JPH09266528A

JPH09266528A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH09266528A
Application number: JP9913096A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fujii; 真一藤井; Noriyuki Nobuyuki; 宣之沖須; Toshihiko Karasaki; 敏彦唐崎
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】原稿を上方から読取る画像読取装置におい
て、スキャナを撮影ページに応じたホームポジションま
で移動させている間に、原稿を予備撮影して本撮影に必
要な各種データを求めるようにして、コピースピードの
高速化を図る。【解決手段】指定された原稿の撮影ページに応じてラ
インセンサをホームポジションへ移動させると共に（＃
２）、その移動中にエリアセンサにより原稿を予備撮影
し、その撮影画像情報から原稿の高さや原稿の下地輝度
等のデータを演算し（＃７）、ラインセンサのホームポ
ジションへの移動完了後に（＃８）、演算データを用い
て本撮影を行う（＃９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿台上に載置さ
れた原稿を上方から読み取る画像読取装置に係り、特
に、撮影しようとする原稿ページに応じてラインセンサ
をホームポジションへ移動させる方式における読み取り
動作の高速化技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像読取装置において、
見開き原稿を撮影する場合に、原稿を読み取るラインセ
ンサを予備スキャンさせて原稿の高さ情報等を読取り、
その後に本スキャンにより原稿を読み取るようにしたも
のがある。このような読み取りを行うに際して、撮影ペ
ージが左ページか右ページかに応じて、ラインセンサを
ホームポジションまで移動させる必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、撮影開始
後、ラインセンサがホームポジションまで移動するに要
する時間が比較的に長くかかっており、コピースピード
を高速化する上で障害となっていた。本発明は、上述し
た問題点を解決するためになされたものであり、スキャ
ナを撮影ページに応じたホームポジションまで移動させ
ている間に、原稿を予備撮影して本撮影に必要な各種デ
ータを求めるようにしたことにより、コピースピードの
高速化が可能な画像読取装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、原稿台上に載置された原稿を上方
から読み取る画像読取装置において、ラインセンサを走
査することによって原稿を撮影する第１の撮影手段と、
エリアセンサにより原稿を撮影する第２の撮影手段と、
原稿の撮影ページを指定し、撮影を開始させる操作部材
と、前記操作部材により撮影開始が指示された時、指定
された原稿の撮影ページに応じて前記ラインセンサをホ
ームポジションへ移動させると共に、その移動中に前記
エリアセンサにより原稿を撮影し、その撮影画像情報か
ら原稿の高さや原稿の下地輝度等のデータを演算し、前
記ラインセンサのホームポジションへの移動完了後に、
前記演算データを用いて前記第１の撮影手段による撮影
を制御する制御手段とを備えたものである。

【０００５】上記構成においては、操作部材により撮影
開始が指示された時、指定された原稿の撮影ページに応
じてラインセンサをホームポジションへ移動させると共
に、その移動中にエリアセンサにより原稿を撮影し、そ
の撮影画像情報から原稿の高さや原稿の下地輝度等のデ
ータを演算し、ラインセンサのホームポジションへの移
動完了後に、制御手段は演算データを用いて第１の撮影
手段による撮影を制御する。こうして、ラインセンサを
撮影ページに応じたホームポジションに移動させる時間
を有効利用し、読み取り動作の高速化が可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。図１は画像読取装置の全
体構成を示す図である。同図において、画像読取装置の
原稿台１上には書籍やファイル等の原稿１２が上向きに
置かれ、ラインセンサ９（図２）読み取り走査により原
稿を読み取るスキャナとしての撮像カメラ部２と、エリ
アセンサ１１（図２）により原稿を読み取る撮像カメラ
部３が原稿を上方から読み取り得る位置に設けられてい
る。原稿台１と撮像カメラ部２、３との間は所定の間隔
をもたせ、この間隔により作業空間が形成されている。
また、本装置には、原稿台奥上方に配置され原稿を照明
する照明部４と、画像読み取り条件等の設定を行う操作
部５と、原稿台１の奥方で撮影範囲内の端に副走査方向
に配置され原稿の端部形状を写す測距ミラー６と、不図
示の制御部が設けられている。

【０００７】測距ミラー６に写った原稿の端部形状と原
稿面の輝度を撮像カメラ部３で読み取り、撮像カメラ部
３のエリアセンサの画素数より原稿面の高さ距離に換算
するとともに、原稿面の主走査方向の輝度分布より原稿
下地輝度を検出しようとしている。検出された原稿面の
高さ、原稿下地輝度をもとに、撮像カメラ部２のライン
センサ上に合焦するように自動焦点調整し、不図示の制
御部で自動濃度調整をしようとしている。

【０００８】図２、図３はそれぞれ本装置を前方及び側
方から見た概略構成を示す。撮像カメラ部２は、原稿像
を撮像素子に結像するための光学系であって、自動焦点
調整用（ＡＦ）モータ７で駆動される撮影レンズ８と、
原稿像が結像される焦点面において副走査方向（図２で
矢印で示す方向）にスキャンするＣＣＤラインセンサ９
とからなり、原稿の本撮影を行う。ラインセンサ９はス
キャナモータ３１（後述の図１６）により駆動される。
撮像カメラ部３も原稿像を撮像素子に結像するための光
学系であって、撮影レンズ１０とＣＣＤエリアセンサ１
１とからなる。ＣＣＤエリアセンサ１１で測距ミラー６
に写った原稿の端部形状の像と原稿面の主走査方向の輝
度分布を読み取る。

【０００９】原稿台１上に載置される原稿１２は、例え
ば、一方端で閉じられ左右に開くと各頁が空間的に曲が
った柱状となる書籍やファイル等である。測距ミラー６
は、原稿台１の奥側で左右方向に伸びる原稿位置決め用
のストッパを兼ねており、原稿台１の表面に対して４５
度の角度で傾斜して設置されている。この測距ミラー６
の下端部に原稿１２の上端を当てることで、原稿１２の
先端の位置合わせを行う。また、原稿台１は原稿の地肌
濃度より濃い着色を施している。

【００１０】図４は測距原理を示す図である、原稿１２
を所定位置に載置することで、測距ミラー６によって原
稿１２の鏡像１３が形成され、原稿端面の鏡像は原稿台
１の像の延長線上に原稿像に連続して形成される。な
お、撮像素子の読み取り範囲を−点鎖線１４で示し、ま
た、ＣＣＤエリアセンサ１１の主走査方向の画素を１〜
ｎで示している。

【００１１】図５は図４の状態で読み取った画像データ
を示す。同図において、ａは原稿像、ｂは原稿台像、ｃ
は測距ミラーに写った部分、ｄは原稿端面の像、ｅは原
稿の位置合わせ基準を示す。原稿端面の像ｄは、その高
さ変化により、高い部分がやや歪曲したように読み取ら
れる。原稿及びその端面の像は照明部４により照明され
ているので、全体に白く読み取られる。それに対して、
原稿台１は着色されているため、測距ミラーの原稿端面
が写っていない所は入射光量が少なくなり黒く読み取ら
れる。

【００１２】ここで、測距ミラー６の角度を決定する要
因について述べる。測距ミラー６は単に原稿端面の鏡像
を得る機能だけでなく、照明光を原稿端面に当てる機能
をも併せ持っている。これにより、年数を経て、用紙が
黄色に変色したような原稿においても測距を行うことが
できる。また、原稿端面をやや下方（つまり手前側）か
ら撮影することにより、数ページ分で厚さが少なく濃度
差による端面形状の認識が難しい原稿においても、原稿
台との濃度差を用いて測定を行うことが可能である。ま
た、あまり下方から撮影すると、視野内に原稿以外の物
体が写り込む恐れがある。これら外部の物体は照度が低
い、ピントがあっていない等の理由により、通常は測距
機能に影響を及ぼすことが少ない。但し、外部の光源か
らの光が直接ミラーを介してセンサに入る場合にはエラ
ーを生じる恐れがある。以上の観点より、撮影レンズ１
０の焦点距離及び画角等と併せてミラーの角度の設定を
行う必要がある。

【００１３】図６はＣＣＤエリアセンサ１１による主走
査方向１ライン分の出力例を示す。横軸にエリアセンサ
主走査方向の画素数（左：奥側、右：手前側）、縦軸に
センサ面照度を取っている。は測距ミラー上の原稿端
面が写っていない部分、は測距ミラー上に写っている
原稿端面部分、は原稿部分、は原稿台部分である。
Ｌ１は原稿照度しきい値、ｎ１、ｎ３はしきい値Ｌ１を
通過する画素の最小・最大値、ｎ２は原稿基準位置に対
応する画素（固定）である。（ｎ２−ｎ１）が当該ライ
ン位置での原稿の高さに相当する画素数となる。また、
（ｎ３−ｎ２−α）が原稿の前後方向の寸法に相当する
画素数となる。αは原稿の高さ変化に伴う原稿の下端の
湾曲分で、当該ライン位置の原稿の高さ（ｎ２−ｎ１）
により決まる値である。ＣＣＤエリアセンサ１１の副走
査方向のデータを見ると、ｎ１の値が変化し、これによ
り、原稿左右方向の測距値の分布を得ることができる。
また、センサ面照度がすべて低くなる位置データから、
左右方向寸法を検出することができる。

【００１４】図７は原稿下地輝度値の検出原理を示す図
である。一般の文字等がメインに書かれている原稿で
は、図６のの領域の画像データから輝度ヒストグラム
を作成すれば、図７のような分布を示す。図７のＩの領
域が原稿の文字部分、ＩＩの領域が原稿の写真等の中間
調データ部分、ＩＩＩの領域が原稿下地部分である。自
動濃度調整を行うには、原稿の下地を飛ばすように、ダ
イナミックレンジを補正することができればよいので、
図７の輝度ヒストグラムから下地を除去する輝度値ＬＳ
を検出すればよい。これを求めるために、あらかじめ図
６のの領域りデータから、図８、図９のように基準白
チャートと基準グレーチャートの輝度ヒストグラムを作
成する。

【００１５】図８のＬＰＷが白レベル原稿下地度数ピー
ク輝度値、ＬＳＷが白レベル原稿下地を除去する輝度値
である。図９のＬＰＧがグレーレベル原稿下地度数ピー
ク輝度値、ＬＳＧがグレーレベル原稿下地を除去する輝
度値である。原稿下地度数ピーク輝度値ＬＰと原稿下地
を除去する輝度値ＬＳは線形関係が成り立つので、この
４個のデータを予め取っておいて、以下のような線形式
を作っておく。ＬＳ＝（（ＬＳＷ−ＬＳＧ）／（ＬＰＷ−ＬＰＧ））×ＬＰ −（ＬＳＧ×ＬＰＷ−ＬＳＷ×ＬＰＧ）／（ＬＰＧ−ＬＰＷ）…（１）

【００１６】図７の輝度ヒストグラムからＩＩＩの領域
で原稿下地度数ピーク輝度値ＬＰを検出し、（１）式で
線形変換することにより原稿下地を除去する輝度値ＬＳ
を求めることができる。

【００１７】図１０に原稿下地度数ピーク輝度値（Ｌ
Ｐ）と原稿下地を除去する輝度値（ＬＳ）の線形関係を
示す。ＣＣＤエリアセンサ１１の副走査方向において原
稿下地度数ピーク輝度値（ＬＰ）は変化しており、これ
を（１）式で線形変換することにより、原稿左右方向の
原稿下地を除去する輝度値ＬＳの分布を得ることができ
る。

【００１８】次に、図１１を用いて撮影レンズ８のＡＦ
制御方法を説明する。本実施例では、単焦点レンズを用
いてレンズの移動のみで焦点合わせを行う場合を示す。
前記高さに相当する画素数（ｎ１−ｎ２）と解像度Ｋか
ら、高さｈを次式により求めることができる。ｈ＝Ｋ×（ｎ１−ｎ２）…（２）高さｈの原稿１２（被写体）上に焦点が合っていると
き、ラインセンサ９、撮影レンズ８、原稿１２の位置は
以下のような関係式になっている。１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ…（３）ただし、ａ：原稿１２から撮影レンズ８までの距離ｂ：撮影レンズ８からラインセンサ９までの距離ｆ：撮影レンズ８の焦点距離

【００１９】−方、原稿台１の表面上に焦点が合ってい
るときは以下の関係式が成り立つ。１／ａ’＋１／ｂ’＝１／ｆ…（４）ただし、ａ’：原稿台１から撮影レンズ８までの距離ｂ’：撮影レンズ８からラインセンサ９までの距離ｆ：撮影レンズ８の焦点距離ここで、図１１より明らかなように、（ａ、ｂ）と
（ａ’、ｂ’）とは、ａ＋ｂ＋ｈ＝ａ’＋ｂ’…（５）以上の関係式より、高さｈの原稿１２に焦点を合わせる
ためのレンズ移動量（ｂ−ｂ’）を求めることができ
る。

【００２０】以上の測距、原稿下地検出、レンズ移動量
の演算中に、撮像カメラ部２（スキャナ）のラインセン
サ９を原稿の撮影ページに応じたホームポジションに移
動させる。このスキャナのホームポジションへの移動動
作に関するシーケンスを図１２乃至図１５を参照して、
スキャナのホームポジションが原稿台１の右端の位置１
５にある場合を例に挙げて以下に説明する。本スキャン
動作は、図１２のように原稿台１上を右から左に移動す
る。図１３、図１４のように原稿の撮影ページが見開き
の場合と右ページの場合はスキャナの本来のホームポジ
ションからの移動は必要ない。しかし、左ページを撮影
する場合には、図１５のようにＡ点からＢ点までスキャ
ナの移動が撮影前に必要となる。この移動を、上述の測
距、原稿下地検出、レンズ移動量の演算中に行うことに
より、トータルのスキャン時間を短縮できる。

【００２１】もう一つの例として、スキャナのホームポ
ジションが原稿台１の中央にある場合は、右ページ及び
見開きの場合に原稿ページに応じたホームポジション移
動が必要となる。同様に、この移動を測距、原稿下地検
出、レンズ移動量の演算中にすることにより、トータル
のスキャン時間を短縮できる。

【００２２】図１６は本装置のブロック回路構成を示
す。本装置による読み取り動作の制御及び撮影に必要な
各種データの演算等はＣＰＵ３０（制御手段）によって
行われ、撮像系の信号の流れは以下の通りである。ま
ず、測距、原稿下地を除去する輝度値を求めるために、
エリアセンサ１１で予備撮影を行う。エリアセンサ１１
で検出した映像信号はＡＤ変換器２２でデジタル信号に
変換される。このデジタル信号は、測距演算を行うため
の比較器２３及びカウンタ２４と、原稿下地輝度検出を
行うための画像モニタメモリ２５に分岐して入力され
る。比較器２３にはＣＰＵ３０によって、しきい値が予
め設定されており、比較器２３にしきい値を超える信号
が入力されると、カウンタ２４がセットされる。ＣＰＵ
３０は、このカウンタ２４の最小・最大値を記憶する。
これより、原稿高さに相当する距離を換算により求め、
同時に、原稿左右の寸法も求めることができる。さら
に、ＣＰＵ３０は、距離データからレンズ移動量を算出
する。原稿下地輝度検出に関しては、デジタル信号が画
像モニタメモリ２５に入力され、そのデータからＣＰＵ
３０は輝度ヒストグラムを作成し、原稿下地度数ピーク
輝度値（ＬＰ）を検出する。さらに、これよりＣＰＵ３
０は原稿下地を除去する輝度値（ＬＳ）に線形変換す
る。ＣＰＵ３０が上記処理を行っている間に、スキャナ
モータ３１を制御してスキャナを原稿に応じたホーム位
置に移動させる。

【００２３】次に、本撮影動作を行う。ラインセンサ９
で検出した映像信号はＡＤ変換器３２でデジタル信号に
変換され、デジタル信号処理ブロック３３に入力され
る。ＣＰＵ３０は原稿下地を除去する輝度値（ＬＳ）を
もとに、デジタル信号処理ブロック３３で映像信号をγ
変換することで自動露光調整を行う。その処理を経た画
像信号は、Ｉ／Ｆ回路３４を通って外部機器へと送られ
る。また、この本撮影動作時に、ＣＰＵ３０は上記で算
出したレンズ移動量からＡＦモータ７を制御することに
より撮影レンズ８の焦点を合わせる。この合焦動作は、
ラインセンサ９による１ライン走査毎に行われる。

【００２４】以上のような信号処理を行うことで、原稿
１２の下地輝度分布に合わせてγ変換によるダイナミッ
クレンジ補正を行うことができ、原稿の下地が飛んだ美
しい画像を得ることができる。また、ラインセンサ９が
撮像している原稿１２の高さに応じて、撮影レンズ８を
駆動することにより、ぼけの生じない美しい画像を得る
ことができる。

【００２５】次に、上記構成による読み取り動作を図１
７のフローチャートを用いて説明する。使用者により操
作部５が操作されて、原稿の撮影ページが指定され、か
つ、読み取り動作を開始させるスタート指令が入力され
ると、ＣＰＵ３０は照明部４のランプを点灯して原稿１
２を照明し（＃１）、それと同時に、スキャナを原稿に
応じたホーム位置に移動する（＃２）。次いで、測距、
原稿下地輝度検出動作のため、エリアセンサ１１による
予備撮影を開始する（＃３）。この測距動作では、エリ
アセンサ１１で撮影することにより、上述したように所
定の画素数をカウントし、この値を記憶させる（＃
４）。さらに、原稿面を画像モニタし下地輝度検出を行
い、輝度ヒストグラムを求める（＃５）。

【００２６】以上で予備撮影が終了し（＃６）、予備撮
影動作が終了した時点で、演算により、原稿高さ、原稿
サイズ、原稿下地を除去する輝度値（ＬＳ）を算出する
（＃７）。その後、スキャナであるラインセンサ９の原
稿撮影ページに応じたホームポジションへの移動が終了
したかどうかを確認し、もし、移動が終了していれば次
のステップへ進み、終了していなければ終了するまで待
機する（＃８）。その後、ラインセンサ９を右方向に移
動させながら、原稿を撮像する本スキャンを行う（＃
９）。この時、予備撮影で得られた値を基に、撮影レン
ズ８の合焦動作、倍率変更、自動濃度調整等の画像処理
を行う。その後、ランプを消灯して（＃１０）、処理を
終える。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限られず、種
々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、単焦
点レンズを用いてレンズの移動のみで焦点合わせを行う
ものを示したが、ズームレンズを用いて、ピント合わせ
と同時に主走査方向の倍率を補正することも考えられ
る。また、エリアセンサ１１で撮影することにより、原
稿サイズ検出と同時に原稿の端を押さえる手指の位置を
検出し、その手指等の画像を画像処理により消去するこ
とも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る画像
読取装置によれば、ラインセンサを撮影ページに応じた
ホームポジションまで移動させている間に、エリアセン
サにより予備撮影してデータ処理するようにしたので、
コピースピードの高速化が可能となる。例えば、スキャ
ナのホームポジションが原稿台上の右端を見ている位置
の時、撮影ページが右ページ又は見開きの場合は、スキ
ャナは移動なしで本スキャン動作可能であるが、撮影ペ
ージが左ページの場合、本スキャン動作時に、スキャナ
を中央側に移動させる必要がある。この移動時間（現状
では０．７秒程度を要する）を利用して予備撮影するの
で、この時間分だけ時間短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像読取装置の全体構
成を示す斜視図である。

【図２】本装置を前方から見た概略構成を示す図であ
る。

【図３】本装置を側方から見た概略構成を示す図であ
る。

【図４】測距原理を示す図である。

【図５】図４の状態で読み取った画像データを示す図で
ある。

【図６】ＣＣＤエリアセンサによる主走査方向１ライン
分の出力例を示す図である。

【図７】原稿下地輝度値の検出原理を示す図である。

【図８】基準白チャートの輝度ヒストグラムを示す図で
ある。

【図９】基準グレーチャートの輝度ヒストグラムを示す
図である。

【図１０】原稿下地度数ピーク輝度値（ＬＰ）と原稿下
地を除去する輝度値（ＬＳ）の線形関係を示す図であ
る。

【図１１】撮影レンズのＡＦ制御方法を説明するための
図である。

【図１２】本スキャン動作を行う様子を示す図である。

【図１３】原稿の撮影ページが見開きの場合の撮影の様
子を示す図である。

【図１４】原稿の撮影ページが右ページの場合の撮影の
様子を示す図である。

【図１５】原稿の撮影ページが左ページの場合の撮影の
様子を示す図である。

【図１６】本装置のブロック回路構成図である。

【図１７】本装置による読み取り動作のフローチャート
である。

【符号の説明】

１原稿台２撮像カメラ部（第１の撮影手段）３撮像カメラ部（第２の撮影手段）５操作部（操作部材）９ラインセンサ１１エリアセンサ１２原稿３０ＣＰＵ（制御手段）３１スキャナモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿台上に載置された原稿を上方から読
取る画像読取装置において、ラインセンサを走査することによって原稿を撮影する第
１の撮影手段と、エリアセンサにより原稿を撮影する第２の撮影手段と、原稿の撮影ページを指定し、撮影を開始させる操作部材
と、前記操作部材により撮影開始が指示された時、指定され
た原稿の撮影ページに応じて前記ラインセンサをホーム
ポジションへ移動させると共に、その移動中に前記エリ
アセンサにより原稿を撮影し、その撮影画像情報から原
稿の高さや原稿の下地輝度等のデータを演算し、前記ラ
インセンサのホームポジションへの移動完了後に、前記
演算データを用いて前記第１の撮影手段による撮影を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像読取装
置。