JPH0654124A - 画像読取装置および画像読取装置に用いる変倍・焦点検出用チャート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一のレンズで複数の倍率が得られるように
した画像読取装置を提供する。 【構成】 所定方向に搬送される原稿台１に載置された
原稿２の画像情報を光電変換素子８で逐次読取る画像読
取装置において、原稿台１から光電変換素子８までの光
路長を変更すべく駆動される光路長変更手段３０と、原
稿台１と撮像素子８との間の光路中に介装され、その光
軸方向に移動可能なレンズ５０と、指令された倍率を設
定すべくレンズ５０および光路長変更手段３０を駆動す
る変倍手段４３，４５，４８と、光電変換素子８の出力
信号に基づいて焦点検出を行うとともに、その焦点検出
結果に基づいて合焦状態を得るべく光路長変更手段３０
を駆動する焦点調節手段４２，４５，４７とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばイメージスキャ
ナやファクシミリなどに用いられる画像読取装置、特に
所定方向に搬送される原稿の画像情報を光電変換素子で
逐次読取る画像読取装置および画像読取装置に用いられ
る変倍・焦点検出用チャートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像読取装置の概略構成を図５に
示す。図５において、１は図示Ｄ１方向に搬送される原
稿台であり、その上部にフィルム状の原稿２が載置され
る。原稿台１の上方に配置された光源３の照射光は、原
稿台１の移動時に原稿２を透過した後、ミラー４，５，
６で順に反射され、更にレンズユニット７を透過してＣ
ＣＤなどの撮像素子（以下、ＣＣＤと呼ぶ）８に導かれ
る。これにより原稿２の画像情報がＣＣＤ８に逐次投影
される。ＣＣＤ８は、投影された画像を光電変換して順
次不図示の制御回路に入力する。ここで、レンズユニッ
ト７は、倍率の異なる複数のレンズ７ａ，７ｂ，７ｃを
光軸Ｌと直交する方向に配置して成り、いずれか１個の
レンズを光路中に挿入することにより所望の倍率を得
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように図５の装置
では、複数の倍率を設定可能とするために異なる倍率の
レンズを複数用意する必要があり、コストアップを招来
するという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、単一のレンズで複数の倍
率が得られるようにした画像読取装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、請求項１の発明は、所定方向に搬
送される原稿台１に載置された原稿２の画像情報を光電
変換素子８で逐次読取る画像読取装置に適用される。そ
して、原稿台１から光電変換素子８までの光路長を変更
すべく駆動される光路長変更手段３０と、原稿台１と撮
像素子８との間の光路中に介装され、その光軸Ｌ方向に
移動可能なレンズ５０と、指令された倍率を設定すべく
レンズ５０および光路長変更手段３０を駆動する変倍手
段（４２，４３，４７，４８，４５）と、光電変換素子
８の出力信号に基づいて焦点検出を行うとともに、その
焦点検出結果に基づいて合焦状態を得るべく光路長変更
手段３０を駆動する焦点調節手段４２，４７，４５とを
具備し、これにより上記問題点を解決する。特に請求項
２の発明は、所定の焦点検出パターンを光電変換素子８
で読取って焦点検出を行うよう上記焦点調節手段を構成
するとともに、焦点調節手段の作動後に所定の変倍パタ
ーンを光電変換素子８で読取り、その出力信号に基づい
て指令された倍率が設定されているか否かを判定する判
定手段４５と、指令された倍率が未設定と判定手段４５
が判定すると、変倍手段を作動せしめ、その後に焦点調
節手段を再度作動せしめる制御手段４５を更に備えたも
のである。また請求項３の発明は、変倍可能な画像読取
装置の原稿台上に載置される変倍用チャートに適用さ
れ、指令された倍率が得られたときに光電変換素子上の
所定位置に投影される倍率パターン２１ａ〜２１ｃ（図
２）を設けたものである。さらに請求項４の発明は、焦
点調節可能な画像読取装置の原稿台上に載置される焦点
検出用チャートに適用され、光電変換素子上に投影され
る焦点検出パターン２２ａ〜２２ｃ（図２）を設けたも
のである。なお、請求項４のように焦点検出パターンと
倍率パターンの双方を設けてもよい。

【０００６】

【作用】（１）請求項１の発明 変倍手段によりレンズ５０および光路長変更手段３０が
駆動され、これにより指令された倍率が設定される。し
たがって単一のレンズで複数の倍率を設定できる。ま
た、上記光路長変更手段３０を単独で駆動することによ
り焦点調節を行うことができる。 （２）請求項２の発明 焦点検出用のパターンによる焦点検出の後に変倍用のパ
ターンを光電変換素子８で読取り、その出力信号に基づ
いて指令された倍率が設定されているか否かが判定され
る。その結果、指令された倍率が未設定と判定される
と、変倍動作が行われ、その後に焦点調節動作が再度行
われる。 （３）請求項３の発明 変倍用チャートに設けられた倍率パターンは、指令され
た倍率が得られたときに画像読取装置の光電変換素子上
の所定位置に投影されるので、画像読取装置において所
望の倍率が設定されたか否かを容易に判定できる。 （４）請求項４の発明 焦点検出用チャートの焦点検出パターンが光電変換素子
上に投影されるので、画像読取装置において焦点調節を
容易に行うことができる。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】図１〜図３により本発明の一実施例を説明す
る。図１は本発明に係る画像読取装置の概略構成を示
し、図５と同様の構成要素には同一の符号を付す。原稿
台１は、モータ４１により不図示の駆動機構を介して図
示Ｄ１方向に移動可能とされ、その上部には原稿２が載
置されるとともに、原稿２の前方にフィルム状の変倍・
焦点検出用チャート２０（図２）が載置される。このチ
ャート２０については後で詳述する。

【０００９】光源３からの照射光は、原稿２あるいはチ
ャート２０を透過した後、ミラー４で反射されてミラー
ユニット３０に導かれる。ミラーユニット３０は上下一
対のミラー３１，３２を保持し、モータ４２の回転によ
り不図示の駆動機構を介して図示Ｄ２方向に移動可能と
される。このミラーユニット３０の移動により原稿台１
からＣＣＤ８までの光路長が変更される。５０は、モー
タ４３により不図示の駆動機構を介して光軸Ｌ方向に移
動可能なレンズであり、上記ミラー３１，３２で順に反
射された光は、このレンズ５０を透過してＣＣＤ８に導
かれる。

【００１０】ＣＣＤ８の光電変換出力は、Ａ／Ｄ変換器
４４でＡ／Ｄ変換されて制御回路４５に入力される。制
御回路４５にはまた、上述した各モータ４１〜４３のモ
ータ駆動回路４６，４７，４８が接続されるとともに、
不図示の操作部材の操作に応じて倍率を指令する倍率指
令回路４９が接続される。制御回路４５は、指令された
倍率およびＣＣＤ８からの入力信号に応じてモータ駆動
回路４２，４３に駆動信号を出力し、ミラーユニット３
０およびレンズ５０を駆動して倍率の変更（変倍）を行
うとともに、ミラーユニット３０を単独駆動して焦点調
節を行う。

【００１１】次に、上述した変倍・焦点検出用チャート
２０について詳述する。このチャート２０は、例えば図
２（ａ）の如く透明のフィルム状部材に３種類の倍率
Ａ，Ｂ，Ｃ（Ａ＜Ｂ＜Ｃ）に応じた矩形の倍率パターン
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（斜線は黒色に塗りつぶされて
いることを示す）と、各倍率パターン２１ａ〜２１ｃに
応じた焦点検出パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｃとを描
いて成る。なお図２では左半分のみを示したが、右側は
左側と対称に上記パターンが描かれている。このチャー
ト２０が光源３の真下に位置するときには、チャート２
０上のパターンのうち幅方向の略中心位置（ＣＬで示
す）の像がＣＣＤ８に投影され、このとき、ＣＣＤ８の
各画素８ａ（図２（ｂ））のうち倍率パターン２１ａ〜
２１ｃに対応する位置Ｅの画素８ａの出力はロ−レベル
となる。

【００１２】一方、チャート長手方向におけるＣＣＤ８
への投影範囲は各倍率に応じて異なり、仮りに倍率Ａが
設定されているときには、チャート２０の長手方向全体
ＥａにおけるＣＬ部分の像がＣＣＤ８上に投影され、ま
た倍率Ｂ，Ｃが設定されているときには、チャート２０
のうちＥｂ，Ｅｃで示す中央領域におけるＣＬ部分の像
がＣＣＤ８上にそれぞれ投影される。そして、倍率Ａ設
定時には左右一対の倍率パターン２１ａが、倍率Ｂ設定
時には同パターン２１ｂが、倍率Ｃ設定時には同パター
ン２１ｃが、それぞれＣＣＤ両端の同じ位置に同じ大き
さで投影されるよう各パターンの位置および大きさが予
め設定されている。したがって、いずれの倍率が設定さ
れているときでも、ロ−レベルとなるＣＣＤ画素８ａは
同一である。

【００１３】一方、焦点検出パターン２２ａ〜２２ｃ
は、複数の黒色のラインパターンで構成され、これらの
焦点検出パターンに対応する位置のＣＣＤ画素の出力に
基づいて焦点検出、すなわちピントが合っているか否か
を検出することができる。この焦点検出方法としては、
例えばコントラスト方式などが用いられるが、その内容
は周知であるのでここでは詳述しない。

【００１４】次に、図３のフローチャートも参照して実
施例の動作を説明する。当初は、チャート２０が光源３
の真下に位置するよう原稿台１が位置決めされ、このと
き光源３からの光はチャート２０の上記ＣＬ部分を透過
した後、ミラー４およびミラーユニット３０のミラー３
１，３２で順に反射され、レンズ５０を透過してＣＣＤ
８に導かれている。すなわち、ＣＬ部分の像がＣＣＤ８
に投影されている。

【００１５】この状態で倍率指令回路４９により倍率Ａ
〜Ｃのいずれかが指令されると、制御回路４５内で図３
に示すプログラムが起動され、制御回路４５はまずステ
ップＳ１において、モータ駆動回路４７，４８を介して
モータ４２，４３を駆動し、ミラーユニット３０および
レンズ５０を上記指令された倍率に応じた位置（予め決
められている）まで移動させて変倍を行う。これにより
おおよその目標倍率が得られるが、この変倍動作はあく
までも粗調であり、正確な指令倍率となっているとは限
らない。

【００１６】次いでステップＳ２では、ＣＣＤ８の画素
のうち、指令倍率に応じた焦点検出パターン（２２ａ〜
２２ｃのいずれか）が投影されている画素の出力信号か
ら焦点検出を行い、その結果、ピント合致の有無および
合焦状態を得るためのミラーユニット駆動方向を検出す
る。ステップＳ３で合焦していると判定されるとステッ
プＳ５に進み、合焦していないと判定されるとステップ
Ｓ４において、モータ駆動回路４７を介してミラーユニ
ット３０を上記検出された方向に単位量だけ駆動し、次
いでステップＳ２に戻る。このステップＳ２〜Ｓ４の処
理が焦点調節動作に相当する。

【００１７】ステップＳ５ではＣＣＤ８の各画素８ａの
信号を入力し、ステップＳ６では、各画素８ａのうちＣ
ＣＤ両端部における所定箇所の画素８ａがロ−レベルの
信号を出力しているか否かにより、上記指令倍率が設定
されているか否かを判定する。ここで、上記ステップＳ
１の変倍処理により指令倍率に近い倍率が設定されてい
るから、指令倍率以外の倍率パターンがＣＣＤ両端部に
投影されていることはなく、したがって、上記ステップ
Ｓ５の判断のみで指令倍率の設定の有無を判断できる。
ステップＳ６が肯定されるとステップＳ８に進み、否定
されるとステップＳ７でミラーユニット３０およびレン
ズ５を単位量だけ所定方向、すなわち所定位置の画素信
号がロ−レベルとなる方向に移動させてステップＳ２に
戻り、再び焦点調節を行う。

【００１８】ところで、この種の原稿移動式の画像読取
装置では、画質向上のため倍率に応じて原稿の移動速度
を変える必要があり、そこでステップＳ８では、上記設
定された倍率に応じた原稿台の移動速度を所定の演算式
により演算し、次いでステップＳ９において、モータ駆
動回路４６を介してモータ４１を駆動し、上記演算され
た速度で原稿台１を図示Ｄ１方向に搬送する。これによ
り原稿２の画像情報がミラー４，ミラーユニット３０，
レンズ５０を介して順次にＣＣＤ８に投影され、ＣＣＤ
８はこれを逐次光電変換して制御回路４５に入力する。

【００１９】以上によれば、レンズ５０およびミラーユ
ニット３０の駆動により変倍が行われるので、従来のよ
うに異なる倍率のレンズを複数設けることなく単一のレ
ンズで変倍が行える。また上記光路長変更手段３０を単
独で駆動することにより焦点調節を行うこともできる。
さらに、変倍・焦点検出用チャート２０を原稿台１に置
くだけで容易に所望の倍率を設定することができるとと
もに、容易に焦点調節を行うことができる。

【００２０】ここで、上記変倍チャートを利用して所定
の倍率が得られているか否かを判定するには、チャート
の像がＣＣＤ８上に合焦していることが必要である。上
記図３の手順によれば、焦点調節を行った後に指令倍率
の設定の有無を判定し、指令倍率未設定と判定されると
単位量の変倍動作を行い、その後に前記焦点調節を行う
といった動作を繰返し行っているので、正確に所望の倍
率で、かつ確実にピントの合った状態で原稿の読取りが
行える。

【００２１】以上の実施例の構成において、ＣＣＤ８が
光電変換素子を、ミラーユニット３０が光路長変更手段
を、制御回路４５，モータ駆動回路４７，４８およびモ
ータ４２，４３が変倍手段を、制御回路４５，モータ駆
動回路４７およびモータ４２が焦点調節手段をそれぞれ
構成する。また制御回路４５が判定手段および制御手段
を構成する。

【００２２】なお上述したチャート２０では、３種類の
倍率を設定可能とするために３種類の倍率パターンを設
けたが、例えば図４に示すように、１種類の倍率パター
ン２１’（最高倍率に対応したもの）のみでも複数種類
の倍率を設定できる。この場合には、上記倍率パターン
２１’がＣＣＤ８のいずれの画素８ａに投影されるかが
倍率によって異なるから、倍率パターン２１’が投影さ
れる画素８ａの位置と個数を判定することによりその倍
率が設定されたか否かが判断できる。また倍率パターン
を黒く塗りつぶしたが、逆に倍率パターンは透明とし周
辺部分を黒く塗りつぶしても同様の作用効果が得られ
る。さらに、各倍率パターンおよび焦点検出パターンを
左右対称に設けた例を示したが、各パターンは１個のみ
でもよい。またパターンの個数、すなわち設定可能な倍
率は４以上であってもよいし、各パターンの形状も実施
例に限定されない。さらに、倍率パターンと焦点検出パ
ターンの双方を設けた例を示したが、いずれか一方のみ
でもよい。さらにまた、原稿透過型の画像読取装置につ
いて説明したが、原稿反射型のものにも本発明を適用で
きる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の画像読取装置によれば、レン
ズおよび光路長変更手段を駆動することにより指令され
た倍率を設定するようにしたので、従来のように異なる
倍率のレンズを複数用意する必要がなくなり、コストダ
ウンが図れる。また、変倍機構の一部である光路長変更
手段の単独駆動により焦点調節を行うようにしたので、
焦点調節のための光学部材を新たに設ける必要がなくな
り、より一層のコストダウンが図れる。特に請求項２の
発明によれば、焦点調節を行った後に指令倍率の設定の
有無を判定し、指令倍率未設定と判定されると単位量の
変倍動作を行い、その後に焦点調節を行うようにしたの
で、正確に所望の倍率で、かつ確実にピントの合った状
態で原稿の読取りが行える。請求項３の変倍用チャート
によれば、指令された倍率が得られたときに光電変換素
子上の所定位置に所定のパターンが投影されるようにし
たので、簡単な構成で所望の倍率を容易にしかも確実に
設定できる。請求項４の焦点調節用チャートによれば、
焦点検出用パターンが光電変換素子上に投影されるよう
にしたので、簡単な構成で上記焦点調節を容易にしかも
確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像読取装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】（ａ）は変倍・焦点調節用チャートの構成を示
す平面図、（ｂ）はチャートのパターンに応じたＣＣＤ
信号レベルを示す図である。

【図３】実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図４】チャートの変形例を示す図である。

【図５】従来の画像読取装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 原稿台 ２ 原稿 ３ 光源 ４ ミラー ８ ＣＣＤ ２０ 変倍・焦点調節用チャート ２１ａ〜２１ｃ 倍率パターン ２２ａ〜２２ｃ 焦点検出パターン ３０ ミラーユニット ４１，４１，４３ モータ ４５ 制御回路 ４６，４７，４８ モータ駆動回路 ４９ 倍率指令回路 ５０ レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定方向に搬送される原稿台に載置され
   た原稿の画像情報を光電変換素子で逐次読取る画像読取
   装置において、 前記原稿台から光電変換素子までの光路長を変更すべく
   駆動される光路長変更手段と、 前記原稿台と撮像素子との間の光路中に介装され、その
   光軸方向に移動可能なレンズと、 指令された倍率を設定すべく前記レンズおよび光路長変
   更手段を駆動する変倍手段と、 前記光電変換素子の出力信号に基づいて焦点検出を行う
   とともに、その焦点検出結果に基づいて合焦状態を得る
   べく前記光路長変更手段を駆動する焦点調節手段とを具
   備することを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記焦点調節手段は、所定の焦点検出パ
   ターンを光電変換素子で読取って焦点検出を行うよう構
   成されるとともに、 前記焦点調節手段の作動後に所定の変倍パターンを光電
   変換素子で読取り、その出力信号に基づいて前記指令さ
   れた倍率が設定されているか否かを判定する判定手段
   と、 指令された倍率が未設定と前記判定手段が判定すると、
   前記変倍手段を作動せしめ、その後に前記焦点調節手段
   を再度作動せしめる制御手段を更に備えたことを特徴と
   する請求項１に記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 変倍可能な画像読取装置の原稿台上に載
   置される変倍用チャートであって、 指令された倍率が得られたときに光電変換素子上の所定
   位置に投影される倍率パターンが設けられていることを
   特徴とする変倍用チャート。
4. 【請求項４】 焦点調節可能な画像読取装置の原稿台上
   に載置される焦点検出用チャートであって、 光電変換素子上に投影される焦点検出パターンが設けら
   れていることを特徴とする焦点検出用チャート。
5. 【請求項５】 指令された倍率が得られたときに光電変
   換素子上の所定位置に投影される倍率パターンが更に設
   けられていることを特徴とする請求項４に記載の焦点検
   出用チャート。