JPH08139868A - 画像読み取り装置 - Google Patents

画像読み取り装置

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JPH08139868A
JPH08139868A JP6279288A JP27928894A JPH08139868A JP H08139868 A JPH08139868 A JP H08139868A JP 6279288 A JP6279288 A JP 6279288A JP 27928894 A JP27928894 A JP 27928894A JP H08139868 A JPH08139868 A JP H08139868A
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pattern
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JP6279288A
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Masahiro Furuta
正寛 古田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ハンディスキャナが順次読み取った画像を高速
につなぎ合わせる。 【構成】ハンディスキャナ100の移動に伴い2つの球
101は回転する。相互に直交する方向毎に球101の
回転量が検出され制御回路102に伝えられ、制御回路
102は、これより、次元画像を撮影するエリアCCD
センサ105の中心の平行移動量と、回転量を検出す
る。そして、検出した回転量がキャンセルされるように
ステッピングモ−タ112を介してエリアCCDセンサ
を回転し、順次、画像を取り込む。画像組み合わせ手段
は、取り込まれた画像をつなぎ合わせた画像をメモリ1
07上に作成する。 【効果】エリアCCDセンサの回転により回転成分がキ
ャンセルされるので、画像の組み合わせに際して画像の
回転を考慮する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像を読み取る画像読
み取り装置に関し、特に、画像を読み取る原稿上を移動
しながら原稿の画像を読み取るハンドスキャナを用いた
画像読み取り装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光学的に読み取った原稿の画像
を、接続されたパ−ソナルコンピュ−タ(パソコン)や
ワ−ドプロセッサに送るスキャナのタイプとしては、大
きく分けて2種類のタイプ(フラットベッドスキャナと
ハンディスキャナ)が知られている。
【0003】フラットベッドスキャナは、原稿をスキャ
ナに用意された読み取り面に乗せて読み取る方式のスキ
ャナであり、必然的に原稿よりも大きくする必要があ
る。したがい、大きな原稿に対応するためには、スキャ
ナ本体も大きくする必要がある。このため、パソコン等
の周辺に広い面積を占有することとなる。
【0004】このことは、省スペース化の要望に反する
ものであり、フラットベッドスキャナの欠点となってい
る。
【0005】もう一方のハンディスキャナは、利用者
が、原稿上を移動させながら使用するタイプのスキャナ
である。ハンディスキャナは、移動に伴い順次原稿の画
像を読み取っていく。このためハンディスキャナは、読
み取る原稿の大きさに、スキャナの大きさが依存するこ
となく、原稿の大きさよりも小さくすることができる。
【0006】しかし、ハンディスキャナは、原稿上を移
動しながら画像を読み取るため、画像を読み取っている
位置をスキャナの移動に応じて正確に検出する必要があ
る。すなわち、ハンディスキャナは、通常、原稿上を回
転しながら移動する棒状のローラーを備えており、この
ロ−ラの回転に応じてスキャナの移動距離を測定し、生
成する画像の1ライン分の距離をスキャナが移動するた
びに、一次元のCCDセンサー等のラインセンサーによ
って、一ライン分の原稿の画像を取り込み、取り込んだ
各ラインの画像を取り込み順に並べることにより原稿全
体の画面を生成している。もしくは、一定期間毎に、一
次元のCCDセンサー等のラインセンサーによって、一
ライン分の原稿の画像を取り込み、その時点のスキャナ
の移動距離によって特定されるスキャナの位置に対応す
る画面上の位置に取り込んだ各ラインの画像をはめこむ
ことにより原稿全体の画面を生成している。
【0007】ここで、棒状のローラーによる位置検出で
は、一次元方向の移動情報しか得られない。したがっ
て、一次元の読み取りセンサーの両端の速度が、それぞ
れ一定でない場合(スキャナの回転成分を含む移動があ
った場合)には、読み取られる一ライン分の画像は、そ
の前に読み取った画像のラインに対し傾くことになり原
稿全体の画像を正確に生成することができない。
【0008】ここで、この問題について、一定移動量の
移動毎に1ライン分の画像を取り込む場合を例にとり、
より詳細に説明する。
【0009】図7は、従来のハンディスキャナの構成を
示したものである。
【0010】図7中、1000がハンディスキャナ、2
000がハンディスキャナ1000が接続されたパ−ソ
ナルコンピュ−タである。
【0011】利用者が、図示を省略した読み取り開始の
ボタンを押しながら、ハンディスキャナ1000を原稿
上を手動により走行させると、ハンディスキャナ100
0のライン状に並んだ原稿を照明用光源1101が発光
し、原稿の表面を直線上に照らす。
【0012】この照明用光源より発せられた光は、原稿
表面上で反射し、この反射光は、光学系1102により
収光され、一次元センサー1103上に結像される。一
次元センサー1103では、結像された反射光を電気信
号に変換し、1ライン分の画像データとして制御回路1
104に出力する。ここでは、一次元センサー1104
による反射光の電気信号への変換、すなわち、1ライン
分の画像データの読み取りは、スキャナ1000に設け
られたローラー1106の回転を検出する一つのエンコ
−ダにより測定した移動量が一定の量(画像の1ライン
の幅に相当する距離)に達する度に行われるものとす
る。
【0013】制御回路1104は受け取った1ライン分
の画像データをインタフェ−ス回路1105を会してパ
−ソナルコンピュ−タ2000に送信する。
【0014】パ−ソナルコンピュ−タ2000では、イ
ンタフェ−ス回路2001でハンディスキャナ1000
より送信された1ライン分の画像データを受信し、メモ
リ2002に記憶する。
【0015】以上の動作を、読み取り開始のボタンが解
除されるまで繰り返すことにより、パ−ソナルコンピュ
−タ2000のメモリ2002上に、1ライン分の画像
データが順次格納され、1画面を構成する。すなわち、
パ−ソナルコンピュ−タ2000がi番目に受信した1
ライン分の画像データが画面のiラインを構成する。
【0016】さて、この場合において、スキャナ100
0がカーブを描くように移動した場合には、原稿に対し
異なる傾きで1ライン分の画像データが順次読み取られ
ることになる。この場合、原稿上で相互に傾いている2
ラインがパ−ソナルコンピュ−タ2000のメモリ上で
は、平行な2ラインとして画面を構成するため、原稿の
正確な画像の画面を生成することができない。
【0017】このため、特開平3−256448号公報
記載の技術では、スキャナの読み取り部分の両端に二つ
の位置センサーを設け、それぞれの位置センサーに相互
に直交方向の移動量をそれぞれ検出させ、スキャナ10
00が曲線的に移動した場合には、二つの位置センサー
の検出した移動量に応じて、読み取った各ラインの相互
の位置関係を補正することにより正確な画面を生成させ
ている。
【0018】また、原稿の上部又は下部に設置したシー
トに刻まれた位置情報を、画像データの読み取り時に併
せて読み取ることにより、スキャナのシ−ト上の位置を
検出し、これに応じて、読み取った各ラインの相互の位
置関係を補正することにより正確な画面を生成させる技
術も知られている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】ハンディスキャナがカ
−ブを描いて移動した場合に、前述した特開平3−25
6448号公報記載の技術によって、各ラインの相互の
位置関係を補正するためには、ラインの回転や移動を施
す必要がある。しかし、ラインに回転を施し、他のライ
ンと組み合わせるためには座標の変換や画素値の変換等
を必要とする、このため、処理量の増大を招き、高速な
画像読み取りの妨げとなる。
【0020】一方、位置情報を刻んだシ−トを用いる方
法によれば、原稿大の位置情報を記録したシート等を必
要とするため省スペ−スを実現することはできず、ハン
ディスキャナの最大の利点を没却させる結果となる。
又、いちいちシート設置する必要もあるため、利用の際
のわずらわしさも増大する。
【0021】そこで、本発明は、特別なシ−ト等を必要
とすることなく、曲線的に移動した場合にも、より簡易
な処理で高速に正確な原稿の画像を生成することのでき
る画像読み取り装置を提供することを目的とする。
【0022】
【発明を解決するための手段】前記目的達成のために、
本発明は、原稿上を2次元的に移動され、原稿の部分毎
に原稿の画像を前記移動に伴い順次撮像する撮像手段
と、前記撮像手段が原稿上を移動した移動量と回転した
回転量とを検出する移動検出手段と、前記移動検出手段
が検出した回転量をキャンセルする回転量、前記撮像手
段を回転させる回転手段と、前記撮像手段に原稿の部分
の画像を順次撮像させる制御手段と、前記撮像手段が順
次撮像した原稿の部分の二次元画像を組み合わせた画像
を生成する画像組み合わせ手段とを有することを特徴と
する画像読み取り装置を提供する。
【0023】
【作用】本発明に係る画像読み取り装置によれば、前記
撮像手段が原稿上を回転した回転量を検出手段で検出
し、これを回転量をキャンセルする回転量、前記撮像手
段を回転させ、原稿の部分の画像を撮像させる。
【0024】したがい、読み取られた各画像の向きは一
致し、その間に回転成分は存在しない。よって、画像の
平行移動のみで画像を組み合わせることができ高速な画
像の読み取りが可能となる。
【0025】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
【0026】本実施例に係る画像読み取り装置の構成を
図1に示す。
【0027】図中、100はハンディスキャナ、200
はパ−ソナルコンピュ−タである。
【0028】ハンディスキャナ100は、制御回路10
2、二次元画像を撮影するエリアCCDセンサー10
5、エリアCCDセンサー105を回転させるステッピ
ングモ−タ112、原稿を照射する発光ダイオードアレ
イからなる光源104、エリアCCDセンサー105に
原稿の反射光を結像させる光学系106、画像組み合わ
せ手段103、補間手段108、メモリ107、インタ
フェ−ス回路111を備えている。エリアCCDセンサ
ー105は、一度には、原稿の一部のみを撮影した二次
元の画像を生成する。
【0029】また、ハンディスキャナ100は、エリア
CCDセンサー105の中心に対して対象な位置に、2
つのボ−ル状の球101を備えている。ボール状の球1
01のそれぞれには、図が煩雑となるのを避けるために
図示するのを省略したが、相互の直交する予め定めた2
方向に回転する2つのローラーが球の回転に伴い回転す
るように設けられている、また、各ロ−ラにはロ−ラの
回転を検出するエンコーダーが接続されている。
【0030】ボ−ル状の球は、ハンディスキャナ100
の移動に伴い回転する。この回転は、それに隣接して設
けられたローラーにより相互に直交する成分に分解さ
れ、各々の成分の移動量は、エンコーダーにより検出さ
れる。この検出された移動量は、パルス情報(パルスの
数により移動量を表わす)の形式で、制御回路102に
伝達される。
【0031】一方、パ−ソナルコンピュ−タ200は、
インタフェ−ス回路201とメモリ202を備えてい
る。
【0032】以下、本実施例に係る画像読み取り装置の
行う動作について説明する。
【0033】画像読み取りが開始されると、ハンディス
キャナ100の制御回路102は一定期間毎に、エンコ
ーダーより送られた移動量よりハンディスキャナの移動
量をエリアCCDセンサ105の中心の直進成分と、エ
リアCCDセンサ105の回転成分に分離し、得られた
回転成分をキャンセル回転がエリアCCDセンサ105
に与えられるように、ステッピングモ−タ112を制御
すると共に、エリアCCD105が撮影した画像を部分
画像として一旦メモリ107に記憶する。前記一定期間
は、予想される最大速度ハンディスキャナ100が移動
された場合にも、エリアCCD105が、毎回、前回撮
影した原稿の範囲の一部を含んだ原稿の範囲を撮影でき
るように定める。
【0034】移動量の直進成分と回転成分は、たとえ
ば、次のようにして求める。
【0035】すなわち、現在の、ふたつのボ−ル状の球
の移動量に応じて求めた、基準とする原点に対するふた
つのボ−ル状の球の位置を直交軸座標で(X1,Y1)
(X2,Y2)とし、前回画像を取り込んだ際の位置を
(XO1,YO1)(XO2,YO2)とする。
【0036】そして、エリアCCDセンサ105の中心
位置の直進成分量を、 ({(XO1+XO2)−(X1+X2)}/2, {(YO1+YO2)−(Y1+Y2)}/2)とする。
【0037】又、回転成分量を、 (X1−X2)^2+(Y1−Y2)^2 =(XO1−XO2)^2+(YO1−YO2)^2 =R^2として、 cos θ=1−[{(X2−X1)−(XO2−XO1)}^
2+{(Y2−Y1)−(YO2−YO1)}^2]/2R
^2とする。
【0038】次に、画像組合わせ手段103は、部分画
像が取り込まれる度に、メモリ107上で、前回迄に撮
影した部分画像を組み合わせて作成した全体画像に、今
回取り込んだ部分画像を組あわせていく。
【0039】以下、この全体画像作成の詳細について説
明する。
【0040】まず、第1回目にメモリ107に格納され
た部分画像を全体画像とする。そして、第2回目の部分
画像がメモリ107に格納されたら、制御回路102よ
りエリアCCDセンサ105の中心位置の直進成分量を
受け取り、第2回目の部分画像と、全体画像に重複する
範囲を求め、この中に含まれる(原稿上の同じ対象を撮
影したもの)位置合わせの対象となる画像パターンを抽
出する。画像パターンの検出は、縦横斜めについて画像
のヒストグラムをとり、これを参考に検出する等の方法
により行うことができる。なお、抽出する画像パタ−ン
としては、順次段階的に階調が変化するようなパタ−ン
を望ましい。次に述べる一致判定を精度よく行うことが
できるからである。
【0041】そして、図2aに示すように、第2回目の
部分画像400より抽出した画像パタ−ンを中心位置の
直進成分量分移動して全体画像410上に置きa、その
状態で全体画像との一致度を調べる。
【0042】この一致度ITは、式1より求める。
【0043】 IT=Σ((GO)−(GN))^2 …(式1) GN:部分画像の一画素 GO:全体画像のGNに重なる画素 Σは、位置合わせの対象となる画像パターンの全ての画
素について行う。
【0044】次に、図2b、c、d、eに示すように、
部分画像より抽出した画像部分を、上下左右に1画素づ
つ順次平行移動させ、それぞれITを計算し、ITが最
小となる画像部分の位置を求める。
【0045】そして、第2回目の部分画像中の画像パタ
−ンが求めた位置となるように、この部分画像を移動
し、全体画像につなぎ合せ、つなぎ合わせた画像をメモ
リ107上に作成し、これを画像を第3回目の部分画像
に対する全体画像とする。この際に、全体画像と第2回
目の部分画像の重複する範囲が生じるので、この範囲に
ついては部分画像と全体画像のいづれかの画像を有効と
し、他方の画像を無効とする。本実施例では、部分画像
の全体画像と重複しない範囲のみを全体画像につなげる
ようにする。
【0046】以上の処理を部分画像が取り込まれる毎に
繰り返すことによりメモリ107上には原稿全体の全体
画像が作成される。
【0047】メモリ107上に原稿全体の全体画像が作
成されたら、制御回路102は、これをインタフェ−ス
回路111を介してパ−ソナルコンピュ−タ200に送
る。
【0048】パ−ソナルコンピュ−タ200は、インタ
フェ−ス回路201でこれを受信し、メモリ202に格
納する。
【0049】なお、部分画像より抽出した画像パタ−ン
と、全体画像との一致度は次のようにして求まるように
してもよい。
【0050】すなわち、補間手段108によって、部分
画像より抽出した画像パタ−ンと、この画像パタ−ンと
比較する範囲の全体画像を拡大する。拡大は、各領域の
各画素間の画素を補間により生成することにより行う。
これにより、直線的に2倍、面積的には、4倍とするこ
とができる。又、更に補間を行い画素数を16倍、又
は、それ以上に増やすようにしてもよい。そして、拡大
した画像間で前述した一致度を判定し、ITが最小とな
る画像部分の位置を求めるようにする。このように補間
を行うことにより、両領域を撮影したときの、1画素に
対応するエリアCCDセンサ105のCCDセルの画像
パタ−ンに対するずれ(最大半画素)の影響を排除する
ことができる。
【0051】以上、本発明の一実施例を説明した。
【0052】このように、本実施例によれば部分画像を
平行移動させ順次つなげ合わせるのみで原稿を正確に表
した全体画像を生成することができ、回転や、回転に伴
う処理を行う必要がない。たとえば、部分画像を全体画
像に対して回転させると部分画像中の画素の並びは、全
体画像のなかの画素の並びとそろわなくなる。そこで、
このような場合には、部分画像を、全体画像のなかの画
素の並びとそろった画素の並びの部分画像に変換する必
要があるが、本実施例によれば回転成分はエリアCCD
センサの回転によりキャンセルされるので、このような
複雑な処理を行わなくてもよい。図3には、部分画像間
に回転成分がある場合に行わなければならない各画像の
組み合わせ方aと、部分画像間に回転成分がない場合に
行わなければならない各部分画像の組み合わせ方bを示
した、図示するように本実施例によれば部分画像を平行
移動させ順次つなげ合わせるのみで原稿を正確に表した
全体画像を生成することができる。
【0053】なお、以上の実施例では、ふたつのボ−ル
状の球の移動量から、エリアCCDセンサの回転成分を
求めたが、図4に示すように、ハンディスキャナ100
に2次元ジャイロ300を設け、2次元ジャイロ300
が出力する角速度より回転成分を直接求め、これに応じ
てステッピングモ−タ112を、エリアCCDセンサ1
05が回転成分をキャンセルするように駆動するように
してもよい。
【0054】また、以上の説明では、ハンディスキャナ
100の制御回路102は一定期間毎にエリアCCD1
05が撮影した画像を部分画像として取り込んだが、こ
れは、エリアCCD105が、毎回、前回撮影した原稿
の範囲の一部を含んだ原稿の範囲を撮影するように、ハ
ンディスキャナ100の制御回路102が、エンコ−ダ
より送られる移動量に応じて、エリアCCD105が撮
影した画像を部分画像として取り込むようにしてもよ
い。
【0055】また、本実施例では、部分画像のつなぎ合
わせをハンディスキャナ100側で行い、完成した全体
画像をパ−ソナルコンピュ−タ200に送ったが、ハン
ディスキャナ100から部分画像をそのまま、順次パ−
ソナルコンピュ−タ200に送り、部分画像のつなぎ合
わせをパ−ソナルコンピュ−タ側で行い、最終的な全体
画像を得るようにしてもよい。
【0056】
【効果】以上のように、本発明によれば、読み取りセン
サー部分をハンディスキャナの回転をキャンセルするよ
うに回転させるので、読み取った画像をつなぎ合わせる
際、新たに読み取った画像の平行移動のみによりつなぎ
合わせることができ、高速かつ正確な画像の読み取りを
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る画像読み取り装置の構
成を表すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例において行う一致度検出のた
めの画像パタ−ンの移動方法をあらわす図である。
【図3】本実施例に係る画像に組み合わせ方と、従来の
技術を適用した場合に必要となる画像の組み合わせ方を
示した図である。
【図4】本発明の一実施例に係る二次元ジャイロを備え
たハンディスキャナの構成を示すブロック図である。
【図5】従来の画像読み取り装置の構成を表すブロック
図である。
【符号の説明】
100 ハンディスキャナ 101 ボ−ル状の球 102 制御回路 103 画像組み合わせ手段 104 光源 105 エリアCCDセンサー 106 光学系 107 メモリ 108 補間手段108 111 インタフェ−ス回路 112 ステッピングモ−タ 200 パ−ソナルコンピュ−タ 201 インタフェ−ス回路 202 メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06F 15/66 470 J

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原稿上を2次元的に移動され、原稿の部分
    毎に原稿の画像を前記移動に伴い順次撮像する撮像手段
    と、 前記撮像手段が原稿上を移動した移動量と回転した回転
    量とを検出する移動検出手段と、 前記移動検出手段が検出した回転量をキャンセルする回
    転量、前記撮像手段を回転させる回転手段と、 前記撮像手段に原稿の部分の画像を順次撮像させる制御
    手段と、 前記撮像手段が順次撮像した原稿の部分の二次元画像を
    組み合わせた画像を生成する画像組み合わせ手段とを有
    することを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 【請求項2】前記移動検出手段は、撮像手段に対して固
    定的に定めた方向Xについて、前記撮像手段に対して固
    定的に設けられた2つの検出点が原稿上を移動した移動
    量を、それぞれ検出するX方向移動量検出手段と、 前記方向Xと直交する方向Yについて、前記2つの検出
    点が原稿上を移動した移動量を、それぞれ検出するY方
    向移動量検出手段と、 前記X方向移動量検出手段とY方向移動量検出手段が検
    出した各移動量より、前記撮像手段の撮像の中心点の移
    動量と、前記撮像手段の前記中心を回転中心とする回転
    量とを算出する算出手段とを有することを特徴とする画
    像読み取り装置。
  3. 【請求項3】前記移動検出手段は、前記撮像手段の撮像
    の中心を回転中心とする回転量を検出するジャイロ装置
    をを含むことを特徴とする画像読み取り装置。
  4. 【請求項4】請求項1、2または3記載の画像読み取り
    装置であって、 前記撮像手段は、原稿の部分毎に原稿の2次元画像を前
    記移動に伴い順次撮像し、 前記制御手段は、前記移動に伴い順次前回撮像した2次
    元画像と一部範囲が重複した2次元画像を撮像するよう
    に、前記移動検出手段が検出した移動量に応じて、前記
    撮像手段に原稿の部分の二次元画像を撮像させ、 前記画像組み合わせ手段は、i+1番目に撮像した2次
    元画像中の、i番目に撮像した2次元画像と重複する範
    囲に含まれる画像パタ−ンである着目画像パタ−ンと、
    第1番目からi番目までに撮像した2次元画像を組み合
    わせた2次元画像であるi番目の組み合わせ画像に含ま
    れる前記着目画像パタ−ンに対応する画像パタ−ンであ
    る参照画像パタ−ンとを抽出し、 前記着目画像パタ−ンと前記参照画像パタ−ンの位置を
    一致するために必要となる前記i番目の組み合わせ画像
    に対する相対的な移動をi+1番目の2次元画像に前記
    i番目の組み合わせ画像に対して施すことにより、i+
    1番目の2次元画像を、前記i番目の組み合わせ画像と
    を組み合わせたi+1番目の組み合わせ画像を生成する
    ことを特徴とする画像読み取り装置。
  5. 【請求項5】請求項4記載の画像読み取り装置であっ
    て、 前記着目画像パタ−ンおよび前記参照画像パタ−ンは、
    順次輝度の階調が変化する画像パタ−ンであることを特
    徴とする画像読み取り装置。
  6. 【請求項6】請求項4または5記載の画像読み取り装置
    であって、 前記画像組み合わせ手段は、 前記着目画像パタ−ンと前記参照画像パタ−ンを、それ
    ぞれ、画素間の画素を補間によって充填することにより
    拡大し、拡大した着目画像パタ−ンと前記参照画像パタ
    −ンに基づいて、前記着目画像パタ−ンと前記参照画像
    パタ−ンの位置を一致するために必要となる前記i番目
    の組み合わせ画像に対する相対的な移動を求め、求めた
    必要となる移動をi+1番目の2次元画像に前記i番目
    の組み合わせ画像に対して相対的に施すことを特徴とす
    る画像読み取り装置。
JP6279288A 1994-11-14 1994-11-14 画像読み取り装置 Pending JPH08139868A (ja)

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JP6279288A JPH08139868A (ja) 1994-11-14 1994-11-14 画像読み取り装置

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JP6279288A JPH08139868A (ja) 1994-11-14 1994-11-14 画像読み取り装置

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JP6279288A Pending JPH08139868A (ja) 1994-11-14 1994-11-14 画像読み取り装置

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JP (1) JPH08139868A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8526069B2 (en) 2009-01-05 2013-09-03 Seiko Epson Corporation Document reading apparatus

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