JPH09200445A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブレの生じた低品位の読取り画像の出力を防止
し、画像入力手段としての信頼性を高めることを目的と
する。 【解決手段】読取り対象の原稿を支持する原稿台と、原
稿画像を電気信号に変換する撮像手段と、電気信号を量
子化して外部装置へ出力する信号処理系１００とを有
し、原稿台と撮像手段との間に原稿のセッティングのた
めの開放空間が存在する構造の画像読取り装置におい
て、原稿の移動の有無を検出する原稿ブレ検出手段２０
０と、読取り動作中に原稿の移動が検出されたときに読
取り動作を中止する動作制御手段１０１とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書籍や雑誌などの
製本された原稿の読取りに好適な画像読取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ブックスキャナと呼称される画像読取り
装置が商品化されている。この装置では、原稿台の上方
に撮像系が配置され、原稿台と撮像系との間に高さ数十
ｃｍの開放空間が存在する。書籍や雑誌などの製本形態
の原稿（これを「ブック原稿」と呼称する）の読取りに
際して、ユーザーは原稿台上にブック原稿を見開いた状
態で上向きにセットする。スタートキーのオンに呼応し
て原稿の走査が開始され、読み取られた画像が走査と並
行して逐次に外部装置へ出力される。外部装置がプリン
タであれば、リアルタイムで複写画像が形成される。な
お、ブック原稿には、ファイリングされた書類も含まれ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のブックスキャナ
を用いると、原稿台上でページをめくることができるの
で、多数ページの読取り作業の能率を高めることができ
る。また、書籍を見開いてうつ伏せ（下向き）にセット
する場合に比べて、書籍の受けるダメージを格段に低減
することができる。

【０００４】しかし、読取り対象面（原稿面）が装置外
の空間に対して露出した状態、すなわちユーザーが原稿
面を見ることのできる状態で読取りが行われるので、原
稿カバーで原稿の背面を抑える一般的な読取り形態と比
べると、読取り中に原稿面の位置が変化してしまう場合
が多い。例えば、ページの湾曲状態が変化したり、自然
にページがめくれたりする。ユーザーが見開いた状態を
保持するためにブック原稿の両端を押さえた場合にも、
原稿面の位置変化は皆無ではない。

【０００５】従来では、ブレ（被写体ブレ）の生じた読
取り画像がプリンタなどの外部装置へ出力されてしまう
という問題があった。ユーザーがブレに気づかずに次々
に多数のページの読取りを指示した場合には、読取り作
業のやり直しが甚だ面倒であった。読取り画像をプリン
トする場合には、用紙が無駄に消費されていた。

【０００６】本発明は、ブレの生じた低品位の読取り画
像の出力を防止し、画像入力手段としての信頼性を高め
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の装置
は、読取り対象の原稿を支持する原稿台と、原稿画像を
電気信号に変換する撮像手段と、前記電気信号を量子化
して外部装置へ出力する信号処理系とを有し、前記原稿
台と前記撮像手段との間に原稿のセッティングのための
開放空間が存在する構造の画像読取り装置であって、原
稿の移動の有無を検出する原稿ブレ検出手段と、読取り
動作中に原稿の移動が検出されたときに読取り動作を中
止する動作制御手段とを備えている。

【０００８】原稿の移動の検出方法としては、画像出力
用の撮像手段（主撮像手段）とは別の副撮像手段を用い
て、主撮像手段による読取りよりも高速に原稿画像を繰
り返し読取り、各回の読取り画像を比較する方法があ
る。副撮像手段は主撮像手段よりも低解像度であっても
よい。原稿台上に光学式又は機械式の位置センサを設け
て原稿の移動を検出する方法もある。測距センサにより
撮像手段と原稿との距離を測定すれば、原稿面の湾曲状
態の変化（高さの変化）を検出することができる。ま
た、原稿の端面を繰り返し撮像し、像の変化の有無によ
り原稿面の湾曲状態の変化を検出するとこも可能であ
る。

【０００９】１つの原稿に対して、画像信号を外部へ出
力する画像信号を得るための読取り動作（本スキャンニ
ング）と、本スキャンニングの動作設定のための読取り
動作（予備スキャンニング）とを行う場合がある。この
場合には、予備スキャンニングであるか本スキャンニン
グであるかに係わらず、原稿の移動を検出した時点で読
取り動作を中止する。ただし、予備スキャンニング中に
おける原稿の移動が軽微であれば予備スキャニングを続
行し、本スキャンニング中に原稿の移動があったときの
み読取り動作を中止してもよい。つまり、予備スキャン
ニングと本スキャンニングとで移動の有無の判断基準を
変更することも可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１はブックスキャナ１の外観を
示す斜視図、図２は撮像ユニット３０の光学系の構成を
示す図、図３はブックスキャナ１の使用状態の一例を示
す図である。

【００１１】ブックスキャナ１は、電気回路などを収納
する本体ハウジング１０、原稿を支持する暗色の原稿台
２０、原稿画像を電気信号に変換する撮像ユニット３
０、及び原稿の照明を担うランプユニット４０を備えて
いる。原稿台２０は本体ハウジング１０の前面側に配置
されている。撮像ユニット３０は、原稿台２０の上方に
配置され、本体ハウジング１０の上面から上方に延びた
支柱１２によって片持ち形式で支持されている。ランプ
ユニット４０は、撮像ユニット３０の下面側に配置さ
れ、支柱１２に固定されている。原稿台２０と撮像ユニ
ット３０との間の空間８０は装置外の自由空間に対して
開放されており、ブック原稿のセッティングに十分な広
さを有している。原稿台２０と撮像ユニット３０との距
離は３０ｃｍ以上である。

【００１２】本体ハウジング１０の前面の上端側に操作
パネルＯＰが設けられており、下端側に原稿面の高さを
検出するための測距板１６が固定されている。測距板１
６の前面側の表面は光沢性の平面であり、原稿台２０の
上面に対する４５°の傾斜面となっている。この測距板
１６の上端面は、シェーディング補正のための白色板１
８として機能する。本体ハウジング１０における操作パ
ネルＯＰに向かって右側の側面には、メインスイッチ５
１が設けられている。

【００１３】原稿台２０の左右方向の両側には、ユーザ
ーが読取りの開始を指示するためのスタートキー５２が
１つずつ設けられている。また、原稿台２０の前面側に
は、アームレスト２５が設けられている。

【００１４】図１において、撮像ユニット３０は、ＣＣ
Ｄアレイからなるラインセンサ３１、結像レンズ３２、
及びミラー３３を有している。ミラー３３と結像レンズ
３２とによって、原稿画像がラインセンサ３１の受光面
に投影される。結像レンズ３２は、前後方向に移動可能
に設けられており、図示しないＡＦ機構によって位置決
めされる。ラインセンサ３１は、図示しない走査機構の
可動体に取付けられており、ＣＣＤ素子の配列方向を上
下方向に保った状態で左右方向（副走査方向）Ｍ２に沿
って平行移動をする。この平行移動によって２次元の原
稿画像の撮像が行われる。つまり、ブックスキャナ１に
おいては、ラインセンサ３１の移動によって２次元の撮
像面（画素数は３０００万〜４０００万）が形成される
ことになる。ラインセンサ３１に代えてエリアセンサを
用いた場合には、その受光面が撮像面になる。原稿画像
の主走査方向は、原稿台２０上では前後方向であり、撮
像面上では上下方向である。

【００１５】図２のように、結像レンズ３２とラインセ
ンサ３１との間には、ハーフミラー３４が配置されてい
る。結像レンズ３２を透過した光の一部がハーフミラー
３４で反射し、リレーレンズ３５を通ってエリアセンサ
３６に入射する。エリアセンサ３６は原稿の移動を検出
するために設けられている。エリアセンサ３６の画素数
は約３０万である。

【００１６】以上の構成のブックスキャナ１は、ブック
原稿の読取りに好適な画像入力手段である。ブックスキ
ャナ１とディジタル複写機とを組み合わせることによ
り、各種の原稿に適合する総合的な複写システムを構成
することができる。

【００１７】ブックスキャナ１の使用に際して、ユーザ
ーは、図３のように原稿台２０の上にブック原稿ＢＤを
見開いた状態で上向きに置く。そのとき、測距板１６の
下端にブック原稿ＢＤを押し当てて位置決めを行う。つ
まり、測距板１６と原稿台２０との境界が原稿のセッテ
ィングの基準線となっている。その基準線の中央が基準
位置Ｐ０（図４参照）である。原稿台２０は左右独立に
上下移動可能に構成されている。これにより、見開いた
ときの左右のページの高さをほぼ同一にすることができ
る。

【００１８】ブックスキャナ１では、同一の原稿に対し
て２回の走査（原稿画像の読取り）が行われる。ブック
原稿ＢＤでは、シート原稿と違って原稿面が湾曲してい
るので、湾曲状態に応じて撮像のピント調整を行う必要
がある。輝度の差異を補う処理も必要である。このた
め、１回目の走査（以下、予備スキャンニングという）
で湾曲状態が検出され、その検出結果に基づいて２回目
の走査（以下、本スキャンニングという）で必要な処理
が行われる。外部装置への画像出力は本スキャンニング
時に行われる。本スキャンニング時のラインセンサ３１
の移動方向は、予備スキャンニング時とは逆の方向であ
る。読取りモードには、左右の両ページを一括して読み
取るモード（シート原稿の場合と同様の走査形態）と、
左右の各ページを別々に読み取るモードとがある。どち
らのモードにおいても、各ページに対して予備スキャン
ニングと本スキャンニングとが実施される。

【００１９】図４はブック原稿ＢＤの読取りの一例を示
す平面図である。図４（Ａ）は原稿台２０上にブック原
稿ＢＤがセッティングされた状態を示し、図４（Ｂ）は
読取り画像Ｇ０を示している。

【００２０】読取り画像Ｇ０は、ブック原稿ＢＤの読取
り対象面の像Ｇ１、原稿台２０の像Ｇ２０、及び測距板
１８に写った像Ｇ１８から構成されている。像Ｇ１８の
内の像Ｇ１８１，１８２は、見開いた状態のブック原稿
ＢＤにおける端面（書籍における「天」と呼称される部
分）の形状を示している。像Ｇ１８の内の像Ｇ１８１，
１８２以外の部分は、測距板１８に写った背景像であ
る。像Ｇ１８と像Ｇ２０との境界は上述の基準線に対応
し既知であるので、その境界と像Ｇ１８１，１８２の輪
郭線との距離（画素数）から原稿面の高さを算定するこ
とができる。像Ｇ１と像Ｇ２０との境界は、原稿面の下
地色と原稿台２０の色との差異を利用して容易に判別す
ることができる。

【００２１】なお、像Ｇ１の上端縁及び下端縁が湾曲し
ているのは、原稿面の高さが一定ではないからである。
つまり、撮像面に近い被写体は遠くの被写体よりも大き
く撮像される。本スキャンニング時には、予備スキャン
ニング時に得た原稿面の高さ情報に基づいて、湾曲した
像Ｇ１を原稿面の高さが一定である場合の像に補正する
画像処理が行われる。

【００２２】図５はブックスキャナ１の信号処理系１０
０のブロック図である。ラインセンサ３１の出力は、Ａ
Ｄ変換部１０２によって例えば８ビットの画像データＤ
１０２に変換される。

【００２３】予備スキャンニング時には、画像データＤ
１０２は、一時メモリ１０４に一旦格納され、ＣＰＵ１
０１を経由して輝度検出部１１２に転送される。輝度検
出部１１２は、副走査方向の所定ライン毎に各画素の輝
度を集計して輝度ヒストグラムを作成し、下地輝度及び
画像の有無の判別のための閾値を算出する。計数部１１
３は、輝度ヒストグラムに基づいて、輝度が閾値以下の
画素の個数をカウントする。位置検出部１１４は、撮像
面における走査位置を指し示す。ＣＰＵ１０１は、下地
輝度、画像に対応した画素の度数、走査位置の３つの情
報に基づいて、原稿面の高さを算定する。本スキャンニ
ング時には、ＡＤ変換部１０２から画像処理部１０３へ
画像データＤ１０２が送られる。画像処理部１０３は、
原稿面の湾曲に起因する画像歪みの補正、濃度補正、原
稿を押さえたユーザーの手の像を消去するマスキングな
どの処理を担う。所定の画像処理を受けた画像データが
複写機やプリンタなどの外部装置へ出力される。

【００２４】一方、ラインセンサ３１による読取り（撮
像）と並行して、エリアセンサ３６による読取りが行わ
れる。エリアセンサ３６は、予備スキャンニング及び本
スキャンニングにおいて、例えば３０フレーム／秒の周
期で撮像を繰り返す。つまり、ラインセンサ３１が１回
の撮像を行う期間に、エリアセンサ３６は数十回の撮像
を行う。エリアセンサ３６の撮像範囲は、ラインセンサ
３１によるスキャンニング範囲とほぼ等しい。

【００２５】エリアセンサ３６の出力は、ＡＤ変換部１
２２によって画素毎に所定ビット数の画像データＤ１２
２に変換される。画像データＤ１２２は、比較器１２４
へ入力されるとともに、フレームメモリ１２３に格納さ
れる。画像データＤ１２２の格納と並行して、以前に格
納された前フレームの画像データＤ１２２がフレームメ
モリ１２３から比較器１２４へ転送される。比較器１２
４は、ＡＤ変換部１２２から入力されたｎ（ｎ≧２）番
目のフレームの画像データＤ１２２と、フレームメモリ
１２３から入力された（ｎ−１）番目のフレームの画像
データＤ１２２とを比較し、データ値の差が閾値以上で
ある場合に、画素の比較結果として「不一致」をＣＰＵ
１０１に通知する。ＣＰＵ１０１は、１フレーム分の撮
像期間における「不一致」の通知回数（つまりデータ値
が変化した画素の個数）をカウントし、カウント数が基
準値を越えたときに「原稿が移動した」と判断する。こ
のようにして原稿の移動が検出された場合には、直ちに
読取り動作が中止され、再スタートの指示を促すメッセ
ージが操作パネルＯＰ内のディスプレイによって表示さ
れる。比較器１２４による一致／不一致の判別の閾値、
及びＣＰＵ１０１による判断の基準値を適切に設定する
ことにより、量子化誤差・環境光の微小変化・軽微なブ
レなどを許容した実用的な移動検出を実現することがで
きる。

【００２６】以上の説明から明らかなように本実施形態
においては、エリアセンサ３６、ＡＤ変換部１２２、フ
レームメモリ１２３、比較器１２４、及びＣＰＵ１０１
からなる画像変化検出部２００が本発明の原稿ブレ検出
手段に対応し、ＣＰＵ１０１が動作制御手段に対応す
る。

【００２７】なお、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０５内の
プログラムに従って、ランプ制御部４５及びセンサ駆動
部３５を含む駆動系を制御する。センサ駆動部３５は、
ラインセンサ３１及びエリアセンサ３６に対して所定の
クロック信号を供給する。

【００２８】図６は読取り動作のフローチャートであ
る。ブックスキャナ１は、スタートキー５２のオンに呼
応してランプユニット４０の光源を点灯し、予備スキャ
ンニングを開始する（＃１１〜１３）。予備スキャンニ
ングにおいては、上述したように原稿面の高さなどを測
定する（＃１４）。予備スキャンニング中に原稿の移動
を検出した場合には、読取り中止処理を実行し、メッセ
ージ表示を行う（＃１５，＃１７，＃１８）。読取り中
止処理では、ラインセンサ３１を組付けたスキャナを待
機位置へ復帰させるとともに、原稿面の高さなどの測定
データを無効とする。ランプユニット４０を消灯状態に
戻す。

【００２９】原稿の移動が無ければ、予備スキャンニン
グの終了後に直ちに本スキャンニングを開始する（＃１
６，＃１９）。本スキャンニングにおいては、所定の画
像処理を行い、処理後の画像データＤを逐次に外部装置
へ出力する（＃２０）。本スキャンニング中に原稿の移
動を検出した場合にも読取り中止処理を実行する（＃２
１，＃１７）。ブックスキャナ１では、予備スキャンニ
ングが無事に終了したとしても、本スキャンニングが中
止された場合には、再び予備スキャンニングが行われ
る。本スキャンニングが無事に終了すれば、ランプユニ
ット４０の光源を消灯し、新たなスタート指示を待つ
（＃２２，２３）。

【００３０】上述の実施形態によれば、エリアセンサ３
１によって原稿の移動を検出するので、位置センサを原
稿台２０上に点在させて原稿移動を検出する場合と比べ
て高精度の検出が可能になる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ブレの生じた
低品位の読取り画像の出力が防止されるので、画像入力
手段としての信頼性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブックスキャナの外観を示す斜視図である。

【図２】撮像ユニットの光学系の構成を示す図である。

【図３】ブックスキャナの使用状態の一例を示す図であ
る。

【図４】ブック原稿の読取りの一例を示す平面図であ
る。

【図５】ブックスキャナの信号処理系のブロック図であ
る。

【図６】読取り動作のフローチャートである。

【符号の説明】

１ ブックスキャナ（画像読取り装置） ＢＤ ブック原稿（原稿） ２０ 原稿台 ３０ 撮像ユニット（撮像手段） ８０ 空間（開放空間） １００ 信号処理系 １０１ ＣＰＵ（動作制御手段） ２００ 画像変化検出部（原稿ブレ検出部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】読取り対象の原稿を支持する原稿台と、原
   稿画像を電気信号に変換する撮像手段と、前記電気信号
   を量子化して外部装置へ出力する信号処理系とを有し、
   前記原稿台と前記撮像手段との間に原稿のセッティング
   のための開放空間が存在する構造の画像読取り装置であ
   って、 原稿の移動の有無を検出する原稿ブレ検出手段と、 読取り動作中に原稿の移動が検出されたときに、読取り
   動作を中止する動作制御手段と、を備えたことを特徴と
   する画像読取り装置。