JPH06326835A - 画像入力装置 - Google Patents
画像入力装置Info
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- JPH06326835A JPH06326835A JP5111276A JP11127693A JPH06326835A JP H06326835 A JPH06326835 A JP H06326835A JP 5111276 A JP5111276 A JP 5111276A JP 11127693 A JP11127693 A JP 11127693A JP H06326835 A JPH06326835 A JP H06326835A
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- JP
- Japan
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- sensor
- picture
- mirror
- subject
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精細画像を高速に入力でき、かつ安価なス
タンド式画像入力法を実現する画像入力技術を提供す
る。 【構成】 エンコーダ7付きのモータ6によって駆動さ
れるミラー2およびズームレンズ4を含み、被写体1の
画像を取り込む光学系3と、ミラー2の回動動作によっ
て被写体1の画像が走査される積分型センサ5と、ミラ
ー2による走査と積分型センサ5の動作とを同期させる
制御部9と、信号処理部10と、被写体1を照明する光
源8からなる。ミラー2により取り込まれた被写体1の
画像は、ズームレンズ4により積分型センサ5上に結像
され、積分型センサ5の動作に同期してミラー2を回転
させ、被写体1の画像を積分型センサ5に走査投影する
ことにより、静止している原稿などの被写体1の画像を
積分型センサ5で高感度で検出する。
タンド式画像入力法を実現する画像入力技術を提供す
る。 【構成】 エンコーダ7付きのモータ6によって駆動さ
れるミラー2およびズームレンズ4を含み、被写体1の
画像を取り込む光学系3と、ミラー2の回動動作によっ
て被写体1の画像が走査される積分型センサ5と、ミラ
ー2による走査と積分型センサ5の動作とを同期させる
制御部9と、信号処理部10と、被写体1を照明する光
源8からなる。ミラー2により取り込まれた被写体1の
画像は、ズームレンズ4により積分型センサ5上に結像
され、積分型センサ5の動作に同期してミラー2を回転
させ、被写体1の画像を積分型センサ5に走査投影する
ことにより、静止している原稿などの被写体1の画像を
積分型センサ5で高感度で検出する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像入力技術に関し、
特に、図形、文字等が記録された文書および立体物の2
次元画像の入力に適用して有効な技術に関するものであ
る。
特に、図形、文字等が記録された文書および立体物の2
次元画像の入力に適用して有効な技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、書籍または立体物体のイメージ
を入力する画像入力装置の構成は、支柱等の支持手段に
よって、被写体の上方に、CCDカメラ等の画像入力部
を固定し、その画像を上方から下方に向けて入力する方
法(以下、スタンド式画像入力法と記す)が広く用いら
れている。
を入力する画像入力装置の構成は、支柱等の支持手段に
よって、被写体の上方に、CCDカメラ等の画像入力部
を固定し、その画像を上方から下方に向けて入力する方
法(以下、スタンド式画像入力法と記す)が広く用いら
れている。
【0003】スタンド式画像入力法の特長は、通常のコ
ピー機等(フラットベッドスキャン方式)とは異なり、
撮像面を上向きにしたままで入力走査が可能であるた
め、たとえば、書籍等の複数のページについての読取り
を行う場合であっても、1ページ読み取る毎に持ち上げ
てページを繰る必要がなく、容易に、かつ効率的に作業
を行うことができることである。また、平面画像に限ら
ず、立体物の読取りも容易に行うことができる。
ピー機等(フラットベッドスキャン方式)とは異なり、
撮像面を上向きにしたままで入力走査が可能であるた
め、たとえば、書籍等の複数のページについての読取り
を行う場合であっても、1ページ読み取る毎に持ち上げ
てページを繰る必要がなく、容易に、かつ効率的に作業
を行うことができることである。また、平面画像に限ら
ず、立体物の読取りも容易に行うことができる。
【0004】この方法による画像入力部の読取り素子に
は、2次元CCDセンサ(以下、エリアセンサと記す)
または、1次元CCDセンサ(以下、ラインセンサと記
す)が一般的に用いられている。次にその例について説
明する。
は、2次元CCDセンサ(以下、エリアセンサと記す)
または、1次元CCDセンサ(以下、ラインセンサと記
す)が一般的に用いられている。次にその例について説
明する。
【0005】図6は第1の従来例で、読取り素子にエリ
アセンサを用いた場合のスタンド式画像入力法の画像入
力部の説明図である。この方法は、被写体41の画像を
レンズ26によりエリアセンサ27上に結像し被写体画
像を入力する。信号処理部40は画像信号の処理を行
い、制御部49は各部の制御を行うものであり、光源4
8は被写体41を照明するものである。高精細画像を得
るには、エリアセンサ27の解像度を十分高くすれば良
い。
アセンサを用いた場合のスタンド式画像入力法の画像入
力部の説明図である。この方法は、被写体41の画像を
レンズ26によりエリアセンサ27上に結像し被写体画
像を入力する。信号処理部40は画像信号の処理を行
い、制御部49は各部の制御を行うものであり、光源4
8は被写体41を照明するものである。高精細画像を得
るには、エリアセンサ27の解像度を十分高くすれば良
い。
【0006】図7は第2の従来例(特開平4−1085
7号公報)で、エリアセンサに十分な解像度が得られな
い場合の画像入力部の説明図である。この方法では、エ
リアセンサ27は、M×N個(例えば図中において2×
2)が配置されて構成される。エリアセンサ27は、各
々独立したレンズ26を介して結像した所定の領域の被
写体画像の入力をする。各々のエリアセンサ27が入力
する画像は全被写体画像の一部であるが、各々のエリア
センサが入力した画像を画像メモリ29に記憶し、画像
処理部28において画像を接続することにより全被写体
像を1枚の画面として合成する。制御部49は各部の制
御を行うものであり、光源48は被写体41を照明する
ものである。
7号公報)で、エリアセンサに十分な解像度が得られな
い場合の画像入力部の説明図である。この方法では、エ
リアセンサ27は、M×N個(例えば図中において2×
2)が配置されて構成される。エリアセンサ27は、各
々独立したレンズ26を介して結像した所定の領域の被
写体画像の入力をする。各々のエリアセンサ27が入力
する画像は全被写体画像の一部であるが、各々のエリア
センサが入力した画像を画像メモリ29に記憶し、画像
処理部28において画像を接続することにより全被写体
像を1枚の画面として合成する。制御部49は各部の制
御を行うものであり、光源48は被写体41を照明する
ものである。
【0007】図8は第3の従来例で、読取り素子にライ
ンセンサを用いた場合の画像入力部の説明図である。こ
の方法では被写体41の画像を走査するミラー42を設
け、レンズ26によりラインセンサ30上に被写体画像
を結像させ画像を入力する。ミラー42を回転しなが
ら、画像倍率が変化しないよう光路長を一定に保つよう
に光路長調整用ミラー43の位置を移動することによ
り、全被写体像の画像を入力することが可能である。信
号処理部40は画像信号の処理を行い、制御部49は各
部の制御を行うものであり、光源48は被写体41を照
明するものである。
ンセンサを用いた場合の画像入力部の説明図である。こ
の方法では被写体41の画像を走査するミラー42を設
け、レンズ26によりラインセンサ30上に被写体画像
を結像させ画像を入力する。ミラー42を回転しなが
ら、画像倍率が変化しないよう光路長を一定に保つよう
に光路長調整用ミラー43の位置を移動することによ
り、全被写体像の画像を入力することが可能である。信
号処理部40は画像信号の処理を行い、制御部49は各
部の制御を行うものであり、光源48は被写体41を照
明するものである。
【0008】ここで、スタンド式画像入力法とは別に、
第4の従来例として時間遅延積分型CCDセンサ(以
下、積分型センサと記す)による画像入力について説明
する。従来、積分型センサは、高速移動物体の画像読取
り用に使用されていた。図9は、高速移動物体を積分型
センサにより読み取る場合の画像入力部の構成を示す説
明図である。読取り範囲内の画像を、レンズ26により
積分型センサ45上に結像させる。読取り範囲内を被写
体41が通過すると、その画像を積分型センサ45で読
み取り、モニタ31に表示する。
第4の従来例として時間遅延積分型CCDセンサ(以
下、積分型センサと記す)による画像入力について説明
する。従来、積分型センサは、高速移動物体の画像読取
り用に使用されていた。図9は、高速移動物体を積分型
センサにより読み取る場合の画像入力部の構成を示す説
明図である。読取り範囲内の画像を、レンズ26により
積分型センサ45上に結像させる。読取り範囲内を被写
体41が通過すると、その画像を積分型センサ45で読
み取り、モニタ31に表示する。
【0009】次に積分型センサの動作原理について説明
する。図10(a)〜(c)は積分型センサの動作原理
の説明図であり、積分型センサの受光面と、積分型セン
サ受光面上に結像した画像を示す。積分型センサ受光面
32は、ラインセンサを副走査方向に複数段接続したも
のと等価的に構成され、同図では3段の感光部を有する
場合を示す。この3段の感光部は、CCDシフトレジス
タにより、蓄積された信号電荷35を副走査方向へ移動
する構造を有する。各々の段内の信号電荷35(画像デ
ータ)は並列的に移動するため、画像データは変化しな
い。また、信号電荷35の移動タイミングは積分型セン
サのドライブクロックパルスのタイミングを制御するこ
とにより行う。結像画像33は図9のレンズ26により
積分型センサ受光面32上に結像した画像で、積分型セ
ンサ受光面32により読み取られる。
する。図10(a)〜(c)は積分型センサの動作原理
の説明図であり、積分型センサの受光面と、積分型セン
サ受光面上に結像した画像を示す。積分型センサ受光面
32は、ラインセンサを副走査方向に複数段接続したも
のと等価的に構成され、同図では3段の感光部を有する
場合を示す。この3段の感光部は、CCDシフトレジス
タにより、蓄積された信号電荷35を副走査方向へ移動
する構造を有する。各々の段内の信号電荷35(画像デ
ータ)は並列的に移動するため、画像データは変化しな
い。また、信号電荷35の移動タイミングは積分型セン
サのドライブクロックパルスのタイミングを制御するこ
とにより行う。結像画像33は図9のレンズ26により
積分型センサ受光面32上に結像した画像で、積分型セ
ンサ受光面32により読み取られる。
【0010】図10(a)〜(c)に示すように結像画
像33内を、被写体画像34が積分型センサ受光面32
の副走査方向と平行に移動する場合、図10(a)の積
分型センサ受光面32に蓄積された信号電荷35を副走
査方向に、被写体画像34の移動速度と同じ速度で移動
すると、図10(b)のようになる。この時、積分型セ
ンサ受光面32の2段目の感光部には、移動前と同じ被
写体画像34が結像するため、2段目で生成された信号
電荷が、1段目からの信号電荷35に加算される。この
動作が感光部の段数だけ繰り返されるため、図10
(c)において、積分型センサ受光面32の3段目の感
光部に蓄積される信号電荷35は、3段の感光部で蓄積
された電荷の和となる。感光部の段数をnとすると、1
段で蓄積された信号電荷をn回積分することになる。積
分された信号電荷35は電圧に変換され、出力される。
像33内を、被写体画像34が積分型センサ受光面32
の副走査方向と平行に移動する場合、図10(a)の積
分型センサ受光面32に蓄積された信号電荷35を副走
査方向に、被写体画像34の移動速度と同じ速度で移動
すると、図10(b)のようになる。この時、積分型セ
ンサ受光面32の2段目の感光部には、移動前と同じ被
写体画像34が結像するため、2段目で生成された信号
電荷が、1段目からの信号電荷35に加算される。この
動作が感光部の段数だけ繰り返されるため、図10
(c)において、積分型センサ受光面32の3段目の感
光部に蓄積される信号電荷35は、3段の感光部で蓄積
された電荷の和となる。感光部の段数をnとすると、1
段で蓄積された信号電荷をn回積分することになる。積
分された信号電荷35は電圧に変換され、出力される。
【0011】以上のように積分型センサは高感度な画像
読取りが可能であり、一定速度で移動する物体の画像読
取りは容易に実現できる。しかし、被写体を移動する機
構が必要なため装置が大型化、複雑化することから、生
産ラインにおける移動物体の画像読取り等に用途が限定
されていた。
読取りが可能であり、一定速度で移動する物体の画像読
取りは容易に実現できる。しかし、被写体を移動する機
構が必要なため装置が大型化、複雑化することから、生
産ラインにおける移動物体の画像読取り等に用途が限定
されていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前述した第1〜3の従
来例では、各例において次のような問題点があった。
来例では、各例において次のような問題点があった。
【0013】第1の従来例である、図6の読取り素子に
1台のエリアセンサを用いる方法においては、高精細画
像を得るにはエリアセンサ27に十分な解像度が必要で
ある。例えば、A4サイズの原稿を被写体とし、200
DPI(Dot Per Inch)の解像度で画像を入力する場
合、エリアセンサ27の画素数は、約400万画素必要
となる。通常のビデオカメラ等に使用されるエリアセン
サの画素数は40万画素程度であり、通常のTV受像機
で再生するには十分な画素数であるが十分な解像度は得
られない。一般に400万画素以上の画素数を有するエ
リアセンサは、半導体製造技術上の問題および民生用ニ
ーズが低いなどの理由から、40万画素程度のエリアセ
ンサに比べ、価格は3桁以上も高くなっている。
1台のエリアセンサを用いる方法においては、高精細画
像を得るにはエリアセンサ27に十分な解像度が必要で
ある。例えば、A4サイズの原稿を被写体とし、200
DPI(Dot Per Inch)の解像度で画像を入力する場
合、エリアセンサ27の画素数は、約400万画素必要
となる。通常のビデオカメラ等に使用されるエリアセン
サの画素数は40万画素程度であり、通常のTV受像機
で再生するには十分な画素数であるが十分な解像度は得
られない。一般に400万画素以上の画素数を有するエ
リアセンサは、半導体製造技術上の問題および民生用ニ
ーズが低いなどの理由から、40万画素程度のエリアセ
ンサに比べ、価格は3桁以上も高くなっている。
【0014】第2の従来例である、図7の複数のエリア
センサを用いる方法においては、各々のエリアセンサか
ら出力された画像を、正確に連続性を保って合成するた
めの手段が必要になる。この画像合成手段のため、装置
が複雑化し価格が高くなる。また画像合成のための処理
時間は、画像入力時間の高速化を図る際の問題点となっ
ていた。
センサを用いる方法においては、各々のエリアセンサか
ら出力された画像を、正確に連続性を保って合成するた
めの手段が必要になる。この画像合成手段のため、装置
が複雑化し価格が高くなる。また画像合成のための処理
時間は、画像入力時間の高速化を図る際の問題点となっ
ていた。
【0015】第3の従来例である、図8のラインセンサ
を用いる方法においても次のような問題点があった。す
なわち、前記図6および図7に例示したエリアセンサ
は、読取り範囲の2次元画像を感光部で信号電荷に変換
し、入力した全ての2次元画像データを1度に連続して
出力する。しかし、画像データの出力と、感光部におけ
る信号電荷の蓄積は同時に行えるため、一般に画素数の
多いエリアセンサは、画像データ出力時間内に十分な信
号電荷の蓄積が行える。
を用いる方法においても次のような問題点があった。す
なわち、前記図6および図7に例示したエリアセンサ
は、読取り範囲の2次元画像を感光部で信号電荷に変換
し、入力した全ての2次元画像データを1度に連続して
出力する。しかし、画像データの出力と、感光部におけ
る信号電荷の蓄積は同時に行えるため、一般に画素数の
多いエリアセンサは、画像データ出力時間内に十分な信
号電荷の蓄積が行える。
【0016】それに対し、図8のようなラインセンサに
よる読取りは図11に示すように、読取り範囲36を1
ライン単位に主走査方向へ行い、1ライン分の画像デー
タを出力したら、副走査方向に移動し、次のラインを読
み取る。ラインセンサの場合、1ライン分の1次元画像
データを出力する時間は、画像データ数が少ないことか
ら、エリアセンサより短くなり、信号電荷を蓄積する時
間も短くなる。十分な信号電荷を蓄積するには、信号電
荷を蓄積する時間の不足分を補うため、信号電荷の蓄積
動作のみを行う時間が必要になる。この時間のため、ラ
インセンサによる読取り時間は、エリアセンサに比べ長
くなる。
よる読取りは図11に示すように、読取り範囲36を1
ライン単位に主走査方向へ行い、1ライン分の画像デー
タを出力したら、副走査方向に移動し、次のラインを読
み取る。ラインセンサの場合、1ライン分の1次元画像
データを出力する時間は、画像データ数が少ないことか
ら、エリアセンサより短くなり、信号電荷を蓄積する時
間も短くなる。十分な信号電荷を蓄積するには、信号電
荷を蓄積する時間の不足分を補うため、信号電荷の蓄積
動作のみを行う時間が必要になる。この時間のため、ラ
インセンサによる読取り時間は、エリアセンサに比べ長
くなる。
【0017】また、信号電荷を蓄積する時間を短縮する
ために、被写体に光を当てる光源の光量を増加する手段
もあるが、多大な光量が必要であり、光源の光が作業者
の目に入るスタンド式画像入力法では、実用的ではな
い。
ために、被写体に光を当てる光源の光量を増加する手段
もあるが、多大な光量が必要であり、光源の光が作業者
の目に入るスタンド式画像入力法では、実用的ではな
い。
【0018】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、高精細画像を高速に入力でき、かつ安価なスタ
ンド式画像入力法を実現することが可能な画像入力技術
を提供することを目的とする。
もので、高精細画像を高速に入力でき、かつ安価なスタ
ンド式画像入力法を実現することが可能な画像入力技術
を提供することを目的とする。
【0019】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0020】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0021】すなわち、本発明の画像入力装置は、撮像
面を上向きして被写体が載置される原稿台と、被写体を
照明する光源と、原稿台の上方に配置され、被写体の画
像を読み取る画像入力部とからなり、画像入力部は、時
間遅延積分型CCDセンサと、時間遅延積分型CCDセ
ンサの動作に同期して当該時間遅延積分型CCDセンサ
に被写体の画像を走査投影する光学系とからなるもので
ある。
面を上向きして被写体が載置される原稿台と、被写体を
照明する光源と、原稿台の上方に配置され、被写体の画
像を読み取る画像入力部とからなり、画像入力部は、時
間遅延積分型CCDセンサと、時間遅延積分型CCDセ
ンサの動作に同期して当該時間遅延積分型CCDセンサ
に被写体の画像を走査投影する光学系とからなるもので
ある。
【0022】
【作用】上記した本発明の画像入力装置によれば、画像
入力部は、時間遅延積分型CCDセンサと、時間遅延積
分型CCDセンサの動作に同期して当該時間遅延積分型
CCDセンサに被写体の画像を走査投影する光学系とで
構成されているので、たとえば必要以上に高密度の画素
数を有する高価な撮像素子を用いることなく、低照度の
照明下で高感度の画像入力が可能となり、画像入力時間
の高速化、および解像度の高精細化を達成することがで
きる。また、多数の画素数を有する高価なエリアセンサ
等を使用する必要がないので、装置の製造原価を安価に
することができる。
入力部は、時間遅延積分型CCDセンサと、時間遅延積
分型CCDセンサの動作に同期して当該時間遅延積分型
CCDセンサに被写体の画像を走査投影する光学系とで
構成されているので、たとえば必要以上に高密度の画素
数を有する高価な撮像素子を用いることなく、低照度の
照明下で高感度の画像入力が可能となり、画像入力時間
の高速化、および解像度の高精細化を達成することがで
きる。また、多数の画素数を有する高価なエリアセンサ
等を使用する必要がないので、装置の製造原価を安価に
することができる。
【0023】この結果、たとえば、安価で高精細画像を
高速に入力できるスタンド式画像入力法を実現すること
が可能となる。
高速に入力できるスタンド式画像入力法を実現すること
が可能となる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0025】図1は本発明の一実施例である画像入力装
置の構成の一例を示す概念図であり、図2は、その外観
斜視図である。また、図3および図4は、その作用の一
例を示す概念図であり、図5は、その作用の一例を示す
線図である。
置の構成の一例を示す概念図であり、図2は、その外観
斜視図である。また、図3および図4は、その作用の一
例を示す概念図であり、図5は、その作用の一例を示す
線図である。
【0026】本実施例の画像入力装置14は、被写体1
を置く原稿台15と、原稿台15の上方に配置され、被
写体1の画像を入力する画像入力部16と、原稿台15
上の被写体1を照明する光源8からなる照明部17とを
備えており、原稿台15の上に載せる被写体1の位置を
目視により確認しながら画像を入力することで、不定形
サイズの原稿や、書籍等の被写体の画像を容易に効率良
く入力することが可能となっている。
を置く原稿台15と、原稿台15の上方に配置され、被
写体1の画像を入力する画像入力部16と、原稿台15
上の被写体1を照明する光源8からなる照明部17とを
備えており、原稿台15の上に載せる被写体1の位置を
目視により確認しながら画像を入力することで、不定形
サイズの原稿や、書籍等の被写体の画像を容易に効率良
く入力することが可能となっている。
【0027】また、画像入力部16には、例えば図3に
例示される格子パターン18を原稿上に投影する投影機
(図示せず)が設けられており、画像入力部16の読取
り範囲を操作者に明示する。文字列20が斜めに複写さ
れた原稿19の画像を入力する場合には、図3に示すよ
うに格子パターン18と文字列20の並びが平行になる
ように原稿19を配置すれば、文字列20の傾きを補正
した画像を容易に入力することができる。なお、前述の
投影機は、画像入力を開始するときには、投影する格子
パターン18を自動的に消し、画像入力終了後自動的に
格子パターン18を投影するよう画像入力装置の動きと
連動する。
例示される格子パターン18を原稿上に投影する投影機
(図示せず)が設けられており、画像入力部16の読取
り範囲を操作者に明示する。文字列20が斜めに複写さ
れた原稿19の画像を入力する場合には、図3に示すよ
うに格子パターン18と文字列20の並びが平行になる
ように原稿19を配置すれば、文字列20の傾きを補正
した画像を容易に入力することができる。なお、前述の
投影機は、画像入力を開始するときには、投影する格子
パターン18を自動的に消し、画像入力終了後自動的に
格子パターン18を投影するよう画像入力装置の動きと
連動する。
【0028】画像入力部16は、被写体1の画像を走査
するミラー2,ミラー2を動作させるモータ6,ミラー
2による画像の走査位置を検出するエンコーダ7,被写
体1の画像を結像するズームレンズ4などからなる光学
系3と、画像の読取りを行う積分型センサ5と、画像信
号の処理を行う信号処理部10などで構成され、これら
は装置の各部を制御する制御部9の配下で動作するとと
もに、制御部9は、制御データのやり取りを行うコント
ロールインタフェース11および画像データの転送を行
う画像データインタフェース12を介して上位のホスト
コンピュータ13に接続されている。
するミラー2,ミラー2を動作させるモータ6,ミラー
2による画像の走査位置を検出するエンコーダ7,被写
体1の画像を結像するズームレンズ4などからなる光学
系3と、画像の読取りを行う積分型センサ5と、画像信
号の処理を行う信号処理部10などで構成され、これら
は装置の各部を制御する制御部9の配下で動作するとと
もに、制御部9は、制御データのやり取りを行うコント
ロールインタフェース11および画像データの転送を行
う画像データインタフェース12を介して上位のホスト
コンピュータ13に接続されている。
【0029】この場合、積分型センサ5は、図4に例示
されるように、m画素の感光部5aをn段有する構成の
受光面を備えている。すなわち、主走査方向に画素ピッ
チ22 (l1)でm画素分の感光セル5bを配列してなる
感光部5aを、副走査方向に画素ピッチ23 (l2)でn
段だけ反復して配置した構成となっている。そして、感
光部5aの個々の感光セル5bは、当該感光セル5bに
蓄積された信号電荷を、隣接した感光部5aにおいて主
走査方向に等しい位置にある感光セル5bに、副走査方
向に順次転送する動作を行うことが可能になっている。
されるように、m画素の感光部5aをn段有する構成の
受光面を備えている。すなわち、主走査方向に画素ピッ
チ22 (l1)でm画素分の感光セル5bを配列してなる
感光部5aを、副走査方向に画素ピッチ23 (l2)でn
段だけ反復して配置した構成となっている。そして、感
光部5aの個々の感光セル5bは、当該感光セル5bに
蓄積された信号電荷を、隣接した感光部5aにおいて主
走査方向に等しい位置にある感光セル5bに、副走査方
向に順次転送する動作を行うことが可能になっている。
【0030】次に本実施例の画像入力装置の作用の一例
について説明する。
について説明する。
【0031】まずホストコンピュータ13の指示により
制御部9は、光源8を点灯する。次に制御部9は、モー
タ6を動作することによりミラー2を回転し、さらに光
路長の変化により画像倍率が変化しないよう、画像倍率
を一定に保つようにズームレンズ4の焦点距離を調整し
ながら、被写体1の画像の走査を開始する。
制御部9は、光源8を点灯する。次に制御部9は、モー
タ6を動作することによりミラー2を回転し、さらに光
路長の変化により画像倍率が変化しないよう、画像倍率
を一定に保つようにズームレンズ4の焦点距離を調整し
ながら、被写体1の画像の走査を開始する。
【0032】このとき、制御部9は、ミラー2による画
像の走査位置を検出するエンコーダ7から出力されるパ
ルス信号を基に、ミラー2による画像の副走査方向にお
ける走査位置と、積分型センサ5の感光部5aを構成す
る感光セル5bに蓄積した信号電荷の副走査方向におけ
る移動を、同期させるように制御する。
像の走査位置を検出するエンコーダ7から出力されるパ
ルス信号を基に、ミラー2による画像の副走査方向にお
ける走査位置と、積分型センサ5の感光部5aを構成す
る感光セル5bに蓄積した信号電荷の副走査方向におけ
る移動を、同期させるように制御する。
【0033】すなわち、積分型センサ5の受光面21上
に結像した画像を、ミラー2の回動動作により副走査方
向へ移動させ、制御部9はエンコーダ7から出力される
パルス信号から、画像の移動寸法が図4の副走査方向の
画素ピッチ23 (l2)と等しくなったことを検出した
時、全ての段の感光部5aにおいて、蓄積された信号電
荷を、1段ずつ次の段の感光部5aへ同時に移動する。
図4の例では、1段目に蓄積された電荷を2段目に移
動、2段目に蓄積された信号電荷を3段目に移動 ・・・・・
・ n−1段に蓄積された信号電荷をn段目に移動、とい
う動作を同時に行う。よって各段の感光部5aの個々感
光セル5bでは、前段から移動した信号電荷に、前段の
位置から移動した画像により蓄積される信号電荷が加算
される。
に結像した画像を、ミラー2の回動動作により副走査方
向へ移動させ、制御部9はエンコーダ7から出力される
パルス信号から、画像の移動寸法が図4の副走査方向の
画素ピッチ23 (l2)と等しくなったことを検出した
時、全ての段の感光部5aにおいて、蓄積された信号電
荷を、1段ずつ次の段の感光部5aへ同時に移動する。
図4の例では、1段目に蓄積された電荷を2段目に移
動、2段目に蓄積された信号電荷を3段目に移動 ・・・・・
・ n−1段に蓄積された信号電荷をn段目に移動、とい
う動作を同時に行う。よって各段の感光部5aの個々感
光セル5bでは、前段から移動した信号電荷に、前段の
位置から移動した画像により蓄積される信号電荷が加算
される。
【0034】上記動作を繰り返し行うことにより、最終
段の感光部5aの出力は、n段分の感光部5aにより蓄
積された信号電荷を加算して電圧に変換したものとな
り、副走査方向に信号電荷を移動するごとに1段分のm
画素の画像データを、当該最終段の感光部5aから出力
する。
段の感光部5aの出力は、n段分の感光部5aにより蓄
積された信号電荷を加算して電圧に変換したものとな
り、副走査方向に信号電荷を移動するごとに1段分のm
画素の画像データを、当該最終段の感光部5aから出力
する。
【0035】以上のタイミングチャートを図5に示す。
このように積分型センサ5は1段の感光部5aで蓄積さ
れた信号電荷のn倍の出力が得られることから高感度で
あり、電荷を蓄積する時間を短縮できるため、高速に画
像を入力することが可能である。
このように積分型センサ5は1段の感光部5aで蓄積さ
れた信号電荷のn倍の出力が得られることから高感度で
あり、電荷を蓄積する時間を短縮できるため、高速に画
像を入力することが可能である。
【0036】さらに、高感度であることから少量の光量
でも画像を入力できるため図1のズームレンズ4の有効
口径を絞ることができ、Fナンバーを大きくして焦点深
度を深くとることが可能になり、立体物体の2次元画像
も鮮明に入力することができる。また、被写体1の画像
を拡大するようにズームレンズ4の倍率を、スイッチ操
作等により任意に上げる機能を設け、画像の一部を拡大
して入力することも可能である。
でも画像を入力できるため図1のズームレンズ4の有効
口径を絞ることができ、Fナンバーを大きくして焦点深
度を深くとることが可能になり、立体物体の2次元画像
も鮮明に入力することができる。また、被写体1の画像
を拡大するようにズームレンズ4の倍率を、スイッチ操
作等により任意に上げる機能を設け、画像の一部を拡大
して入力することも可能である。
【0037】そして、図1の積分型センサ5から出力さ
れる画像データ信号を、信号処理部10により処理し、
画像データインタフェース12により、2値または多値
の画像データとしてホストコンピュータ13へ転送す
る。画像データインタフェース12により2値画像デー
タを転送する場合には、信号処理部10において、積分
型センサ5から出力されるアナログ画像データ信号をデ
ジタル変換し、シェーディング補正を行った後に2値化
処理を行う。シェーディング補正は装置周辺からの外乱
光の影響や、光源の光量分布不均一、およびレンズ周辺
部の光量分布不均一などの原因で生ずる被写体の広領域
にわたる階調の不均一性を除く処理で、次のような手段
により行う。
れる画像データ信号を、信号処理部10により処理し、
画像データインタフェース12により、2値または多値
の画像データとしてホストコンピュータ13へ転送す
る。画像データインタフェース12により2値画像デー
タを転送する場合には、信号処理部10において、積分
型センサ5から出力されるアナログ画像データ信号をデ
ジタル変換し、シェーディング補正を行った後に2値化
処理を行う。シェーディング補正は装置周辺からの外乱
光の影響や、光源の光量分布不均一、およびレンズ周辺
部の光量分布不均一などの原因で生ずる被写体の広領域
にわたる階調の不均一性を除く処理で、次のような手段
により行う。
【0038】まず、被写体1の画像を入力する前の準備
動作として光源8を点灯して基準原稿の画像を入力す
る。基準原稿は白色基準となる白紙原稿で、被写体1を
載せる図2の原稿台15を利用しても良い。基準原稿の
画像を入力することにより得られるp×q画素で構成さ
れる白基準画像データを1画素ずつ画像メモリに格納す
る。例えばA4サイズの読み取り範囲を200DPIの
精細度で画像を入力する場合、p=1664、q=23
52となり、1画面は約400万画素で構成され、1画
素のデータ長を1バイト(256階調)で処理すると4
Mバイトの画像メモリへ、1画素ごとの白基準画像デー
タW(x・y)を1画面分格納する。シェーディング補
正画像データf(x・y)は、被写体画像データD(x
・y)と前述画像メモリに格納された白基準原稿画像デ
ータW(x・y)と白レベル値W0を演算することによ
り求める。
動作として光源8を点灯して基準原稿の画像を入力す
る。基準原稿は白色基準となる白紙原稿で、被写体1を
載せる図2の原稿台15を利用しても良い。基準原稿の
画像を入力することにより得られるp×q画素で構成さ
れる白基準画像データを1画素ずつ画像メモリに格納す
る。例えばA4サイズの読み取り範囲を200DPIの
精細度で画像を入力する場合、p=1664、q=23
52となり、1画面は約400万画素で構成され、1画
素のデータ長を1バイト(256階調)で処理すると4
Mバイトの画像メモリへ、1画素ごとの白基準画像デー
タW(x・y)を1画面分格納する。シェーディング補
正画像データf(x・y)は、被写体画像データD(x
・y)と前述画像メモリに格納された白基準原稿画像デ
ータW(x・y)と白レベル値W0を演算することによ
り求める。
【0039】 f(x・y)={D(x・y)/W(x・y)}・W0 ……(1) 被写体画像データD(x・y)は、被写体の画像を入力
する毎に得られる積分型センサ5から出力された1画素
ごとの画像データであり、白レベル値W0 は白レベルピ
ーク値を決定する値である。例えば1画素のデータ長を
1バイトで処理する場合にはW0 =256となる。この
ようにして求められた1画面分のシェーディング補正画
像データf(x・y)を2値化処理する。
する毎に得られる積分型センサ5から出力された1画素
ごとの画像データであり、白レベル値W0 は白レベルピ
ーク値を決定する値である。例えば1画素のデータ長を
1バイトで処理する場合にはW0 =256となる。この
ようにして求められた1画面分のシェーディング補正画
像データf(x・y)を2値化処理する。
【0040】また、画像データインタフェース12によ
り多値画像データを出力する場合には、前述のシェーデ
ィング補正を省略し、図1の積分型センサ5から出力さ
れるアナログ画像データをデジタル変換しホストコンピ
ュータ13ヘ転送すれば良い。
り多値画像データを出力する場合には、前述のシェーデ
ィング補正を省略し、図1の積分型センサ5から出力さ
れるアナログ画像データをデジタル変換しホストコンピ
ュータ13ヘ転送すれば良い。
【0041】本実施例において、鮮明な画質を得るため
には、積分型センサ5上に結像する画面を、高精度に位
置決めする必要がある。主走査方向においては、隣の画
素への影響を最小限に抑えるため、図2の積分型センサ
5上に結像する画像が副走査方向へ1段目からn段目ま
での感光部に移動する間の軌跡24の、主走査方向に振
動する成分の振幅25(Δl)を画素ピッチ22 (l1)
の1/2以下になるよう、副走査方向(複数の感光部5
aの各段の配列方向)における画像の移動動作を行うミ
ラー2と積分型センサ5の平行度などを調整する。
には、積分型センサ5上に結像する画面を、高精度に位
置決めする必要がある。主走査方向においては、隣の画
素への影響を最小限に抑えるため、図2の積分型センサ
5上に結像する画像が副走査方向へ1段目からn段目ま
での感光部に移動する間の軌跡24の、主走査方向に振
動する成分の振幅25(Δl)を画素ピッチ22 (l1)
の1/2以下になるよう、副走査方向(複数の感光部5
aの各段の配列方向)における画像の移動動作を行うミ
ラー2と積分型センサ5の平行度などを調整する。
【0042】また、副走査方向においても、積分型セン
サ上に結像する画像の移動と、積分型センサ感光部の電
荷移動が正確に同期していなければならず、この位置ず
れ寸法は画素ピッチ23 (l2)の1/2以下とし、かつ
移動方向を積分型センサ5の受光面21の副走査方向の
画素の並びと平行になるよう、ミラー2の回動方向にお
ける角速度のばらつき等を所定の精度に調整する。
サ上に結像する画像の移動と、積分型センサ感光部の電
荷移動が正確に同期していなければならず、この位置ず
れ寸法は画素ピッチ23 (l2)の1/2以下とし、かつ
移動方向を積分型センサ5の受光面21の副走査方向の
画素の並びと平行になるよう、ミラー2の回動方向にお
ける角速度のばらつき等を所定の精度に調整する。
【0043】なお、ミラー2による積分型センサ5上の
副走査方向への画像の移動が、図4の副走査方向の画素
ピッチ23 (l2)の寸法と等しいピッチで正確に行える
場合(たとえば、モータ6として閉ループ制御のサーボ
モータ等を用いる場合)には、エンコーダ7を省略して
も良い。その場合には、制御部9からモータ6へ所定の
移動量を直接的に指示することにより、ミラー2を動作
させる。
副走査方向への画像の移動が、図4の副走査方向の画素
ピッチ23 (l2)の寸法と等しいピッチで正確に行える
場合(たとえば、モータ6として閉ループ制御のサーボ
モータ等を用いる場合)には、エンコーダ7を省略して
も良い。その場合には、制御部9からモータ6へ所定の
移動量を直接的に指示することにより、ミラー2を動作
させる。
【0044】このように、本実施例の画像入力装置によ
れば、安価な積分型センサ5と、当該積分型センサ5に
同期して当該積分型センサ5に被写体1の画像を走査投
影する光学系3とを組み合わせた構成であるため、高精
細画像を高速に入力できるとともに、必要以上に画素数
の多い高価なエリアセンサ等を用いる必要がなく、装置
価格を安価にすることができる、という効果が得られ
る。
れば、安価な積分型センサ5と、当該積分型センサ5に
同期して当該積分型センサ5に被写体1の画像を走査投
影する光学系3とを組み合わせた構成であるため、高精
細画像を高速に入力できるとともに、必要以上に画素数
の多い高価なエリアセンサ等を用いる必要がなく、装置
価格を安価にすることができる、という効果が得られ
る。
【0045】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
【0046】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0047】すなわち、本発明の画像入力装置によれ
ば、高精細画像を高速に入力でき、かつ安価なスタンド
式画像入力法を実現できる、という効果が得られる。
ば、高精細画像を高速に入力でき、かつ安価なスタンド
式画像入力法を実現できる、という効果が得られる。
【図1】本発明の一実施例である画像入力装置の構成の
一例を示す概念図である。
一例を示す概念図である。
【図2】その外観斜視図である。
【図3】その作用の一例を示す概念図である。
【図4】その作用の一例を示す概念図である。
【図5】その作用の一例を示す線図である。
【図6】従来技術の一例を示す説明図である。
【図7】従来技術の一例を示す説明図である。
【図8】従来技術の一例を示す説明図である。
【図9】従来技術の一例を示す説明図である。
【図10】(a)〜(c)は積分型センサの動作原理の
説明図である。
説明図である。
【図11】従来技術の作用の一例を示す説明図である。
1 被写体 2 ミラー 3 光学系 4 ズームレンズ 5 積分型センサ(時間遅延積分型CCDセンサ) 5a 感光部 5b 感光セル 6 モータ 7 エンコーダ 8 光源 9 制御部 10 信号処理部 11 コントロールインタフェース 12 画像データインタフェース 13 ホストコンピュータ 14 画像入力装置 15 原稿台 16 画像入力部 17 照明部 18 格子パターン 19 原稿 20 文字列 21 受光面 22 画素ピッチ 23 画素ピッチ 24 軌跡 25 振幅 26 レンズ 27 エリアセンサ 28 画像処理部 29 画像メモリ 30 ラインセンサ 31 モニタ 32 積分型センサ受光面 33 結像画像 34 被写体画像 35 信号電荷 36 読取り範囲 40 信号処理部 41 被写体 42 ミラー 43 光路長調整用ミラー 45 積分型センサ 48 光源 49 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日向 昭陽 神奈川県小田原市国府津2880番地 日立コ ンピュータ機器株式会社内 (72)発明者 佐藤 光英 神奈川県小田原市国府津2880番地 日立コ ンピュータ機器株式会社内 (72)発明者 原田 育生 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内
Claims (1)
- 【請求項1】 撮像面を上向きして被写体が載置される
原稿台と、前記被写体を照明する光源と、前記原稿台の
上方に配置され、前記被写体の画像を読み取る画像入力
部とからなり、前記画像入力部は、時間遅延積分型CC
Dセンサと、前記時間遅延積分型CCDセンサの動作に
同期して当該時間遅延積分型CCDセンサに前記被写体
の画像を走査投影する光学系とからなることを特徴とす
る画像入力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5111276A JPH06326835A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5111276A JPH06326835A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 画像入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06326835A true JPH06326835A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14557126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5111276A Pending JPH06326835A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 画像入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06326835A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016199259A1 (ja) * | 2015-06-10 | 2016-12-15 | 株式会社Pfu | 画像読取装置 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP5111276A patent/JPH06326835A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016199259A1 (ja) * | 2015-06-10 | 2016-12-15 | 株式会社Pfu | 画像読取装置 |
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