JPH05292314A - Picture reader - Google Patents

Picture reader

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JPH05292314A
JPH05292314A JP4114296A JP11429692A JPH05292314A JP H05292314 A JPH05292314 A JP H05292314A JP 4114296 A JP4114296 A JP 4114296A JP 11429692 A JP11429692 A JP 11429692A JP H05292314 A JPH05292314 A JP H05292314A
Authority
JP
Japan
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image
original
read
document
focus
Prior art date
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Pending
Application number
JP4114296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Ando
和久 安藤
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.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP4114296A priority Critical patent/JPH05292314A/en
Priority to US08/041,188 priority patent/US5362958A/en
Publication of JPH05292314A publication Critical patent/JPH05292314A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a sharp picture without out-of-focus or distortion regardless of the shape of an original face. CONSTITUTION:A spot reflected light reflected by an original 5 is received by a picture read section 1 and the shape of an original face is calculated by a microcomputer 14 based on the light receiving signal. Then based on the result of arithmetic operation, the focus of an original 5 by an optical image forming system 6 is adjusted by a focus control mechanism section 7 and the original picture is read by the picture read section 1. Furthermore, the read signal of a bent part of the original 5 in the read original picture signal is expanded and corrected in density based on the data of the original shape calculated by the arithmetic operation at a distortion picture processing circuit 13 and a sharp pattern without out-of-focus or distortion is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学結像手段を用いて
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、原稿と固体
撮像素子の相対位置の変化に起因して生ずる画像歪み及
び画像のぼけの改善を図った画像読取装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image reading apparatus for forming an optical image of a document image on a solid-state image pickup device by using an optical image forming means, and converting the image into an electric signal. The present invention relates to an image reading apparatus that improves image distortion and image blurring caused by a change in relative position of an image sensor.

【0002】[0002]

【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、図7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ようにしたものがある。
上述の筐体101内には、縮小光学系を構成する照明光
源105、ミラ−107、レンズ109及び固体撮像素
子(例えばCCD)111が設置されている。
2. Description of the Related Art As an image reading apparatus used in a facsimile, a digital copying machine, a scanner for a personal computer, etc., for example, as shown in FIG. 7, a casing 101 having a platen glass (not shown) on its upper surface is used. On the top side of the document 103
Is arranged so that the original image is read.
An illumination light source 105, a mirror 107, a lens 109, and a solid-state image pickup device (for example, CCD) 111, which constitute a reduction optical system, are installed in the above-mentioned housing 101.

【0003】また、別のタイプの画像読取装置として
は、図8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、等倍光学結像系を構成す
る照明光源105、ロッドレンズアレイ113、密着型
センサ115とが設置されたものがある。そして、照明
光源105から放射された光は原稿103で反射し、そ
の反射光が前述の縮小光学系若しくは等倍光学結像系を
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。
As another type of image reading apparatus, as shown in FIG. 8, an illumination forming a unit-magnification optical imaging system is provided in a housing 101 having a platen glass (not shown) on its upper surface. In some cases, the light source 105, the rod lens array 113, and the contact sensor 115 are installed. Then, the light emitted from the illumination light source 105 is reflected by the original 103, and the reflected light is passed through the reduction optical system or the same-magnification optical imaging system, and the solid-state image sensor 111 or the contact sensor 115.
The reflected light that is imaged on the upper surface and that corresponds to the shading of the document surface is converted into an electric signal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た画像読取装置においては、原稿全体がプラテンガラス
に密着していることを前提として読み取られた信号の処
理を行っているため(換言すれば原稿面の形状に拘らず
焦点距離が一定であるため)に、例えば比較的厚みのあ
る書籍のようなものを読取りさせる場合には、その書籍
をプラテンガラスに裏返しておいたのみでは書籍の背部
が浮き上がってしまい、この部分の読取り画像にぼけや
歪みが生じてしまうという問題に加え、かかる画像のぼ
けや歪みを少しでも軽減するために書籍をプラテンガラ
スに押し着けると、書籍等の原稿がいたみやすく、破損
や落丁を招くという問題があった。
However, in the above-mentioned image reading apparatus, since the signal read is processed on the assumption that the entire original is in close contact with the platen glass (in other words, the original surface is read). Because the focal length is constant irrespective of the shape of the book), when reading a book such as a relatively thick book, the back of the book pops up just by turning it over on the platen glass. In addition to the problem that the read image of this part will be blurred or distorted, if you press the book against the platen glass to reduce the blur or distortion of such image even a little, the original such as the book is easy to damage There was a problem of causing damage or missing pages.

【0005】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、プラテンガラスと原稿との密着の具合に拘らず焦点
距離の合ったぼけや歪のない原画像に忠実な画像を得る
ことのできる画像読取装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an image which can faithfully obtain an original image without blurring and distortion without a blurred focal length regardless of how closely the platen glass and the original are closely attached. An object is to provide a reading device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明に係る画像読取装置は、被読取面からの反射光
を所望の位置に結像する光学結像手段と、前記光学結像
手段により結像された光学像を受光して電気信号に変換
する撮像手段と、前記光学結像手段と撮像手段との相対
位置関係を一定に保持しつつこれら光学結像手段と撮像
手段とを互いに直交する二方向に回動する走査手段と、
被読取面の所望の位置にスポット光を照射するスポット
光照射手段と、前記光学結像手段を介して前記撮像手段
により受光された前記原稿からの前記スポット光の反射
光に対する該撮像手段の出力信号を基に前記原稿面の形
状を演算する面形状演算手段と、前記面形状演算手段の
演算結果に基づいて前記光学結像手段の焦点を調整する
焦点調整手段と、前記面形状演算手段の演算結果に基い
て前記原稿の湾曲部分の画像信号を伸長すると共にその
伸長部分の画像濃度を伸長前の当該湾曲部の画像濃度の
差に基いて設定する補正手段とを具備してなるものであ
る。
In order to solve the above problems, an image reading apparatus according to the present invention comprises an optical image forming means for forming an image of reflected light from a surface to be read at a desired position, and the optical image forming means. The image forming means for receiving the optical image formed by the means and converting it into an electric signal; and the optical image forming means and the image forming means while keeping the relative positional relationship between the optical image forming means and the image forming means constant. A scanning unit that rotates in two directions orthogonal to each other;
Spot light irradiating means for irradiating a desired position on the surface to be read, and output of the image pickup means for reflected light of the spot light from the document received by the image pickup means through the optical image forming means. The surface shape calculation means for calculating the shape of the document surface based on the signal, the focus adjustment means for adjusting the focus of the optical image forming means based on the calculation result of the surface shape calculation means, and the surface shape calculation means. And a correction means for expanding the image signal of the curved portion of the document based on the calculation result and setting the image density of the expanded portion based on the difference in image density of the curved portion before expansion. is there.

【0007】[0007]

【作用】被読取面には、原稿画像の読取り前にスポット
光照射手段によりスポット光が照射され、この反射光
(スポット反射光)は、撮像手段によって受光され電気
信号に変換される。面形状演算手段においてはスポット
反射光に対する撮像手段の出力信号に基づいて被読取面
の形状が演算され、この面形状演算手段の演算結果に基
づいて焦点調整手段ににより光学結像手段の焦点が調整
され、その後に被読取面の画像読取りが行われるので、
常に適切な焦点距離の下での画像が得られるものであ
る。また、面形状演算手段の演算結果に基づいて被読取
面の湾曲部分の縮小画像が本来の大きさに伸長され、し
かも伸長処理によって新たに生成された画像部分の濃度
が、当該新たに生成された画像部分近傍の実際の濃度の
変化量に基づいて設定されるので、歪みやぼけがなく見
易い画像が得られることとなる。
The surface to be read is irradiated with the spot light by the spot light irradiation means before the reading of the original image, and the reflected light (spot reflected light) is received by the image pickup means and converted into an electric signal. In the surface shape calculation means, the shape of the surface to be read is calculated based on the output signal of the image pickup means with respect to the spot reflected light, and the focus of the optical image forming means is adjusted by the focus adjustment means based on the calculation result of the surface shape calculation means. It is adjusted and after that the image of the surface to be read is read,
The image is always obtained under an appropriate focal length. Further, the reduced image of the curved portion of the surface to be read is expanded to the original size based on the calculation result of the surface shape calculation means, and the density of the image portion newly generated by the expansion processing is newly generated. Since it is set based on the actual amount of change in density near the image portion, an image that is easy to see without distortion or blurring can be obtained.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図1乃び図2を参照しつつ、本発明に
係る画像読取装置について説明する。ここで、図1は本
発明に係る画像読取装置の構成を示す構成図、図2は本
発明に係る画像読取装置の主要部外観の一実施例を示す
全体斜視図である。この画像読取装置は、原稿画像の読
取り及び原稿面形状の読取りを行う画像読取部1と、原
稿面にスポット光を照射するスポット光発生部2とに大
別されるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An image reading apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an image reading apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an overall perspective view showing an embodiment of an external appearance of a main part of the image reading apparatus according to the present invention. This image reading apparatus is roughly divided into an image reading unit 1 that reads an original image and an original surface shape, and a spot light generation unit 2 that irradiates the original surface with spot light.

【0009】画像読取部1は、固体撮像素子3の動作を
制御する駆動処理回路4と、例えば、CCD等の撮像手
段としての固体撮像素子3と、この固体撮像素子3に原
稿5からの反射光を集光するレンズ等を含んでなる光学
結像系6と、少なくとも前述の固体撮像素子3と光学結
像系6との相対位置を一定に保ちつつ光学結像系6の原
稿5に対する焦点距離を調節する焦点制御機構部7と、
この焦点制御機構部7を制御する焦点・撮象系制御部8
と、を具備してなるものである。
The image reading section 1 includes a drive processing circuit 4 for controlling the operation of the solid-state image pickup device 3, a solid-state image pickup device 3 as an image pickup means such as a CCD, and a reflection from a document 5 on the solid-state image pickup device 3. An optical imaging system 6 including a lens for condensing light, and a focus of the optical imaging system 6 on the original 5 while keeping a relative position of at least the solid-state imaging device 3 and the optical imaging system 6 constant. A focus control mechanism section 7 for adjusting the distance,
Focus / imaging system control unit 8 for controlling the focus control mechanism unit 7
And are provided.

【0010】スポット光発生部2は、スポット光を発生
するスポット光光源9と、このスポット光光源9からの
スポット光を反射する回転ミラ−10と、この回転ミラ
−10の回転を制御するスポット光照射方向制御部11
と、を有してなるものである。ここで、回転ミラ−10
は、例えば、六角柱状に形成されたポリゴンミラ−等が
好適である。そして、回転ミラ−10を介して原稿5に
照射されたスポット光の反射光(以下、「スポット反射
光」と言う。)は上述した画像読取部1の固体撮像素子
3に受光されるようになっている(詳細は後述)。
The spot light generation section 2 includes a spot light source 9 for generating spot light, a rotary mirror 10 for reflecting the spot light from the spot light source 9, and a spot for controlling the rotation of the rotary mirror 10. Light irradiation direction control unit 11
And, and. Here, rotating mirror-10
For example, a polygon mirror or the like formed in a hexagonal column shape is suitable. Then, the reflected light of the spot light (hereinafter, referred to as “spot reflected light”) irradiated on the original 5 via the rotating mirror 10 is received by the solid-state image sensor 3 of the image reading unit 1 described above. (See below for details).

【0011】さらに、この画像読取装置は、原稿面形状
記憶用メモリ12と、歪み画像処理回路13と、本装置
の動作を制御する公知・周知のマイクロプロセッサ14
とを有している。原稿面形状記憶用メモリ12は、画像
読取部1で受光されたスポット反射光に基いて、マイク
ロプロセッサ14における演算処理によって算出される
(詳細は後述)原稿面の形状のデ−タを記憶するもので
ある。また、歪み画像処理回路13は、上述の原稿面形
状記憶用メモリ12に記憶された原稿面形状に関するデ
−タに基いて画像信号の補正を行うものである(詳細は
後述)。
Further, the image reading apparatus includes a memory 12 for storing a document surface shape, a distorted image processing circuit 13, and a known / known microprocessor 14 for controlling the operation of the apparatus.
And have. The document surface shape storage memory 12 stores the data of the document surface shape calculated by the arithmetic processing in the microprocessor 14 based on the spot reflected light received by the image reading unit 1 (details will be described later). It is a thing. Further, the distorted image processing circuit 13 corrects the image signal based on the data relating to the document surface shape stored in the document surface shape storage memory 12 (details will be described later).

【0012】次に、本実施例における画像読取装置の主
要部外観の一例について図2を参照しつつ説明する。本
実施例の画像処理装置は、従来と異なり原稿面を裏返す
ことなく原稿画像の読取り及び原稿面の形状の読取りが
行えるような構造を有してなるものである。すなわち、
この画像読取装置は、原稿5を載置する平板状の原稿載
置盤15と、この原稿載置盤15の一側部に垂直に設け
られた遮光板16と、を有してなり、さらに、遮光板1
6の上部(図2におてい紙面上方向)両端部には画像読
取部1とスポット光発生部2とがそれぞれ設けられてな
るものである。ここで、画像読取部1は、図1に示され
た各構成要素を全て収納する必要はない。すなわち、少
なくとも、固体撮像素子3、光学結像系6及び焦点制御
機構部7が収納されており、これら全体が互い直交する
二方向に回動されるようになっていればよく、他の構成
要素は必ずしも同一の筐体に収納されなければならない
ものではない。また、画像読取部1が回動される直交す
る二方向とは、図2において言えば、同図に実線矢印で
示されたX方向(原稿載置盤15の幅方向、すなわち、
図2において紙面左右方向)及びy方向(原稿載置盤1
5の奥行方向、すなわち、幅方向に直交する方向)であ
る。したがって、図2において画像読取部1はX方向及
びY方向に走査されるようになっている。
Next, an example of the external appearance of the main part of the image reading apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG. The image processing apparatus of the present embodiment has a structure capable of reading an original image and reading the shape of the original surface without turning over the original surface, unlike the prior art. That is,
The image reading device includes a flat plate-shaped document placing plate 15 on which the document 5 is placed, and a light-shielding plate 16 which is vertically provided on one side of the document placing plate 15. , Light shield 1
An image reading section 1 and a spot light generating section 2 are provided at both ends of the upper part of 6 (upward in FIG. 2). Here, the image reading unit 1 does not need to house all the constituent elements shown in FIG. That is, at least the solid-state imaging device 3, the optical imaging system 6, and the focus control mechanism unit 7 are housed, and it is sufficient that all of them are rotated in two directions orthogonal to each other. The elements do not necessarily have to be housed in the same housing. In addition, the two orthogonal directions in which the image reading unit 1 is rotated are, in the case of FIG. 2, the X direction indicated by the solid arrow in FIG. 2 (the width direction of the document placing plate 15, that is,
In FIG. 2, the right and left sides of the paper surface and the y direction (original platen 1
5 is the depth direction, that is, the direction orthogonal to the width direction). Therefore, in FIG. 2, the image reading unit 1 is designed to scan in the X and Y directions.

【0013】一方、スポット光発生部2は、画像読取部
1と異なり、それが収納された筐体全体が動くものでは
なく、それ自体は遮光板16に対して適宜な角度で固定
されており、内部に収納された回転ミラ−10がスポッ
ト光照射方向制御部11の制御により回動する結果、ス
ポット光が原稿面の任意の点に照射されるようになって
いるものである。そして、本装置においては、画像読取
部1により原稿面形状を読み取る際には、画像読取部1
は、画像読取部1の視向方向がスポット光発生部2によ
る原稿への照射点に一致するように回動、すなわち走査
されるようになっている(図2参照)。
On the other hand, unlike the image reading unit 1, the spot light generating unit 2 does not move the entire housing in which it is housed, and is itself fixed to the light shielding plate 16 at an appropriate angle. As a result of the rotating mirror 10 housed inside being rotated under the control of the spot light irradiation direction control unit 11, the spot light is irradiated to an arbitrary point on the document surface. In this apparatus, when the image reading unit 1 reads the document surface shape, the image reading unit 1
Is rotated, that is, scanned so that the viewing direction of the image reading unit 1 coincides with the irradiation point of the spot light generation unit 2 on the document (see FIG. 2).

【0014】図3には、画像読取部1の走査機構の一具
体例が示されており、以下、同図を参照しつつその構造
について説明する。この画像読取部1の走査機構は、水
平可動筐体17が支持部18に取り付けられており、こ
の水平可動筐体17は、水平走査軸19を中心にしてX
方向に回動可能に設置されている。この水平走査軸19
は、その一端部に設けられた水平走査機構20によって
回動されることにより水平可動筐体17を回動するよう
になっている。尚、支持部18は,遮光板16に止着さ
れている。
FIG. 3 shows a specific example of the scanning mechanism of the image reading section 1, and the structure thereof will be described below with reference to the figure. In the scanning mechanism of the image reading unit 1, a horizontally movable casing 17 is attached to a supporting unit 18, and the horizontally movable casing 17 has an X-axis centered on a horizontal scanning axis 19.
It is installed so that it can rotate in any direction. This horizontal scanning axis 19
Is configured to rotate the horizontally movable casing 17 by being rotated by a horizontal scanning mechanism 20 provided at one end thereof. The support portion 18 is fixed to the light shielding plate 16.

【0015】また、水平可動筐体17には、垂直可動筐
体21が取り付けられており、この垂直可動筐体21に
止着された垂直走査軸22が垂直走査機構23により駆
動されることによって、垂直可動筐体21はY方向に回
動されるようになっている。さらに、本実施例における
垂直可動筐体21には、固体撮像素子3(例えば、二次
元イメ−ジセンサを構成するCCD)、光学結像系6、
焦点制御機構部7及び焦点・撮象系制御部8が、また、
上述した水平可動筐体17には駆動処理回路4が、それ
ぞれ収納されている。
A vertically movable housing 21 is attached to the horizontally movable housing 17, and a vertical scanning shaft 22 fixed to the vertically movable housing 21 is driven by a vertical scanning mechanism 23. The vertically movable housing 21 is adapted to be rotated in the Y direction. Further, in the vertically movable casing 21 in the present embodiment, the solid-state image pickup device 3 (for example, CCD forming a two-dimensional image sensor), the optical image forming system 6,
The focus control mechanism unit 7 and the focus / imaging system control unit 8 are
The drive processing circuits 4 are housed in the above-mentioned horizontally movable casings 17, respectively.

【0016】図4には、マイクロプロセッサ14によっ
て行われる一連の画像読取処理の内容がフロ−チャ−ト
として示されており、以下、同図を参照しつつその内容
について説明する。マイクロプロセッサ14は、図示し
ない読取開始スイッチの押下を検出して(ステップ20
0)一連の処理を開始する。そして、スポット光光源9
が駆動されて回転ミラ−10を介してスポット光を原稿
5のX方向沿って照射すると共に、画像読取部1がこの
スポット光の移動に同期して回動されて、X方向でのス
ポット反射光の読取りが行われる(ステップ202)。
そして、次のステップ204においては、上述のステッ
プ202で固体撮像素子3によって受光されたスポット
反射光に対する固体撮像素子3の出力信号を基に、X方
向における原稿面形状、すなわち、原稿載置盤15に対
して垂直方向における原稿面の起伏の大きさが演算され
(演算の詳細は後述)、その演算結果は原稿面形状記憶
用メモリ12に記憶されて次のステップ206に進む。
FIG. 4 shows the contents of a series of image reading processes performed by the microprocessor 14 as a flow chart, and the contents will be described below with reference to the same figure. The microprocessor 14 detects that the reading start switch (not shown) is pressed (step 20).
0) Start a series of processing. And the spot light source 9
Is driven to irradiate spot light through the rotary mirror 10 along the X direction of the original 5, and the image reading section 1 is rotated in synchronization with the movement of the spot light to reflect the spot in the X direction. Light is read (step 202).
Then, in the next step 204, based on the output signal of the solid-state image sensor 3 with respect to the spot reflected light received by the solid-state image sensor 3 in the above-mentioned step 202, the document surface shape in the X direction, that is, the document platen. The magnitude of the undulation of the document surface in the direction perpendicular to 15 is calculated (details of the calculation will be described later), and the calculation result is stored in the document surface shape storage memory 12 and the process proceeds to the next step 206.

【0017】ステップ206においては、Y方向につい
て,先のステップ202同様にしてスポット反射光の読
取りが行われ、ステップ208において、先のステップ
204同様にしてY方向における原稿面形状の演算が行
われ、その演算結果は原稿面形状記憶用メモリ12に記
憶される。次のステップ210においては、上述したス
テップ204及びステップ208で算出されたX方向及
びY方向の原稿面形状のデ−タに基づいて、原稿読取を
開始する際の走査方向を決定される。すなわち、本実施
例におていは、原稿面の起伏の大きい箇所を有する方向
を走査方向として原稿の読取りを行うようにしており、
図2に示されたように原稿5が書籍のように厚みのある
ものでである場合には、X方向が原稿読取り方向と設定
される。
In step 206, the spot reflected light is read in the Y direction in the same manner as in step 202 above, and in step 208, the document surface shape in the Y direction is calculated in the same manner as in step 204 above. The calculation result is stored in the document surface shape storage memory 12. In the next step 210, the scanning direction for starting the document reading is determined based on the data of the document surface shapes in the X and Y directions calculated in steps 204 and 208 described above. That is, in the present embodiment, the original is read with the scanning direction as the direction having the large undulations on the original surface.
When the document 5 is thick like a book as shown in FIG. 2, the X direction is set as the document reading direction.

【0018】ステップ212においては、原稿の読取り
が行われる。この原稿の読取りはステップ210で決定
された走査方向で行われるもので、本実施例の場合には
X方向で複数回走査することによって行われる。すなわ
ち、固体撮像素子3の受光方向が原稿読取りの開始位置
に向くように画像読取部1の向きが調整され(ステップ
212a)、その読取り位置で光学結像系6の焦点調整
が行われる。この焦点調整は、既に算出された(ステッ
プ204、208参照)原稿面形状のデ−タに基づい
て、焦点制御機構部8によって光学結像系6の焦点が調
節されるものである。
In step 212, the document is read. This reading of the original is performed in the scanning direction determined in step 210, and in the present embodiment, it is performed by scanning the X direction a plurality of times. That is, the orientation of the image reading unit 1 is adjusted so that the light receiving direction of the solid-state image pickup element 3 is directed to the original reading start position (step 212a), and the focus of the optical imaging system 6 is adjusted at the reading position. In this focus adjustment, the focus of the optical image forming system 6 is adjusted by the focus control mechanism section 8 based on the data of the document surface shape which has already been calculated (see steps 204 and 208).

【0019】そして、焦点調整の後は、X方向の一行の
原稿画像読み取りが行われ(ステップ212c)、その
後、先のステップ212aに戻り、残りの各行に対する
読み取りが同様に繰り返される。原稿全体の読取が終了
すると、読み取られた信号に対して歪み補正(詳細は後
述)が行われ(ステップ214)、その後、最終的な読
取画像が出力されることとなる。尚、上述したフロ−チ
ャ−トにおいては、スポット光の読取りをX方向から行
うようにしたが、必ずしもX方向から始めなければなら
ないものではなく、Y方向から始めるようにしてもよ
い。
After the focus adjustment, the original image of one line in the X direction is read (step 212c), and then the process returns to the previous step 212a, and the reading for each remaining line is repeated. When the reading of the entire document is completed, distortion correction (details will be described later) is performed on the read signal (step 214), and then the final read image is output. In the above-mentioned flow chart, the spot light is read from the X direction, but it is not always necessary to start from the X direction, and it may be started from the Y direction.

【0020】次に、上述したステップ204、208に
おける原稿面形状算出処理について図5を参照しつつ具
体的に説明する。図5において、紙面下部にやや太めの
実線で示された部分は、原稿載置盤15に載置された原
稿5をY方向で見た際に、原稿5の端面に現れる原稿面
の形状である。また、光学結像系6を構成するレンズ2
4と固体撮像素子3とは、レンズ24の光軸が固体撮像
素子3の中心に位置するように配置されている。
Next, the document surface shape calculation processing in steps 204 and 208 described above will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 5, the portion indicated by a slightly thick solid line at the bottom of the paper is the shape of the document surface that appears on the end surface of the document 5 when the document 5 placed on the document mounting platen 15 is viewed in the Y direction. is there. In addition, the lens 2 that constitutes the optical imaging system 6
4 and the solid-state image sensor 3 are arranged such that the optical axis of the lens 24 is located at the center of the solid-state image sensor 3.

【0021】そして、図5においては、固体撮像素子3
の中央をX軸及びZ軸で表される二次元座標の原点Oと
し、レンズ24と固体撮像素子3との距離はZ軸方向に
おいてfとして表されている。また、回転ミラ−10の
回転軸10aは、図5において紙面表裏方向に設けられ
ており、X軸方向における原点からの距離はxmで示さ
れると共に、その反射面のZ軸方向における原点からの
距離はzmをもって示されている。さらに、スポット光
光源9からのスポット光が反射される回転ミラ−10の
反射面の点の座標は、M(xm,zm)て表すものとす
る。
Then, in FIG. 5, the solid-state image pickup device 3
The center of is the origin O of the two-dimensional coordinates represented by the X axis and the Z axis, and the distance between the lens 24 and the solid-state image sensor 3 is represented by f in the Z axis direction. In addition, the rotary shaft 10a of the rotary mirror 10 is provided in the front and back direction of the paper surface in FIG. 5, the distance from the origin in the X-axis direction is indicated by x m , and the reflection surface from the origin in the Z-axis direction. The distance of is denoted by z m . Further, the coordinates of the point on the reflecting surface of the rotating mirror 10 on which the spot light from the spot light source 9 is reflected are represented by M (x m , z m ).

【0022】そして、回転ミラ−10の反射点Mに入射
したスポット光は、反射角αで反射され原稿面に入射す
るとして、この原稿面の入射点の座標はP(x,z)で
表されるものとする。また、この入射点Pは同時に反射
点でもあり、ここで反射されたスポット光はZ軸に対し
てβの角度でレンズ24を通り固体撮像素子3の面に入
射するが、その入射点の座標はS(−xs,0)と表さ
れるとする。以上の条件の下で原稿5の入射点Pの座標
zの値、すなわち固体撮像素子3と原稿5との距離zを
求めるとする。
Then, assuming that the spot light incident on the reflection point M of the rotating mirror 10 is reflected at the reflection angle α and is incident on the original surface, the coordinates of the incident point on the original surface are represented by P (x, z). Shall be done. The incident point P is also a reflection point at the same time, and the spot light reflected here passes through the lens 24 at an angle of β with respect to the Z axis and is incident on the surface of the solid-state image pickup device 3, but the coordinates of the incident point. Is represented by S (-xs, 0). Under the above conditions, the value of the coordinate z of the incident point P of the original 5, that is, the distance z between the solid-state imaging device 3 and the original 5 is determined.

【0023】先ず、回転ミラ−10の回転軸10aのX
方向の位置xm 、図5において三角形Pabの辺Pa
(ここで、点bはレンズ24の中心点)と三角形PcM
の辺Mcの各々の長さの和として求められるので、次式
のように表される。すなわち、xm=(z−f)tanβ
+(z−zm)tanα …式1である。また、tanβ
=xs/f…式2、と表すことができる。そして、先の
式1をzについての式に展開すると共に、式2の関係を
代入することによって下記する式3を得ることができ
る。 z=(xm+zm・tanα+xs)/(tanα+xs/f)…式3
First, X of the rotary shaft 10a of the rotary mirror 10
Direction position x m , side Pa of triangle Pab in FIG.
(Here, the point b is the center point of the lens 24) and the triangle PcM.
Since it is obtained as the sum of the lengths of the sides Mc of, it is expressed by the following equation. That is, x m = (z−f) tan β
+ (Z−z m ) tan α Equation (1) Also, tan β
= Xs / f ... Equation 2 can be expressed. Then, the above Expression 1 is expanded to the expression for z, and the following Expression 3 can be obtained by substituting the relationship of Expression 2. z = (x m + z m tan α + xs) / (tan α + xs / f) ... Equation 3

【0024】この演算値は原稿面形状記憶用メモリ15
に記憶されるが、画像読取部1による原稿画像全体の読
取処理における焦点調整(図4のステップ212b参
照)の際に、マイクロプロセッサ14を介して読み出さ
れ、前述したようにこの読み出されたデ−タに基づいて
光学結像系6の焦点距離が調整され、最適の焦点距離で
原稿画像の読取りが行われることとなる。
This calculated value is stored in the memory 15 for storing the document surface shape.
However, it is read through the microprocessor 14 at the time of focus adjustment (see step 212b in FIG. 4) in the reading processing of the entire original image by the image reading unit 1, and this reading is performed as described above. The focal length of the optical image forming system 6 is adjusted based on the data thus obtained, and the original image is read at the optimum focal length.

【0025】次に、図4のステップ214における歪み
補正について図6を参照しつつ説明する。この歪み補正
は、原稿面に図5で示されたように湾曲部分があると、
この部分の読取画像は先の焦点調整によりぼけることな
く鮮明であるが、読取方向に縮小されて歪みのある状態
となるので、この歪みを補正するものである。先ず、図
6(a)は、原稿面をX軸(図6において紙面左右方
向)に沿わせ、原稿5の背部側(原稿載置盤15に接す
る側)を上向きにした場合のY軸方向(図2において示
されたY軸と同一)から見た原稿面形状を示している。
これに対して、同図(b)は、演算処理によって算出さ
れた原稿面形状の値を図6(a)と同様な位置関係にお
いてプロットして得られた原稿面の近似形状である。
Next, the distortion correction in step 214 of FIG. 4 will be described with reference to FIG. This distortion correction is performed if the original surface has a curved portion as shown in FIG.
The read image in this portion is clear without blurring due to the previous focus adjustment, but the distortion is corrected because the image is reduced in the reading direction and has distortion. First, FIG. 6A shows the Y-axis direction when the document surface is along the X-axis (the horizontal direction of the paper surface in FIG. 6) and the back side of the document 5 (the side in contact with the document placing plate 15) is facing upward. 3 shows a document surface shape viewed from (same as Y-axis shown in FIG. 2).
On the other hand, FIG. 6B is an approximate shape of the document surface obtained by plotting the values of the document surface shape calculated by the arithmetic processing in the same positional relationship as in FIG. 6A.

【0026】この図6(b)において、画像読取部1の
走査方向であるX軸のxi及びx(i + 1)の二点(この二点
はそれぞれ画素の位置に対応しているものとする)の原
稿面形状値に注目すると、xiにおける原稿5の座標は
iと、x(i+1)における座標はP(i+1)と、それぞれ表
されるものとする。この座標PiとP(i+1)との間は図示
の如く原稿5が湾曲しているので、湾曲せずにX軸方向
に真直ぐであれば、この部分に存在する画素はxi及び
(i+1)の二点だけではない。そこで、座標Pi及びP
(i+1)がX軸方向に位置した場合、すなわち、原稿面が
真直ぐであった場合にこの二つの座標間に位置するであ
ろう画素数を求めると、原稿面に沿ったPiとP(i+1)
の距離を[Pi(i+1)]と、画素間隔を[xi
(i+1)]と、それぞれ表すものとし、Pi、P(i+1)
に存在するであろう画素数は[Pi(i+1)]/[xi
(i+1)]として求められる。
In FIG. 6B, two points of x i and x (i +1 ) on the X axis which is the scanning direction of the image reading section 1 (these two points respectively correspond to the pixel positions). Note that the coordinates of the document surface at x i are represented by P i and the coordinates at x (i + 1) are represented by P (i + 1) . Since the document 5 is curved between the coordinates P i and P (i + 1) as shown in the drawing, if the document 5 is straight in the X-axis direction without being curved, the pixels existing in this portion are x i and Not only two points of x (i + 1) . Therefore, the coordinates P i and P
When (i + 1) is located in the X-axis direction, that is, when the document surface is straight, the number of pixels that would be located between these two coordinates is calculated to obtain P i along the document surface. The distance from P (i + 1) is [P i P (i + 1) ] and the pixel interval is [x i
x (i + 1) ], and the number of pixels that may exist between P i and P (i + 1) is [P i P (i + 1) ] / [x i
x (i + 1) ].

【0027】次に、原稿面が真直ぐであったなら、上記
演算で求められた各画素に得られるであろう読取値(濃
度値)を補間法により求める。先ず、処理を簡単にする
ために画像濃度は、濃度値が滑らかに変化する中間部
と、文字、線画等のように濃度値が急俊に変化するエッ
ジ部との2つであるとする。次に、Piの濃度値をI
iと、P(i+1)の濃度値をI(i+1)と、それぞれ仮定し、
両者の濃度差を[Ii−I(i+ 1)]とする。そして、この
濃度差が所定値Θ以上か否かを判定し、所定値Θ以上で
ある場合にはPiとP(i+1)との間は、エッジ部であると
して、PiとP(i+1)との中間点からPi寄りに位置する
画素の濃度値は一律にIiと、また、P(i+1)寄りに位置
する画素の濃度値は一律にI(i+1)と、それぞれ二つ値
を各画素に割り振る。
Next, if the document surface is straight, the read value (density value) that will be obtained for each pixel obtained by the above calculation is obtained by the interpolation method. First, in order to simplify the processing, it is assumed that there are two image densities, an intermediate part where the density value changes smoothly and an edge part where the density value changes rapidly such as a character or a line drawing. Next, the density value of P i is I
Assuming that the density values of i and P (i + 1) are I (i + 1) ,
The density difference between the two is set to [I i −I (i + 1) ]. Then, it is determined whether or not this density difference is equal to or more than a predetermined value Θ, and if it is equal to or more than the predetermined value Θ, it is determined that an edge portion is present between P i and P (i + 1), and P i and P Pixels located closer to P i from the midpoint of (i + 1) have uniform density values I i, and pixels located closer to P (i + 1) have uniform density values I (i +). 1) and two values are assigned to each pixel.

【0028】一方、濃度差[Ii−I(i+1)]が所定値Θ
より小さい場合は、先に述べた中間部であるとし、先に
求められた画素数([Pi(i+1)]/[xi
(i+1)])が仮にn個であったとれば、その内のk番
目(k=1〜n)の画素の濃度値Ikは次式によって設
定する。すなわち、Ik=Ii+{(I(i+1)−Ii)/
(n+1)}×kとして求められる。以下、同様にして
各座標P間毎に補正を行う。本実施例の補正は、原稿5
の湾曲によって縮小して読み取られた画像を伸長すると
共に、伸長前の画素の濃度差に基いて、その伸長した部
分の濃度を設定して適切な画像が得られるようにしたも
のである。
On the other hand, the density difference [I i −I (i + 1) ] is a predetermined value Θ.
If it is smaller, it is assumed to be the intermediate portion described above, and the number of pixels ([P i P (i + 1) ] / [x i
x (i + 1) ]) is n, the density value Ik of the k-th (k = 1 to n) pixel among them is set by the following equation. That is, Ik = I i + {(I (i + 1) −I i ) /
It is calculated as (n + 1)} × k. Hereinafter, the correction is similarly performed for each coordinate P. In the correction of the present embodiment, the original 5
The image read by being reduced by the curvature of is expanded, and the density of the expanded part is set based on the density difference of the pixel before the expansion so that an appropriate image can be obtained.

【0029】本実施例におていは、スポット光発生部2
を設け、原稿画像の読み取りを行う前に原稿面にスポッ
ト光を照射し、その反射光を画像読取部1で読取り、そ
の読取った信号に基づいて原稿面形状を算出し、この算
出値に基づいて焦点調整を行った後に、画像読取部1に
より原稿画像の読取りを行うようにしたので、常に適切
な焦点で原稿の読取りが行われるものである。また、歪
み画像補正回路16により、原稿面形状の算出値に基づ
いて、原稿5の湾曲した部分の画像を伸長すると共に、
その伸長した部分の画像濃度をその近傍の実際の濃度差
に基いて設定するようにしたので、原稿に湾曲した部分
があっても本来の大きさの画像がしかも適切な濃度で得
られることとなる。
In this embodiment, the spot light generator 2 is used.
Is provided, the surface of the original is irradiated with spot light before reading the original image, the reflected light is read by the image reading unit 1, the original surface shape is calculated based on the read signal, and based on the calculated value. Since the original image is read by the image reading unit 1 after the focus adjustment has been performed, the original is always read with an appropriate focus. Further, the distorted image correction circuit 16 expands the image of the curved portion of the document 5 based on the calculated value of the document surface shape, and
Since the image density of the expanded part is set based on the actual density difference in the vicinity, it is possible to obtain an image of the original size with an appropriate density even if there is a curved part in the document. Become.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上、述べたように、本発明に係る画像
読取装置は、被読取面にスポット光を照射し、その反射
光から被読取面の形状を求め、この被読取面の形状に応
じて焦点距離が調整される構成とすると共に、スポット
光の照射によって得られた被読取面の形状に基づいて原
稿の湾曲部分の縮小画像を本来の大きさに伸長し、しか
も伸長処理によって生成された新たな画像部分の濃度
を、その新たに生成された画像近傍の実際の画像の濃度
の変化量に基づいて設定するような補正が行われるよう
な構成とすることにより、原稿面の形状に拘らず常に適
切な焦点距離で画像読取りが行われるので、ぼけの無い
画像が得られると共に、原稿面が湾曲して縮小されたよ
うな画像が読み取られた部分については、略本来の大き
さに伸長された画像が得られ且つ適切な濃度の画像が得
られるので、歪みがなくしかも鮮明な画像が得られると
いう顕著な効果を奏するものである。
As described above, the image reading apparatus according to the present invention illuminates the surface to be read with spot light, obtains the shape of the surface to be read from the reflected light, and determines the shape of the surface to be read. The focal length is adjusted accordingly, and the reduced image of the curved part of the document is expanded to its original size based on the shape of the surface to be read obtained by irradiation of the spot light, and it is generated by the expansion process. The configuration is such that the density of the newly created image portion is set based on the amount of change in the density of the actual image in the vicinity of the newly created image, so that the shape of the document surface is corrected. However, since the image is always read at an appropriate focal length, a blur-free image is obtained, and the portion where the image is read such that the original surface is curved and reduced is approximately the original size. Stretched image Since the image obtained and appropriate concentration is obtained, in which a marked effect of distortion yet clear image without obtain.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る画像読取装置の一実施例におけ
る構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明に係る画像読取装置の主要部外観の一
例を示す全体斜視図である。
FIG. 2 is an overall perspective view showing an example of an external appearance of a main part of the image reading apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明に係る画像読取装置における画像読取
部の概略構造を説明するための説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic structure of an image reading unit in the image reading apparatus according to the present invention.

【図4】 本発明に係る画像読取装置における画像読取
処理を説明するためのフロ−チャ−トである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining an image reading process in the image reading apparatus according to the present invention.

【図5】 本発明に係る画像読取装置における原稿面形
状の算出を説明するための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining calculation of a document surface shape in the image reading apparatus according to the present invention.

【図6】 本発明に係る画像読取装置における歪み補正
を説明するための説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining distortion correction in the image reading apparatus according to the present invention.

【図7】 従来の画像読取装置の一例を示す概略構成図
である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional image reading apparatus.

【図8】 従来の画像読取装置の他の実施例を示す概略
構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of a conventional image reading apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像読取部、 2…スポット光発生部、 3…固体
撮像素子、 6…光学結像系、 7…焦点制御機構部、
9…スポット光光源、 10…回転ミラ−、11…ス
ポット光照射方向制御部、 12…原稿面形状記憶用メ
モリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image reading part, 2 ... Spot light generation part, 3 ... Solid-state imaging device, 6 ... Optical imaging system, 7 ... Focus control mechanism part,
9 ... Spot light source, 10 ... Rotating mirror, 11 ... Spot light irradiation direction control unit, 12 ... Memory for storing original surface shape

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/10 7205−5C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H04N 1/10 7205-5C

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被読取面からの反射光を所望の位置に結
像する光学結像手段と、前記光学結像手段により結像さ
れた光学像を受光して電気信号に変換する撮像手段と、
前記光学結像手段と撮像手段との相対位置関係を一定に
保持しつつこれら光学結像手段と撮像手段とを互いに直
交する二方向に回動する走査手段と、被読取面の所望の
位置にスポット光を照射するスポット光照射手段と、前
記光学結像手段を介して前記撮像手段により受光された
前記原稿からの前記スポット光の反射光に対する該撮像
手段の出力信号を基に前記原稿面の形状を演算する面形
状演算手段と、前記面形状演算手段の演算結果に基づい
て前記光学結像手段の焦点を調整する焦点調整手段と、
前記面形状演算手段の演算結果に基いて前記原稿の湾曲
部分の画像信号を伸長すると共にその伸長部分の画像濃
度を伸長前の当該湾曲部の画像濃度の差に基いて設定す
る補正手段と、を具備することを特徴とする画像読取装
置。
1. An optical image forming means for forming an image of reflected light from a surface to be read at a desired position, and an image forming means for receiving an optical image formed by the optical image forming means and converting it into an electric signal. ,
Scanning means for rotating the optical image forming means and the image pickup means in two directions orthogonal to each other while keeping the relative positional relationship between the optical image forming means and the image pickup means constant, and at a desired position on the surface to be read. Spot light irradiating means for irradiating the spot light, and a document surface of the document based on an output signal of the image capturing means with respect to reflected light of the spot light from the document received by the image capturing means via the optical image forming means. Surface shape calculation means for calculating the shape, focus adjustment means for adjusting the focus of the optical image formation means based on the calculation result of the surface shape calculation means,
Correction means for expanding the image signal of the curved portion of the document based on the calculation result of the surface shape calculation means and setting the image density of the expanded portion based on the difference in image density of the curved portion before expansion; An image reading apparatus comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018504662A (en) * 2014-11-18 2018-02-15 ゼットティーイー コーポレイション Image capture method, apparatus, and storage medium

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