JPH0614557Y2

JPH0614557Y2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH0614557Y2
Application number: JP1987166262U
Authority: JP
Inventors: 仁保美藤
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2002-10-30
Also published as: JPH0170466U

Description

【考案の詳細な説明】［考案の技術分野］この考案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
サー上に結像し、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、得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取っている。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（ＣＣ
Ｄ）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、小さな文字等を
正確に読み取ることができないという欠点があった。

［考案の目的］この考案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。

［考案の要点］この考案は上述した目的を達成するために、被写体の領
域を互いに重ならない複数の部分に分け、そのうちのひ
とつの部分を所定位置に結像する光学系と、前記被写体
の各部分をそれぞれの所定位置に順次結像するように前
記光学系を制御する制御機構と、この制御機構で制御さ
れた前記光学系により結像した被写体のひとつの部分の
像を順次撮像する撮像素子と、この撮像素子により順次
撮像した複数の像から１つの被写体像を作成する作成手
段とを備えたことを要点とする。

［実施例］以下、第１図から第５図を参照して、この考案の一実施
例を説明する。

構成第１図は画像読取装置の全体構成を示す断面側面図であ
る。この図において、１は筐体である。この筐体１は箱
形状をなし、その内部に断面「Ｖ」字状の導光部４が一
体的に設けられており、この筐体１と導光部４との間に
ガラス板よりなる原稿台２が設けられている。この原稿
台２はその上に原稿３が配置され、この原稿３が開閉可
能に設けられた原稿押え蓋（図示せず）により押えられ
ている。また、導光部４は原稿３の照射光を導く４ａ、
４ｂとその反射光を導く４ｃとより構成され、この導光
部４ａ、４ｂによって形成された開口部４ｄの右端部に
光源５ａ、……、５ｄが配設されている。なお、光源５
ａ、……、５ｄはそれぞれ原稿３の四分の一である３
ａ、……、３ｄ部を照射するものであり、導光部４ａ，
４ｂの断面は夫々原稿３の３ａ、……３ｄ部に向かう
「Ｖ」字状で、導光部４ｃの断面は原稿３全体から右側
に向かう「Ｖ」字状である。

また、光源５ａ、……、５ｄに用いられるハロゲンラン
プは受持部分が読み取られるときのみ点灯し、その時間
は１〜２秒と短い。

また、光源５ａ、……、５ｄの光を原稿３の３ａ、…
…、３ｄ部にそれぞれ反射する反射鏡６ａ、……、６ｄ
が光源５ａ、……、５ｄの背面側（右側）に設けられて
いる。

また、導光部４ｃの右端にフランジ状の部材４ｅが設け
られ、この部材４ｅに対向するフランジ状の部材７ａを
有する断面「Ｖ」字状の鏡筒７が設けられ、これら部材
４ｅ，７ａによって、一方に開口する空間８ａが形成さ
れ、この空間８ａに光学系の選択を制御する制御機構で
ある選択移動機構８が配設され、この選択移動機構８に
後記するレンズ９が取付けられている。

また鏡筒７の右端に、拡径され、右側に開放された円筒
部７ｂが設けられ、この円筒部７ｂの開口側に回路基板
１０が取付けられ、この円筒部７ｂ内に設けられた撮像
素子１１が回路基板１０に接続されている。なお、導光
部４及び鏡筒７の内壁面には反射防止処理が施されてい
る。

前記選択移動機構８の構成を説明すると、第３図に示す
ように、導光部４ｃの右端部に水平に軸支材１２が光線
に干渉しないように取付けられ、この軸支材１２に原稿
３の中心を通る光軸１３上に軸心を有する軸１４が軸支
され、この軸１４に円形の回転板１５が回転自在に取付
けられ、この回転板１５の外周部に設けられたギヤが部
材４ｅに回転自在に取付けられたギヤ１６に噛み合わさ
れ、このギヤ１６が部材７ａに取付けられたステップモ
ータ１７のピニオン１７ａに噛み合わされている。

また、回転板１５に前記レンズ９が光軸１３と偏心して
取付けられている。このレンズ９は原稿３の全体像を３
ａ、……、３ｄ部に分割し、その各々を撮像素子１１に
結像するものであり、回転板１５と共に移動する。

また、空間８ａに連通する孔を設け、この孔の外側にフ
ォトセンサ１８が設けられ回転板１５の初期位置を検出
するようになっている。

また、第２図に示したように原稿３の３ａ部は光軸１３
に対し、レンズ９の手前側から見ると、右上部に位置
し、光軸１３を中心とする撮像素子１１に３ａ部の像を
結像するには、レンズ９は回転板１５の軸１４（光軸１
３上にある）の右上部に位置する。また、３ｂ部が撮像
素子１１に結像するためにはレンズ９は左上部に位置す
る。同様に、３ｃ部が撮像素子１１に結像するためには
レンズ９は左下部に位置し、３ｄ部が撮像素子１１に結
像するためにはレンズ９は右下部に位置する。

即ち、第３図に示したように、レンズ９は同じ高さで回
転板１５が角度θ_１だけ半時計回りに回動し、レンズ９
が９ａに位置し、更にレンズ９が中心対称９ｂに角度θ
_２だけ回動して位置し、更に、また、角度θ_１だけ回動
して、９ｃに位置している。

また、撮像素子１１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可能なＣ
ＣＤ（チャージ・カプラ・デバイス）やＭＯＳ型のもの
等よりなり、レンズ９で選択された原稿３の四分の一の
像を順次読み取るようになっており、この撮像素子１１
の電気信号は回路基板１０に伝達されている。この場
合、撮像素子１１の前面には気密ガラス１９を介してフ
ィルタ２０が設けられている。このフィルタ２０は撮像
素子１１の分光特性を調整するもので、例えば撮像素子
１１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５図を参照して、上述した画像読取装置の回路
構成について説明する。

この図において、２１は制御部である。この制御部２１
は回路全体を制御するもので、インターフェース部２２
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２３、モータドライバ２４、
センサードライバ２５に制御信号を与え、光源５ａ、…
…５ｄで原稿３を照明し、この照明された原稿３の像が
撮像素子１１に結像され、この撮像素子１１で得られた
画像の信号が増幅器２６で増幅され、信号処理回路２７
を介してA/D変換器２８から画像データとして与えら
れ、この画像データをメモリ２９に記憶し、この記憶さ
れた画像データをインターフェース部２２にも与える。
すなわち、ランプドライバ２３は制御部２１から制御信
号が与えられると、４つの光源５ａ、……、５ｄを順次
点灯させ、原稿３を四分の一づつ照明する。モータドラ
イバ２４は制御部２１からの制御信号によりステップモ
ータ１７を駆動し、回転板１５を回転させ、その内部の
レンズ９をθ_１、θ_２、θ_１づつ回転させ、撮像素子１
１に結像される原稿３の像を四分の一づつ切り換える。
この場合、レンズ９はフォトセンサ１８により初期位置
が検出され、そのデータが制御部２１に与えられ、これ
によりステップモータ１７の回転が制御される。センサ
ードライバ２５は同期を取るタイミング回路を含み、制
御部２１からの制御信号により撮像素子１１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２７、A/D変換器２８、および制御部２１に与
える。撮像素子１１はセンサードライバ２５により駆動
されてレンズ９で選択された四分の一の像を順次読み取
って、Ｗ（白）、Ｃｙ（シアン）、Ｙ（黄）、Ｇ（緑）
のカラー信号を信号処理回路２７に与える。信号処理回
路２７は撮像素子１１から与えられたカラー信号をＲ
（赤）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）の信号に変換するととも
に、センサードライバ２５からの同期信号に基づいて同
期が取られ、これをA/D変換器２８に与える。A/D変換器
２８は信号処理回路２７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２５からの
同期信号に基づいて同期が取られ、画像データを制御部
２１に与える。メモリ２９はA/D変換器２８から制御部
２１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２２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２１に与えるとともに、メ
モリ２９に記憶されている画像データが制御部２１で読
み出されて与えられ、この画像データを外部機器に送り
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。

動作次に、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、原稿台２の上に原稿３を配置する。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２２を
介して制御部２１に与えられると、制御部２１によりラ
ンプドライバ２３、モータドライバ２４、センサードラ
イバ２５に駆動指令が与えられる。すると、ランプドラ
イバ２３は光源５ａ、……、５ｄを駆動して順次点灯さ
せ、原稿３を四分の一づつ照明し、またモータドライバ
２４は回転板１５を駆動してレンズ９を回転させ、撮像
素子１１に結像される像を四分の一づつ切り換え、さら
にセンサードライバ２５は光源５ａ、……、５ｄが安定
した後、撮像素子１１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２３により光源５ａ、…
…、５ｄが順次点灯すると、光源５ａは第１図に示すよ
うに原稿３の四分の一の３ａを照明し、光源５ｂ、５
ｃ、５ｄは原稿３の３ｂ、３ｃ、３ｄ部を順々に照明す
る。

そして、このように光源５ａが点灯して原稿３の３ａ部
が照明された場合には、他の光源５ｂ、５ｃ、５ｄは消
灯される。この状態で、モータドライバ２４によりステ
ップモータ１７に駆動指令が与えられ、回転板１５が回
転し、フォトセンサ１８で初期位置が検出されると、ス
テップモータ１７が停止し、第２図に示すような位置に
レンズ９がセットされる。このようにレンズ９がセット
されると、第２図に示すように光源５ａで照明された原
稿３の３ａ部の像は導光部４ｃに入射し、レンズ９を通
って撮像素子１１へ送られる。この場合には、第４図
（ａ）に示すように原稿３の四分の一の３ａ部の像のみ
が撮像素子１１に結像し、他の像は撮像素子１１に結像
しないので、撮像素子１１により読み取られることはな
い。しかも、光源５ａは原稿３の四分の一を中心に照明
するので、他の部分は比較的暗くなり、撮像素子１１へ
の悪影響をおよぼさない。このように撮像素子１１に原
稿３の四分の一の３ａの像が結像されると、撮像素子１
１はその像に応じたカラー信号を増幅器２６を介して信
号処理回路２７に出力する。すると、このカラー信号は
信号処理回路２７およびA/D変換器２８を介して、画像
データとして制御部２１に与えられ、メモリ２９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２
１からインターフェース部２２を介して外部機器に送り
出される。

次に、ランプドライバ２３により光源５ａが消灯され、
次の光源５ｂが点灯すると、今度は原稿３の第４図
（ｂ）に示した３ｂ部が照明される。このとき、モータ
ドライバ２４により選択位置機構８のステップモータ１
７が駆動され、これにより回転板１５が回転して、第３
図に示したようにレンズ９を角度θ_１回転させる。この
ように、レンズ９が角度θ_１回転されると、原稿３の３
ｂ部の像のみが撮像素子１１に結像される。このように
して読み取られた４つの画像を組み合わせることによ
り、原稿３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
の像を４つに分割し、この分割された像を順次選択して
１つの撮像素子１１で撮像するようにしたので、高速で
読み取ることができるとともに、解像度が高く、小さい
文字等をも正確に読み取ることができる。しかも、４つ
に分割された像に、レンズ９を選択移動する選択移動機
構８を用いたので、機械的な可動部分が従来のものより
少なく、電気的に簡単に制御駆動することができる。そ
のため、コンパクトでかつ安価なものを得ることができ
る。

なお、前記実施例においては、第３図に示したように、
レンズ９を回転板１５によって回転して、９ａ、９ｂ、
９ｃの位置をとらせたが、これ等レンズ９の４個の位置
はレンズ９の中心の横方の距離がＤ、縦方向の距離がＨ
であり、換言すればレンズ９が光軸１３（ここでは軸１
４の中心線）から、夫々左右に1/2Ｄ、上下に1/2Ｈ移動
したことになっている。

従って、第１図に示した空間８ａにおいて、レンズ９を
横方向及び縦方向に移動させる選択移動機構を付加すれ
ば、原稿３を横方向にｍ個、縦方向にｎ個に分割して、
ｍ×ｎ部分に分割読み取りすることができる。

また、前記実施例では光源５ａ、……、５ｄにハロゲン
ランプを用いたが、何等これに限定される必要はなく、
蛍光灯等を用いても良いことは勿論である。

［考案の効果］以上詳細に説明したように、この考案の画像読取装置に
よれば、被写体の領域を互いに重ならない複数の部分に
分け、そのうちのひとつの部分を所定位置に結像する光
学系と、前記被写体の各部分をそれぞれの所定位置に順
次結像するように前記光学系を制御する制御機構と、こ
の制御機構で制御された前記光学系により結像した被写
体のひとつの部分の像を順次撮像する撮像素子と、この
撮像素子により順次撮像した複数の像から１つの被写体
像を作成する作成手段とを備え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
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの考案の一実例を示し、第１図は
画像読取装置の縦断側面図、第２図は原稿の全体像と撮
像素子との対応関係を示す斜視説明図、第３図は選択移
動装置の移動状態を示す正面図、第４図は撮像素子に対
する原稿の分割された部分の移動状態を示す正面図、第
５図は画像読取装置の回路構成を示すブロック図であ
る。２、３、５ａ、……、５ｄ、６ａ、……、６ｄ、９……
光学系、３……原稿、８……選択移動機構、１１……撮
像素子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転部材に偏心して形成された結像レンズ
と、この回転部材を時分割に回転することにより被写体の領
域を互いに重ならない複数の部分に分けるとともに前記
結像レンズにより所定位置に順次結像するように前記回
転部材を制御する制御機構と、この制御機構で制御された前記回転部材の結像レンズに
より結像した被写体のひとつの部分の像を順次撮像する
撮像素子と、この撮像素子により順次撮像する被写体のひとつの部分
の像をそれぞれ順次照明する照明手段と、前記撮像素子により順次撮像した複数の像から１つの被
写体像を作成する作成手段とを備えたことを特徴とする
画像読取装置。