JPH0193258A

JPH0193258A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH0193258A
Application number: JP62251060A
Authority: JP
Inventors: Kimiyasu Mifuji; 仁保美藤; Takeshi Matsuoka; 毅松岡
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1989-04-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は画像読取装置に関する。

［従来技術とその問題点］従来、画像読取装置は、原稿等の被写体の像をレンズ、
ミラー、プリズム等よりなる光学系を用いてラインセン
サー七に結像し、このラインセンサーで被写体の像を読
み取っている。そのため。

１５Ｊられる像は被写体の線状部分だけであり、全体像
を得るためには線状部分を線幅きざみで順次移動させる
必要がある。すなわち、上記のような画像読取装置では
、光学系とラインセンサー、または被写体、もしくはラ
インセンサーのいずれかを微小幅で順次移動させて全体
像を読み泡っている。しかし、これらに送りむらがある
と全体像が正確に得られないため、精密な制御系を用い
て送りむらをなくす必要がある。そのため、機構が複雑
化するとともに、高速読み取りが難しく、しかも装置全
体が大型化し、高価なものになるという欠点がある。

また、上述したラインセンサー以外に撮像素子（ＣＯＤ
）を用いたテレビカメラ等では高速読み取りや、カラー
読み取り等が可能であるが、通常の撮像素子では縦横の
画素数が少なく、解像度が低いため、文字等を正確に読
み取ることができないという欠点がある。

［発明の目的］この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、解像度が高く、かつ高速読み取り
ができ、しかも構造が簡単で安価な画像読取装置を提供
することにある。

［発明の要点］この発明は上述した目的を達成するために、原稿等４の
被写体の全体像を光シャッタにより複数に分割してその
一部分の像を順次選択するとともに、この光シャッタで
選択された被写体の一部分の像を光学系により撮像素子
に結像して順次撮像するようにしたことを要点とする。

［実施例］以下、図面を参照して、この発明の一実施例を説明する
。

構−一戊第１図は画像読取装置の全体構成を示す断面図、第２図
はそのノ＾本構成図である。これらの図において、■は
筐体である。この筺体ｌは箱形状をなし、その上部には
カラス板よりなる［稿台２が設けられているとともに、
この原稿台２上に原稿３を押える原稿押え蓋４が冊閉可
濠に設けられており、内部には導光筒５が上部から下部
に向って配置され、この導光筒５の下部側周囲に光源６
ａ〜６ｄが設けられ、下部中央にセンサーユニット７が
設けられているとともに、その下側に回路基板８が支持
柱８ａ・・・を介して取り付けられている。なお、筺体
１の底部にはゴム足９ａ・・・を有する底蓋９がビス９
ｂ・・・により取り付けられている。

原稿押え蓋４はその内面にスポンジ等のクツション材４
ａが設けられており、このクツション材４ａで原稿３を
原稿台２上に押え付けるとともに、原稿３に外部光が当
らないように遮光する。

導光筒５は原稿３の画像をセンサーユニット７に導くも
のであり、上部側が大きく下部側が小さい筒状をなし、
その上部がビス５ａにより筺体ｌの内側上面に取り付け
られており、その内壁面には反射防止処理が施されてい
る。光源６ａ〜６ｄは原稿３に光を照射するものであり
、ハロゲンランプ等よりなり、導光筒５の下部周囲に４
個設けられ、これらの発光部分が導光筒５内に何方より
突出している。この場合、光源６ａ〜６ｄはそれぞれ原
稿３の１／４づつに光を照射するようになっており、受
けもち部分が読み取られるときにのみ点灯する。また、
光源６ａ〜６ｄは接続コード６ｅ・・・の先端に設けら
れたコネクタ６ｆ・・・により回路基板８に接続されて
おり、各光源６ａ〜６ｄの下方には反射ミラー１０・・
・が設けられ、この反射ミラーＩＯ・・・で光源６ａ〜
６ｄの光を原稿３へ反射している。なお、光源６ａ〜６
ｄに用いられるハロゲンランプは点灯（発光）　ｒｉ！
ｊ間が１〜２秒と短く、蛍光灯より光量が多く、しかも
ほとんど発熱しない。

一方、センサーユニット７は原稿３の像を４つに分；１
して順次読み取るものであり、上述した反射ミラーＩＯ
・・・の間から下方へ延びる導光筒５の下部に設けられ
ている。すなわち、このセンサーユニット７はユニット
ケース１１内のＥ部側に光学レンズ１２、マスク１３、
光シャッタ１４、フィルタ１５等を配置し、下部側に撮
像素子１６等を配置した構成になっている。光学レンズ
１２は原稿３の像を撮像素子１６に結像するものであり
、第３図および第４図に示すように、アクリル等の合成
樹脂を精密射出成形により、平板状の下面のみに４つの
凸型のレンズ部１２ａ〜１２ｄが一体に成形され、この
レンズ部１２ａ〜１２ｄがそれぞれ原稿３の像の１／４
づつを撮像素子１６に結像する。この場合、レンズ部１
２ａ−１２ｄは一体成形されているため、その位置が正
確に保たれ、光軸のズレももなく、しかも比較的小さい
ので、歪や色収差が小さく、許容範囲内に収まっている
。マスク１３は光学レンズ１２に不要な光が入るのを防
ぐものであり、黒い紙等よりなり、光学レンズ１２の上
に配こされ、第５図に示すようにレンズ部１２ａ〜１２
ｄと対応する部分に小径の絞り孔１３ａ・・・が形成さ
れている。光シャッタ１４は液晶シャッタ等よりなり、
原稿３の像を４つに分割し、そのいずれか１つを順次選
択するものであり、一対の透明なガラス基板の対向面に
それぞれ４つの透明電極を形成するとともに、ガラス基
板間に液晶を月入してなり、それぞれ対向する各透明電
極およびその間の液晶によりシャッタ部１４ａ−１４ｄ
が第６図に示すように構成されている。このシャッタ部
１４ａ−１４ｄはそれぞれ光学レンズ１２の各レンズ部
１２ａ−１２ｄと対応し、その大きさはマスク１３の絞
り孔１３ａ・・・より大きく、かつ光学レンズ１２の各
レンズ部１２ａ−１２ｄｊりも小さく形成されている。

なお、光シャッタ１４は光学レンズ１２上にマスク１３
を介して配置され、第１図に示すように接続コード１４
ｅの先端に設けられたコネクタ１４ｆにより回路基板８
に接続されている。フィルタ１５は赤外線等の不要な光
をカットして光学レンズ１２や光シヤツタ１４等の分光
特性を調整し、全体として大の］”１と等価の分光特性
を与えるものであり、光シャッタ１４の上に配置されて
いる。

撮像素子１６は原稿３の像を光の分布として受光し、こ
れを画像として表示できるような形の電気信号に変換す
るものであり、例えばカラー読み取りがｏｒ　ｔ＠なＣ
ＣＤ　（チャージφカプラ・デバイス）やＭＯＳ型のも
の等よりなり、光シャッタ１４で選択された原稿３の１
／４の像を順次読み取るようになっており、ユニットケ
ース１１の下部に取り付けられ、側部から下方へ突出し
たリード部１６ａ・・・が下側の回路基板８に接続され
ている。なお、撮像素子１６の上面には気密がラス１７
を介してフィルタ１８が設けられている。このフィルタ
１８は撮像素子１６の分光特性を調整するもので、例え
ば撮像素子１６が赤色光に強く反応する場合には青色系
のものを用いる。

次に、第７図を参照して、上述した画像読取装この回路
構成について説明する。

この図において、２０は制御部である。この制御部２０
は回路全体を制御するもので、インターフェース部２８
を介して外部機器（図示せず）から読み取り指令が与え
られると、ランプドライバ２１、シャッタドライバ２２
．センサードライバ２３に制御−信号を与え、撮像素子
１６で得られた画像としての信号をアンプ２４、信号処
理回路２５を介してＡ／Ｄ変換器２６より画像データが
与えられ、この画像データをメモリ２７に記憶し。

この記憶された画面データをインターフェース部２８に
も４える。すなわち、ランプドライバ２１は制御部２０
から制御信号が与えられると、４つの光源６ａ〜６ｄを
順次点灯させ、原稿３を１／４づつ照明する。シャッタ
ドライバ２２は制御部２０からの制御信号により光シャ
ッタ１４を駆動し、光シャッタ１４の各シャッタ部１４
ａ〜１４ｄの開状態を順次切り換える。センサードライ
バ２３は同期を取るタイミング回路を含み、制御部２０
からの制御信号により撮像素子１６を駆動して画像の読
み取りを開始させるとともに、同期信号を信号処理回路
２５．Ａ／Ｄ変換器２６、および制御部２０に与える。

撮像素子１６はセンサードライバ２３により駆動されて
光シャッタ１４のシャッタ部１４ａ−１４ｄで選択され
た１／４の像を順次読み取って、Ｗ（白）、Ｃｙ（シア
ン）、Ｙ（黄）、Ｇ（緑）のカラー信号をアンプ２４に
グ・える、アンプ２４は撮像素子１６からグ、えられた
カラー信号を増幅して信号処理回路２５に与える。信号
処理回路２５はマトリクス回路、積分回路、ＬＰＦ　（
ローパスフィルタ）等よりなり、アンプ２４で増幅され
たカラー信号をマトリクス回路でＲ（赤）、Ｂ（青）、
Ｙ（黄）の信号に変換し、積分回路で固定パターンのノ
イズを除去するとともに、センサードライバ２３からの
同期信号に基づいて同期を取り、その信号の低周波成分
のみをＬＰＦからＡ／Ｄ変換器２６に与える。　Ａ／Ｄ
変換器２６は信号処理回路２５からのアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するとともに、センサードライバ２３
からの同期信号により同期が堆られ、画像データを制御
部２０に与える。メモリ２７はＡ／Ｄ変換器２６から制
御部２０に与えられた画像データを記憶する。インター
フェース部２８は外部機器との接続を図るもので、外部
機器からの読み出し指令を制御部２ｏに与えるとともに
、メモリ２７に記憶されている画像データが制御部２０
で読み出されて与えられ、この画像データを外部ａ′Ｊ
Ａに送り出す、なお、外部機器としては、パーソナルコ
ンピュータやモデム（画像データを電話回線に乗せるも
の）等である。

肱−咋次に、上記のように構成された画像読取装置を使用する
場合について説明する。

まず、押え蓋３を開いて原稿台２の上に原稿３を配置し
、再び押え蓋３を閉じる。この状態で、外部機器から読
み出し指令がインターフェース部２８を介して制御部２
０に与えられると、制御部２０によりランプドライバ２
１、シャッタドライバ２２、センサードライバ２３が駆
動される。すると、アンプドライバ２１は光源６ａ〜６
ｄを駆動して順次点灯させ、原稿３を１７４づつ照明し
、またシャッタドライバ２２は光シャッタ１４を駆動し
てシャッタ部１４ａ〜１４ｄを順次閉いて切り換え、さ
らにセンサードライバ２３は光源６ａ〜６ｄと光シャッ
タ１４が安定した後、撮像素子１６を駆動して読み取り
を開始させる。すなわち、ランプドライバ２１により光
［６ａ〜６ｄが順次点灯すると、光源６ａは第２図に示
すように原稿３の（Ｉ）で示す部分３ａを照明し、光源
６ｂは（ＩＩ）で示す部分３ｂを、光源６ｃは（ＩＩＩ
）　テ示す部分３ｃを、光源６ｄは（１’Ｖ）　テ示す
部分を順次照明する。

そして、このように光源６ａが点灯してａ稿３の（Ｉ）
で示す部分３ａが照明された場合には、他の光源６ｂ〜
６ｄは消灯されており、この状態でシャッタドライバ２
２により光シャッタ１４が駆動されて光シャッタ１４の
各シャッタ部１４ａ〜１４ｄのうち、原稿３の（Ｉ）で
示す部分３ａと対応する部分のシャッタ部１４ａが開く
、すると、第８図に示すように光源６ａで照明された原
稿３の像がフィルタ１５を介して光シャッタ１４のシャ
ッタ部１４ａを透過し、この透過した光がマスク１３の
絞り孔１３　ａを通り抜け、その下に設けられた光学レ
ンズ１２の各レンズ部１２ａ〜１２ｄのうち、シャッタ
部１４ａと対応するレンズ部１２ａにより原稿３の（Ｉ
）で示す部分３ａの像だけが撮像素子１６に結像される
。すなわち、光シャッタ１４のシャッタ部１４ａは原稿
３の全体像が通り扶けるが、光学レンズ１２のレンズ部
１２ａにより原稿３の（Ｉ）で示す部分３ａのみが撮像
素子１６に結像され、他の部分３ｂ〜３ｄは撮像素子１
６以外の部分に結像されるので、撮像素子１６により読
み取られることがない、この場合には、特に光源６ａが
原稿３の（Ｉ）で示す部分３ａを中心に照明するので、
その他の部分３ｂ〜３ｄは比較的暗くなり、撮１素子１
６への悪影響をおよぼさない、このように撮像素子１６
に原稿３の（Ｉ）で示す部分３ａの像が結像されると、
撮像素子１６はその像に応じたカラー信号をアンプ２４
に出力する。すると、このカラー信号は信号処理回路２
５およびＡ／Ｄ変換器２６を介して画像データとして制
御部２０に与えられ、メモリ２７に記憶されるとともに
、この記憶された画像データは制御部２０からインター
フェース部２８を介して外部機器に送り出される。

次に、ランプドライバ２１により光源６ａが消灯され、
次の光源６ｂが点灯すると、今度は原稿３の（ｎ）で示
す部分３ｂが照ＩＪＪされるとともに、光シャッタ１４
はシャッタドライバ２２により駆動され、シャッタ部１
４ａが閉じてシャッタ部１４ｂが開く二　このように光
シャッタ１４のシャッタ部１４ｂが切り換わって開くと
、第９図に示すように、原稿３の（ＩＩ）で示す部分３
ｂの像がフィルタ１５、シャッタ部１４ｂ、絞り孔１３
ａを通り、光学レンズ１２のレンズ部１２ｂにより上述
と同様に撮像素子１６に結像される。

これにより、原稿３の（ｎ）で示す部分３ｂの像のみが
撮像素子１６により読み取られる。このような動作を順
次繰り返すことにより、原稿３の他の部分３Ｃ１３ｄの
像も同様に順次撮像素子１６で読み取られる。そして、
このように読み取られた４つ画像を組み合わせることに
より、ｌ’ＸＭ３の全体像が得られる。

しかるに、上記のような画像読取装置によれば、原稿３
を４つの像に分割し、この分割した像を順次１つの撮像
素子１６で撮像するようにしたので、高速で読み堆りる
ことができるとともに、解像度が高く、文字等を正確に
読み取ることができる。しかも、４つに分割された像を
順次切り換えて選択する手段として光シャッタ１４を用
いたので、機械的な可動部分が全くなく、電気的に簡単
に制御駆動することができ、構造が簡単で、コンパクト
でかつ安価なものを得ることができる。

なお、上述した実施例では原稿３の像を４つに分割して
順次撮像素子１６で読み取るようにしたが、必ずしも４
つに分割する必要はなく、２〜３に分割しても良く、ま
た５つ以上に分割しても良い。

また、上述した実施例では光シャッタ１４として液晶シ
ャッタを用いたが、これに限らず、ＰＬＺＴ等の素子を
用いても良く、また光源６ａ〜６ｄは必ずしもハロゲン
ランプである必要はなく、蛍光灯等であっても良く、さ
らに光学レンズ１２はｆ板状のものにレンズ部１２ａ−
１２ｄを−・体に形成した合成樹脂製のものである必要
はなく、ガラス製の独立したレンズを用いても良い。

［発ＩＪＩの効果］以−Ｌ、詳細に説明したように、この発明の画像読取装
置によれば、原稿等の被写体の全体像を光シャッタによ
り複数に分割してその一部分の像を順次選択するととも
に、この光シャッタで選択された被写体の一部分の像を
光学系により撮像素子に結像して順次撮像するようにし
たので、解像度が高く、かつ高速読み取りができ、しか
も構造が簡単で安価なものを１１Ｊることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第９図はこの発１７３の一実施例を示し、第
１図は画像読取装置の断面図、第２図はその基本構成図
、第３図はセンサーユニット内の要部拡大断面図、第４
ｒＡ（ａ）（ｂ）は光学レンズを示す図、第５図（ａ）
（ｂ）はマスクを示す図、第６図（ａ）（ｂ）は光シャ
ッタを示す図、第７図は画像読取装置の回路ａ成を示す
ブロック図、第８図はａ稿の（Ｉ）で示す部分の読み取
り状態を示す図、第９図はｒＸ稿の（Ｉｆ）で示す部分
の読み取り状態を示す図である。３・・・・・・原稿、６ａ〜６ｄ・・・・・・光源、８
・・・・・・回路基板、１２・・・・・・光学レンズ、
１４・・・・・・光シャッタ、１６・・・・・・撮像素
子。特許出願人　　カシオ計′ｒ１機株式会社代理人　弁理
士　　町　１）俊　正第３図（ａ）第４［（ａ）第５（ａ）第６１（ｂ）（ｂ）図（ｂ）図

Claims

【特許請求の範囲】

原稿等の被写体の全体像を複数に分割し、その一部分の
像を順次選択する光シャッタと、この光シャッタで順次
選択された被写体の一部分の像を所定位置に結像する光
学系と、前記光シャッタで順次選択されて前記光学系で
結像される被写体の一部分の像を順次撮像する撮像素子
とを備えたことを特徴とする画像読取装置。