JPH089109A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、書籍等、厚手で湾曲している原稿で
もシャープで歪みのない読み取りが可能な画像入力装置
とその歪み補正手段、さらに測距データの適正化処理方
法を提供することを目的とする。 【構成】視野移動手段と光学レンズ系及び撮像素子と、
この視野に向けて配設された測距手段と画像データの歪
み補正手段とを備えた。 【効果】厚手で湾曲している原稿でもシャープで歪みの
ない読み取りが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、本発明はコンピュータ
の周辺装置としての画像入力装置及び複写機やファクシ
ミリの入力段としての画像入力装置、ならびに表示装置
用画像入力装置、さらにはカメラなど撮像装置としての
画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像入力装置は、製品の原稿面を
睨む光学軸が概上向きであり、よって原稿をガラス製の
プラテン面に伏せて入力を行う、いわゆるフラットベッ
ド型が主流であったが、プラテン面に原稿の湾曲がなじ
まぬ書籍などの場合、プラテン面から浮き上がった原稿
面については、浮き上がりの程度に応じて画像のボケや
歪みが避けられなかった。

【０００３】また最近、かかる光学軸が概下向きの、い
わゆるオーバーヘッド型の入力装置も登場してきたが、
原稿面の湾曲による画像のボケや歪みに関しては、前記
フラットベッド型画像入力装置に同様であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のフラットベッド
型画像入力装置にあっては、プラテン面に密着しない部
分の原稿は浮き上がりの程度に応じて像がボケるのみな
らず、画像の歪みの発生が避けられなかった。また厚い
書籍のページの湾曲を無理にプラテン面に押し付けて矯
正しつつ読み取りを行う作業は、作業が面倒であるばか
りか、書籍の装丁を損なう原因ともなっていた。

【０００５】一方、従来のオーバーヘッド型画像入力装
置にあっては、書籍などの厚物を読み取る際には、開い
た書籍面の湾曲のままに像を読み取るため、光学軸の光
路長差により読み取った画像がボケるのみならず、画像
の歪みは前述のフラットベッド型画像入力装置同様、避
けられなかった。

【０００６】本発明は書籍等の厚く、しかも湾曲してい
る原稿であっても、像がボケず、読み取った画像の歪み
が自動的に補正される画像入力装置を提供することを第
一の目的とする。

【０００７】また装置内に配設された測距手段からの測
距データを基に、駆動モータもしくは論理回路上の論理
素子を用いて行われる、前記画像入力装置の歪み補正手
段を提供することを第二の目的とする。

【０００８】さらに前記測距データの出力値のばらつき
に対応するための、測距データの適正化処理方法を提供
することを第三の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の画像入力装置においては、視野移動手段と視野
を光電変換する光学レンズ系及び撮像素子と、さらにこ
の視野に向けて配設された測距手段と、画像データの歪
み補正手段とを備えることを特徴とする。

【００１０】また本発明の画像入力装置は前記測距手段
として、前記光学レンズ系と異なる少なくとも一個の光
学部材と、かかる画像入力装置を構成している撮像素子
により構成されることを特徴とする。

【００１１】また本発明の画像入力装置は、前記光学レ
ンズ系がズームレンズであり、前記測距手段より得られ
る測距データにより焦点距離が制御されることを特徴と
する。

【００１２】また本発明の画像入力装置は、前記光学レ
ンズ系が固定焦点レンズユニットであることを特徴とす
る。

【００１３】また本発明の画像入力装置は、前記歪み補
正手段が、前記測距手段より得られる測距データを用い
て行われることを特徴とする。

【００１４】また本発明の画像入力装置は、前記測距デ
ータを用いた歪み補正が、主走査方向の歪み補正につい
ては論理回路上の論理素子により、また副走査方向の歪
み補正については駆動モータのドライブタイミングと撮
像素子の光電変換タイミングとの関係を制御して行われ
ることを特徴とする。

【００１５】また本発明の画像入力装置は、前記測距デ
ータを用いた歪み補正が、主走査方向の歪み補正のみな
らず、副走査方向の歪み補正についても論理回路上の論
理素子により行われることを特徴とする。

【００１６】また本発明の画像入力装置は、前記論理素
子が該画像入力装置における、画像の拡大及び縮小もし
くは解像度変換用素子と同一であることを特徴とする。

【００１７】また本発明の画像入力装置は、前記測距デ
ータが、一箇所につき複数回の測距データの平均と、直
前の複数箇所の測距データの重みづけによる平均の結果
であることを特徴とする。

【００１８】

【作用】以上説明したように本発明の画像入力装置によ
れば、視野移動手段と視野を光電変換する光学レンズ系
及び撮像素子と、さらにこの視野に向けて配設された測
距手段と画像データの歪み補正手段とを備えることによ
り、書籍等、厚手でかつ湾曲している原稿面であって
も、常に合焦して歪みのない画像を読み取ることができ
る。

【００１９】また測距手段として独立したモジュールを
用いるばかりでなく、測距部を睨む光学部だけを独立さ
せ、検出部は該画像入力装置を構成している撮像素子を
用いるならば、より安価に装置を構成することができ
る。

【００２０】また前記光学系として、測距データを用い
て制御されるズームレンズを用いることにより、煩雑な
光路長保持機構などを用いる必要もなく、甚だしく湾曲
した書籍等の原稿面であっても、常に安定した合焦画像
を捉えることができ、よりコンパクトな装置を構成する
ことができる。

【００２１】また前記前記光学系として、固定焦点レン
ズユニットを用いることにより、より簡便で安価な装置
を構成することができる。

【００２２】また前記測距データを歪み補正に用いるな
らば、距離の関数として歪んでいる像を安定して補正す
ることができ、品質の優れた読み取り装置を構成するこ
とができる。

【００２３】また測距データを用いた前記歪み補正に関
し、主走査方向の歪み補正については論理回路上の論理
素子により、また副走査方向の歪み補正については駆動
モータのドライブタイミングと撮像素子の光電変換タイ
ミングとの関係を制御して行えば、歪み補正後も適正な
画像品質を得ることができる。

【００２４】また測距データを用いた前記歪み補正を、
主走査方向のみならず副走査方向の歪み補正についても
論理回路上の論理素子によって行えば、より簡便な装置
を構成することができる。

【００２５】また前記論理回路上の論理素子が該画像入
力装置の、画像の拡大及び縮小もしくは解像度変換用素
子という、もともと該画像入力装置に内蔵の素子を用い
るならば、歪み補正という新規の機能をコストアップ最
小にして実現することができる。

【００２６】さらに測距素子が出力する測距データにば
らつきがあっても、その適正化処理を行うことにより、
測距素子に求められる精度を穏やかにでき、装置を安価
に構成することができる。

【００２７】

【実施例】

（実施例１）本発明の画像入力装置、画像入力装置の歪
み補正手段の一実施例について、図面を参照して説明す
る。

【００２８】図１において画像入力装置の駆動モータ１
の回転軸には反射鏡２が回動可能に軸支され、またこの
近傍にはズームレンズユニット３と撮像素子４と測距素
子５が配設されている。

【００２９】原稿６面上にある主走査方向のひとつの線
状視野７上の像は、反射鏡２面で反射し、ズームレンズ
ユニット３を経て撮像素子５上に合焦しており、駆動モ
ータ１によって反射鏡２を回転軸のまわりに回動させれ
ば、撮像素子５はかかる線状視野７の画像を原稿６面の
全面にわたって、一定の時間を経て読み取ることができ
る。

【００３０】一方、測距素子５は反射鏡２を介して、同
じ線状視野７上の特定の測距点８を観測しており、反射
鏡２を回動させれば測距点軌跡９に沿って、素子から原
稿面までの距離を連続して出力し、回路基板（図示せ
ず）に送ることができる。

【００３１】測距素子は種々考えられるが、この実施例
では銀塩カメラのオートフォーカス用途に多用されてい
る、パッシブ型の測距モジュールを想定した。しかし、
これに限らずアクティブ型モジュールやレーザー距離計
など、他の形式の測距素子も使用できることはもちろん
である。

【００３２】ここまで、測距素子は独立したデバイスで
あるかのように述べてきたが、そもそもパッシブ型測距
の動作原理は、特開昭５０ー３８５３２にも示されてい
る如く、二つの光学系を経由して二つの撮像素子上に合
焦した同じ視野の二つの像の位相差を検出することにあ
るから、わざわざ独立したデバイスとしての撮像素子を
用いなくとも、本来画像入力装置が備えている画像読み
とり用の撮像素子を兼用することもできる。この際、同
じ視野の二つの像を異なった部位の撮像素子上に結像さ
せるため、本来の画像入力装置の光学系とは別の測距用
光学部材を備える必要があるが、安価な入力装置の提供
にとって意味ある方法である。

【００３３】さて、図１の状態にある画像入力装置の動
作は、測距素子５より回路基板（図示せず）に送られた
測距データを用い、ズームレンズユニット３の焦点距離
を制御して撮像素子５上に原稿６の像を合焦させ、同時
に主走査方向と副走査方向の歪みを補正する。

【００３４】ここで、原稿６の湾曲の程度が比較的軽微
であるか、光学レンズ系が十分広範囲な被写界深度をも
つならば、光学レンズ系としてズームレンズユニットの
代わりに固定焦点レンズユニットを用いてよいことはも
ちろんである。固定焦点レンズユニットを用いる場合
は、測距データのフィードバックを行わなくてすむだけ
に、より簡便安価な構成となる。

【００３５】歪み補正に関しては、まず主走査方向の歪
み補正は図２に示すように、測距素子５がもたらす測距
データに対して、「測距データ対ズームレンズユニット
の倍率」は予め既知の値であり、回路基板（図示せず）
中のメモリテーブル１０に保持されているから、「ズー
ムレンズユニットの倍率の逆数」を積算するよう論理素
子１１を動作させれば、常に一定な原稿像の倍率を得ら
れることになり、光路長の差異による画像の歪みが補正
されることになる。

【００３６】次に副走査方向の歪み補正は図３に示すよ
うに、測距素子がもたらす測距データの変化率を観測
し、この変化率の逆数に応じた数の駆動ステップを駆動
モータ１に与える毎に、原稿６面上の像を読み取るよう
撮像素子４の光電変換タイミングを論理回路（図示せ
ず）により制御する。これにより、書籍などの湾曲した
原稿面のうち、傾斜がなだらかな部位１２は画像の読み
とり密度は正規に設定した分解能に近く読み取られ、一
方傾斜がきつい部位１３は正規に設定した分解能を越え
て読み取られるから、原稿面の傾斜を水平に矯正するの
に等価な歪み補正を行った後も、読みとり分解能を低下
させることなく歪み補正ができることになる。

【００３７】以上、主走査方向と副走査方向の歪み補正
について詳述したが、副走査方向の歪み補正についても
駆動モータ１と撮像素子４の光電変換タイミングを制御
するのではなく、主走査方向の歪み補正と同様に論理素
子１１に測距データを与えて補正することが可能である
ことはもちろんである。この場合、原稿の傾斜がきつい
部位１３を補正して画像の分解能が疎になった後は、同
じ論理素子１１の機能により、画像データを自動的に補
間をして補うというように、歪み補正も簡略化できるこ
とになる。

【００３８】しかもかかる論理素子１１の機能は、通常
の画像入力装置に一般的に内蔵されている「画像の拡大
縮小もしくは解像度変換」機能の一部であるから、現実
的には既存の機能を一部兼用することにより、かかる新
規性ある機能に結びつけられることを意味する。

【００３９】さらに測距素子５からもたらされる測距デ
ータを用いるにあたり、かかる測距データが、一箇所に
つき複数回の測距データの平均と、直前の複数箇所の測
距データの重みづけによる平均の結果とすることによ
り、個々の測距データのある程度のばらつきは許容でき
ることになり、現実的な画像入力装置を考える上で大き
な意味がある。

【００４０】（実施例２）図４は本発明の画像入力装置
の他の実施例を示す概念図である。この画像入力装置
は、いわゆるフラットベッド型と称される、市場に広く
普及している形態である。

【００４１】駆動モータ５１ベルト５８を介し、ガイド
シャフト５９ａ、５９ｂに沿って副走査方向に移動可能
なキャリッジ５５を駆動している。キャリッギ５５には
ズームレンズユニット５２と撮像素子５３と測距素子５
４と反射鏡５７が搭載されている。測距素子５４はプラ
テン面５６上に設置されている原稿（図示せず）の湾曲
した原稿面に沿って測距し、ズームレンズユニットと歪
み補正手段にこの結果をフィードバックする。なおこれ
以降は前述した「本発明の画像入力装置の一実施例の画
像入力装置」と同様の方法で歪み補正できることは自明
の理である。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４３】視野移動手段と光学レンズ系及び撮像素子
と、さらにこの視野に向けて配設された測距手段と画像
データの歪み補正手段とを備えることにより、書籍等、
厚手で湾曲している原稿面でも、常にシャープで歪みの
ない画像を読み取ることができる。

【００４４】また測距手段の検出部として、本来画像入
力装置が備えている撮像素子を兼用し、より安価に装置
を構成することができる。

【００４５】また歪み補正用論理素子として、本来画像
入力装置が備えている論理素子を用いることにより、安
価に機能を実現することができる。

【００４６】さらに測距素子の出力を適正化処理するこ
とにより、測距素子に求められる精度が穏やかにでき、
装置を安価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像入力装置の一実施例を示す斜視
図。

【図２】主走査方向の歪み補正方法を示す説明図。

【図３】副走査方向の歪み補正方法を示す説明図。

【図４】本発明の画像入力装置の他の実施例を示す概念
図。

【符号の説明】

１、,５１,駆動モータ ２,５７,反射鏡 ３、,５２,ズームレンズユニット ４、,５３,撮像素子 ５、,５４,測距素子 ６、,５７,原稿 ７,線状視野 ８,測距点 ９,測距点軌跡 １０,メモリテーブル １１,論理素子 １２,傾斜がなだらかな部位 １３,傾斜がきつい部位 １４,論理回路 ５８,ベルト ５９ａ、５９ｂ,ガイドシャフト

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｎ 1/387

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】視野移動手段と、視野を光電変換する光学
   レンズ系及び撮像素子と、さらにこの視野に向けて配設
   された測距手段と、画像データの歪み補正手段とを備え
   ることを特徴とする画像入力装置。
2. 【請求項２】前記測距手段が、前記光学レンズ系と異な
   る少なくとも一個の光学部材と、かかる画像入力装置を
   構成している撮像素子により構成されることを特徴とす
   る、請求項１記載の画像入力装置。
3. 【請求項３】前記光学レンズ系がズームレンズユニット
   であり、前記測距手段より得られる測距データにより焦
   点距離が制御されることを特徴とする、請求項１記載の
   画像入力装置。
4. 【請求項４】前記光学レンズ系が固定焦点レンズユニッ
   トであることを特徴とする、請求項１記載の画像入力装
   置。
5. 【請求項５】前記歪み補正手段が、前記測距手段より得
   られる測距データを用いて行われることを特徴とする、
   請求項１記載の画像入力装置。
6. 【請求項６】前記測距データを用いた歪み補正が、主走
   査方向の歪み補正については論理回路上の論理素子によ
   り、また副走査方向の歪み補正については駆動モータの
   ドライブタイミングと撮像素子の光電変換タイミングと
   の関係を制御して行われることを特徴とする、請求項５
   記載の画像入力装置。
7. 【請求項７】前記測距データを用いた歪み補正が、主走
   査方向の歪み補正のみならず、副走査方向の歪み補正に
   ついても論理回路上の論理素子により行われることを特
   徴とする、請求項５記載の画像入力装置。
8. 【請求項８】前記論理素子が、該画像入力装置における
   画像の拡大及び縮小もしくは解像度変換用素子と同一で
   あることを特徴とする、請求項５及び６記載の画像入力
   装置。
9. 【請求項９】前記測距データが、現在の測距点と現在以
   前の測距点との重みづけをなした適切な平均化処理を施
   した上、決定されることを特徴とする、請求項３、５、
   ６及び７記載の画像入力装置。