JPH02174362A - Scanner - Google Patents

Scanner

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Publication number
JPH02174362A
JPH02174362A JP63328043A JP32804388A JPH02174362A JP H02174362 A JPH02174362 A JP H02174362A JP 63328043 A JP63328043 A JP 63328043A JP 32804388 A JP32804388 A JP 32804388A JP H02174362 A JPH02174362 A JP H02174362A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus
reading
mode
scanner device
depth
Prior art date
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Pending
Application number
JP63328043A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Seto
瀬戸 敏男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP63328043A priority Critical patent/JPH02174362A/en
Publication of JPH02174362A publication Critical patent/JPH02174362A/en
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Abstract

PURPOSE:To always read a sharp picture by switching the read mode into at least two kinds of the read mode with deep focus and low speed or the read mode with a shallow focus and high speed. CONSTITUTION:When a command selecting whether the read mode 1 with deep focus and low speed or the read mode 2 with shallow focus and high speed is received from an external device or a host device connecting to the scanner, the CPU of the scanner uses a solenoid 18 to drive an aperture blade 16 in a lens unit 15 via a lever 17 accordingly in a direction of stopping the blade in the case of the mode 1 and in the direction of opening the blade in the case of the mode 2 and switches the read timing accordingly. Thus, a picture with sharp focus is obtained even from a stereoscopic object and it is possible to read the picture not out of focus at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ターゲットガラスの所定の位置にシート原稿
あるいは厚手のブック原稿をセットし、主走査は一次元
ラインセンサで、副走査はセンサスは光学系を機械的に
移動させて行なう方式の、例えば複写機等におけるスキ
ャナ装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention sets a sheet original or a thick book original at a predetermined position on a target glass, and uses a one-dimensional line sensor for main scanning and a census sensor for sub-scanning. The present invention relates to a scanner device used in, for example, a copying machine, in which an optical system is moved mechanically.

(従来の技術) この種のスキャナ装置の一例を第3図に示す。(Conventional technology) An example of this type of scanner device is shown in FIG.

1はターゲットガラス、2はその上にセットされた読み
取られる厚手のブック原稿、3は、原稿面を照明するラ
ンプ4及び原稿面からの反射光を受けて光路を変えるミ
ラー5とを搭載した第1走行体、6は、第1走行体3か
らの光を受けその光路を更に変えるミラー7及び8を搭
載した第2走行体、9は結像レンズ、10はCCDライ
ンセンサ、11は制御基板である。
Reference numeral 1 denotes a target glass, 2 a thick book document set thereon to be read, and 3 a third device equipped with a lamp 4 that illuminates the document surface and a mirror 5 that receives reflected light from the document surface and changes the optical path. 1 a running body; 6 a second running body equipped with mirrors 7 and 8 that receive light from the first running body 3 and further change the optical path; 9 an imaging lens; 10 a CCD line sensor; 11 a control board. It is.

このような構成において、第1走行体3が実線で示す位
置から破線で示す位置まで移動しながら原稿2面を走査
し、同時に第2走行体6も実線で示す位置から破線で示
す位置まで移動し、原稿からの反射光を結像レンズ9に
入射する。なお、第2走行体6の移動距離(移動速度)
は第1走行体3の移動距fi(移動速度)の1/2で、
反射光の光路長が常に一定になるようになっている。レ
ンズ9は光像をCCDラインセンサ10上に結像させ、
CCDラインセンサ10で光電変換して画像の読取を行
なう。上記光学系の移動による原稿面の走査を副走査と
し、その副走査方向に直角な方向の主走査をCCDライ
ンセンサ10が行なう。
In such a configuration, the first traveling body 3 scans two sides of the document while moving from the position shown by the solid line to the position shown by the broken line, and at the same time, the second traveling body 6 also moves from the position shown by the solid line to the position shown by the broken line. Then, the reflected light from the original is incident on the imaging lens 9. Note that the moving distance (moving speed) of the second traveling body 6
is 1/2 of the moving distance fi (moving speed) of the first traveling body 3,
The optical path length of the reflected light is always constant. The lens 9 forms a light image on the CCD line sensor 10,
The CCD line sensor 10 performs photoelectric conversion and reads the image. The scanning of the document surface by the movement of the optical system is referred to as sub-scanning, and the CCD line sensor 10 performs main scanning in a direction perpendicular to the sub-scanning direction.

(発明が解決しようとする課題) ところで、第3図に示したような厚手のブック原稿を読
み取るときは、ブック中央の綴じ部分や両端部がターゲ
ットガラス1から浮き上がり易い。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, when reading a thick book original as shown in FIG.

そのため、第4図に示したように、読取画像における前
記浮き上がり部分に対応する箇所(a、b。
Therefore, as shown in FIG. 4, the portions (a, b) corresponding to the raised portions in the read image.

C)にボケが生じ易い。これは特に、例えばファクシミ
リ等で用いられているシート原稿フィード型のスキャナ
装置において顕著である。
C) is likely to be blurred. This is particularly noticeable in sheet document feed type scanner devices used in facsimiles and the like.

そこで、原稿面がターゲットガラスから多少離れてもピ
ンボケにならないようにするには、焦点深度の深いレン
ズ系を用いればよいが、そうすると、レンズは暗くなり
、必要光量を得るにはCCDの捨積時間を多くとる必要
が生じ、従って、高速読取ができなくなるという難点が
ある。また逆に、レンズを明るくすれば、逆の理由によ
り高速読取が可能になるが、焦点深度が浅くなり、ブッ
ク原稿の中央部や立体物の浮き上がり部の鮮明な読取が
困難になる。
Therefore, in order to prevent the document from becoming out of focus even if the document surface is a little far from the target glass, it is best to use a lens system with a deep depth of focus. This has the disadvantage that it requires a lot of time and therefore high-speed reading is not possible. Conversely, if the lens is made brighter, high-speed reading becomes possible for the opposite reason, but the depth of focus becomes shallower, making it difficult to clearly read the central part of a book document or the raised part of a three-dimensional object.

上記のような原稿の浮き上がりによる読取画像の劣化(
ボケ)を敗済するために、なるべく焦点深度の深い設計
にすることが望ましく、そのためには、焦点距離の長い
レンズを使用するか、又はFナンバーの大きいレンズを
使用する必要があるが、前者の場合は全体の光路長を長
くするため装置が大型化する欠点を有し、後者の場合は
受光面照度が低下するため読取高速化ができないという
欠点があり、結局、従来のスキャナ装置においては、相
反する特性の妥協点を見出して設計しているのが現実で
あった。
Deterioration of the scanned image due to the lifting of the original as described above (
In order to eliminate blur (blur), it is desirable to design a design with as deep a depth of focus as possible, and for that purpose, it is necessary to use a lens with a long focal length or a lens with a large F number, but the former In the latter case, the overall optical path length is increased, which increases the size of the device, and in the latter case, the illuminance of the light-receiving surface decreases, making it impossible to increase the reading speed. The reality is that the design involves finding a compromise between contradictory characteristics.

本発明は、上記の問題点を解決するもので、必要に応じ
て焦点深度を切り換え、常に鮮明な画像を読み取るよう
にしたスキャナ装置を堤供するものである。
The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a scanner device that changes the depth of focus as necessary to always read clear images.

(課題を解決するための手段) 本発明のスキャナ装置は、光学系におけるレンズのFナ
ンバーを変える絞り切換手段と、副走査速度切換手段と
を備え、読取モードを、■深い焦点深度かつ低速読取モ
ードと、■浅い焦点深度かつ高速読取モードの少なくと
も2種類に切換可能にしたものである。
(Means for Solving the Problems) The scanner device of the present invention is equipped with an aperture switching means for changing the F number of a lens in an optical system and a sub-scanning speed switching means, and the reading mode is set to ■ Deep depth of focus and low speed reading. It is possible to switch between at least two types: (1) shallow depth of focus and high speed reading mode;

(作 用) 厚手のブック原稿や立体物の読取を行なう際は、焦点深
度優先を選択し、■深い焦点深度かつ低速読取モードに
設定する。また、シート原稿の場合は、読取速度優先を
選択し、■浅い焦点深度かつ高速読取モードに切り換え
る。
(Function) When reading thick book manuscripts or three-dimensional objects, select depth of focus priority and set ■deep depth of focus and low speed reading mode. In addition, in the case of a sheet original, select the reading speed priority and switch to the shallow depth of focus and high speed reading mode.

一般に、レンズ系における物体側の焦点深度Δは次式で
与えられる。
Generally, the depth of focus Δ on the object side of a lens system is given by the following equation.

Δ=ρ・FNO(1+m) /m”  −11)また、
  F=f/D           ・・(2)であ
る。ここで、ρ;錯乱円の直径 FNO:レンズのFナンバー m:倍率 f:焦点距離 D:有効口径 従って、レンズの絞りによって有効ひとみ径を小さくす
れば、焦点距離fは一定であるので、レンズのドナンバ
ーは大きくなる。一方、(1)式より、ドナンバーと焦
点深度Δは比例するので、絞りによる有効ひとみ径と焦
点深度は反比例することになる。
Δ=ρ・FNO(1+m)/m”-11) Also,
F=f/D (2). Here, ρ; Diameter of the circle of confusion FNO: Lens F number m: Magnification f: Focal length D: Effective aperture Therefore, if the effective pupil diameter is reduced by the lens aperture, the focal length f is constant, so the lens The number increases. On the other hand, according to equation (1), the number and the depth of focus Δ are proportional, so the effective pupil diameter and the depth of focus due to the diaphragm are inversely proportional.

また、像の照度Eは、下記で表わされる。Further, the illuminance E of the image is expressed as below.

ここで、B:物体の輝度 に:レンズの透過率 (2)、 (3)式より像の明るさは、レンズの絞りに
よる有効口径の2乗に比例することになる。
Here, B: Brightness of the object: Transmittance of the lens (2) From equation (3), the brightness of the image is proportional to the square of the effective aperture of the lens aperture.

故に、    E伽D2          ・・・(
4)よって、焦点深度を2倍にすると、光景が1/4に
低下するので、同一感度を得ようとすれば、読取速度も
1/4にしなくてはならない。
Therefore, EkaD2...(
4) Therefore, if the depth of focus is doubled, the field of view is reduced to 1/4, so if the same sensitivity is to be obtained, the reading speed must also be reduced to 1/4.

(実施例) 以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。(Example) Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例のレンズの絞り切換機構を
示したものである。15はレンズユニツ1−であり、そ
の内部に絞り羽根16を備えている。この絞り羽根16
は、外部に導出したレバー17を動かすことよりその絞
り値を切り換えることができる。
FIG. 1 shows an aperture switching mechanism of a lens according to an embodiment of the present invention. 15 is a lens unit 1-, which is provided with aperture blades 16 therein. This aperture blade 16
The aperture value can be changed by moving a lever 17 led out to the outside.

18は絞り切換用のソレノイドである。18 is a solenoid for switching the aperture.

そこで、厚手のブック原稿や立体物の読取を行なう際は
、原稿がターゲットガラスから浮き上がり易いので、絞
り羽根16を絞ってFナンバーを大きくする。同時に、
絞り羽根16を絞るとセンサ面に到達する光量が少なく
なるので副走査速度を遅くする。一方、シート原稿を読
み取る際は、原稿の浮き上がりがないので、絞りの開口
を大きくし、Fナンバーを小さくする。同時に、センサ
面への到達光量が多いので、副走査速度を速くする。
Therefore, when reading a thick book original or a three-dimensional object, the aperture blades 16 are narrowed down to increase the F-number because the original tends to lift off the target glass. at the same time,
When the aperture blades 16 are narrowed down, the amount of light reaching the sensor surface decreases, so the sub-scanning speed is slowed down. On the other hand, when reading a sheet document, the aperture of the diaphragm is made large and the F number is made small because the document does not lift up. At the same time, since the amount of light reaching the sensor surface is large, the sub-scanning speed is increased.

第2図は1本実施例における制御回路楕成を示したもの
である。スキャナ装置に接続されている外部機器やホス
トから、■深い焦点深度かつ低速読取モードか、■浅い
焦点深度かつ高速読取モードのどちらを選択するかのコ
マンドを受は取ると、スキャナ側CPUは、それに従い
、レンズユニット15内の絞り羽根16をレバー17を
介してソレノイド18にて駆動し、モード■ならば絞る
方向に、また、モード■ならば絞りを開ける方向に切り
換える。それに伴い、読取タイミングも切り換える。
FIG. 2 shows the control circuit configuration in one embodiment. When receiving a command to select either ■deep depth of focus and low speed reading mode or ■shallow depth of focus and high speed reading mode from an external device or host connected to the scanner device, the scanner side CPU: Accordingly, the aperture blades 16 in the lens unit 15 are driven by the solenoid 18 via the lever 17, and the mode is switched to the direction of closing the aperture if the mode is ■, and to the direction of opening the aperture if the mode is the mode ■. Along with this, the reading timing is also changed.

即ち、モード■ならばCCDのインテグレーション時間
が長くなるようにセットし、また副走査の送り速度も低
速モード側になるように、モータ制御回路をセノ1〜す
る。ニオしにてモードセットは完rするので、次に、実
読取が行なオ〕れ、モード■ならば読取はゆっくり進行
するが、立体物でもシャープにピントの合った画像が得
られる。モード■では、!11−−−のシー1へ原稿等
、J原稿の浮き上がりが発生しないときに選択されるの
で、これもまた、ピンボケのない画像を高速で読み取る
ことが可能となる。
That is, in the case of mode (3), the motor control circuit is set so that the CCD integration time is long, and the sub-scanning feed speed is set to the low speed mode side. Since the mode setting is completed in the third mode, actual reading is performed next.If the mode is set to ■, the reading progresses slowly, but a sharply focused image can be obtained even for three-dimensional objects. In mode ■! Since this is selected when lifting of the J original, such as the original to Sheet 1 of 11--, does not occur, this also makes it possible to read an image without blurring at high speed.

本発明は、上記基本的IJJ換構成によって、いくつか
の応用が考えられる。以下その応用実施例を示す。
The present invention can have several applications using the basic IJJ exchange configuration described above. Examples of its application will be shown below.

まず、第5図に示したように、原稿押えのための圧板2
1の開閉に連動するスイッチ22を設け、その開閉を制
御用CPUで検知する。即ち、第5図(a)のように、
厚手のブック原稿や立体物がセットされて圧板が閉じら
れないときは、スイッチ22が作動せず、これにより■
深い焦点深度かつ低速読取モードが自動的に選択され、
また、第5図(b)のように、シート原稿の場合で、圧
板21を閉じた場合は、スイッチが作動し、これにより
■浅い焦点深度かつ高速読取モードが自動的に選択され
る。
First, as shown in FIG.
A switch 22 that is linked to the opening and closing of the switch 1 is provided, and the opening and closing of the switch 22 is detected by a control CPU. That is, as shown in FIG. 5(a),
When a thick book original or three-dimensional object is set and the pressure plate cannot be closed, the switch 22 will not operate, causing
Deep depth of focus and slow scanning mode are automatically selected,
Further, as shown in FIG. 5(b), in the case of a sheet original, when the pressure plate 21 is closed, a switch is activated, whereby the shallow depth of focus and high speed reading mode (1) is automatically selected.

第6図は、シート原稿自動給送装置(ADF)25を備
えたスキャナ装置を示したもので、ADF25が使用さ
れる場合はシート原稿であるから浮き上がりは発生せず
、かつ高速による読取が要求されるので、■浅い焦点深
度かつ高速読取モードが、また、厚手のブック原稿等の
場合はADFが使用されないので、そのときは■深い焦
点深度かつ低速読取モードがそれぞれ自動的に選択され
るようにする。
FIG. 6 shows a scanner device equipped with an automatic sheet document feeder (ADF) 25. When the ADF 25 is used, lifting does not occur because it is a sheet document, and high-speed reading is required. Therefore, ■Shallow depth of focus and high speed scanning mode will be automatically selected, and since the ADF will not be used for thick book manuscripts, ■Low depth of focus and low speed scanning mode will be automatically selected. Make it.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、被読取原稿がブ
ック原稿のように厚みのあるものか、シート原稿かに応
じて読取モードを、■深い焦点深度かつ低速読取モード
か、■浅い焦点深度かつ高速読取モードかの少なくとも
2種類に切り換えることができ、常に鮮明な画像を読み
取ることができるとともに、シート原稿の場合は高速読
取が可能になるので、コストパーフォーマンスのよいス
キャナ装置とすることができる利点がある。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the reading mode can be set depending on whether the original to be read is thick like a book original or a sheet original. It is possible to switch between at least two modes: shallow depth of focus and high-speed reading mode, and it is possible to always read clear images, and high-speed reading is possible for sheet originals, making it highly cost-effective. It has the advantage that it can be used as a scanner device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例のレンズの絞り切換機構の
構成図、第2図は、同実施例における制御回路のブロッ
ク図、第3図は、一般的な縮小光学系スキャナ装置の構
成図、第4図は、厚手のブック原稿の読取でのボケの発
生を示す図、第5図は、本発明の応用実施例の構成図、
第6図は、本発明の他の応用実施例を示す図である。 1 ・・・ターゲットガラス、 3 ・・・第1走行体
、 6 ・・・第2走行体、 9 ・・・結像レンズ、
10・・・CCDラインセンサ、 15・・・ レンズ
ユニット、16・・・絞り羽根、17・・・ レバー1
8・・・ソレノイド、21・・・圧板、22・・・スイ
ッチ、25・・・ADF。 特許出願人   株式会社 リ コー
FIG. 1 is a block diagram of a lens aperture switching mechanism according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control circuit in the same embodiment, and FIG. 3 is a diagram of a general reduction optical system scanner device. 4 is a diagram showing the occurrence of blurring when reading a thick book original; FIG. 5 is a diagram of the configuration of an applied example of the present invention;
FIG. 6 is a diagram showing another applied embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Target glass, 3... First traveling body, 6... Second traveling body, 9... Imaging lens,
10... CCD line sensor, 15... Lens unit, 16... Aperture blade, 17... Lever 1
8... Solenoid, 21... Pressure plate, 22... Switch, 25... ADF. Patent applicant Ricoh Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の位置にシート原稿あるいはブック原稿をセ
ットし、主走査は一次元ラインセンサで、副走査はセン
サ又は光学系を機械的に移動させて行なう方式のスキャ
ナ装置において、 前記光学系におけるレンズのFナンバーを変える絞り切
換手段と、副走査速度切換手段とを備え、読取モードを
、[1]深い焦点深度かつ低速読取モードと、[2]浅
い焦点深度かつ高速読取モードの少なくとも2種類に切
換可能にしたことを特徴とするスキャナ装置。
(1) In a scanner device in which a sheet original or a book original is set in a predetermined position, main scanning is performed by a one-dimensional line sensor, and sub-scanning is performed by mechanically moving the sensor or optical system, in the optical system: It is equipped with an aperture switching means for changing the F-number of the lens and a sub-scanning speed switching means, and has at least two types of reading modes: [1] deep depth of focus and low speed reading mode, and [2] shallow depth of focus and high speed reading mode. A scanner device characterized by being able to switch to.
(2)請求項(1)記載のスキャナ装置であって、原稿
圧板の開閉を検知する手段と、該検知手段の信号により
、前記原稿圧板が開の状態での読取起動時は深い焦点深
度かつ低速読取モードに、前記原稿圧板が閉の状態での
読取起動時は浅い焦点深度かつ高速読取モードにそれぞ
れ自動設定する手段とを設けたことを特徴とするスキャ
ナ装置。
(2) The scanner device according to claim (1), further comprising: means for detecting opening/closing of the document pressure plate; and a signal from the detection means, when reading is started with the document pressure plate open, a deep focal depth and a A scanner device comprising means for automatically setting a low-speed reading mode to a shallow depth of focus and a high-speed reading mode when reading is started with the document pressure plate closed.
(3)請求項(1)記載のスキャナ装置であって、シー
ト原稿自動給送装置を備え、このシート原稿自動給送装
置を使用せずにターゲットガラス上に直接原稿をセット
しての読取起動時は深い焦点深度かつ低速読取モードに
、前記シート原稿自動給送装置を使用しての読取起動時
は浅い焦点深度かつ高速読取モードにそれぞれ自動設定
する手段を設けたことを特徴とするスキャナ装置。
(3) The scanner device according to claim (1), comprising an automatic sheet document feeder, and starts reading by setting the document directly on the target glass without using the automatic sheet document feeder. A scanner device characterized in that it is provided with means for automatically setting a deep depth of focus and a low speed reading mode when reading is started using the sheet document automatic feeder, and a means for automatically setting a shallow depth of focus and a high speed reading mode when reading is started using the automatic sheet document feeder. .
JP63328043A 1988-12-27 1988-12-27 Scanner Pending JPH02174362A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473149A (en) * 1993-05-25 1995-12-05 Nippondenso Co., Ltd. Bar code reading apparatus with multifocal length optical system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473149A (en) * 1993-05-25 1995-12-05 Nippondenso Co., Ltd. Bar code reading apparatus with multifocal length optical system

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