JPH04126447A

JPH04126447A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH04126447A
Application number: JP2246291A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ozawa; 隆小澤; Mamoru Nobue; 守信江
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1992-04-27
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: US5227896A; JPH0813088B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、結像光学手段を用いて原稿画像の光学像を固
体撮像素子に結像し、それを電気信号に変換する画像読
取装置に係り、特に、その小型化を図るための画像読取
装置の構造に関する。

（従来の技術）ファクシミリ、デジタル複写機、パソコン用スキャナ等
に使用されている画像読取装置としては、例えば第６図
に示すように、上面にプラテンガラス（図示せず）を備
えた筐体１０１の上面側に原稿１０３を配置し、原稿画
像を読み取るものが存在する。

前記筐体１０１内には、縮小光学系を構成する照明光源
１０５、ミラー１０７、レンズ１０９と、固体撮像素子
（例えばＣＣＤ）１１１が設置されている。

また、別のタイプの画像読取装置としては、第７図に示
すように、上面にプラテンガラス（図示せず）を備えた
筐体１０１内に、等倍結像光学系を構成する照明光源１
０５、ロッドレンズアレイ１１３と、密着型センサ１１
５とが設置されている。

そして、照明光源１０５から放射された光は原稿１０３
面で反射し、その反射光が前記縮小光学系若しくは等倍
結像光学系を介して固体撮像素子１１１若しくは密着型
センサ１１５上に結像され原稿面の濃淡に応じた反射光
を電気信号に変換するものである。

（発明が解決しようとする課題）上記従来の構成によると、原稿１０３を配置するための
プラテンガラスを必要とし、装置として原稿１０３幅以
上の幅と奥行を必要とする構成であり、また、画像読取
装置の高さについても、前記縮小光学系や等倍結像光学
系を収容するだけの高さ、例えば、１０〜３０ａ１程度
の高さを必要とするので、画像読取装置の大型化を招く
という問題点があった。

従って比較的大型であるために、個人用机の上に設置す
るようなこともできず、その小型化が強く要求されてい
た。

また、別の問題として操作上の問題があった。

すなわち、従来例の画像読取装置によれば、プラテンガ
ラス上に原稿１０３を裏返しの状態で設置し、かつ、所
定の場所に位置合わせを行う必要があり、繁雑な作業を
余儀なくされていた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、画像読取装
置の小型化を図るとともに、繁雑な作業を不要とするこ
とが可能な画像読取装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するべく、本願発明による画像読取装置
は、原稿画像に応じて駆動することにより原稿画像を複
数に分割して撮像する走査機構部と、該走査機構部が撮
像した分割画像を合成処理して所望の原稿画像データを
得る制御手段とを具備したことを特徴とするものである
。

前記走査機構部は、倍率を可変することが可能な結像光
学手段及びこの結像光学手段に対して所定の位置関係で
配置された固体影像素子を保持し、これら結像光学手段
及び固体撮像素子を任意の一方向及び該任意の一方向に
垂直な他方向に回転させて、任意の解像度をもって原稿
画像を複数に分割して撮像できるように構成されている
。

（作用）まず、任意の原稿を裏返すことなく配置する。

次に、制御手段の制御により走査機構部を駆動して、結
像光学手段及び固体撮像素子を任意の一方向及び該一方
向に直交する他方向に適宜回転させながら、原稿画像を
撮像していく。

その際、任意の解像度をもって、原稿画像を複数に分割
した状態で撮像し、複数の分割撮像データを得る。

次に、制御手段によって、上記複数の分割撮像データを
合成処理して、所望の原稿画像データを得るものである
。

従来のように、プラテンガラス上に原稿を置いて撮像す
る構成ではなく、また、原稿画像を分割して撮像する構
成であるので、画像読取装置の小型化が図れる。

また、原稿についても、従来のように裏返しの状態でプ
ラテンガラス上に載置する必要はなく、また、位置決め
作業も不要であるので、繁雑な作業から開放される。

（実施例）以下、第１図乃至第５図を参照して本発明の一実施例を
説明する。

まず、本実施例による画像読取装置の走査機構部１の構
成を第１図を参照して説明する。水平可動筺体３が支持
部５に取り付けられていて、この水平可動筐体３は、水
平走査軸７を中心にしてＸ方向（任意の一方向）に、回
転可能に設置されている。また、水平走査機構９が設け
られており、この水平走査機構９によって上記水平可動
筐体３を回転させるものである。

上記水平可動筐体３には、垂直可動筐体１１が取り付け
られている。この垂直可動筺体１１には、結像光学手段
１３、固体撮像素子（例えば、二次元イメージセンサを
構成するＣＣＤ）１５、結像倍率制御機構１７、焦点制
御機構１９が取り付けられている。また、上記水平可動
筐体３には、駆動処理回路２５が取り付けられている。

上記垂直可動筐体１１は、垂直走査軸２１を中心にして
、上記Ｘ方向に直交するＹ方向（他方向）に回転可能に
なっており、この垂直可動筐体１１は垂直走査機ｌｌｌ
１２３により駆動される。

このように、結像光学手段１３及び固体撮像素子１５は
、相互に直交する二方向に対して回転可能に（ジャイロ
機構を構成して）配置されている。

次に、画像読取装置の制御手段の構成を、上記走査機構
部１との関係で、第２図を参照して説明する。

第２図は機能ブロックであり、まず、入力部２７がある
。この人力部２７により、「解像度指定」２９、「読取
開始」３１を指示する。

上記二つの指示は、処理部３３の制御回路３５に入力さ
れる。処理部３３は、上記制御回路３５と、画像処理部
３７とから構成されている。

制御回路３５は、入力部２７からの指示にしたがって、
走査機構部１の駆動処理回路２５に制御信号を出力し、
固体撮像素子１５を所定のタイミングで動作させる。

一方、上記制御回路３５からは、走査機構部１の制御回
路４５にも制御信号が出力され、駆動機構４７を所定の
タイミングで制御する。それによって、結像光学手段１
３を動作させる。

このような作用によって、原稿５１の画像を撮像する一
０撮像された画像データは、上記固体撮像素子１５、駆
動処理回路２５を介して、画像処理部３７に送られ、そ
こで合成処理されて所望の画像データを得る。

ところで、原稿５１の画像読み取りであるが、第３図に
示すような手順で行われる。まず「解像度指定」ａが行
われるとともに、「読取開始」ｂが指示され、それによ
って、「画像原稿全体操像」Ｃが行われる。

上記「画像原稿全体撮像」Ｃによって、「画像原稿エツ
ジ検出」ｄが行われる。この画像原稿エツジ検出は、例
えば原稿画像と該原稿画像が置かれている面（例えば机
の上面、黒色シート等）とのコントラストの差異を検出
することにより判断する。そして、焦点合わせにより得
られた距離情報及び撮像部からの角度情報とにより、「
画像原稿サイズ演算」ｅが行われる。また、それと同時
に、「画像原稿傾き検出演算」ｆが行われる。

次に、「ズーム１ｔ７ｉｔｔ算設定」ｇ、「画像原稿分
割数演算」ｈか行われる。そして、画像原稿分割数に基
づいて、既に述べた走査機構部１を駆動して、結像光学
手段１３及び固体撮像素子１５をＸ方向及びＹ方向に適
宜回転させて、「画像原稿分割走査」ｉを行なう。

各々の分割画像は、斜めから撮像されているので、得ら
れたデータに対して、既に得られた傾きのデータにした
がって、「画像原稿傾き補正」ｊを行う。それと同時に
、焦点距離の若干の違いにより、画像原稿に歪みが生し
ているので、既に得られている距離データに基づいて、
「画像原稿歪み補正」ｋを施す。

このようにして得られた画像分割データに対して、「分
割画像原稿合成」ｌを施して、「画像原稿データ」ｍを
得る。

次に、第４図を参照して、既に述べた原稿画像サイズの
演算方法、画像分割数の演算方法について、更に詳細に
説明する。

まず、第４図（ａ）に示すように、固体撮像素子１５の
中心５３に、原稿画像５１の隅り、がくるように、固体
撮像素子１５をＸ方向及びＹ方向に適宜回転させる。そ
のときの原点軸５５に対する回転角を、各々θＸｌ　、
θｙ、とし、かつ焦点合わせによる距離を１１　とする
。

また、原稿画像５１の残りの３個の隅Ｌ２、Ｌ２、Ｌ、
に対しても同様の操作を行うことにより、回転角及び距
離を算出する。その結果、原稿画像５１の４個の隅Ｌ１
、Ｌ２、Ｌｌ、Ｌ４の空間座標は次のようなものとなる
。

Ｌ＋　　：　　（１＋　　θＸ、θｙ、）Ｌ２：（１２
θＸ、θＹ２　）Ｌ、　　：　　（１，θｘ３　θｙｓ　）Ｌ、　　：　
　（１，θＸ、θｙａ）次に、上記各空間座標に基づいて、原稿画像５１のＸ方
向長さ（ｌｘ）と、Ｙ方向長さ（ｌｙ）を算出する。す
なわち、Ｘ方向長さ（ｌｘ）と、Ｙ方向長さ（ｌｙ）は
、前記回転角や焦点距離をパラメータとする所定の関数
ｆにより、式（１）％式％ｌ　ｘ−ｆ　　（１１１２θＸ、θｙ、θｘ２　θＶ２
　　）１）’−ｆ　　（１２１３θｘ２　θｙ２　θｘ
３　θｙ３）・・・・・・（ｎ）そして１、上記Ｘ方向風さ（ｌｘ）と、Ｙ方向風さ（ｌ
ｙ）に基づいて、原稿画像５１のサイズを決定する。

次に、原稿画像５１の分割数を算出する。原稿画像５１
の分割数（ｎ　ｘ）、（ｎｙ）は、次の式％式％：Ｎｘ：撮像素子５１のＸ方向の画素数Ｎｙ：撮像素子５１のＹ方向の画素数以上のデータに基づいて、走査機構部１を動作させる。

すなわち、水平角度θｘ１からθｘ２まで、または、θ
Ｘ、からθｘ４の範囲で、ｎｘ回に分けて走査する。ま
た、垂直角度θｙ、からθｙ、まで、または、θｙ２か
らθｙ、の範囲て、ｎｙ回に分けて走査する。これによ
って、原稿画像５１の全体を所定数に分割して撮像する
ものである。

具体的には、例えば、解像度ｍが１６ド、ノド／閤、原
稿画像５１のサイズがＡ４、撮像素子４３の画素数（Ｎ
ｘＸＮｙ）が（５００Ｘ５００）とすると、分割数（ｎ
　ｘ、　ｎ　ｙ）が（７，１０）となり、原稿画像５１
の全体を７０分割することになる。したがって、７０個
の分割画像データが得られる。

次に、本実施例による画像読取装置が、実際上どのよう
な使用状況で使用されるかについて説明する。

例えば、第５図（ａ）に示すように、小型ワークステー
ション５７のデイスプレィパネル５９の隅に取り付ける
。そして、原稿画像５１を小型ワークステーション５７
の横に置き、既に述べた手順で画像を読み取っていけば
よい。

また、別の例としては、第５図（ｂ）に示すように、ス
タンド６１に画像読取装置を取り付けることもできる。

以上本実施例によると次のような効果を奏することがで
きる。

まず、画像読取装置が小型化がされ、個人用机の上にも
十分に配置して機能させることができる。

これは、従来のように、原稿画像５１をプラテンガラス
上に裏返しの状態で載せて、これを下方から読み取って
いくのではなく、結像光学系１３及び固体撮像素子１５
を保持した走査機構部１を直交する二方向に回転可能に
配置し、原稿画像５１を分割して撮像するようにしたか
らである。

また、画像読取に要する作業も簡単なものとなる。すな
わち、従来は、原稿画像５１をプラテンガラス上に裏返
しの状態で配置し、さらに所定の場所に位置決めしなけ
ればならなかったのに対して、本実施例の場合には、そ
のような作業は一切不要になるからである。

また、読取品質の向上を図ることができるとともに、最
終的に得られた画像データも品質の高いものとなる。こ
れは、必要解像度に応じてズーミングを行うようにして
いるからであり、また、得られた画像データに対して、
傾きに基づく補正、及び焦点ずれに基づく補正を施すよ
うにしているからである。

さらに、画像読取の対象物はなんでもよく、あらゆるも
のに適用できるとともに、原稿照明としても室内照明で
事足りるので、エネルギー消費量の低減を図ることがで
きる。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではない。

前記一実施例では、固体撮像素子１５として、ＣＣＤで
構成された二次元イメージセンサを想定したが、それ以
外にも、ＭＯＳ型の二次元イメージセンサ、バイポーラ
型の二次元イメージセンサ、アモルファスシリコン及び
ＴＦＴ型の二次元イメージセンサ等を適用してもよい。

また、ＣＣＤ型、ＭＯＳ型、バイポーラ型、アモルファ
スシリコン及びＴＦＴ型の一次元イメージセンサを使用
して、これを走査機構部１内で移動走査させるか、或は
走査機構部１自体を移動させて等価的に二次元走査させ
ることも考えられる。

また、原稿画像としては、前記一実施例で示したシート
状の原稿画像５１に限定されず、本、手持ちの原稿、三
次元物体を撮像することができる。

さらに、本発明の画像読取装置をプラテンガラス面の下
に配置して、従来の複写機として構成することも考えら
れる。

（発明の効果）以上詳述したように本発明による画像読取装置によると
、結像光学手段及び固体撮像素子を、相互に直交する任
意の二方向に回転可能に配置し、原稿画像を複数に分割
して撮像するとともに、それを合成処理して所望の画像
データを得るようにしたので、画像読取装置の小型化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は画像読取装置本体の構成図、第２図は機能ブロック
図、第３図はフローチャート、第４図（ａ）、（ｂ）は
原稿画像のサイス決定及び分割数の決定を説明する図、
第５図（ａ）、（ｂ）は画像読取装置の使用状況を示す
図、第６図及び第７図は従来例による画像読取装置の構
成図である。１・・・・・・走査機構部３・・・・・・結像光学手段５・・・・・・固体撮像素子７・・・・・・人力部３・・・・・・処理部１・・・・・・原稿画像

Claims

【特許請求の範囲】倍率を可変することが可能な結像光学手段及びこの結像
光学手段に対して所定の位置関係で配置された固体影像
素子を保持し、これら結像光学手段及び固体撮像素子を
任意の一方向及び該任意の一方向に垂直な他方向に回転
させて、任意の解像度をもって原稿画像を複数に分割し
て撮像する走査機構部と、上記走査機構部を原稿画像に応じて駆動させるとともに
、走査機構部が撮像した分割画像を合成処理して所望の
原稿画像データを得る制御手段と、を具備したことを特
徴とする画像読取装置。