びこれを介して斜影変換手段１１０へ送出される。
次に、ディジタル信号処理された分割画像は、斜影変換手段１１０において原稿面傾斜情報を基に斜影変換され、画像メモリ１２０上の原稿画像全体のデ−タが記憶されている領域とは別の領域に記憶される。このとき、斜めから撮像した各分割画像を斜影変換すると、図３に示す様にそれぞれほぼ台形状の画像デ−タとなり、実際には一部重なる部分が存在するため、接合処理制御手段１３０において斜影変換後の分割画像を記憶する際に、既に記憶されている他の分割画像領域と重複する部分については、いずれか一方の画像のみを採用するよう接合合成処理を行う。
【００４４】
すべての分割画像について同様に斜影変換を行い、接合合成処理を行いながら画像メモリ１２０へ記憶し、原稿画像に対応する一枚の画像として画像メモリ１２０からインタ−フェ−ス１０９を介してパ−ソナルコンピュ−タ等接続される外部装置へ出力する。
上記角度センサ１０３において把握される加速度を基に得られる位置情報は±０．１゜以下の高精度で検知可能であるため、斜影変換された各分割画像は正面から撮像した画像とほぼ等しい画像となる。
【００４５】
上記撮像装置によれば、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対する原稿の傾斜を原稿面傾斜情報として検出することにより原稿の傾斜状態を把握することができるので、原稿が壁面にあるような場合においても各分割画像を正確に斜影変換することが可能となる。
さらに、各分割画像を正確な位置関係で接合合成することにより、原稿画像に忠実な読取り画像を得ることができる。
また、原稿画像を複数に分割して撮像し接合合成処理して原稿画像の読取り画像を得るという専用処理を撮像装置内で行うことができるため、読取り画像を出力するために接続する外部装置の自由度が高く、読み取り速度も外部装置の性能に影響されず安定するという効果がある。
【００４６】
尚、上記撮像装置においては、読み取り開始及び解像度の指定は、撮像制御手段１００ｂ′の外部に設置されるスイッチ等の入力手段１００ｅにより行うこととしているが、例えばパ−ソナルコンピュ−タに接続されるキ−ボ−ド等から行うこととしてもよい。
【００４７】
上記撮像装置による画像読み取り方法の他例として、画像読取装置の場合と同様、予め各分割画像を隣接する分割画像と僅かに重複する範囲で撮像し、接合合成する際にごく狭い範囲内で重複部分の濃度パタ−ンを比較して接合位置を決定することにより、処理負担を著しく増大させることなくより高品質の読取り画像を得る方法が考えられる。
また、各分割画像の撮像に際して、制御手段１０７において、ＣＣＤカメラ１０１の所望の撮像位置と位置情報検知手段１０５の実際の撮像位置とを比較し、自動的に補正を行いながらＣＣＤカメラ１０１を駆動することにより、さらに高品質な読取り画像を得る方法も考えられる。
また、画像メモリ１２０に記憶した原稿画像全体の画像デ−タ上に各分割画像のデ−タを配置して上書きすることにより、読取り時間を短縮する方法も考えられる。
【００４８】
上記画像読取装置及び撮像装置においては、ＣＣＤカメラ１の動きを把握するモニタ手段として角度センサ１０３を使用したが、これと同様の精度を有する構成で置き換えてもよい。例えば、ＣＣＤカメラ１０１を駆動するモ−タ−の回転に伴って回転するディスクにスリットを設けて光を照射し、位置情報検知手段において光の透過状況によって現在の位置情報を検知する構成等が考えられる。
【００４９】
図５及び図６は、撮像装置の実施の形態の他例を示すもので、ＣＣＤカメラ１０１を駆動する走査装置１０８をなくし、フラッシュメモリやＲＡＭカード等の記憶手段を内蔵することにより、携帯式の撮像装置として構成した例である。図４と同一構成をとる部分については同一符号を付して説明を省略する。
これらの撮像装置では、解像度を指定して分割画像を読み取る際に、使用者が自らある程度の重なり領域を持つように手動でＣＣＤカメラ１０１を動かして（走査させて）行う。
図５の撮像装置では、斜影変換並びに画像接合を行ったデータを記憶手段１４０に取り込んで保存するように構成されている。また、図６の撮像装置では、全ての情報を記憶手段に取り込み、後でコンピュータ本体内で画像処理を行うようになっている。
【００５０】
上述した画像読取装置や各撮像装置では、それぞれ原稿を分割し接合して全体画像を読み取る構成としているが、分割撮像することなく全体画像のみ読み取るような画像読取装置や撮像装置についても適用でき、これにより原稿が壁面にあるような場合においても正確な斜影変換を行って原稿面を読み取ることが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像素子面に対する原稿の傾斜状況を原稿面傾斜情報として検出することにより原稿の傾斜状態を把握することができるので、原稿が壁面にあるような場合においても正確に斜影変換することが可能となり、原稿が水平面又は鉛直面に置かれているかにかかわらず、原稿画像に忠実な読取画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像読取装置の外観説明図である。
【図２】本発明に係る画像読取装置の主要部の制御ブロック図である。
【図３】本発明に係る画像読取装置における画像読み取り方法を示す分割画像の配置図である。
【図４】本発明に係る撮像装置の主要部の制御ブロック図である。
【図５】実施の形態の他例における撮像装置の主要部の制御ブロック図である。
【図６】実施の形態の他例における撮像装置の主要部の制御ブロック図である。
【図７】画像読取装置の撮像部及び支持部の外観説明図である。
【符号の説明】
１０１…ＣＣＤカメラ、 １０２…信号処理手段、 １０３…角度センサ、 １０４…測距センサ、 １０５…位置情報検知手段、 １０６…インタ−フェ−ス、 １０７…制御手段、 １０８…走査装置、 １００…撮像装置、 １００ａ，１００ａ′…撮像手段、 １００ｂ，１００ｂ′…撮像制御手段、 １００ｃ…支持台、 １００ｄ…画像処理手段、 １００ｅ…入力手段、 １０９…インタ−フェ−ス、 １１０…斜影変換手段、 １２０…画像メモリ、 １３０…接合処理制御手段、 ２００…画像処理制御手段（画像処理装置）、 ２０１…画像信号変換手段（ビデオキャプチャ−カ−ド）、 ２０２…画像メモリ、 ２０３…斜影変換手段、 ２０４…傾斜情報検出手段、 ２０５…接合処理制御手段、 ２０６…インタ−フェ−ス、 ２０７…ＣＰＵ、 ２０８…ＲＳ２３２Ｃケ−ブル、 ２０９…ＮＴＳＣビデオ信号線、 ３００…入力手段

Claims (4)

1. 自動焦点機構を有する結像光学系と、この結像光学系を介して原稿画像を読み取る撮像素子とを有する撮像装置であって、
   前記撮像素子の動きを把握する角度センサと、
   前記原稿画像の撮像面から撮像素子の中心まで（光軸）の距離を測定する測距手段と、
   前記原稿画像が設置されている面が水平面に対して水平であるか垂直であるかの角度情報を入力する原稿面角度入力手段と、
   前記角度センサによる角度情報及び前記測距手段の距離情報及び前記原稿面角度入力手段の角度情報により前記撮像素子に対する原稿面の傾斜情報を検出する傾斜情報検出手段と、を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記測距手段は、前記自動焦点機構が有する測距機能を使用する請求項１に記載の撮像装置。
3. 自動焦点機構を有するとともに倍率を可変することが可能な結像光学系と、この結像光学系に対して所定の位置関係で配置された撮像素子とを保持し、原稿画像に対して任意方向に回転走査しながら前記原稿画像を複数に分割して撮像することが可能な走査手段と、
   前記走査手段の動きを把握するモニタ手段と、
   前記原稿画像の撮像面から撮像素子の中心まで（光軸）の距離を測定する測距手段と、
   前記原稿画像が設置されている面が水平面に対して水平であるか垂直であるかの角度情報を入力する原稿面角度入力手段と、
   前記モニタ手段により把握される走査手段の動きを基に前記結像光学系の鉛直方向に対する光軸の向いている方向、仰角、回転角で表される位置情報を検知する位置情報検知手段と、
   該位置情報検知手段による結像光学系の位置情報、前記前記測距手段の距離情報及び前記原稿面角度入力手段の角度情報により前記撮像素子に対する原稿面の傾斜情報を検出する傾斜情報検出手段と、
   分割画像撮像時における前記傾斜情報及び前記位置情報を基に各分割画像を正面から撮像した画像に変換する斜影変換手段と、
   前記斜影変換された各分割画像を前記位置情報を基に接合合成処理して全体の原稿画像デ−タを得る接合合成処理手段と、を具備することを特徴とする画像読取装置。
4. 前記測距手段は、前記自動焦点機構が有する測距機能を使用する請求項３に記載の画像読取装置。

Images