JP4099690B2

JP4099690B2 - 自動焦点調整機能付き原稿読取装置

Info

Publication number: JP4099690B2
Application number: JP2000224314A
Authority: JP
Inventors: 孝明佐藤
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: JP2002044392A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機又はファクシミリ装置等において、原稿を載置するプラテンガラスの表面からのオフセット（浮き）が生じやすい書籍等の原稿を読み取る場合に、オフセット量に応じて光路長を自動的に調整し、焦点合わせを行うことのできる自動焦点調整機能付き原稿読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やファクシミリ装置等の原稿読取装置において、原稿を載置するプラテンガラスを介して上記原稿を照射し、反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光部で受光することにより、原稿を読み取るようにしたものが多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、書籍等の綴じ代を有する原稿を読み取る場合、綴じ代の周辺部でプラテンガラスに対する原稿の浮きが生じるため、綴じ代の周辺部を読み取る際に原稿面からミラー等を介して受光部に至る光路長が設定値より長くなる。そのため、受光部上で光学系の焦点が合わなくなり、読取画像が不鮮明になる問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の課題を解決するため、原稿のオフセット量に応じて光路長を自動的に調整して焦点合わせを行うことのできる自動焦点調整機能付き原稿読取装置を提供することを目的とする。
【０００５】
そのため、本発明の請求項１の自動焦点機能付き原稿読取装置は、原稿を載置する透光性板材を介して前記原稿を照射する光源と、前記原稿からの反射光を受光する受光部と、前記透光性板材からの前記原稿のオフセット量を検出する原稿オフセット量検出部と、検出された前記原稿のオフセット量に基づいて前記原稿から前記受光部までの光路長を調整する光路長調整部とを備えた自動焦点調整機能付き原稿読取装置であって、前記原稿オフセット量検出部は、前記透光性板材を介して前記原稿にレーザー光を照射するレーザー発信部と、前記レーザー光の反射光を検出する検出部とを備えるとともに、前記透光性板材の下方で水平方向に移動可能に配置され、前記透光性板材は、その上面における前記原稿オフセット量検出部の移動範囲に前記レーザー発信部からのレーザー光の一部を透過させ、前記レーザー光の他の一部を反射させる金属蒸着膜が形成され、前記検出部は、前記レーザー光の前記金属蒸着膜からの反射光と前記原稿からの反射光とを検出し、前記オフセット量は、前記検出部により検出された前記両反射光の間の距離から計測され、前記光路調整部は、前記原稿から前記受光部までの光路長を前記オフセット量だけ短くすることにより前記光路長を一定に保つように調整することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の自動焦点機能付き原稿読取装置は、請求項１の構成において、前記オフセット量検出部は、前記光源に対して所定量先行前記透光性板材からの前記原稿のオフセット量を検出することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本実施の形態のファクシミリ装置装置Ｆ（自動焦点調整機能付き原稿読み取り装置）の全体構成につき簡単に説明する。図１に示すように、このファクシミリ装置Ｆは、ＣＰＵ（中央処理装置）等からなる制御部１を備えている。制御部１には、ＲＯＭ(Read Only Memory)２、ＲＡＭ(Random Access Memory)３、画像メモリ４、モデム５、回線接続部としてのＮＣＵ(Network Control Unit)６、表示部７、操作部８、読取部９及び記録部１０がバスラインＢにより各々接続されている。
【０００９】
上記ＲＯＭ２には、ファクシミリ装置Ｆ全体を制御するプログラム等が予め記憶されている。なお、ＲＯＭ２に代えて、フラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性メモリを使用してもよい。一方、ＲＡＭ３には、制御部１による制御に必要な各種データ、例えば、モデム５により設定されたデータレート等が一時記憶されるようになっている。
【００１０】
画像メモリ４には、後述の読取部９で読み取られた原稿の画像データが一時的に蓄積されるようになっている。モデム５は、送受信データの変復調、具体的には送信データを音声帯域信号に変調してＮＣＵ６を介して公衆回線網Ｌに送出する一方、公衆回線網ＬからＮＣＵ６を介して受信した音声帯域信号をディジタル信号に復調するための装置である。
【００１１】
ＮＣＵ６は、公衆回線網Ｌとファクシミリ装置Ｆとの接続を制御するとともに、相手先のファクシミリ番号に応じたダイヤルパルスを送出する機能及び着信を検出する機能を備えている。
【００１２】
図２に示すように、読取部９は、ファクシミリ装置Ｆの上面で略水平に延び、原稿１１が載置されるプラテンガラス１２（透光性板材）と、プラテンガラス１２の内側（下方）で各々水平方向への往復移動自在に配置された光源ユニット１３及びミラーユニット１４と、プラテンガラス１２の内側の定位置に各々配置されたレンズ１５及びＣＣＤセンサ１６（受光部）とを備えている。なお、プラテンガラス１２は、図示しないプラテンカバーにより開閉自在に覆われるようになっている。
【００１３】
図３にも示すように、光源ユニット１３は、プラテンガラス１２の幅方向の略全域に渡って延びている。この光源ユニット１３は、原稿１１を照射する光源１７と、原稿１１からの反射光をミラーユニット１４側へ反射する第１反射ミラー１８と、後述する原稿オフセット量検出装置２０（原稿オフセット量検出部）とを同一の支持部材２１上に取り付けてユニット化したものである。
【００１４】
光源１７としては、例えば、適宜個数の発光ダイオードや冷陰極管等を使用することができる。なお、原稿オフセット量検出装置２０は、支持部材２１の一端部に配置されるとともに、原稿１１の走査時における光源ユニット１３の移動方向（図２、図３の右方向）に見て光源１７より前方側に配置されている。
【００１５】
図２において、上記ミラーユニット１４は、上記第１反射ミラー１８からの反射光を略直角下向きに反射する第２反射ミラー２２と、第２反射ミラー２２からの反射光を水平方向の後方側へ反射する第３反射ミラー２３とを一体的に設けた複合ミラー２４と、支持部材２５と、複合ミラー２４を支持部材２５に対して前後方向へ所定量だけ移動させるアクチュエータ２６とを備えている。
【００１６】
上記アクチュエータ２６は、詳細には図示しないが、例えば、双方向への回転可能なモーターと、該モーターの回転に伴って相対移動可能に螺合された雄ねじ及び雌ねじとからなる。また、上記レンズ１５は第３反射ミラー２３からの反射光の光路中に配置され、ＣＣＤセンサ１６上に結像させる役割を有する。
【００１７】
上記構成において、原稿１１の表面から第１乃至第３反射ミラー１８、２２、２３を経てＣＣＤセンサ１６に至る光路長は予め設定された一定値に保つ必要がある。
【００１８】
そのため、周知のように、原稿１１の走査時に光源ユニット１３とミラーユニット１４とは同一の走査用モーター（不図示）により図２の右側へ各々チェーン等を介して同期して駆動されるが、光源ユニット１３の移動速度Ｖに対してミラーユニット１４の移動速度がＶ／２となるように設定されている。従って、図４に示すように、光源ユニット１３が所定の原稿走査開始位置から右側へＬだけ移動すると、ミラーユニット１４は右側へＬ／２だけ移動することになる。
【００１９】
ところで、原稿１１が、例えば、書籍である場合、綴じ代１１ａの周辺でプラテンガラス１２の表面に対する原稿１１のオフセット（浮き）が生じる。その場合、上記光路長が設定値よりオフセット量Ｄだけ長くなるため、ＣＣＤセンサ１６上で光学系の焦点が合わなくなり、読取画像が不鮮明になる。
【００２０】
そこで、本発明では、原稿オフセット量検出装置２０でオフセット量Ｄが検出された際に、制御部１がアクチュエータ２６を駆動して複合ミラー２４を支持部材２５に対してＤ／２だけ後方（図４の左方）へ移動させることにより、原稿１１のオフセットにかかわらず、光路長を略一定に保つようにしている。
【００２１】
すなわち、オフセット量Ｄが生じた場合、何ら補正を行わなければ、原稿１１の表面からＣＣＤセンサ１６に至る光路長は所定値よりＤだけ長くなる。これに対し、オフセット量Ｄに対応させて複合ミラー２４を後方へＤ／２だけ移動させた場合、反射ミラー１８と第１反射ミラー２２間、及び第２反射ミラー２３とＣＣＤセンサ１６間で各々光路長がＤ／２宛短くなり、双方合わせてＤだけ短くなるため、結果的にオフセット量Ｄが相殺されることになる。
【００２２】
なお、原稿オフセット量検出装置２０でオフセット量Ｄが検出されてから、アクチュエータ２６でその補正が行われるまでに若干の時間遅れが生じ得る。しかし、本実施の形態では、原稿オフセット量検出装置２０を原稿１１の走査方向（図２、４の右方向）に見て光源１７より前方側へ配置することにより、オフセット量の検出を原稿１１の走査より先行させているため、上記時間遅れに対応することができる。
【００２３】
その場合、光源ユニット１３の移動速度Ｖと上記時間遅れとに応じて、光源１７と後述のレーザー発信器２７間の間隔を定めるようにすれば、上記時間遅れの影響を完全に排除することができる。なお、上記オフセットＤは連続的に変化するので、それに応じてアクチュエータ２６による複合ミラー２４の移動量Ｄ／２も連続的に変化させるように制御部１で制御する。
【００２４】
以下、図５を参照しながら原稿オフセット量検出装置２０（以下、検出装置２０という）につき具体的に説明する。図５には、検出装置２０が原稿１１の幅方向端部周辺位置Ｉに存在する場合と綴じ代周辺位置IIに存在する場合とを、便宜上、同一図面に表している。
【００２５】
検出装置２０は、レーザー光を出力するレーザー発信器２７と、レーザー発信器２７の上方に配置され、上記レーザー光を大略垂直上向きに指向するレンズ２８及びスリット３０と、プラテンガラス１２又は原稿１１からの上記レーザー光の反射光を集光するレンズ３１と、レンズ３１で集光された光を受光するＣＣＤラインセンサ３２とを備えている。
【００２６】
上記検出装置２０を構成する各部材は上記支持部材２１（図５には図示せず）上に取り付けられている。なお、ＣＣＤラインセンサ３２は、水平面に対して所定角度θだけ傾斜した状態で支持部材２１上に取り付けられている。
【００２７】
次に、原稿１１のオフセット量Ｄの検出原理を説明する。書籍等のオフセットの生じ得る原稿１１であっても、図５中Ｉのように、レーザー発信器２７が原稿１１の幅方向端部周辺に位置している段階では、通常、オフセットは発生せず、原稿１１の表面がプラテンガラス１２の上面に密着している。
【００２８】
そこで、まず、原稿１１の表面がプラテンガラス１２の上面に密着している状態で原稿１１の表面、つまり、プラテンガラス１２の上面からの反射光をＣＣＤラインセンサ３２で受光する。
【００２９】
上記原稿１１の表面からの反射光は散乱光であるが、ＣＣＤラインセンサ３２の水平面に対する傾斜角度がθであるため、係る配置関係から、垂直方向に対して角度θだけ傾斜した方向の反射光の強度がＣＣＤラインセンサ３２では極大となる。制御部１は、この場合のＣＣＤラインセンサ３２上での反射光の極大点Ｐ１を、例えば、ＲＡＭ３内に設けたガラス上面反射光位置記憶領域に記憶させる。
【００３０】
次に、光源ユニット１３及びミラーユニット１４の移動に伴う原稿１１の走査が進行するに伴って、上記レーザー光が原稿１１の綴じ代１１ａ周辺を照射するようになると、綴じ代周辺位置IIでは、プラテンガラス１２に対する原稿１１のオフセットが存在するため、原稿１１の表面からの反射光の強度のＣＣＤラインセンサ３２上での極大点はＰ２に移行する。つまり、垂直方向に対する傾斜角度がθである反射光は、ＣＣＤラインセンサ３２上の点Ｐ２で受光される。
【００３１】
そこで、制御部１は、上記ＲＡＭ３内に記憶されているプラテンガラス１２の上面からの反射光の極大点Ｐ１と、オフセットの生じている原稿１１の表面からの反射光の極大点Ｐ２との間の距離ｄを求めることにより、オフセット量Ｄ、つまり、プラテンガラス１２の上面と原稿１１の表面間の上下間隔をＤ＝ｄ／sinθの計算式から算出することができる。
【００３２】
なお、図６に示すように、プラテンガラス１２の上面における検出装置２０の移動範囲に銀又はアルミニウム等の金属による蒸着膜１２ａを形成しておけば、図７に示すように、この蒸着膜１２ａはレーザー発信器２７の出力レーザー光の一部を透過させ、他の一部を反射させるようになる。
【００３３】
従って、プラテンガラス１２の上面からの反射光位置Ｐ１と、オフセットの生じている原稿１１の表面からの反射光位置Ｐ２とをＣＣＤラインセンサ３２で同時に受光し、その位置ずれｄに応じてオフセット量Ｄを算出することができる。これにより、例えば、原稿１１の走査中に検出装置２０の若干の上下移動が発生したような場合でも、検出装置２０の上下位置にかかわらずオフセット量Ｄを一層正確に検出して、光路長の調整を一層的確に行えるようになる。
【００３４】
なお、蒸着膜１２ａを設けた領域では、原稿１１の走査用の光源１７の照射光が蒸着膜１２ａによって弱められるため、何らの補正等を行わない場合、蒸着膜１２ａに対応する領域で読取画像が若干暗くなる問題がある。しかし、周知のシェイディング補正を行うことにより、この問題に対応可能である。
【００３５】
以下、図８のフローチャートに基づいて、原稿１１のオフセットに応じた複合ミラー２４の移動制御手順につき今一度説明する。操作部８に設けた図示しない読取ボタン等により原稿１１の読取開始が指示されると、制御部１は、まず、必要によりアクチュエータ２６を駆動して複合ミラー２４を中立位置に復帰させることによって、オートフォーカスを原点位置に復帰させる（Ｓ１）。
【００３６】
続いて、制御部１は上記走査用モーターをオンとし、光源ユニット１３及びミラーユニット１４の図２中右方向への移動を開始させる（Ｓ２）。そして、制御部１は不図示の光学センサ等によって検出される読取開始位置Ｓ（図２参照）まで光源ユニット１３が移動したか否かを判定し（Ｓ３）、読取開始位置Ｓに到達していなければ同一の判定を繰り返す。
【００３７】
光源ユニット１３が読取開始位置Ｓまで移動していれば、続いて、制御部１は光源ユニット１３が原稿１１のサイズ毎に予め定められた読取終了位置Ｅまで移動したか否かを判定する（Ｓ４）。この判定は、例えば、読取開始位置Ｓ経過後の上記走査用モーターの回転数等に応じて行うことができる。
【００３８】
光源ユニット１３が未だ読取終了位置Ｅに到達していなければ、読取動作中であるから、制御部１は上記検出装置２０で検出される原稿１１のオフセット量Ｄをアクチュエータ２６の駆動部に入力（Ｓ５）することにより、複合ミラー２４を原点から図４の左方向へＤ／２だけ移動（Ｓ６）させた後、Ｓ４に復帰する。一方、Ｓ４で光源ユニット１３が読取終了位置Ｅに到達していれば、原稿１１の読取が終了しているため、上記走査用モーターをオフとする（Ｓ７）。
【００３９】
次に、本発明の別の実施の形態を説明する。図９に示すように、この実施の形態では、読取部９として密着型イメージセンサ３３を使用している。密着型イメージセンサ３３は、原稿１１を照射する光源３４と、原稿１１からの反射光を順次反射する複数の反射ミラー３５乃至３７と、レンズ３８と、ＣＣＤセンサ４０とを一体に構成したものである。なお、図９には反射ミラー３５乃至３７を３個設けた場合を図示しているが、原稿１１とＣＣＤセンサ４０間にある程度の光路長を確保するため、反射ミラーの個数は更に増加させてもよい。
【００４０】
上記密着型イメージセンサ３３は、その全体がアクチュエータ４１により上下動自在に支持されている。このアクチュエータ４１及び上記と同様のオフセット量Ｄの検出装置２０とがＬ型等の支持部材４２上に取り付けられ、原稿１１の走査時には、不図示の走査用モーターによって支持部材４２が図９の右方向へ移動させられるようになっている。
【００４１】
この実施の形態では、図１０に示すように、検出装置２０により原稿１１のオフセットが検出された場合に、制御部１はアクチュエータ４１によって密着型イメージセンサ３３をオフセット量Ｄに対応した距離Ｄだけ上方へ移動させ、原稿１１とＣＣＤセンサ４０間の光路長を一定に保つように制御する。係る構成によれば、読取部９の構造の簡素化を図ることができる。
【００４２】
なお、図９の密着型イメージセンサ３３に代えて、ファクシミリ装置Ｆの幅方向に沿って延びる、図１１に示すような密着型イメージセンサ４２を使用することもできる。この密着型イメージセンサ４２のケース４３には、その上下方向に貫通する孔４３ａが形成され、孔４３ａの下端部にはセラミックス等からなる基板４４が装着されている。そして、この基板４４上に、ＬＳＩ技術により上記複数の発光ダイオード素子４５と多数のセンサチップ４６とが形成されている。
【００４３】
発光ダイオード素子４５は密着型イメージセンサ４２の長手方向に沿って、例えば、１ｃｍ当たり１乃至２個程度の間隔で配置される一方、センサチップ４６は密着型イメージセンサ４２の長手方向に沿って、例えば、１ｍｍ当たり約８個のホトセルを有している。
【００４４】
そして、発光ダイオード素子４５に対応してプリズム４７が形成されるとともに、センサチップ４６に対応して集光用のレンズ４８が形成されている。なお、ケース４３の孔４３ａの上端部には、透光性のガラスカバー５０が嵌め込まれている。この場合も、原稿１１のオフセット量Ｄに対応させて、密着型イメージセンサ４２全体を上下移動させればよい。
【００４５】
なお、以上では、自動焦点調整機能付き原稿読取装置の一例として、複写機能付きのファクシミリ装置Ｆにつき説明したが、本発明は複写専用機又はファクシミリ専用機における原稿読取にも適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の請求項１の自動焦点調整機能付き原稿読取装置は、原稿を載置する透光性板材を介して上記原稿を照射する光源と、原稿からの反射光を受光する受光部とを有する原稿読取装置において、上記透光性板材からの原稿のオフセット量を検出する原稿オフセット量検出部と、検出された原稿のオフセット量に基づいて原稿から受光部までの光路長を調整する光路長調整部を備えたものであるから、書籍等のオフセットの生じやすい原稿を読み取る場合でも、原稿のオフセット量に応じて光路長を調整することにより、受光部上で焦点が合うように自動的に調整して、オフセットの有無にかかわらず鮮明な読取画像を得ることができる利点がある。
【００４７】
請求項１の自動焦点調整機能付き原稿読取装置における上記原稿オフセット量検出部は、透光性板材の下方で水平方向に移動可能に配置されるものであるから、原稿の各部でオフセット量が連続的に変化するような場合でも、オフセット量の変化に応じて光路長を連続的に変化させることにより、原稿のいずれの部分でも鮮明な読取画像が得られるようになる。
【００４８】
請求項２の自動焦点調整機能付き原稿読取装置は、請求項１の構成において、上記原稿オフセット量検出部は、上記光源に対して所定量先行して前記透光性板材からの前記原稿のオフセット量を検出するものであるから、オフセット量の検出から光路長の調整まで若干の時間遅れが生じる場合でも、オフセット量の検出を先行させることで、焦点合わせの調整を円滑に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の複写機能付きのファクシミリ装置（自動焦点調整機能付き原稿読み取り装置）の全体構成を示すブロック図。
【図２】上記ファクシミリ装置における読取部を示す側面説明図。
【図３】上記読取部を示す平面説明図。
【図４】原稿の走査に伴って上記読取部の構成要素が移動した状態を示す説明図。
【図５】上記読取部に含まれる原稿オフセット量検出装置が原稿のオフセット量を検出する原理を示す拡大側面説明図。
【図６】上記実施の形態の変形例における読取部を示す平面説明図。
【図７】上記変形例における原稿オフセット量検出装置が原稿のオフセット量を検出する原理を示す拡大側面説明図。
【図８】上記原稿のオフセット量の検出に基づく光路長の調整手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の別の実施の形態のファクシミリ装置における読取部を示す側面説明図。
【図１０】原稿の走査に伴って図９の読取部が移動した状態を示す説明図。
【図１１】上記図９の読取部における密着型イメージセンサに代えて使用可能な密着型イメージセンサを示す概略拡大断面図。
【符号の説明】
１１原稿
１２プラテンガラス（透光性板材）
１６ＣＣＤセンサ（受光部）
１７光源
２０原稿オフセット量検出装置（原稿オフセット量検出部）
２６アクチュエータ（光路長調整部）
Ｆファクシミリ装置（自動焦点調整機能付き原稿読み取り装置）

Claims

原稿を載置する透光性板材を介して前記原稿を照射する光源と、前記原稿からの反射光を受光する受光部と、前記透光性板材からの前記原稿のオフセット量を検出する原稿オフセット量検出部と、検出された前記原稿のオフセット量に基づいて前記原稿から前記受光部までの光路長を調整する光路長調整部とを備えた自動焦点調整機能付き原稿読取装置であって、
前記原稿オフセット量検出部は、前記透光性板材を介して前記原稿にレーザー光を照射するレーザー発信部と、前記レーザー光の反射光を検出する検出部とを備えるとともに、前記透光性板材の下方で水平方向に移動可能に配置され、
前記透光性板材は、その上面における前記原稿オフセット量検出部の移動範囲に前記レーザー発信部からのレーザー光の一部を透過させ、前記レーザー光の他の一部を反射させる金属蒸着膜が形成され、
前記検出部は、前記レーザー光の前記金属蒸着膜からの反射光と前記原稿からの反射光とを検出し、
前記オフセット量は、前記検出部により検出された前記両反射光の間の距離から計測され、
前記光路調整部は、前記原稿から前記受光部までの光路長を前記オフセット量だけ短くすることにより前記光路長を一定に保つように調整することを特徴とする自動焦点調整機能付き原稿読取装置。
前記原稿オフセット量検出部は、前記光源に対して所定量先行して前記透光性板材からの前記原稿のオフセット量を検出することを特徴とする請求項１記載の自動焦点機能付き原稿読取装置。