JPH09116699A

JPH09116699A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPH09116699A
Application number: JP7295944A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Mikajiri; 智三日尻
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】中央部が 180度まで開かない厚い書籍でも、
山形状に形成したカバーガラスで原稿台を構成して見開
いた状態で原稿面を確実にカバーガラスに密着させるこ
とにより正確に読み取りを行なうことができる画像入力
装置を提供する。【解決手段】ほぼ平面状のガラス板の中央部が約90度
に曲折されて形成され、書籍32を載置自在なカバーガラ
ス２と、該カバーガラス２の谷側に配設された読取装置
４とにより構成される。読取装置４は、読取レンズ６
と、該読取レンズ６の結像面内で光軸Ｓ上に位置するラ
インＣＣＤ８と、上記読取レンズ６及びラインＣＣＤ８
を保持する支持盤10と、該支持盤10を回動自在な回動ユ
ニット12とにより構成される。支持盤10が回動して、カ
バーガラス２の全域の画像を読み取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、原稿を読み取る
画像入力装置であって、特にパソコン入力用のスキャナ
ーやコピー機、ファックス機等の原稿の読み取りに適し
た画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコンに画像情報を入力するスキャナ
ーや、原稿の複写を行なうコピー機、原稿の送受信を行
なうファックス機等が普及している。これらスキャナー
やコピー機、ファックス機は画像入力装置を備えてお
り、原稿の読み取りの際、ほぼ平坦なカバーガラスの上
面に原稿を載置する。そして、カバーガラスの内部で読
取装置が走査して、原稿面の読み取りを行なう。これら
の読み取りでは、画像情報がＣＣＤ等の撮像素子により
読み込まれ、デジタルの電気情報として処理される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスキャナーやコピー機等の画像入力装置では、カバー
ガラスの上面がほぼ平坦な形状とされているので、ハー
ドカバー等で厚い書籍を載置した時に書籍の中央の綴じ
た部分がガラス面から浮き上がってしまい、その付近の
読み取りが正確に行なわれないおそれがある。ここで、
書籍を強く押えるのは、背表紙を損傷してしまうので好
ましくない。

【０００４】そこで、この発明では、中央部が 180度ま
で開かない厚い書籍でも正確に読み取りを行なうことが
できる画像入力装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために本発明に係る画像入力装置は、ほぼ平面状のガラ
ス板の中央部を曲折し、ガラス面の山側に谷側を指向し
た読取原稿を載置自在なカバーガラスと、該カバーガラ
スの谷側に配設した読取光学系と、該読取光学系が形成
する前記読取原稿の結像面内であって、該読取光学系の
光軸上に位置する撮像素子と、前記読取光学系及び前記
撮像素子を保持する保持枠と、前記カバーガラスの曲折
線とほぼ平行な軸を中心に前記保持枠を回動自在な回動
手段とにより構成したことを特徴としている。

【０００６】原稿の読み取りを行なう際は、カバーガラ
スの山側面に書籍等の原稿を開いて載置する。読取動作
開始のスイッチをオンすると、回動手段が作動して保持
枠を回動させる。この回動は、読取光学系の光軸がカバ
ーガラスの一端から他端まで指向する範囲で行なわれ
る。そして、回動の際に、撮像素子により書籍等の原稿
の結像面の読み取りが行なわれる。即ち、撮像素子によ
り光学的画像が電気信号に変換され、この電気信号がメ
モリーに記録される等、適宜に処理される。

【０００７】また、本発明に係る画像入力装置は、前記
撮像素子を、前記カバーガラス上の前記曲折線とほぼ平
行な最長線について前記読取光学系によって結像面上に
形成される線分よりも適宜に長い線分上に配列したライ
ンＣＣＤにより構成したことを特徴としている。

【０００８】このため、読取光学系の光軸がカバーガラ
スの一端から他端まで指向する範囲で保持枠が回動され
る間に、ラインＣＣＤはカバーガラスの結像面の全域に
ついて読み取りを行なうことができる。これにより、カ
バーガラスに載置された全ての大きさの原稿を、１度の
回動で読み取ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施形態に基づい
て、本発明に係る画像入力装置を説明する。なお、本実
施形態では、画像入力装置をスキャナーやコピー機、フ
ァックス機等に用いた場合について説明している。

【００１０】図１に示すように、この画像入力装置１
は、ほぼ平面状のガラス板の中央部が約90度に曲折され
て形成されたカバーガラス２と、該カバーガラス２の谷
側に配設された読取装置４とにより構成されている。こ
の読取装置４は、読取光学系としての読取レンズ６と、
該読取レンズ６の結像面内に位置する撮像素子としての
ラインＣＣＤ８と、上記読取レンズ６及びラインＣＣＤ
８を保持する保持枠としての支持盤10と、該支持盤10を
回動自在な回動手段としての回動ユニット12とにより構
成されている。

【００１１】前記カバーガラス２の曲折線2aはほぼ水平
とされており、各ガラス面2bは上記水平方向に対してほ
ぼ等しい角度で傾斜されている。また、カバーガラス２
は、１枚のガラス板を曲折して形成しても、２枚のガラ
ス板の１辺同士を一体的に結合して形成しても構わな
い。

【００１２】図２に示すように、前記読取レンズ６の周
囲には鏡筒14が設けられており、該鏡筒14が支持盤10に
固着されている。そして、上記支持盤10の上面で読取レ
ンズ６の光軸Ｓ上にはＣＣＤ保持部材16が配設されてお
り、該ＣＣＤ保持部材16には上記支持盤10に対しほぼ垂
直なラインＣＣＤ８が保持されている。該ラインＣＣＤ
８は、微小なＣＣＤの画素をほぼ直線形状に連続して配
置して構成されている。ここで、上記ラインＣＣＤ８の
長さは、ガラス面2b上であって前記カバーガラス２の読
取レンズ６に最も近接する位置において曲折線2aとほぼ
平行な方向の該ガラス面2bの長さに関して、読取レンズ
６により結像される像の長さよりも適宜に長くしてあ
る。

【００１３】また、前記支持盤10の下部には、その垂直
方向に突出した回動軸18が形成されている。そして、該
回動軸18が前記カバーガラス２の曲折線2aとほぼ平行に
なるように、コピー機等の装置本体20に軸受22を介して
回転自在に支持されている。なお、図３に示すように、
カバーガラス２の各ガラス面2bの間の角度の二等分面上
に回動軸18を設け、かつ上記二等分面と各ガラス面2bと
の間の角度が、一方のガラス面2bの端部と回動軸18とを
含む平面と、当該端部を有するガラス面2bとにより形成
される角度にほぼ等しくなるようにすることが好まし
い。すなわち、回動軸18と曲折線2aとの距離と、回動軸
18とガラス面2bの端部との距離とを、ほぼ等しくするこ
とが好ましい。

【００１４】また、支持盤10の下部と装置本体20との間
には、回動ユニット12が配設されている。該回動ユニッ
ト12は、垂直方向の駆動軸24を有するモータ26と、上記
駆動軸24の回転を支持盤10に伝達する歯車列28とを備え
ている。なお、上記モータ26は、直流式モータやステッ
ピングモータ等の適宜なもので構わない。また、上記駆
動軸24の回転を支持盤10に伝達するのは歯車列28に限ら
れず、例えばプーリとベルトとの組合せであっても構わ
ない。さらに、支持盤10が回動可能範囲の限界位置に達
したことを検知する位置センサ30が配設されている。こ
こで、支持盤10の回動の設定範囲は、読取レンズ６の光
軸Ｓがカバーガラス２の一端から他端までの全範囲を指
向できる範囲とされている。

【００１５】ところで、読取レンズ６とカバーガラス２
との距離は、支持盤10の指向角度によって異なってしま
う。このため、常にピントが合っているように見える鮮
明な読み取りを行なうためには、読取レンズ６の指向す
る位置に拘らず原稿が被写界深度の範囲内に入っていな
ければならない。このための読取レンズ６の合焦距離ｌ
と絞り値Ｆは、以下のように求めることができる。

【００１６】図３に示すように、カバーガラス２の各ガ
ラス面2b同士のなす角度を２θとする。そして、読取レ
ンズ６と原稿との距離の最小値をｒ、最大値をＬとす
る。また、一方のガラス面2b上の原稿の曲折線2aからの
最大長を２ｗとする。この時、各値は、数式１から数式
３までの関係となる。

【数１】ｒ＝ｗ・ｔａｎθ

【数２】Ｌ＝ｗ／ｃｏｓθ

【数３】ｒ＜ｌ＜Ｌここで、前方被写界深度と後方被写界深度の公式によ
り、数式４と数式５が求められる。なお、各式中で、ｄ
は結像面での錯乱円径であり、ＣＣＤ画素のピッチの
0.5倍に設定される。また、ｆは読取レンズ６の焦点距
離である。

【数４】Ｌ−ｌ＝ｄ・Ｆ・ｌ² ／（ｆ² −ｄ・Ｆ・ｌ）

【数５】ｌ−ｒ＝ｄ・Ｆ・ｌ² ／（ｆ² ＋ｄ・Ｆ・ｌ）従って、数式４及び数式５から、読取レンズ６の合焦距
離ｌと絞り値Ｆとを算出することができる。そして、読
取レンズ６の絞りを、算出された絞り値Ｆ以上の絞り値
に設定することにより、原稿面は全て被写界深度内に入
りピンボケが防止される。

【００１７】以上により構成した本実施形態の作用を、
以下に説明する。

【００１８】書籍32の読み取りを行なう場合は、読み取
るページを開いてカバーガラス２の上面に載置する。そ
して、読み取り開始のスイッチを操作する。これによ
り、モータ26が駆動して歯車列28を介して支持盤10を回
動させる。この時、読取レンズ６は、カバーガラス２の
一端から他端までを連続して指向しながら、一度だけ回
動する。そして、回動の間に、ラインＣＣＤ８が原稿の
結像の読み込みを行なう。読み込まれた画像は電気信号
に変換され、メモリに記録されたり、パソコン等に入力
される。

【００１９】ところで、読取レンズ６とカバーガラス２
との距離は支持盤10の角度によって変化するので、いわ
ゆるパノラミックディストーションが生じてしまう。す
なわち、結像面における原稿の大きさを比較すると、カ
バーガラス２との距離の小さい部分では結像が大きくな
り、上記距離の大きい部分では結像が小さくなってしま
う。

【００２０】ここで、図３及び図４に示すように、読取
レンズ６とカバーガラス２との距離が最小距離ｒである
ときの倍率を１とした場合に、上記光軸Ｓがカバーガラ
ス２の曲折線2aに対してなす角度をａとすると、その時
の倍率比ｆ（ａ）は数式６で定義される。

【数６】ｆ（ａ）＝ｒ／ｃｏｓ｛ａ−（90−θ）｝従って、ラインＣＣＤ８により読み込まれた画像情報
を、パソコン等による画像処理で１／ｆ（ａ）倍するい
わゆる電子ズームを行なえば、パノラミックディストー
ションを補正することができる。

【００２１】一方、前記支持盤10の回動速度を増減する
ことにより、露光量や解像度等の調整を行なうことがで
きる。すなわち、回動速度を増大させると、ラインＣＣ
Ｄ８により１画面を読み込む時間が減少するためシャッ
ター速度が小さくなるのと同様の効果を生じ、露光量が
減少する。また、１画面当りの画素数を減少させること
ができるので、メモリの節約を図ることができる。一
方、回動速度を減少させると、１画面を読み込む時間が
増大するためシャッター速度が大きくなるのと同様の効
果を生じ、露光量が増大する。また、１画面当りの画素
数を増大させることができるので、高画質の画像を得る
ことができる。

【００２２】本実施の形態によれば、カバーガラス２の
中央部に上方に突出した曲折部が設けられているので、
書籍32を開いて載置した場合に該書籍32の中央の綴じた
部分がカバーガラス２からほとんど浮き上がることがな
い。このため、厚い書籍の中央部であっても、読み取り
を良好に行なうことができる。

【００２３】また、カバーガラス２の曲折線2aをほぼ水
平とし、各ガラス面2bを水平に対してほぼ等しい傾斜角
としたので、開いて載置した書籍32の滑り落ちを防止す
ることができる。なお、一方のガラス面2bをほぼ水平な
構造とした場合は、該ガラス面2bに紙片の原稿を載置す
ることができ、通常のコピー機等として使用することが
できる。

【００２４】さらに、ラインＣＣＤ８を読取レンズ６の
光軸Ｓ上に設置したので、常に読取レンズ６の光軸Ｓ付
近で読み取りが行なわれ、歪みやにじみの少ない結像面
が形成され、高画質な画像を得ることができる。

【００２５】また、撮像素子を直線上に配したラインＣ
ＣＤ８としたので、用いるＣＣＤの画素数を極めて低減
することができる。このため、画像入力装置１の小型軽
量化を図ると共に、製品を安価に提供することができ
る。

【００２６】

【発明の効果】上述したように、本発明に係る画像入力
装置によれば、カバーガラスの形状をほぼ平面状のガラ
ス板の中央部を曲折した形状とし、ガラス面の山側に谷
側を指向した読取原稿を載置自在としたので、例えば厚
い書籍を開いて載置しても書籍の中央部がカバーガラス
にほぼ密着される。このため、上記中央部の浮き上がり
を防止して、全面で鮮明な読み取りを行なうことができ
る。

【００２７】また、保持枠の回動により読取光学系の読
取位置を変更しているので、広い範囲で読み取りを行な
うことができる。しかも、読取光学系の光軸上に撮像素
子を配設したので、常に読取光学系の光軸付近で読み取
りが行なわれ、歪みやにじみの少ない結像面を形成する
ことができ、高画質の読取画面を得ることができる。さ
らに、保持枠の配設位置は変化せずスキャナー装置のよ
うに走査を行なう必要がないので、画像入力装置の小型
軽量化に貢献する。

【００２８】また、撮像素子を、カバーガラスの結像面
の回動軸と平行な辺とほぼ平行でほぼ等しい長さのほぼ
直線形状に配列したラインＣＣＤにより構成したので、
ＣＣＤの画素数を極めて少なくすることができる。この
ため、画像入力装置の小型軽量化を図ることができ、ま
た安価に提供することができる。しかも、撮像素子の１
度の回動で読み取りが完了されるので、読取作業を十分
迅速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像入力装置の一実施形態の概略
を示す正面図である。

【図２】読取装置を示す側面図である。

【図３】読取装置とカバーガラスとの位置関係を示す正
面図である。

【図４】読取レンズの光軸の角度と倍率比との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１画像入力装置２カバーガラス４読取装置６読取レンズ（読取光学系）８ラインＣＣＤ（撮像素子） 10 支持盤（保持枠） 12 回動ユニット（回動手段） 32 書籍

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ平面状のガラス板の中央部を曲折
し、ガラス面の山側に谷側を指向した読取原稿を載置自
在なカバーガラスと、該カバーガラスの谷側に配設した読取光学系と、該読取光学系が形成する前記読取原稿の結像面内であっ
て、該読取光学系の光軸上に位置する撮像素子と、前記読取光学系及び前記撮像素子を保持する保持枠と、前記カバーガラスの曲折線とほぼ平行な軸を中心に前記
保持枠を回動自在な回動手段とにより構成したことを特
徴とする画像入力装置。
【請求項２】前記撮像素子を、前記カバーガラス上の
前記曲折線とほぼ平行な最長線について前記読取光学系
によって結像面上に形成される線分よりも適宜に長い線
分上に配列したラインＣＣＤにより構成したことを特徴
とする請求項１に記載した画像入力装置。