JPH07283909A - 画像入力用光学ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】適切な位置への光学要素の取り付けを容易にす
る、ペン型の画像入力装置の画像入力用光学ユニットを
提供する。 【構成】画像入力用光学ユニット１００は円筒状のハウ
ジング１２に嵌合あるいは螺合する取付部１０２を有し
ている。画像入力用光学ユニット１００は、中央部に撮
像ユニット１６を保持する保持部１０６を、その周囲に
照明用の光源ユニット１４を保持する保持部１０４を有
している。撮像ユニット１６は嵌合や接着により保持部
１０６に固定されている。さらに画像入力用光学ユニッ
ト１００は、それぞれの光源ユニット１４に対して照明
光を媒体２２の所定位置に所定径のスポットとして照射
する照明光学系を構成する二つのレンズ面１０８と１１
０と、媒体２２に記録された画像からの光を撮像ユニッ
ト１６へ導くレンズ系を構成する二つのレンズ面１１２
と１１４を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙や樹脂フィルムや金
属シート等に光学的に読み取り可能に記録された、マル
チメディア情報を符号化したコード（画像）を読み取る
情報再生装置に関し、特にその入力部を構成する手動で
走査される手持ちタイプの画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声や音楽等のオーディオ情報を記録す
る媒体としては、磁気テープや光ディスクの他にも様々
な媒体が知られている。しかし、これらの媒体はいずれ
も大量に複製を作った場合でも単価はある程度高価なも
のとなり、その保管にもある程度の空間を要する。ま
た、このように音声を記録した媒体を遠隔地にいる別の
者に渡す場合には、誰かが直に持っていくか、あるいは
郵送することになり、遠隔者の手に渡るまでに時間がか
かる。

【０００３】この様な事情は、オーディオ情報以外の情
報、たとえばカメラやビデオ機器等から得られる映像情
報や、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等か
ら得られるディジタルコードデータ等についても同様で
ある。

【０００４】本発明の出願人は、このような事情を鑑
み、先に出願した特願平５ー２６０４６４号において、
音声や音楽等のオーディオ情報、カメラやビデオ機器等
から得られる映像情報、パーソナルコンピュータやワー
ドプロセッサ等から得られるディジタルコードデータ等
のいわゆるマルチメディア情報を紙や樹脂フィルムや金
属シート等に光学的に読み取り可能なコード（画像）た
とえばドットパターンに符号化して記録し、このドット
パターンを光学的手段を用いて読み取り処理することで
記録されているマルチメディア情報を再生するといった
新しい情報処理システムを提案している。

【０００５】この情報処理システムにおいては、マルチ
メディア情報は、最も経済的な媒体と考えられている紙
あるいはこれと同等なシート状の物質に記録される。こ
れは、媒体の低コスト化、省スペース化にとって非常に
有益である。また、ドットパターンとして記録された情
報はファックスで簡単に送信することができる。これに
より、遠隔者への情報伝達が容易に行なえるようにな
る。特にこれは音声情報にとって意味があり、これまで
は媒体自体の受け渡しで行なわれていた音声情報の交換
が、この情報処理システムではファックスによって遠隔
者とも瞬時に容易に行なえる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この情報処
理システムの再生装置とくに入力装置の改良に関するも
のである。前述の情報処理システムの再生装置では、ド
ットパターンを読み取る入力装置の一つに、手で走査す
る手持ちタイプの入力装置とりわけペン型の入力装置を
用いている。この入力装置は、撮像素子と、紙などの媒
体に記録されたドットパターンの像を撮像素子に結像す
る結像光学系とを備えている。さらに、情報を安定に再
生するため、大抵は媒体上のドットパターンを照明する
照明光学系も設けられている。これらの光学系（撮像素
子、結像光学系、照明光学系）は、筒状のハウジングの
中に収容されている。通常、結像光学系はレンズからな
り、このレンズと撮像素子は光軸がハウジングの軸に一
致するように配置されている。この入力装置を用いてド
ットパターンを光学像として取り込む際、入力装置は望
ましくは垂直に媒体に当てられ、使用者の手で走査され
る。

【０００７】撮像素子や、結像光学系と照明光学系を構
成する光学要素は、筒状のハウジングの中の所定の位置
に取り付けられている。入力装置はペン型であることか
ら、筒状のハウジングは小径である。このため、組立時
に、撮像素子その他の種々の光学要素をハウジング内の
所定位置に配置する作業には、かなり手間を要する。本
発明の目的は、光学要素を所定位置へ容易に組み付ける
ことのできる構成のペン型の入力装置を提供することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ペン型の画像
入力装置のハウジングに取り付けられる取付部と、撮像
部を所定位置に所定向きに保持する撮像部保持部とを有
する、光学的に透明な部材により一体的に形成された画
像入力用光学ユニットである。

【０００９】本発明は、ペン型の画像入力装置のハウジ
ングに取り付けられる取付部と、照明用の光源を所定位
置に所定向きに保持する光源保持部とを有する、光学的
に透明な部材により一体的に形成された画像入力用光学
ユニットである。

【００１０】本発明は、ペン型の画像入力装置のハウジ
ングに取り付けられる取付部と、撮像部を所定位置に所
定向きに保持する撮像部保持部と、照明用の光源を所定
位置に所定向きに保持する光源保持部とを有する、光学
的に透明な部材により一体的に形成された画像入力用光
学ユニットである。

【００１１】

【作用】本発明では、照明用の光源は光源保持部に、撮
像部は撮像部保持部に取付られる。光源保持部は、照明
光学系にとって最適な位置関係で光源を保持するように
構成されており、撮像部保持部は、撮像光学系にとって
最適な位置関係で撮像部を保持するように構成されてい
る。したがって、光源と撮像部は、単に光源保持部と撮
像部保持部に組み付けるだけで、照明光学系と撮像光学
系の中に良好な位置と向きで組み込まれる。光源と撮像
部が組み込まれた画像入力用光学ユニットは、取付部を
利用してペン型の画像入力装置のハウジングに固定され
る。

【００１２】

【実施例】次に図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。以下の説明では、本発明の主要部である
ペン型の入力装置の先端部分についてだけ触れ、他の部
分に関する説明は、特願平５ー２６０４６４号に詳しく
説明されているので、そちらに譲ることにする。

【００１３】第一実施例であるペン型の画像入力装置の
画像入力用光学ユニットについて図１を参照して説明す
る。図１に示すように、画像入力用光学ユニット１００
は、円筒状のハウジング１２の下端部に係合する取付部
１０２を有している。この取付部１０２はハウジング１
２の開口に直接もしくは介在部材を介して嵌合あるいは
螺合され、これにより画像入力用光学ユニット１００が
ハウジング１２に固定される。

【００１４】画像入力用光学ユニット１００は、撮像ユ
ニット１６を保持する保持部１０６を中央部に有してい
る。保持部１０６は例えば段付きの縦穴で構成される。
撮像ユニット１６は、撮像素子１８と、二枚のレンズか
らなるレンズ系２０とを有している。撮像ユニット１６
は、たとえば嵌合によって、あるいは接着によって、保
持部１０６に固定されている。

【００１５】画像入力用光学ユニット１００は、保持部
１０６の周囲に、照明用の光源ユニット１４を保持する
保持部１０４を有している。保持部１０４は例えば段付
きの縦穴で構成される。

【００１６】画像入力用光学ユニット１００は、光源ユ
ニット１４の一つ一つに対して、光源ユニット１４から
射出された照明光を媒体２２の所定位置に所定径のスポ
ットとして照射する照明光学系を構成する二つのレンズ
面１０８と１１０を有している。さらに画像入力用光学
ユニット１００は、媒体２２に記録された画像たとえば
ドットパターンの像を撮像素子１８に結像する結像レン
ズ系の一部を構成する二つのレンズ面１１２と１１４を
有している。

【００１７】この画像入力用光学ユニット１００は、光
学的に透明な物質たとえばプラスチックや樹脂の射出成
形によって一体的に作られる。この構成では、光源ユニ
ット１４と撮像ユニット１６は、画像入力用光学ユニッ
ト１００に設けられた保持部１０４と保持部１０６に嵌
合させることにより、あるいは保持部１０４と保持部１
０６に配置し接着することにより固定される。保持部１
０４と保持部１０６は、それぞれ、レンズ面１０８と１
１０とレンズ面１１２と１１４に対して適切な位置関係
で光源ユニット１４と撮像ユニット１６を保持する形状
に設計されている。したがって、光源ユニット１４と撮
像ユニット１６は保持部１０４と保持部１０６に適切に
取り付けるだけで、光学的位置合わせも同時に終了した
ことになる。光源ユニット１４と撮像ユニット１６を取
り付けた画像入力用光学ユニット１００は、ハウジング
１２の下端開口部に取付部１０２をもって所定の手法で
取り付けることにより、ハウジング１２に固定される。
したがって、本実施例を適用したペン型の画像入力装置
は、組立に要する手間が少なくて済む。これは製造コス
トの低減化にとって有益である。さらに、ハウジング前
面を覆うように光学ユニットを構成することにより、ハ
ウジング内部への埃の侵入を防止することができる。

【００１８】次に図２を参照しながら、ペン型の画像入
力装置の画像入力用光学ユニットの第二実施例について
説明する。図２に示すように、本実施例の画像入力用光
学ユニット２００は、円筒状のハウジングに係合する取
付部２０２を有している。取付部２０２は、たとえば嵌
合や螺合により、ハウジングに直接もしくは間接的に固
定される。

【００１９】画像入力用光学ユニット２００は、中央部
に、撮像素子１８を保持する保持部２０６を有してい
る。保持部２０６はたとえば段付きの縦穴で構成され
る。撮像素子１８はたとえば嵌合や接着により保持部２
０６に固定されている。

【００２０】画像入力用光学ユニット２００は、保持部
２０６の周囲に、照明用の光源ユニット１４を保持する
保持部２０４を有している。保持部２０４はたとえば段
付きの縦穴で構成される。

【００２１】画像入力用光学ユニット２００は、媒体２
２に接して配置され、これにより媒体２２に対する画像
入力用光学ユニット２００の相対的な位置を規制する支
持部材２１６を有している。

【００２２】画像入力用光学ユニット２００は、光源ユ
ニット１４のそれぞれに対して、光源ユニット１４から
射出された照明光を媒体２２の所定位置に所定径のスポ
ットとして照射する照明光学系を構成するレンズ面２０
８と回折面２１０を有している。回折面はその配置によ
らず入射光束を任意の方向へ曲げることが比較的容易に
実現できるから特に省スペースの点で有効である。画像
入力用光学ユニット２００は、媒体２２に記録された画
像たとえばドットパターンの像を撮像素子１８に結像す
る結像レンズ系を構成する二つのレンズ面２１２と２１
４を有している。

【００２３】この画像入力用光学ユニット２００は、光
学的に透明な物質たとえばプラスチックや樹脂の射出成
形によって一体的に作られる。第一実施例と同様に、光
源ユニット１４と撮像素子１８は、保持部２０４と保持
部２０６に取り付けることにより、適切な位置関係で保
持される。したがって、本実施例を適用したペン型の画
像入力装置は、組立の際に要する手間が少なくて済む。
これは製造コストの低減化にとって有益である。さら
に、ハウジング前面を覆うように光学ユニットを構成す
ることにより、ハウジング内部への埃の侵入を防止する
ことができる。また、本実施例では特に支持部材２１６
を有しているため、媒体と画像入力用光学ユニットの相
対的な位置が常に規制され、その結果、ボケのない画像
が入力でき、走査時の使い勝手を更に向上させるもので
ある。

【００２４】第三実施例の画像入力用光学ユニットにつ
いて図３を参照して説明する。図中、第一実施例で説明
したものと同じ部材は同一符号で示してある。図３に示
すように、本実施例の画像入力用光学ユニット３００
は、円筒状のハウジング１２に係合する取付部３０２を
有している。取付部３０２は嵌合や螺合等によりハウジ
ング１２に固定される。

【００２５】画像入力用光学ユニット３００は、中央部
に、撮像ユニット１６を保持する保持部３０６を有して
いる。保持部３０６はたとえば段付きの縦穴で構成され
る。撮像ユニット１６は嵌合や接着等により保持部３０
６に固定されている。

【００２６】画像入力用光学ユニット３００は、保持部
３０６の周囲に、照明用の光源ユニット１４を保持する
保持部３０４を有している。保持部３０４はたとえば段
付きの縦穴で構成される。

【００２７】画像入力用光学ユニット３００は、光源ユ
ニット１４の各々に対して、光源ユニット１４から射出
された照明光を媒体２２に照射する照明光学系を構成す
る透過面３０８と拡散面３１０を有している。ここで、
媒体での正反射光が直接撮像光学系に入射しないよう
に、照明は媒体に一定角度以上で斜めに入射することが
望ましい。従って、この拡散面は近似的ではあるが、比
較的簡単な構造で斜め入射を実現する。画像入力用光学
ユニット３００は、媒体２２に記録された画像たとえば
ドットパターンからの光を撮像ユニット１６に導く光学
系を構成する二つのレンズ面３１２と３１４を有してい
る。

【００２８】この画像入力用光学ユニット３００は、光
学的に透明な物質たとえばプラスチックや樹脂の射出成
形によって一体的に作られる。第一実施例と同様に、光
源ユニット１４と撮像ユニット１６は、保持部３０４と
保持部３０６に取り付けることにより、適切な位置関係
で保持される。したがって、本実施例を適用したペン型
の画像入力装置は、組立の際に要する手間が少なくて済
む。これは製造コストの低減化にとって有益である。さ
らに、ハウジング前面を覆うように光学ユニットを構成
することにより、ハウジング内部への埃の侵入を防止す
ることができる。

【００２９】第四実施例の画像入力用光学ユニットにつ
いて図４を用いて説明する。図中、第一実施例で説明し
たものと同じ部材は同一符号で示してある。図４に示す
ように、本実施例の画像入力用光学ユニット４００は、
円筒状のハウジング１２に係合する取付部４０２を有し
ている。取付部４０２は嵌合や螺合等によりハウジング
１２に固定される。

【００３０】画像入力用光学ユニット４００は、中央部
に、撮像ユニット１６を保持する保持部４０６を有して
いる。保持部４０６はたとえば段付きの縦穴で構成され
る。撮像ユニット１６は嵌合や接着等により保持部４０
６に固定されている。

【００３１】画像入力用光学ユニット４００は、保持部
４０６の周囲に、照明用の光源ユニット１４を保持する
保持部４０４を有している。保持部４０４はたとえば段
付きの縦穴で構成される。

【００３２】画像入力用光学ユニット４００は、光源ユ
ニット１４の各々に対して、光源ユニット１４から射出
された照明光を媒体に照射する照明光学系を構成するレ
ンズ面４０８と正反射防止ミラー４１０を有している。
正反射防止ミラー４１０を設けた面を自由曲面とする
か、正反射防止ミラー４１０を設けた面に回折格子を形
成することにより、照明角を最適化することが好まし
い。

【００３３】また画像入力用光学ユニット４００は、媒
体に記録された画像たとえばドットパターンからの光を
撮像ユニット１６に導く光学系を構成するレンズ面４１
２と接触面４１４を有している。ここで、媒体表面のし
わや凹凸をのばし、良好なドットパターン像を投影する
撮像系と、媒体の相対的な位置関係を規制し、ボケや歪
みのないパターン像を投影する接触面４１４は、媒体に
接して配置されるため、表面保護を兼ねたＡＲコート層
（AntiReflection: 反射防止コート）を設けることが好
ましい。さらに接触面４１４は、媒体上の画像（ドット
パターン）の破損を防止するため、潤滑層を設けること
が好ましい。

【００３４】この画像入力用光学ユニット４００は、光
学的に透明な物質たとえばプラスチックや樹脂の射出成
形によって一体的に作られる。第一実施例と同様に、光
源ユニット１４と撮像ユニット１６は、保持部４０４と
保持部４０６に取り付けることにより、適切な位置関係
で保持される。したがって、本実施例を適用したペン型
の画像入力装置は、組立の際に要する手間が少なくて済
む。これは製造コストの低減化にとって有益である。さ
らに、ハウジング前面を覆うように光学ユニットを構成
することにより、ハウジング内部への埃の侵入を防止す
ることができる。また、本実施例は接触面４１４及び正
反射防止ミラー４１０を有しているため、媒体のしわ等
をのばしながら媒体との相対的位置関係を規制しつつ、
最適な照明を行なって走査できるから極めて取り扱い性
が良い。

【００３５】以上実施例に基づいて、本発明を説明した
が、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能で
ある。ここで、本発明の要旨をまとめると以下のように
なる。

【００３６】（１）．実施例１〜４（図１〜４）に対応 ペン型の画像入力装置のハウジングに取り付けられる取
付部と、撮像部を所定位置に所定向きに保持する撮像部
保持部とを有する、光学的に透明な部材により一体的に
形成された画像入力用光学ユニット。

【００３７】このように、撮像部は撮像保持部により保
持されることで、適切な位置と向きに配置することが容
易に行なわれ、撮像部が組み込まれた光学ユニットは取
付部により、ペン型の画像入力装置のハウジングに容易
に固定されるので、組立に要する手間が少なくなる。ま
た、光学的に透明な部材からなるので、機械的な強度を
保つための構造と光学系の一部とを兼用することができ
るので、装置を小型・軽量化することができる。

【００３８】（２）．実施例１〜４（図１〜４）に対応 ペン型の画像入力装置のハウジングに取り付けられる取
付部と、照明用の光源を所定位置に所定向きに保持する
光源保持部とを有する、光学的に透明な部材により一体
的に形成された画像入力用光学ユニット。

【００３９】このように、光源部は光源保持部により保
持されることで、適切な位置と向きに配置することが容
易に行なわれ、光源部が組み込まれた光学ユニットは取
付部により、ペン型の画像入力装置のハウジングに容易
に固定されるので、組立に要する手間が少なくなる。ま
た、光学的に透明な部材からなるので、機械的な強度を
保つための構造と光学系の一部とを兼用することができ
るので、装置を小型・軽量化することができる。

【００４０】（３）．実施例１〜４（図１〜４）に対応 ペン型の画像入力装置のハウジングに取り付けられる取
付部と、撮像部を所定位置に所定向きに保持する撮像部
保持部と、照明用の光源を所定位置に所定向きに保持す
る光源保持部とを有する、光学的に透明な部材により一
体的に形成された画像入力用光学ユニット。

【００４１】このように、撮像部は撮像保持部により保
持され、光源部は光源保持部により保持されることで、
適切な位置と向きに配置することが容易に行なわれ、撮
像部及び光源部が組み込まれた光学ユニットは取付部に
より、ペン型の画像入力装置のハウジングに容易に固定
されるので、組立に要する手間が少なくなる。また、光
学的に透明な部材からなるので、機械的な強度を保つた
めの構造と光学系の一部とを兼用することができるの
で、装置を小型・軽量化することができる。

【００４２】（４）．実施例１〜４（図１〜４）に対応 前記（１）〜（３）において、さらに、媒体上の画像の
像を撮像部に結像する結像光学系の少なくとも一部を構
成するレンズ面を備えている画像入力用光学ユニット。

【００４３】これにより、撮像部の作用の一部を代用す
ることができるから、撮像部の構成をより簡単にするこ
とができ、製造コストを低減することができる。 （５）．実施例１〜４（図１〜４）に対応 前記（２）又は（３）において、さらに、光源から射出
された光を媒体に照射する照明光学系を備えている画像
入力用光学ユニット。

【００４４】これにより、ドットパターンを最適に照明
することができ、情報再生がより安定に行なえる。 （６）．実施例１（図１）に対応 前記（５）において、照明光学系は光学的に透明な部材
の表面に形成されたレンズ面を有している画像入力用光
学ユニット。

【００４５】これにより、ドットパターンを最適に照明
することができ、情報再生がより安定に行なえる。 （７）．実施例２（図２）に対応 前記（５）において、照明光学系は光学的に透明な部材
の表面に形成された回折面を有している画像入力用光学
ユニット。

【００４６】これにより、ドットパターンを最適に照明
することができ、情報再生がより安定に行なえる。 （８）．実施例３（図３）に対応 前記（５）において、照明光学系は光学的に透明な部材
の表面に形成された散乱面を有している画像入力用光学
ユニット。

【００４７】これにより、ドットパターンを最適に照明
することができ、情報再生がより安定に行なえる。 （９）．実施例４（図４）に対応 前記（５）において、照明光学系は光学的に透明な部材
の表面に形成されたミラーを有している画像入力用光学
ユニット。

【００４８】これにより、ドットパターンを最適に照明
することができ、情報再生がより安定に行なえる。 （１０）．実施例２（図２）に対応 前記（５）において、さらに、媒体に接して配置され
て、媒体に対する相対位置を規制する支持部材を備えて
いる画像入力用光学ユニット。

【００４９】これにより、支持部材が、撮像光学系とド
ットパターンとの相対的な位置を一定に保つので、ボケ
や歪みの少ないドットパターンの像を撮像素子上に投影
することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明のペン型の画像入力装置の画像入
力用光学ユニットによれば、光源や撮像部等の光学要素
を適切な位置と向きに配置することが容易に行なえるの
で、組立に要する手間が少なくて済むペン型の画像入力
装置が得られる。また、光学ユニットが光学的に透明な
部材によって構成されているから、機械的な強度を保つ
ための構造と光学系の一部を兼用することができ、これ
によって、装置を小型・軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ペン型の画像入力装置の一構成要素である画像
入力用光学ユニットの第一実施例の構成を示す図であ
る。

【図２】第二実施例の画像入力用光学ユニットの構成を
示す図である。

【図３】第三実施例の画像入力用光学ユニットの構成を
示す図である。

【図４】第四実施例の画像入力用光学ユニットの構成を
示す図である。

【符号の説明】

１２…ハウジング、１４…光源ユニット、１６…撮像ユ
ニット、１８…撮像素子、１００…画像入力用光学ユニ
ット、１０２…取付部、１０４…保持部、１０６…保持
部、１０８と１１０…レンズ面、１１２と１１４…レン
ズ面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペン型の画像入力装置の一構成要素であ
   る画像入力用光学ユニットであって、ハウジングに取り
   付けられる取付部と、撮像部を所定位置に所定向きに保
   持する撮像部保持部とを有する、光学的に透明な部材に
   より一体的に形成された画像入力用光学ユニット。
2. 【請求項２】 ペン型の画像入力装置の一構成要素であ
   る画像入力用光学ユニットであって、ハウジングに取り
   付けられる取付部と、照明用の光源を所定位置に所定向
   きに保持する光源保持部とを有する、光学的に透明な部
   材により一体的に形成された画像入力用光学ユニット。
3. 【請求項３】 ペン型の画像入力装置の一構成要素であ
   る画像入力用光学ユニットであって、ハウジングに取り
   付けられる取付部と、撮像部を所定位置に所定向きに保
   持する撮像部保持部と、照明用の光源を所定位置に所定
   向きに保持する光源保持部とを有する、光学的に透明な
   部材により一体的に形成された画像入力用光学ユニッ
   ト。