JP5347511B2

JP5347511B2 - 原稿読み取り装置

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Publication number: JP5347511B2
Application number: JP2009000364A
Authority: JP
Inventors: ユーケンロイ
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2009-01-05
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-01-05
Also published as: US8526069B2; US20100171995A1; JP2010157976A

Description

本発明は、原稿上の文字、画像を読み取るための原稿読み取り装置に関する。

原稿読み取り装置（画像読み取り装置とも呼ばれる）として、据え置き型のスキャナが広く用いられている。据え置き型のスキャナでは、装置内部に配置されている原稿読み取り部または原稿のいずれかを移動させることによって、原稿の走査が実現される。これに対して、原稿読み取り装置本体を移動（走査）させることによって原稿を読み取る、ハンディ型のスキャナも知られている。ハンディ型のスキャナでは、スキャナの移動方向および移動量を検知するために位置検出センサが備えられている。位置検出センサは、スキャナの曲線的な移動を検出するために少なくとも２つ必要とされている。

特開平８−１３９８６８号公報特開平９−２８２０８４号公報

しかしながら、ハンディ型のスキャナは、スキャナ本体が移動するため、原稿の端部、例えば、上端部を走査する場合にはスキャナ本体が原稿からはみ出ることがある。スキャナ本体が原稿からはみ出た際に、２個の位置検出センサのうち１個が原稿からはみ出てしまうと、スキャナの移動方向および移動量を検出することができなくなる。したがって、あらゆる読み取り条件において、高い読み取り精度を実現するためには少なくとも４個の位置検出センサを備える必要があった。

スキャナの移動方向および移動量を検出するために必要とされる位置検出センサの数は２個であるから、位置検出センサを４個備える場合には、コストが嵩むという課題がある。また、４個の位置検出センサを配置するためのスペースも必要となり、ハンディ型のスキャナの更なる小型化、デザインの重度を妨げるという問題もある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、読み取りの態様によらず、読み取り性能を低下させることなく、位置検出部の数を低減することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は以下の種々の態様を採る。

第１の態様は、原稿読み取り装置を提供する。第１の態様に係る原稿読み取り装置は、読み取り面に開口部を有する筐体と、前記筐体内に配置され、前記開口部を介して原稿を読み取る撮像部と、前記開口部内に配置されている位置検出部とを備える。

第１の態様係る原稿読み取り装置によれば、位置検出部が開口部内に配置されているので、読み取りの態様によらず、読み取り性能を低下させることなく、位置検出部の数を低減することができる。

第１の態様に係る原稿読み取り装置において、前記位置検出部は、前記開口部の中心点に対して点対称に２個配置されていても良い。この場合には、各位置検出部を離間させることができるので、原稿読み取り装置の移動検出精度を向上させることができる。

第１の態様に係る原稿読み取り装置において、前記開口部は少なくとも対向する２つの対向辺を有し、前記２個の位置検出部は、各前記対向辺にそれぞれ１つずつ配置されていても良い。この場合には、各位置検出部を離間させることができるので、原稿読み取り装置の移動検出精度を向上させることができる。あるいは、前記２個の位置検出部は、隣接して配置されていても良い。この場合には位置検出部の取付が容易になる。

第１の態様に係る原稿読み取り装置はさらに、ポインティングデバイス機能を提供するポインティングデバイス部を備えても良い。この場合には、原稿読み取り装置をポインティングデバイスとしても利用することができる。

以下、本発明に係る原稿読み取り装置について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。

Ａ．原稿読み取り装置の構成：
本実施例に係る原稿読み取り装置としてのマウススキャナの外観構成について説明する。図１は、本実施例に係るマウススキャナの使用態様を示す説明図である。図２は本実施例に係るマウススキャナの平面図である。図３は本実施例におけるマウススキャナの原稿読み取り面を示す底面図である。図４は本実施例に係るマウススキャナの正面図である。図５は本実施例に係るマウススキャナの側面図である。

マウススキャナ１０は、原稿読み取り装置としての機能とポインティングデバイスとしての機能を備えている。図１に示すように、マウススキャナ１０は、パーソナルコンピュータＰＣと接続コードを介して接続して用いられる。ポインティングデバイスとして機能する場合には、マウススキャナ１０の操作に応じてパーソナルコンピュータＰＣに接続されている表示ディスプレイＤＰ上のポインタが移動する。スキャナとして機能する場合には、原稿がマウススキャナ１０によって走査されると、パーソナルコンピュータＰＣは、マウススキャナ１０から随時送信されて来る原稿の読み取り画像データと、当該原稿読み取り時の位置情報（Ｘ−Ｙ座標情報）とを用いて、読み取り画像データを合成して原稿全体に対応する画像データを合成する。したがって、表示ディスプレイＤＰ上には、読み取られた原稿の画像が読み取りタイミングに応じて随時表示される。

マウススキャナ１０は、略直方体形状の筐体１１と筐体１１の底面をなす底面部１２とを備えている。また、図４に示すように、筐体１１は、手のひらで掴みやすいように、底面部１２に向かって短手方向の幅が狭くなる形状を有している。図２および図５に示すように、筐体１１の上面にはポインティングデバイスとして機能するためのボタン１３、ホイール１４、スキャナとして動作させるためのスキャナ選択ボタン１５を供えている。マウススキャナ１０は、内部に後述する制御部４０を備えている。本実施例では、ポインティングデバイスとしての機能している際にスキャナ選択ボタン１５が押し下げられるとスキャナとして機能し、スキャナとして機能している際にスキャナ選択ボタン１５が押し下げられるとスキャナとしての機能が解除される。あるいは、スキャナ選択ボタン１５が押し続けられている間、スキャナとして機能しても良い。

図３に示すように、マウススキャナ１０の底面部１２、すなわち、原稿読み取り面には、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２、原稿読み取り開口部１８、カバー３０、パッド１６を備えている。

原稿読み取り開口部１８は、マウススキャナ１０が原稿を読み取るための矩形の開口部であり、透明のカバー３０によって覆われている。カバー３０は、樹脂製、ガラス製のいずれであっても良い。パッド１６は、原稿読み取り時、マウス操作時に原稿面、接触面に対する接触抵抗を小さくしてマウススキャナ１０の操作性を向上させるための小片部材であり、例えばテフロン樹脂といった表面抵抗の小さな樹脂が用いられる。

本実施例では、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２は原稿読み取り開口部１８内に配置されている。より具体的には、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２は原稿読み取り開口部１８の中心に対して点対称をなすように、あるいは、原稿読み取り開口部１８において対向するように原稿読み取り開口部１８に接して配置されているということができる。原稿読み取り開口部１８内に配置されている第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２は、例えば、レーザセンサ、ＬＥＤ等の光源を用いた光学式センサであり、それぞれ基板２１１、２１２上に搭載されている。これら位置検出センサ２０１、２０２は、それぞれ単体でマウススキャナ１０のＸ方向およびＹ方向の移動量を検出することができる。２個の位置検出センサを備え、両位置検出センサの出力値の差分を用いることによって、マウススキャナ１０のＸ方向およびＹ方向の移動量に加えて、回転量を検出することができる。

本実施例では、第１の位置検出センサ２０１および第２の位置検出センサ２０２が原稿読み取り開口部１８内に配置されているので、少なくとも２個の位置検出センサを備えることによって、マウススキャナ１０の原稿走査態様、原稿走査姿勢にかかわらず、マウススキャナの移動方向および移動量を正確に検出することができる。したがって、マウススキャナに要求される位置検出センサ数を低減することができる。

図５に示すように、マウススキャナ１０の内部であって、原稿読み取り開口部１８の上方には、撮像部２３が配置されている。撮像部は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳといった光の情報を電気の情報に変換する光電変換デバイス（撮像デバイス）、読み取り対象物に対して読み取り用の光を照射する光源部、必要な反射部を備えている。光電変換デバイスは、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタが所定の配置順序で配置されており、受光した光量に応じて電圧または電流信号を出力する、複数の光電変換素子（撮像素子）を備えている。撮像部２３は、各光電変換素子が受光した光量に応じて、読み取り対象物の一画素を表すＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の３成分の電気的な信号値（画像信号）、例えば、各成分について８ビットの階調値が割り当てられている場合には、各成分について０〜２５５の値、を出力する。

マウススキャナの内部構成：
図６は本実施例に係るマウススキャナの内部構成を模式的に示す機能ブロック図である。本実施例に係るマウススキャナ１０は、制御部４０を備えている。制御部４０は、ＣＰＵ４１、メモリ４２、入出力インターフェース４３、双方向内部バス４４を備えている。制御部４０は接続ケーブルを介してパーソナルコンピュータＰＣと接続されている。ＣＰＵ４１は、いわゆる中央演算処理装置であり、メモリ４２に格納されている各種プログラムを実行してマウススキャナをポインティングデバイスまたはスキャナとして機能させる。メモリ４２は位置情報生成モジュール４２１を備えていると共に、撮像部２３によって撮像（読み取られた）画像データを展開するための画像展開領域を備えている。入出力インターフェース４３には、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２、撮像部２３が接続されていると共に、接続ケーブルを介してパーソナルコンピュータＰＣが接続されている。ＣＰＵ４１、メモリ４２および入出力インターフェース４３は双方向内部バス４４を介して双方向に通信可能に接続されている。

位置情報生成モジュール４２１は、マウススキャナ１０がスキャナとして用いられる場合には、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２から出力される位置検出信号を用いてマウススキャナ１０の位置を示す位置情報を生成し、マウススキャナ１０がマウスとして用いられる場合には、第１または第２の位置検出センサ２０１、２０２から出力される位置検出信号を用いて、あるいは、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２から出力される位置検出信号を用いてポインタの位置を示す位置情報を生成する。マウススキャナ１０がスキャナとして用いられる場合には、位置情報生成モジュール４２１によって生成された位置情報は読み取られた画像データと共に接続ケーブルを介してパーソナルコンピュータＰＣに送信される。マウススキャナ１０がマウスとして用いられる場合には、位置情報生成モジュール４２１によって生成された位置情報は、マウスの操作量（移動量）を表す情報として接続ケーブルを介してパーソナルコンピュータＰＣに送信される。パーソナルコンピュータＰＣは受け取った位置情報（Ｘ−Ｙ座標情報）に応じて、表示ディスプレイＤＰ上に表示されているポインタを移動させる。実施例における各モジュールは、ＣＰＵ２１がソフトウェアとしての各モジュールを実行することにより、あるいは、論理回路が構築されたハードウェアとして実現され得る。

マウススキャナに読み取られた画像の合成処理：
図７は本実施例に係るマウススキャナ１０によって読み取られた画像を示す説明図である。図８は本実施例に係るマウススキャナ１０によって読み取られた画像データに対する合成処理を説明するための説明図である。本実施例では第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２は、原稿読み取り開口部１８内に配置されている。したがって、図７に示すように、任意のタイミング（位置）においてマウススキャナ１０によって読み取られた画像ＰＡ１には、第１の位置検出センサ２０１に対応する第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の位置検出センサ２０２に対応する第２の非画像化領域ＰＡ３が含まれる。なお、図７および図８における画像はマウススキャナ１０のメモリ２２内またはパーソナルコンピュータＰＣのメモリ内に展開されている画像の概念的イメージ、あるいは、パーソナルコンピュータＰＣに接続されている表示ディスプレイＤＰ上に表示されている表示画像を表している。

マウススキャナ１０は、ユーザによって原稿上を走査されるので、各撮像タイミング（読み取りタイミング）において形成される、第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３は異なってくる。すなわち、図８に示すように、任意のタイミングでは第１の画像ＩＭ１が読み取られ、次のタイミングでは第２の画像ＩＭ２が読み取られる。このとき、第１の画像ＩＭ１では非画像化領域であった原稿上の領域は、第２の画像ＩＭ２では読み取られている（画像が生成されている）。なお、本実施例における読み取りタイミングは、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２が位置情報を出力するタイミングである。

したがって、第１の画像ＩＭ１における非画像化領域は、第２の画像ＩＭ２を用いて補完することができる。本実施例では、パーソナルコンピュータＰＣが備える画像合成モジュールによって、当該補間処理が実行される。すなわち、パーソナルコンピュータＰＣは、第１の画像ＩＭ１において欠落している第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３に対応する画像を、第２の画像ＩＭ２から切り取り、第１の画像ＩＭ１と合成する。マウススキャナ１０（撮像部２３）によって読み取られた画像には、読み取りタイミングにおいて位置検出センサ２０１、２０から出力される読み取り位置情報（Ｘ−Ｙ座標）が関連付けられており、撮像部２３の解像度から読み取り画像を構成する各画素位置を特定することができる。したがって、第１の画像ＩＭ１における第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３のＸ−Ｙ座標を特定し、マウススキャナ１０の移動量（Ｘ、Ｙ）を減算することによって、第２の画像ＩＭ２から切り取るべき領域のＸ−Ｙ座標を特定することができる。パーソナルコンピュータＰＣは、第２の画像ＩＭ２から切り取った画像を第１の画像ＩＭ１における第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３に当てはめる（合成する）ことで、非画像化領域のない読み取り画像を生成することができる。

なお、パーソナルコンピュータＰＣにおける画像合成モジュールは、マウススキャナ１０によって読み取られ、メモリ内に格納された画像データを用いて逐次、読み取り画像を表示ディスプレイＤＰに表示させても良く、あるいは、合成処理が完了した画像データを用いて、第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３のない画像を表示ディスプレイＤＰに表示させても良い。前者の場合には、表示ディスプレイＤＰ上には、先ず、第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３を有する第１の画像ＩＭ１が表示され、次の読み取りタイミングにおいて、第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３を有しない第１の画像ＩＭ１と、第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３を有する第２の画像ＩＭ２とが表示される。なお、第２の画像ＩＭ２における第１の非画像化領域ＰＡ２、および第２の非画像化領域ＰＡ３は、第１の画像ＩＭ１を用いて補完されても良く、あるいは、次に読み取られる第３の画像を用いて補完されても良い。

以上説明したように、本実施例に係るマウススキャナ１０は、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２を原稿読み取り開口部１８内に備えるので、少なくとも２個の位置検出センサを備えることによって、マウススキャナ１０の原稿走査態様、原稿走査姿勢にかかわらず、マウススキャナの移動方向および移動量を正確に検出することができる。したがって、マウススキャナに要求される位置検出センサ数を低減することができる。

また、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２を原稿読み取り開口部１８内に備えることにより欠落する、第１の非画像化領域ＰＡ２および第２の非画像化領域ＰＡ３の画像は、他のタイミングにおいて読み取られる画像データを用いて補完することができる。したがって、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２を原稿読み取り開口部１８内に備えることによって、読み取り画像の質に影響を与えることはない。

変形例：
（１）図９および図１０を用いて第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２の配置位置の変形例を説明する。図９は第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２の配置位置の第１の変形例を示す説明図である。図１０は第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２の配置位置の第２の変形例を示す説明図である。

第１の変形例では、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２は、矩形の原稿読み取り開口部１８の同一片に沿って、原稿読み取り開口部１８内に備えられている。第２の変形例では、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２に加えて、第３の位置検出センサ２０３が備えられている。第１および第３の位置検出センサ２０１、２０３は、矩形の原稿読み取り開口部１８の中心点ＣＰに対して点対称をなして原稿読み取り開口部１８内に備えられている。第２の位置検出センサ２０２は、第１および第３の位置検出センサ２０１、２０３が備えられる原稿読み取り開口部１８の辺Ｅ１、Ｅ２に隣接する辺Ｅ３に配置されている。いずれの場合にも、本実施例によって得られる作用効果を得ることができる。さらに、マウススキャナ１０が、その走査を補助、すなわち、マウススキャナ１０の回転動作を抑制または許容しない位置決め部材と共に用いられる場合には、位置検出センサは１つ備えられているだけでも良い。

（２）図１１を用いて原稿読み取り開口部の形状の変形例を説明する。図１１は原稿読み取り開口部の形状の変形例を示す説明図である。上記実施例ではマウススキャナ１０が直方体形状であり、最大の読み取り面積を確保するために矩形（長方形）の原稿読み取り開口部１８を用いて説明したが、図１１に示すように円形の原稿読み取り開口部１８ａが用いられても良い。例えば、マウススキャナ１０が半球状をなす場合に有用である。この他にも、原稿読み取り開口部は、マウススキャナの読み取り面の２次元形状に応じて、種々の形状を取り得る。

（３）上記実施例では、パーソナルコンピュータＰＣによって、第１の非画像化領域ＰＡ２および第２の非画像化領域ＰＡ３の補間処理が実行されていたが、マウススキャナ１０において当該補間処理が実行されても良い。この場合には、合成画像処理を実行するための画像合成モジュールを備え、マウススキャナ１０のメモリ２２には、第１のタイミングにおいて読み取られた第１の画像データを展開するための記憶領域、第２のタイミングにおいて読み取られた第２の画像データを用いて動的に合成画像データを生成するための作業領域が備えられる。また、メモリ２２は、第２の画像データを展開するための記憶領域を備え、一旦、第２の画像データを展開した後に、画像合成モジュールによって画像データの合成処理が実行されても良い。いずれの場合にも、パーソナルコンピュータＰＣには合成後の画像データが出力されるので、表示ディスプレイＤＰ上には、第１の非画像化領域ＰＡ２および第２の非画像化領域ＰＡ３のない画像が表示される。

（４）上記実施例では、第１および第２の位置検出センサ２０１、２０２は、非画像化領域を最小とするために、原稿読み取り開口部１８に接するように配置されているが、より大きな非画像化領域を許容する場合には、原稿読み取り開口部１８に接することなく、原稿読み取り開口部１８内に配置されても良い。また、位置検出センサからの検出信号を制御部４０に出力するための信号線として、撮像部２３による原稿の読み取りを妨げない信号線（光透過性の信号線）を用いることができる場合には、位置検出センサが原稿読み取り開口部１８に接することなく、原稿読み取り開口部１８内に配置されていても上記実施例における非画像化領域の面積と同等となる。いずれの場合にも、現在画像によって直前の画像における非画像化領域を補完することによって、欠落のない読み取り画像を得ることができる。

（５）上記実施例では、パーソナルコンピュータＰＣとマウススキャナ１０とは接続ケーブルを用いて接続されていたが、無線通信によって接続されていてもよい。

（６）上記実施例では、マウス（ポインティングデバイス）機能を備えるマウススキャナを例にとって説明したが、マウス機能を備えないハンディスキャナとして実現されても良い。すなわち、上記実施例における一連の画像の読み取り処理は、マウス機能の有無にかかわらず実行可能な処理である。

以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

本実施例に係るマウススキャナの使用態様を示す説明図である。本実施例に係るマウススキャナの平面図である。本実施例におけるマウススキャナの原稿読み取り面を示す底面図である。本実施例に係るマウススキャナの正面図である。本実施例に係るマウススキャナの側面図である。本実施例に係るマウススキャナの内部構成を模式的に示す機能ブロック図である。本実施例に係るマウススキャナによって読み取られた画像を示す説明図である。本実施例に係るマウススキャナによって読み取られた画像データに対する合成処理を説明するための説明図である。第１および第２の位置検出センサの配置位置の第１の変形例を示す説明図である。第１および第２の位置検出センサの配置位置の第２の変形例を示す説明図である。原稿読み取り開口部の形状の変形例を示す説明図である。

１０…マウススキャナ
１１…筐体
１２…底面部
１３…ボタン
１４…ホイール
１５…スキャナ選択ボタン
１６…パッド
１８…開口部
１８ａ…開口部
２１…ＣＰＵ
２２…メモリ
２３…撮像部
３０…カバー
４０…制御部
４１…ＣＰＵ
４２…メモリ
４３…入出力インターフェース
４４…双方向内部バス
２０１…第１の位置検出センサ
２０２…第２の位置検出センサ
２０３…第３の位置検出センサ
２１１…基板
４２１…位置情報生成モジュール
ＤＰ…表示ディスプレイ
Ｅ１〜Ｅ３…辺

Claims

原稿読み取り装置であって、
少なくとも対向する２つの対向辺を有する開口部を読み取り面に有する筐体と、
前記筐体内に配置され、前記開口部を介して原稿を読み取る撮像部であって、前記開口部内の領域を全て画像化する撮像部と、
前記開口部内において、各前記対向辺にそれぞれ１つずつ配置されている位置検出部であって、前記対向辺の長さよりも短い幅を有する位置検出部とを備える原稿読み取り装置。
請求項１に記載の原稿読み取り装置において、
前記位置検出部は、前記開口部の中心点に対して点対称に２個配置されている、原稿読み取り装置。
原稿読み取り装置であって、
少なくとも対向する２つの対向辺を有する開口部を読み取り面に有する筐体と、
前記筐体内に配置され、前記開口部を介して原稿を読み取る撮像部であって、前記開口部内の領域を全て画像化する撮像部と、
前記開口部内において、前記対向辺のいずれかに隣接して配置されている２個の位置検出部であって、隣接する前記位置検出部の幅の合計が前記対向辺の長さよりも短い位置検出部とを備える原稿読み取り装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の原稿読み取り装置はさらに、
ポインティングデバイス機能を提供するポインティングデバイス部を備える、原稿読み取り装置。