JPH07254969A - 画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
がみを、原稿の高さ検出に基づき、正確に補正すること
ができる画像読取装置を提供する。 【構成】 原稿台上に載置された原稿の画像をレンズを
介して撮像素子によって読み取り、原稿の高さ検出に基
づき画像データの補正を行うとともに、画像データ読取
位置と高さデータ検出位置のずれを補正する画像読取装
置。
Description
ら読み取る画像読取装置であって、原稿面までの距離を
測定し、画像読取時の焦点合せや画像ゆがみの補正を行
う装置に関する。
る画像読取装置としては、例えば、特開昭60−254
869号公報に示されるように、原稿台上に載置された
原稿面の高さを検出し、この検出に基づいて焦点合わせ
を行いながら原稿画像の走査を行うものが知られてい
る。この画像読取装置は、光電変換を行うラインセンサ
とラインセンサに原稿画像を結像するレンズとを有する
CCDユニットを光軸方向に移動することで原稿面との
距離を調整し、焦点合わせを行う。この焦点合わせ動作
を行いながら、CCDユニットのラインセンサによって
主走査を行い、同時に、このラインセンサによる主走査
方向と直交する方向に原稿を移動することで副走査を行
い原稿を読み取る。
されるように、原稿をエリアセンサにより主副両方向に
走査を行って画像データを読み取った後、原稿の高さ検
出に基づいて、継目部分等の圧縮されて歪んだ原稿の画
像データの補正、即ち、画像ゆがみの補正を行うものが
知られている。
た特開昭60−254869号公報に示される画像読取
装置は、副走査方向の読み取りをレンズの光軸上で行う
ため、副走査を行う移動部の移動量が大きくなり、装置
をコンパクトに構成することができない。一方、特開平
3−117965号公報に示される画像読取装置は、レ
ンズの光軸以外の位置においても副走査方向の読み取り
を行うため、副走査のための移動部の移動量を少なくで
きる。しかしながら、レンズの光軸以外の位置では、原
稿を斜め方向から読み取ることになり、原稿の高さが変
化すると、画像データの読取位置とこの画像データを補
正するための高さデータの検出位置が相違する。また、
焦点合わせのためにレンズのみの移動を行うと、光軸以
外の位置では原稿の読み取り位置が移動する。このた
め、画像読取時の焦点合せや画像ゆがみの補正を正確に
行うことができないという問題があった。
決するために、原稿台上に載置された原稿を光学的走査
により読み取る画像読取装置において、撮像素子と、原
稿の画像を前記撮像素子上に結像するレンズと、原稿面
の高さを検出する検出手段と、斜め方向からの原稿読取
時に生じる前記撮像素子による画像読取位置と前記検出
手段による高さ検出位置とのずれを補正する補正手段と
を備える。
像を前記撮像素子上に結像するレンズと、原稿面の高さ
を検出する検出手段と、前記レンズを光軸に沿って移動
する移動手段と、前記レンズの移動によって生じる画像
読取位置の変位に基づき前記検出手段の検出結果を補正
する補正手段とを備える。
学像を前記撮像素子上に結像するレンズと、原稿面の高
さを検出する検出手段と、斜め方向からの原稿読取時に
発生する前記撮像素子による画像読取位置と前記検出手
段による高さ検出位置とのずれを補正する第1補正手段
と、前記補正手段の補正結果に基づき原稿の読取画像の
縮みを補正する第2補正手段とを備える。
じる原稿の読取角度の変化を元にして、読取光路上の原
稿の高さを正確に求めることができる。さらに、原稿面
への焦点合わせに必要なレンズ移動に伴う光路の変位量
を元にして、それに伴う原稿の高さデ−タの変化を得る
ことができる。さらに、この補正された高さデ−タを元
に、レンズを移動することにより、原稿の全ての面に焦
点を合わせることができる。
読取角度の変化を元にして、光路に対する原稿の傾斜角
を求めることにより、原稿の縮み補正量を求めることが
できる。この補正量を用いて画像のゆがみを電気的に補
正することができる。
する。図1は画像読取装置の全体構成を示す。同図にお
いて、画像読取装置の原稿台1上には書籍やファイル等
の原稿が上向きに置かれ、主走査および副走査を行い原
稿を読み取る読取部2が原稿を上方から読み取り可能な
位置に設けられている。原稿台1と読取部2との間に
は、所定の間隔を有する作業空間が形成されている。ま
た、本装置には、原稿台1の奥上方に配置され原稿を照
明する照明部3と、画像読取条件等の設定を行う操作部
4と、原稿台1の奥方で読み取り範囲内の端であって副
走査方向に配置され、原稿10の位置決めを行うととも
に原稿の端部形状を写すミラー5と、後述する制御部が
設けられている。ミラー5は、原稿の端部形状、即ち、
原稿を水平方向から見た像(以下、鏡像と記す)を写す
ものであり、この鏡像を読取部2で読み取ることで、原
稿面の高さを検出する。
方から見た概略構成を示す。読取部2は、光電変換を行
う撮像素子に原稿像を結像するための光学系であって自
動焦点合わせ用モータにより光軸に沿って駆動されるレ
ンズ6と、原稿像が結像される焦点面において副走査方
向(図2に矢印で示す方向)に移動する撮像素子として
のCCDラインセンサ(以下、CCDと記す)7からな
る。このCCD7は、前述した副走査方向と直交する主
走査方向にn個の画素が配置されたもので、CCD7の
一部はミラー5に写った原稿の端部形状の像である鏡像
を読み取る。原稿台1上には載置される原稿10は、例
えば、一方端で閉じられており左右に開くと各頁が空間
的に曲った柱面状となる書籍やファイル等である。ミラ
ー5は、原稿台1の奥側で左右方向に伸びる原稿位置決
め用のストッパを兼ねており、原稿台1の表面に対して
45度の角度で傾斜して設置されている。このミラー5
の下端部に原稿10の上端を当てることで、原稿10の
位置合せを行う。また、原稿台1は原稿の地肌濃度より
濃い着色を施している。
ク図である。CCD7の出力はA/D変換器21により
A/D変換された後、比較器22に入力されるととも
に、一時メモリ29に入力される。比較器22には、C
PU23によって、しきい値L1が予め設定されてお
り、比較器22にしきい値L1を横切る出力が入力され
ると、カウンタ24がセットされる。CPU23はこの
カウンタ24のカウント値の最小/最大値を記憶する。
このカウンタ24の出力に基づきCPU23は原稿の高
さと、原稿の左右方向の寸法を求める。これらの入力に
基づき、CPU23はCCD7の副走査方向の移動をす
べくスキャナ駆動部25に指令を出力し、センサ7上に
原稿の画像が合焦するようにレンズ6を移動すべくレン
ズ駆動部26に指令を出力し、また、照明部3の点灯を
制御すべく光源制御部27に指令を出力する。
さ検出の原理を示す図である。原稿10をミラー5に当
接させて原稿台1上に載置することで、ミラー5によっ
て原稿10の端部形状が写され、これによって、鏡像1
1が原稿10の像の延長線上に連続して形成される。こ
こで撮像素子の読取範囲を一点鎖線12で示し、CCD
7の画素を端から順に1〜nで示す。
CCD7の移動による副走査によって読み取った画像デ
ータを示す。同図において、aは原稿10、bは原稿台
1、cはミラー5、dは鏡像11の領域を示し、eはミ
ラー5の下端で原稿11の位置合わせの基準を示す。鏡
像11は、原稿面の高さ変化により、高い部分が図中上
方にやや歪曲したように読み取られる。原稿及びその端
面は照明部3により照明されており、全体に白く読み取
られる。それに対して、原稿台1は原稿面よりも濃く着
色されており、黒く読み取られる。また、ミラー5の鏡
像11が写っていない領域は作業空間を通じて装置手前
の空間が写り、入射光量が少ないため黒く読み取られ
る。
ついて述べる。ミラー5は単に鏡像11を得る機能だけ
でなく、照明部3からの照明光を原稿10の端面に照射
する機能も併せ持っている。これにより、年数を経て、
用紙が黄色に変色したような原稿であっても正確に高さ
検出を行うことができる。
分の出力例を示す。図中、横軸はCCD7の画素数(左
…奥側、右…手前側)、縦軸はセンサ面照度であり、
はミラー5上の鏡像11が写っていない領域c、はミ
ラー5上に写った鏡像11の領域d、は原稿10の領
域a、は原稿台1の領域bである。L1は原稿10と
鏡像11の領域を他の領域から判別するためのしきい値
であり、n1,n3はしきい値L1を横切る画素の最小
値と最大値、n2は原稿基準位置eの対応する画素(固
定)である。ここで、(n2−n1)が原稿の高さに相
当する画素数となり、(n3−n2−α)が原稿の前後
方向の寸法に相当する画素数となる。なお、αは原稿の
高さ変化に伴う原稿下端の湾曲分で、原稿高さ(n2−
n1)により決まる値である。CCD7が左右方向(副
走査方向)に移動すると、鏡像11に対応するn1の値
が変化し、これにより、原稿左右方向の高さの分布を得
ることができる。
読取位置における原稿の実際の高さとの関係を示す。原
稿の読取位置xはCCD7とレンズ6の主点を結ぶ光路
mが原稿と交差する位置であり、原稿台1上の読取位置
xはCCD7の位置から容易に決定される。この位置x
の原稿の高さは、図5に示すようにミラー5によって原
稿台1の等価面に写された鏡像11に基づき検出するた
め、位置xを通る原稿台1の垂線と原稿面との交わる位
置の原稿高さhが検出される。しかしながら、読み取り
を行う光路mが傾斜しているため、高さのある原稿に対
しては読取箇所は図中左右方向に移動する。即ち、位置
xに対する原稿高さは、hではなく光路mと原稿が交差
する位置の原稿高さh’を用いる必要がある。逆に、測
定された原稿の高さデ−タを基準として考える場合、h
はxの位置での高さではなく、x+Δxの位置での高さ
として取り扱う必要がある。このΔxはレンズ6と原稿
台1との距離をLとすると以下の式によって求まる。
り、側面から求めた高さhが、光路mに沿った読取位置
に対応する。
る読取光路の変化に伴う読取位置の移動を示す。本装置
のように原稿像の結像に単焦点レンズを用いるもので
は、焦点合わせを行うためにレンズ自身を移動させる必
要がある。ところが、原稿の高さ変化に応じてレンズ移
動を行うとレンズ6の主点が移動するために読み取りを
行う光路mが光路m’に変化する。これに伴い、読取位
置が左右方向に移動し、その読取位置に対してあらかじ
め求めた高さデ−タと、実際の読取時の原稿の高さとが
異なるという不具合が生じる。
稿の高さは、hであり、この点の原稿に相当する点Qに
焦点合わせを行うべく、レンズを移動すると、読取位置
がΔx移動し、実際にはS点を読み取りしていることに
なる。この時の合焦位置はR点であるので、レンズの移
動にともない、Δxの位置ずれとΔhの焦点ずれが生じ
ることになる。従って、これらのずれを補正するには、
読取位置xに対し、以下の式で表わすβを用い、位置
(x+β)と変換すればよい。
右方向の縮みを示す。実施例の装置ではラインセンサ7
を左右方向に走査して画像の読み取りを行うため、レン
ズ6の光軸以外では原稿を斜めから読み取る状態とな
る。この状態では、原稿10の傾斜により生じる画像の
縮みに加えて、光路mの傾きによる縮みを補正する必要
がある。レンズ6の光軸の近傍では、原稿の実際の長さ
l’は原稿の傾き角をθとするとともに、原稿表面の微
小な湾曲を無視し、直角三角形で近似すると、以下の式
により求められる。
よる縮みが発生し、原稿の実際の長さl’は正弦定理を
用いて以下の式により求められる。
ステップ1において読取動作のスタ−ト信号が入力され
ると、CPU23は照明部3のランプを点灯すべく光源
制御部27に指令を送る(ステップ2)。次いでステッ
プ3において予備スキャンを開始し、原稿高さの検出を
行なう。ここでは、CCD7を一端より移動させなが
ら、ミラ−5に写った鏡像11の読み取りを行う。この
とき、センサ7の出力はA/D変換器21によってA/
D変換されたのち、比較器22に入力される。比較器2
2にはCPU23によって、照度のしきい値L1があら
かじめ設定されている。比較器22にしきい値L1を横
切るデ−タが入力されると、カウンタ24がセットされ
る。CPU23はこのカウンタ24のカウント値の最小
値と最大値をモリ28に記憶する(ステップ4)。予備
スキャンが終了するまで(ステップ5)、一定間隔でこ
の動作を繰り返すことにより、原稿左右方向の高さデー
タの分布を得ることができる(ステップ6)。予備スキ
ャンの終了後カウント値の演算を行うことで得た高さデ
ータの分布に基づいて、上述した式(1)、式(2)に
従って読取光路に沿ったデータ補正1とレンズ移動によ
るデータ補正2を行う(ステップ7,ステップ8)。ま
た、ステップ9では、得られた原稿の高さデ−タを元
に、副走査方向に一定間隔毎の高さ分布を求め、この区
間での原稿の拡大補正率を式(3)または式(4)にし
たがって求め縮み補正演算を行う。この拡大補正率よ
り、その区間での繰り返しライン数を算出し、区間内に
均等に割り振る。
予備スキャンとは反対の方向に走査し、原稿を読み取り
する本スキャンを行う(ステップ10)。この時、演算
で補正した高さデ−タを元に、レンズ駆動部26を制御
し焦点合わせを行うともに、A/D変換した画像データ
を主走査1ラインを単位として、一時メモリ29に書き
込む。書き込み番地(アドレス)はCPU23により制
御され、画像データを送られてくる主走査方向の画素番
号順に一時メモリ29に書き込む。1ライン分の画像デ
ータが終了すると、次のラインの画像データを前のライ
ンと同様に一時メモリ29に書き込む。一方、一時メモ
リ29に書き込まれた画像データを、書き込みの動作と
並行して順次一時メモリ29より読み出す。読み出し番
地は、書き込みの方法と同様にCPU23により制御
し、主走査方向の画素番号順に一時メモリ29から読み
出す。副走査方向の画像データも、書き込み時と同様に
ライン単位に順次読み出すが、画像の縮みを補正する箇
所にくると、CPU23がライン方向の番地の進みを止
め、直前に読み出したラインの画像データをもう一度読
み出す。この動作により画像を副走査方向に拡大補正を
行なう。最後にランプを消灯し(ステップ11)、画像
読取動作を終了する。
々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、単焦
点レンズを用いてレンズの移動のみで焦点合せを行うも
のを示したが、ズームレンズを用いて、焦点合せと同時
に主走査方向の倍率を補正してもよい。また、式
(1),(2)では、読取位置xを補正したが、位置x
を補正する代わりに、原稿の高さhを補正してもよい。
どの空間的に曲がった原稿を、撮像素子により走査して
読み取る画像読取装置において、撮像素子の移動により
生じる原稿の読取角度の変化を元にして、読取光路上の
原稿の高さを求めると共に、原稿面への焦点合わせに必
要なレンズ移動に伴う光路の変位量を元にして、それに
伴う原稿の高さデ−タの変化を得ることができる。この
ように補正された高さデ−タを元に、レンズを移動する
ことにより、原稿の全ての面に焦点を合わせることがで
きる。
読取角度の変化を元にして、光路に対する原稿の傾斜角
を求めることにより、原稿の縮み補正量を求めることが
できる。この補正量を用いて画像のゆがみを電気的に補
正することができる。
である。
る。
る。
図である。
ある。
おける原稿の実際の高さとの関係を示す図である。
置の移動を示す図である。
す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 原稿台上に載置された原稿を光学的走査
により読み取る画像読取装置において、 撮像素子と、 原稿の画像を前記撮像素子上に結像するレンズと、 原稿面の高さを検出する検出手段と、 斜め方向からの原稿読取時に生じる前記撮像素子による
画像読取位置と前記検出手段による高さ検出位置とのず
れを補正する補正手段とを備えたことを特徴とする画像
読取装置。 - 【請求項2】 原稿台上に載置された原稿を光学的走査
により読み取る画像読取装置において、 撮像素子と、 原稿の光学像を前記撮像素子上に結像するレンズと、 原稿面の高さを検出する検出手段と、 前記レンズを光軸に沿って移動する移動手段と、 前記レンズの移動によって生じる画像読取位置の変位に
基づき前記検出手段の検出結果を補正する補正手段とを
備えたことを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の画像読取装置におい
て、 前記補正手段による補正結果に基づいて前記レンズ移動
手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像
読取装置。 - 【請求項4】 原稿台上に載置された原稿を光学的走査
により読み取る画像読取装置において、 撮像素子と、 原稿の光学像を前記撮像素子上に結像するレンズと、 原稿面の高さを検出する検出手段と、 斜め方向からの原稿読取時に発生する前記撮像素子によ
る画像読取位置と前記検出手段による高さ検出位置との
ずれを補正する第1補正手段と、 前記補正手段の補正結果に基づき原稿の読取画像の縮み
を補正する第2補正手段とを備えたことを特徴とする画
像読取装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04369294A JP3821860B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 画像読取装置 |
US08/402,918 US5616914A (en) | 1994-03-15 | 1995-03-13 | Image reading apparatus with correction of image signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04369294A JP3821860B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 画像読取装置 |
Publications (2)
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