JP4973473B2 - Non-contact scanner - Google Patents
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Description
本発明は非接触スキャナに関する。 The present invention relates to a non-contact scanner.
帳票等に記載された内容を画像データとして保存するために、撮像面を上に向けて帳票等を載置するためのマット部と、このマット部の上空一定高さに設置されたデジタルカメラ等の撮像部とを有する非接触スキャナが用いられている(例えば、特許文献1参照)。このような非接触スキャナでは、通常の室内照明光等に由来する帳票表面からの反射光を利用して帳票の画像データを取得している。 In order to save the contents described in the form as image data, a mat part for placing the form etc. with the imaging surface facing upward, a digital camera installed at a certain height above the mat part, etc. A non-contact scanner having an imaging unit is used (see, for example, Patent Document 1). In such a non-contact scanner, the image data of the form is acquired by using the reflected light from the form surface derived from normal indoor illumination light or the like.
この非接触スキャナを用いて、免許証等のように光沢のある撮像面を撮像する場合、撮像面からの反射光によって撮像面の一部が所謂白飛びを起こしてしまい、画像の一部が薄く写っていたり、白く抜けてしまったりして、視認性に問題が生じることがある。このような問題を解決する方法として、撮像面からの反射が起こりにくい撮像部の直下に被撮像媒体を載置して撮像を行う方法が考えられる。 When this non-contact scanner is used to image a glossy imaging surface such as a license, a part of the imaging surface causes so-called whitening due to reflected light from the imaging surface, and a part of the image is There may be a problem in visibility due to faint or missing white. As a method for solving such a problem, there can be considered a method of performing imaging by placing an imaging medium directly under an imaging unit in which reflection from the imaging surface is unlikely to occur.
しかしながら、被撮像媒体を撮像部の直下に載置しても、被撮像媒体の反り等によって部分的に白飛びが発生する場合がある。また、撮像部を大きくすることによって撮像部の影を大きくし、この影に被撮像媒体の撮像面が収まるようにすれば、白飛びを抑制することはできるが、撮像部が大きくなることによって撮像面の照度の確保が困難となり、明瞭な画像を得ることが難しくなるという新たな問題が生じる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、撮像部に入射する被撮像媒体からの反射光を低減することができる非接触スキャナを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a non-contact scanner capable of reducing reflected light from an imaging medium incident on an imaging unit.
本発明による非接触スキャナは、被撮像媒体を保持する凹曲面を備えた保持部材と、前記保持部材に保持された前記被撮像媒体を撮像する撮像部と、前記撮像部と前記保持部材との間を一定間隔で離間させる間隔保持部とを具備し、前記保持部材の前記凹曲面は円弧状の断面を有し、前記撮像部の光学的焦点から前記凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さが前記凹曲面の曲率半径と等しくなっていることを特徴としている。 A non-contact scanner according to the present invention includes a holding member having a concave curved surface for holding an image pickup medium, an image pickup unit for picking up the image pickup medium held by the holding member, and the image pickup unit and the holding member. comprising a space holding portion which are spaced from each other by a constant interval between the concave curved surface of the holding member has an arcuate cross-section, drawn from the optical focal point of the imaging unit vertically against the concave curved surface normal Is equal to the radius of curvature of the concave curved surface.
本発明によれば、撮像部に入射する被撮像媒体からの反射光を低減することができる。したがって、被撮像媒体を撮像した際に白飛びのない明瞭な画像を得ることができる。また、保持部材の凹曲面が円筒凹曲面である場合には、被撮像媒体にしわが生じにくい。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reflected light from the to-be-imaged medium which injects into an imaging part can be reduced. Therefore, it is possible to obtain a clear image without whiteout when the imaged medium is imaged. In addition, when the concave curved surface of the holding member is a cylindrical concave curved surface, wrinkles are unlikely to occur on the imaged medium.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1に非接触スキャナの概略構造を表した正面図を示し、図2に非接触スキャナの概略構造を表した平面図を示す。非接触スキャナ10は、被撮像媒体としての撮像原稿21を保持するための円筒凹曲面を有する保持部材である保持治具14と、保持治具14を載置するためのマット部(ステージ)13と、保持治具14に保持された撮像原稿21を撮像する撮像部11と、撮像部11と保持治具14との間を一定間隔で離間させて撮像部11を保持する間隔保持具としての支柱部12とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing the schematic structure of the non-contact scanner, and FIG. 2 is a plan view showing the schematic structure of the non-contact scanner. The
撮像原稿21とは、ここでは、免許証やラミネート処理が施されたカード、所定の画像や写真が印刷された光沢用紙等であって、表面に光沢のあるものをいう。
Here, the imaged
図3に保持治具の概略構造を表した斜視図を示す。保持治具14の形状と設置方向は、撮像部11の形状および設置高さ,設置方向と密接に関係する。そこで、これらの関係を考慮しながら非接触スキャナ10の構成を簡単かつ明確に説明するために、図1〜3に示される通り、マット部13の上面(水平面)をX−Y平面とし、このX−Y平面と直交する方向(鉛直方向)をZ方向とする3次元直交座標系を定める。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic structure of the holding jig. The shape and installation direction of the
保持治具14は、曲率半径Rの円筒凹曲面が撮像部11側(Z方向)を向くように、かつ、円弧状の側面(以下「弧状側面」という)がX方向と平行になるように、直線上の側面(以下「直線状側面」という)がY方向と平行になるように、マット部13に装着されている。図1に示されている円Sは、保持治具14の内周を弧の一部とする半径Rの円であり、その中心は、後述する通り、撮像部11の光学的焦点Pと一致する。
The
保持治具14はマット部13に対して着脱自在である。この着脱機構として、保持治具14の裏面のX方向中央においてY方向に離間した2カ所に突起部16が形成されており、マット部13にはこの突起部16を嵌め込むための穴部17が形成されている。この着脱機構は、保持治具14をマット部13に対して位置決めする役割をも果たす。
The
保持治具14の円筒凹曲面上の一方の直線状側面近傍には、撮像用紙21を保持治具14の円筒凹曲面に押圧する機能を有するクリップ部15が、Y方向に延在するように設けられている。撮像原稿21において撮像の必要のない余白部分をクリップ部15に挟み込むと、撮像原稿21の位置が固定されるとともに、撮像原稿21が保持治具14の円筒凹曲面に沿って密着して保持される。このようにして撮像原稿21を保持治具14に固定することにより、撮像原稿21にしわが発生することを抑制することができる。
In the vicinity of one linear side surface on the cylindrical concave surface of the
撮像部11は、回転楕円体の形状を有するハウジング25の内部に、CCDやCMOS等の受光素子に複数のレンズからなる光学系を用いて撮像画像を写し込む所謂デジタルカメラ26が内蔵されたものが好適に用いられる。デジタルカメラ26は、その光学系焦点Pがハウジング25の中央真下に位置するように、ハウジング25の内部に収容されている。
The
撮像部11は、ハウジング25の長径軸がY方向と平行となるように、かつ、保持治具14の円筒凹曲面の中心の直上にデジタルカメラ26の光学的焦点Pが位置するように、かつ、この光学的焦点Pから保持治具14の円筒凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さがこの円筒凹曲面の曲率半径Rと等しくなるように、支柱部12によって位置決めされ、保持されている。逆に言えば、撮像部11が一定位置に設置された場合に、前記の条件が満たされるように、保持治具14はマット部13に装着される必要がある。
The
なお、撮像原稿21には一定の厚みがあるが、撮像原稿21が円筒凹曲面に沿って密着している限りは、デジタルカメラ26の光学的焦点Pから撮像原稿21の表面までの法線の長さと撮像原稿21の表面の曲率半径とは等しくなる。また、複数の撮像原稿21が冊子状に束ねられており撮像に必要な頁を開いて撮像しなければならない場合でも、束ねられた撮像原稿21が円筒凹曲面に沿って密着して保持されていれば、デジタルカメラ26の光学的焦点Pから最も上の撮像原稿21の表面までの法線の長さとその撮像原稿21の表面の曲率半径とは等しくなる。
Although the
次に、保持治具14と撮像部11の各形状とこれらの設置条件について説明する。図1,2に示されるように、保持治具14の直線状側面間長さ(X方向長さであって、保持治具14の円筒凹曲面に沿った長さではない)を“D”とし、弧状側面間長さ(Y方向長さ)を“L”とする。また、撮像部11の短径を“X1”とし、長径を“Y1”とする。なお、撮像部11の短径,長径はそれぞれ、ハウジング25の短径,長径に等しい。
Next, the shapes of the
X方向においては保持治具14の円筒凹曲面は常にデジタルカメラ26の光学的焦点Pと正対しているので、照明光が撮像原稿21上のある点に直接反射してデジタルカメラ26に入射するためには、光源は撮像原稿21上のある点とデジタルカメラ26のレンズとを結ぶ線上に存在しなければならない。このため、室内照明光等の照明光が撮像部11の上方からマット部13に向けて照射されている場合には、照明光の照射角度に関係なく照明光がハウジング25によって遮られることによって、保持治具14の円筒凹曲面のX方向においては保持治具14の円筒凹曲面に保持された撮像原稿21の光沢表面での反射が起こりにくい。つまり、X方向において、保持治具14の円筒凹曲面に保持された撮像原稿21の光沢表面からの反射光(直接反射光)は、デジタルカメラ26の光学的焦点Pに入射しにくい。
In the X direction, the cylindrical concave surface of the
したがって、X方向において保持治具14の円筒凹曲面に保持された撮像原稿21に対して白飛びを発生させることなく撮像が可能な範囲、すなわち、保持治具14の直線状側面間長さDは、撮像部11のX方向の影の範囲に限られない。よって、撮像部11の短径X1の制限を受けることなく、理論的には、D<2R(R:保持治具14における円筒凹曲面の曲率半径)であればよい。ただし、撮像原稿21全体を撮像する場合、保持治具14の直線状側面近傍では撮像原稿21に描かれている文字や図形等の情報の歪みが大きくなり、また、撮像原稿21全体にピントを合わせることが困難になる。そのため、現実的には、保持治具14の直線状側面間長さDは、許容される画像を撮像可能な値に設定することが好ましい。
Therefore, in the X direction, the
一方、保持治具14のY方向には曲率が設けられていないために、室内照明光等の照明光が撮像部11の上方からマット部13に向けて照射されている場合に、保持治具14の円筒凹曲面に保持された撮像原稿21の表面からの反射光が撮像部11の光学的焦点Pに入射しないように、保持治具14の弧状側面間長さLを定める必要がある。ハウジング25の形状が回転楕円体であるために、撮像部11のY方向長さはX方向位置にしたがって変化する。このため、撮像部11の影のY方向長さもX方向位置によって変化する。しかし、デジタルカメラ26の光学的焦点Pは、撮像部11の長径軸を含み、X軸と直交する面内に位置するため(図2参照)、撮像部11の長径Y1のみを考慮すればよい。
On the other hand, since no curvature is provided in the Y direction of the
図4にY方向における撮像部の形状と照明光の入反射の関係を模式的に示す。この図4には保持治具14がX方向で二等分された断面が示されている。撮像部11の上方に設けられた光源からマット部13に向けて照明光が照射されたときに、マット部13に写る撮像部11の長径Y1に起因する影により生じる照明光の無反射領域の領域内に、保持治具14の各弧状側面が収まっていれば、反射条件(光の入射角=光の反射角)を成立させる照明光が撮像原稿21に入射しないため、撮像原稿21の表面からの反射光が撮像部11の光学的焦点Pに入射することもない。
FIG. 4 schematically shows the relationship between the shape of the imaging unit and the incident / reflection of illumination light in the Y direction. FIG. 4 shows a cross section in which the holding
したがって、撮像部11の長径Y1に起因する影により生じる照明光の無反射領域のY方向長さが、保持治具14の弧状側面間長さLとして許容される最大長さとなる。こうして保持治具14の円筒凹曲面の形状が決定され、この円筒凹曲面の領域内に撮像原稿21が保持されていれば、撮像原稿21からの反射が低減されて、白飛びの発生が抑制された明瞭な画像が得られる。
Therefore, the length in the Y direction of the non-reflecting area of the illumination light caused by the shadow caused by the major axis Y1 of the
このように保持治具14の形状を円筒凹曲面とするのは、撮像対象のカードや用紙を球面状に湾曲させるのは難しく、円筒状とするのが現実的であるためである。このため、図1や図2のように例えばX方向を湾曲させてY方向を湾曲させないような形状とした場合、湾曲させた方向については保持治具14の湾曲により反射を低減させ、湾曲させない方向については、ハウジング25の影を利用した照明光の無反射領域により反射を低減させる。このように、保持時具14の形状とハウジングの形状の組み合わせることにより、効果的な反射低減が実現できる。
The reason why the shape of the holding
続いて、非接触スキャナ10による撮像原稿21の撮像手順について説明する。図5に非接触スキャナによる撮像手順を表したフローチャートを示す。最初に、使用する保持治具14の円筒凹曲面の曲率半径Rに合わせて、撮像部11を所定位置に設置し、撮像部11の長径Y1に起因してマット部13に写る影のY方向長さが、保持治具14の弧状側面間長さL以上となっていることを確認する(ST1)。撮像原稿21を保持治具14にセットし(ST2)、これをマット部13に装着し(ST3)、撮像を行う(ST4)。
Subsequently, an imaging procedure of the
なお、撮像部11により撮像された画像データは、撮像部11に内蔵されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存されてもよいし、撮像部11から有線または無線を問わず画像データがコンピュータシステムに送信されて、そのコンピュータシステムを構成するコンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存されてもよい。
Note that the image data captured by the
保持治具14をマット部13から取り外し(ST5)、撮像済みの撮像原稿21を抜き取る(ST6)。次の撮像原稿21がなければ、ここで作業は終了し、一方、次の撮像原稿21がある場合にはST2に戻る。なお、保持治具14をマット部13に装着した状態で、撮像原稿21の取り付け、撮像、取り外しを繰り返す方法を用いてもよい。
The holding
このように撮像部11の形状と設置位置を考慮して保持治具14の形状を定め、保持治具14の円筒凹曲面に密着させて撮像原稿21を保持することにより、撮像原稿21からの反射光を抑えて、明瞭な画像を得ることができる。
In this way, the shape of the holding
なお、保持治具14を用いずに、撮像原稿21を低反射で半透明なフォルダに収容し、このフォルダをマット部13上に載置して撮像部11による撮像を行う方法によっても、撮像原稿21からの反射光を低減することができるが、このような方法では、撮像面の文字や画像が不明瞭になるという問題や、半透明フォルダに撮像原稿21を入れたり出したりする等の作業に対する負荷が大きくなる等の問題がある。これに対して、保持治具14を用いた撮像では、このような問題が生じないという利点がある。
The
次に、非接触スキャナ10に用いられる保持治具14の変形例について説明する。図6に非接触スキャナに用いられる別の保持治具およびその周辺部の斜視図を示す。保持治具31の上面は円筒凹曲面となっており、その直線状側面部にクリップ部15が設けられている。保持治具31は、マット部13上に安定して載置することができるように、平坦な底部を備えた構造を有している。
Next, a modified example of the holding
保持治具31をマット部13上の一定位置に容易に載置することができるように、マット部13の表面に載置位置を示すマーカ18が印刷されている。保持治具31として大きさの異なる複数のものが準備されている場合には、それぞれの大きさに応じた載置位置を示すマーカをマット部13上に印刷しておくことが好ましい。なお、保持治具31をマット部13の一定位置に載置する方法としては、前記した突起部16と穴部17とによる着脱機構を用いることもできる。
A
図6では、マット部13の表面に保持治具31をその四隅で位置決めするマーカ18を印刷しているが、これに限られず、例えば、マット部13の表面に保持治具31を載置すべき位置のX方向とY方向の中心線をそれぞれ示す十字の線を印刷し、他方、保持治具31の側面にそれぞれの中央を示すマーカを印刷しておき、これらのマーカどうしを合わせる構成としてもよい。
In FIG. 6, the
前記実施の形態では、マット部13に保持治具14,31を装着する構成としたが、これらを一体化させた構造とすることも好ましい。すなわちマット部そのものが保持部材となる。図7に別のマット部の概略構造を表した断面図を示す。このマット部32は中空構造となっており、上面に形成されている円筒凹曲面の中央部の一定範囲に複数の吸着孔33が設けられている。マット部32の内部を吸引ポンプ等の減圧機構34によって減圧することにより、撮像原稿21(図7には図示せず)を円筒凹曲面に沿って確実に吸着保持することができる。マット部32の円筒凹曲面には、種々の大きさの撮像原稿21をそれぞれ適切な位置に保持するためのマーカ(図示せず)が印刷されていることが好ましい。
In the above embodiment, the holding
このようなマット部32を用いれば、円筒凹曲面にクリップ部15が設けられていないために、撮像原稿21の周囲に余白がない場合にも、撮像原稿21の全面を明瞭に撮像することができる利点がある。なお、マット部32を平板で覆えば、撮像原稿を平坦に載置する非接触スキャナとして用いることができる。勿論、マット部32の円筒凹曲面にクリップ部15を設けた構造としてもよい。
If such a
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。例えば、保持治具14,31として円筒凹曲面を有するものを取り上げたが、保持治具14,31の形状はこれに限定されるものではなく、撮像原稿21を載置する凹曲面として球状凹曲面を有するものを用いることができる。このようにすれば、ハウジング25の影による照明光の無反射領域を利用する必要がなくなるため、原稿サイズに必要な分のハウジングサイズを確保する必要がなくなり、ハウジング25を小型化することができる。ただし、平らな撮像原稿21を球状凹曲面に押し当てると撮像原稿21にしわが発生しやすくなるため、球状凹曲面の曲率半径は所望される画像を得ることができる範囲において定める必要がある。このような構成では、球状凹曲面に保持された撮像原稿21の表面は全ての方向で撮像部11の光学的焦点Pと正対することから、ハウジング25として、回転楕円体を用いる必要はなく、例えば球形のものを用いることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment. For example, the holding
また、例えば、撮像部11として回転楕円体の形状を有するハウジング25を用いたものを取り上げたが、ハウジング25の形状は、これに限定されるものではない。ハウジング25の形状は、デジタルカメラ26を収容することができ、かつ、保持治具14,31の円筒凹曲面における弧状側面間長さLよりも長い影をその長さ方向においてマット部13の表面に作ることができる形状であればよい。そのようなハウジング25の形状としては、例えば、扁平楕円体や円柱等の形状であってもよい。また、ハウジング25として、デジタルカメラ26を傘のように覆う形状のものを用いることもできる。
Further, for example, it has been taken that using a
さらに、保持治具14として、円筒凹曲面上の一方の直線状側面近傍にのみクリップ部15を備えた構造のものを取り上げたが、その変形例として、両方の直線状側面の近傍にクリップ部15を設けた構造としてもよい。このような構成とすることにより、例えば、撮像原稿21が硬質である場合やバネ性がある場合でも、撮像原稿21を確実に円筒凹曲面に密着させることができる。保持治具14の別の変形例として、両方の直線状側面の近傍にクリップ部15を設け、さらに一方の弧状側面近傍にも曲率に沿った湾曲クリップ部を設けて、撮像原稿21を3方向で保持する構造とすることも好ましい。この場合、撮像原稿21は、湾曲クリップ部が設けられていない方の弧状側面から挿入すればよい。
Further, as the holding
なお、クリップ部15に透明な材料を使用すれば、撮像原稿21を押さえている部分についても画像を取得することができる。その場合、クリップ部15のサイズを大きめにできるので、より保持治具14に密着させることが可能となる。
Note that if a transparent material is used for the
保持治具14やハウジング25、デジタルカメラ26のサイズについては、また、曲率半径やその中心については、厳密に一致していなくても、本発明の効果を奏する範囲で略一致していれば足りることは言うまでも無い。
The sizes of the holding
10 非接触スキャナ
11 撮像部
12 支柱部
13 マット部
14 保持治具
15 クリップ部
16 突起部
17 穴部
18 マーカ
21 撮像原稿
25 ハウジング
26 デジタルカメラ
31 保持治具
32 マット部
33 吸着孔
34 減圧機構
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記保持部材に保持された前記被撮像媒体を撮像する撮像部と、
前記撮像部と前記保持部材との間を一定間隔で離間させる間隔保持部と、を具備し、
前記保持部材の前記凹曲面は円弧状の断面を有し、前記撮像部の光学的焦点から前記凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さが前記凹曲面の曲率半径と等しくなっていることを特徴とする非接触スキャナ。 A holding member having a concave curved surface for holding the imaging medium;
An imaging unit that images the imaged medium held by the holding member;
An interval holding unit that separates the imaging unit and the holding member at a constant interval, and
Said concave surface of said retaining member has an arcuate cross-section, the length of the normal line drawn perpendicular against the concave surface of the optical focal point of the imaging unit is equal to the radius of curvature of the concave surface A non-contact scanner characterized by that.
前記保持治具が載置されるマット部をさらに具備し、
前記撮像部の上空から所定角度で前記保持治具に保持された前記被撮像媒体へ照明光が照射されている状態において、前記円筒凹曲面の弧状側面間の長さは、当該長さ方向における前記撮像部の前記マット部に写る影により生じる前記照明光の無反射領域の長さ以下であることを特徴とする請求項2に記載の非接触スキャナ。 The holding member is a holding jig;
It further comprises a mat portion on which the holding jig is placed,
In a state in which illumination light is applied to the imaging medium held by the holding jig at a predetermined angle from above the imaging unit, the length between the arc-shaped side surfaces of the cylindrical concave curved surface is in the length direction. The non-contact scanner according to claim 2, wherein the non-contact scanner has a length equal to or shorter than a length of a non-reflective area of the illumination light caused by a shadow reflected on the mat portion of the imaging unit.
前記マット部に保持された前記被撮像媒体を撮像する撮像部と、
前記撮像部と前記マット部との間を一定間隔で離間させる間隔保持部と、を具備し、
前記マット部の前記凹曲面は円弧状の断面を有し、前記撮像部の光学的焦点から前記凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さが前記凹曲面の曲率半径と等しくなっていることを特徴とする非接触スキャナ。 A mat portion having a concave curved surface for holding an image pickup medium;
An imaging unit for imaging the imaging medium held by the mat unit;
An interval holding unit that separates the imaging unit and the mat unit at regular intervals, and
Said concave surface of said mat portion has an arcuate cross-section, the length of the normal line drawn perpendicular against the concave surface of the optical focal point of the imaging unit is equal to the radius of curvature of the concave surface A non-contact scanner characterized by that.
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