JPS6068466A - ハンドスキヤン型イメ−ジ読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野） 本発明はハンドスキャン型イメージ読取装置に関し、も
つと詳しくは走査補助具を要しないハンドスキャン型イ
メージ読取＠暇に関する。 〔背景技術〕 文字、図形等を読取り、コンピュータ入力として供給す
るイメージ読取装置には現在各種のものが市販されある
いは研究開発されつつある。 それ等の装置は原理的に、文字、固形等の線を細かいド
ツトの集合と見なし、各ドツトのコントラストをデジタ
ル的に現わし、そのドツトパターンをそのままビットパ
ターンに変換してコンピュータ・メモリに写像し、しか
る後所定のパターン認識プログラムによってメモリ上の
パターンを解析することによって、文字や図形等を判Ｍ
−ＩＪるものである。 例として文字の場合について具体的に説明づる。 第１図（ａ）はタイプによる文字Δであるとする。 文字の規格に応じた大きさのＮ行Ｍ列の方眼を適用し、
多眼に文字の線の一部が含まれているか否かを判読する
。冬眠の面積を占有する線の面積の割合によって適当な
補正を行ない、例えば面積比の１／２を同値とづれば、
第１図（ａ　）の文字は第１図（ｂ）のようにドツト（
又はビット）マトリクスに変換される。このビットマト
リクスはメモリ内のＭＸＮのピットマトリクスからなる
キャラクタ入力領域へ格納された後、パターン認識処理
され、文字へが判別される。そのようなパターン認識処
理のプログラムは、被読取文字（第１図（ａ））の量子
化の方式、方眼の精度、補正方法、文字の種類、要求さ
れる判定の適合確率等によって種々異なるものであるが
、それ等は本発明と直接関係がないのでこれ以上述べな
い。 さて、第１図＜ａ＞のように紙面上に記載された文字、
図形等のイメージをピットマトリクスに量子化するため
の手段としては、最も原理的なものとしては、１つの白
黒検出素子を各行順次に左から右へなぞる方法が考えら
れる。しかしこの方法は、検出素子が１個で演むという
利点があるが、非常に時間がかかり、一般の文章のよう
に文字列からなるイメージの場合には、不適である。 そこで、Ｎ個の白黒検出素子を直線的に配列しく第１図
の場合１２個）、各列の眼を同時に検出し、並列にコン
ピュータに入力する方法が考えられる。このようにして
構成されたセンサとして、リニアイメージセンサがよく
知られている。リニアイメージセンサはＮ個の光学的検
出素子を上記のように直線的に配列し、その配列方向と
直角に右方向へ移動させることによってイメージを読取
る。このような方法によれば、文字ラインからなるイメ
ージを１回の走査で読取可能である。本発明におけるイ
メージ読取装置は、このようなリニアイメージセンサを
イメージ読取センサとづる。 つぎにリニアイメージセンサを使用する場合の要件とし
て、第１にそのセンサ素子の配列が、被読取イメージに
定められたマトリクスの列方向と一致していること、づ
−なわちイメージに対して傾いていないこと、第２にそ
れが上記マトリクスから上下にはみ出さないこと、第３
にそれの移動速度の検出手段があることである。 例えばリニアイメージセンサがイメージマトリクスに対
して僅かに右に傾いた場合、そのまま行に沿って正しく
移動したとしても、第２図（ａ）に示すようなパターン
を読取ることになる。またイメージセンサが僅かに上方
にずれた場合には、第２図（ｂ）に示すようなパターン
を読取ることになる。それ等の結果は、いずれの場合も
、ビットパターンは文字へに該当するものとはならず、
誤読又は識別不能となる。リニアイメージセンサの移動
の速度は、文字パターンがビットパターンに変換される
場合に必らず必要である。すなわち、ビットパターンの
各列のメモリへの書込みと、リニアイメージセンサによ
る各列の読取りとは同期していなければ、誤ったヒツト
パターンがメモリに書込まれるからである。 上記の要件は、人間が自ら手でリニアイメージセンサを
動かすハンドスキャン型イメージ読取装置においては特
に重量である。 このような考慮に基づいて、開発されたハンドスキャン
型イメージ読取装置の代表的な例を第３図に示す。第３
図において、文字（点で示しである）がタイプ印刷され
た紙面１をハンドスキャン形の文字読取器２で読取る。 文字読取器２にはリニアイメージセンサ３が紙面と接す
るように取付けられている。文字読取器２は、手で把持
して紙面１上を図の矢印方向に動かすに適当な大きさお
よび重量である。読取られた文字を現わづ信号が線４に
よってコンピュータに入力される。この文字読取器２の
半走査を補助するために、直線定規５と直角定規６とが
付属している。 まず直線定規５を紙面１の左縁に揃えて、左手で把持し
、つぎに直角定規の短かい辺を直線定規に当て、直角定
規を直線定規に沿って上下方に摺動できるようにする。 直角定規の直角をはさむ長辺に沿って左右に摺動するよ
うに、文字読取器２を置く。このようにして、一般に平
行線を得るために使用されている方法によって、文字読
取器の文字に対づる傾きおよび上下方へのずれを防ぎな
がら、右手で文字読取器２を矢印方向に動かす。 更に、直角定規６の文字読取器２と摺接する而には、紙
面に対して垂直方向に細かい等間隔の平行線が刻まれて
いる。一方文字読取器２の、直角定規１こ接りる面には
上記平行線を検知する速度センサ７が取付けられている
。文字読取器２を移動させると、その速度に応じた信号
が速度センサ７から線８を軽で」ンピコータに供給され
る。この信号は上述のようにドツトマトリクスの形成上
必須の情報を含んでいる。 上記の従来技１＋ｉにＪ、る代表的なハンドスキャン型
文字胱取装置は、つぎのような欠点を有する。 第１に使用に際して左手は直線定規５と直角定規６を、
６手は文字読取器２を把持づるために占有され、しかも
各定規のずれに注意しながら走査しな１ノればならず、
使用が容易でない。第２に文字読取器の姿勢および位置
の保持のために補助具（定規）を必要とづる。第３に走
査速度に関】−る信号を臂るために定期に特殊な目盛を
付し、しがもそのためのセンサを必要とする。第４に図
形等の読取りには不適当である。 従って、文字のみならず図形等の全てのイメージに適用
可能で、文字読取器の姿勢および位置の保持のために特
別の補助具や注意を要することなく、片手で自由自在に
紙面を移動しても正確にイメージの読取りが可能なハン
ドスキャン型イメージ読取装置がめられていた。

【発明の開示】

本発明は上記の要求に応するハンドスキャン型イメージ
読取装置を提供することを目的どづる。 上記の目的を達するため、本発明によるハンドスキャン
型イメージ読取装置は、手で把握して紙面上のイメージ
を走査するための読取器と、載置された用紙上の読取器
の姿勢および位置を示づ信号を供給するデジタイザ盤と
、その信号に基づき読取器内のリニアイメージセンサの
姿勢Ｊ３よび位置を修正するためのサーボ機構からなる
。 読取器は下面に適当な窓を介してリニアイメージセンサ
を取付けたセンサケースを内蔵している。 このセンサケースは紙面に対して垂直な１つの回転軸を
中心として紙面に平行に回転通勤をする部材に取付けら
れている。このセンサケースは、また上記部材に沿って
上記回転軸へ向う方向又はその反対方向に移動すること
ができる。リニアイメージセンサはその素子の配列方向
が上記回転輪に向う方向と一致づるようにセンサケース
に取付けられる。 上記の回転軸の延長線上の紙面と接する位置に第１の位
置検出器が固着される。一方、センサケースには、リニ
アイメージセンサの配列の直線上の紙面と接する適当な
位置に第２の位置検出器が固着される。 上記部材には、それを上記回転軸を中心として振るため
、およびその部材に沿ってセンサケースを移動させるた
めの駆動手段が設けられている。 この駆動手段は、第１および第２の位置検出器の位置情
報に基づく位置修正信号によって付勢される。 デジタイザ盤は、イメージが記載された用紙をその上に
載置し、その用紙上を読取器でハンド走査覆るとき、読
取器の上ｌ！［！２つの位置検出器の直角座標（Ｘ、Ｙ
）をめ、それを上記の駆動手段を付勢する修正信号を発
する計算装置へ送る。 上記の構成によるハンドスキャン型イメージ読取装置は
、デジタイザ盤上の読取器の姿勢が傾いたり、イメージ
マトリクスからはずれたりしても、読取器内部のリニア
イメージセンサが自動的にイメージと整合するように調
節される。従って、読取器の姿勢を保持するための補助
具や細心の注意は不要となり、しかも片手で自由に動か
せるから、極めて使用に便利である。また走査の速度は
デジタイザ盤から得られるので読取器にそのための装置
を取付ける必要がない。 上記のサーボ機構は、簡単な構成によって実現でき、小
型で計量の読取器が容易に製作することができる。 文字だけでなく図形等の読取りにも使用できる。 更に、デジタイザ盤と位置検出器との組合せによる位置
検出の方法は極めて高い位置検出精度を与えることが可
能であるから、半走査に基づく読取器の傾斜やずれを高
い精度で正確に修正する。 このことは引いてはパターン認識プログラムの作成上の
余分な労力を減する。 〔発明を実施するための最良の形態〕 以下本発明の実施例について詳細に説明する。 第４図は、本発明によるハンドスキャン型イメージ読取
装置の読取器の一実施例を示す内部構造図であり、図（
ａ）は上面図、図（ｂ）は側面図を示す。 読取器１１の外殻は、第４図（ｂ）に示づ′ように上板
１２および側板１３は適度な強度の軽量非導電性材料に
よって製作される。この部分は、手を当てがい易いよう
な形状に作られるが、説明の便宜上矩形状で示づ。底板
１４は、イメージが記載されている媒体く紙面）１５に
接する部分で、通光性材質の薄板からなる。 読取器１１の一端中央部の上板内側に回転軸１６が固定
されている。この回転軸１６を中心として紙面１５に平
行に回転運動が可能なようにコの字形部材１７が連結さ
れている。コの字形部材１７０２本の腕材１７ａに、セ
ンサケース１８が、腕材１７ａに沿って摺動可能なよう
な構造で装着されている。このセンサケース１８の摺動
方向は第４図ｉ）の矢印ＵおよびＤの方向である。セン
サケース１８の底板１４に対向する面には、素子の配列
方向が回転軸１６の中心に向いかつ腕材１７ａと平行に
なるようにリニアイメージセンサ１９が固着されている
。リニアイメージセンサ１９の出力信号を取出すために
出力１ｉ１１９’が端子Ｅに接続されている。このよう
にして読取器１１が紙面１５上に置かれたとき、リニア
イメージセンサ１９は、センサケースの移動によって、
回転軸１６を中心として円運動をすることができ、また
回転輪１６へ向う方向またはそれから遠ざかる方向に動
くことができる。 つぎに回転軸１６の延長線上の底板１４上の点に、第１
の位置検出器２０が装着される。 またセンサケース１８の第１の位置検出器と、リニアイ
メージセンサの配列方向を結ぶ直線上に第２の位置検出
器２１が装着される。 本例においては、電ｍ誘導方式のデジタイザ（後述）を
使用したので、第１および第２の位置検出器としては、
検出コイルを使用しているが、これに限られるものでは
なく、デジタイザ盤（後述）との関連において各種の形
式の位置検出器を使用することができる。 第４図の例においては、第１および第２の位置検出器２
０および２１に対して端子Ｐ１およびＰ２から励ｔＵ電
流が供給登れる。 つぎに部材１７０２つの腕材１７ａの先端は、磁性材料
からなり回転軸１６を中心とする円の一部をなす形状の
磁性棒２２によって連結されている。磁性棒２２を囲ん
で、磁性棒２２の直径より大きい内径を有するソレノイ
ド２３が設けられており、５ｔＡ性棒２２はソレノイド
２３の中をしまたはＲ方向に移動づることができる。ソ
レノイド２３の両端は端子Ｍ１に接続されでいる。 更に、センサケース１８には、第１および第２の位置検
出器を結ぶ直線方向に伸びる磁性棒２４が固定されてい
る。磁性棒２４を囲んでソレノイド２５が設けられてお
り、ぞれ等の間の関係は、磁性棒２２とソレノイド２３
との間の関係と同じである。ソレノイド２５の両端は端
子Ｍ２に接続されている。 つぎにデジタイザ盤について説明する。 第５図および第６図は本実施例において用いた電極誘導
型のデジタイザの説ＩＩＩＪ図Ｃある。 第５図は電極誘導型デジタイザの外観概要を示す。デジ
タイザ盤３０上に、イメージを記載した用紙１５が載置
され、その上を読取器１１が走査する。デジタイザ盤３
０の内部４簿造を第６図に示す。一定間隔で張られ一端
を短絡された２つの導線群３１および３２が、互いに直
交し絶縁された状態で盤３０内に埋め込まれている。導
線群の開放されている＋１！！端には電圧検知器３３お
よび３４が順次切替接続される。いま読取器１１内の検
出コイル３５に対してＮ源３Ｇから電流をｌＪｊ給Ｊる
と、導線３１．３２にはその検出口１イル３５からの距
離に応じて電圧が誘起される。電圧検知器３３および３
４に検出される電圧がそれぞれ最大値になる位置が検出
コイル３５の位置としＣ検出され、線３７によってコン
ピュータに送られ、その位置のＸおよびＹ座標が算出さ
れる。第６図のように検出コイル２個の場合、それぞれ
の検出コイル３５および３５′の相対位置座標を比較す
ることができる。 以下、本実施例によるハンドスキャン型イメージ読取装
置の動作について説明する。 まず第５図に示づようにイメージが記載されている用紙
１５をデジタイザ盤３０上の所定の位置に載置する。こ
の所定の位置は、デジタイザ盤の内部の配線の構成によ
って定められる。すなわち、第６図に示ｔＳ線群３１お
よび３２を縦横のけいどし、例えばタイプ印刷された文
字列がそのけいに平行になるように用紙１５が置かれる
ように、デジタイザ盤の表面に目印がつ賂ノられている
。 用紙１５が所定の位置に載置されたならば、読取器１１
をその上に載置て手で走査を始める。走査中、読取器１
１の姿勢が傾いた場合、例えば第２図（ａ）のような状
態で右方向へ走査が行なわれた場合を想定する。この場
合、読取器１１の第１の位置検出器２０と第２の位置検
出器２１を粘その結果、第１および第２の位置検出器２
０１３よび２１によって得られるＸ座［Ｘ　ｔおよび×
２の値が異なる。この２つの値は常にサーボ□□□４１
ｉ　３８内のコンピュータに入力され、その比較が行わ
れている。Ｘｌ−Ｘ２の場合は、サーボ機ｍ　３８　ｈ
ｙら端子Ｍ１を通じてソレノイド２３に供給される電流
は零であり、従ってセンサケース１８を回転軸１６を中
心として振る駆動力は与えられない。 しかし上記のように読取器が右に傾斜しつつ、走査して
いるような場合は、Ｘｌ　と×２は等しくないから、そ
の差の絶対値と符号とに応じた信号がサーボ機ｌｌ３８
から端子Ｍ１に供給される。その結果、×１が×２と等
しくなるまで、り”なわちソレノイドに対して端子Ｍ１
から供給される電流が零となるまで、磁性棒２２はＲ方
向に引かれる。 その結果、読取器１１は右に傾斜し′Ｃいても、リニア
イメージセンサは正しい方向を向く。 読取器１１が左方へ傾斜した場合には磁性棒２２はし方
向に動く。このように走査者のくせ笠による読取器１１
の傾斜は自動的に修正される。 つぎに読取器１１は傾斜はしていないが、紙面の上下方
向にずれている場合（第２図（ｂ）の場合）について説
明する。 第１および第２の位置検出器のＹ座標Ｙ１およびＹ２の
差は、もし読取器１１が所定のＸ軸上を移動していれば
常に一定であるが、読取器１１が上方又はＴ方にずれる
と、座標Ｙ１とＹ２の差が所定の値より変化する。この
差Ｙ１−Ｙ２に相当する大きさの駆動電流が端子Ｍ２か
らソレノイド２５に供給され、このＴｉ流による磁力に
よって磁性棒２４は、この駆動電流が零となるまで移動
する。その結果、センサケース１８は、腕材１７ａに沿
って摺動し、リニアイメージセンサ１９は上方又は下方
へ位ＩＩＩ修正される。 読取器の傾斜と上下方へのいずれもが同時に起った場合
には、磁性棒２２および２４は同時に駆動される。 このようにして、読取器１１を手で走査中に傾斜やずれ
が起きても内部のリニアイメージセンサは、正しい位置
および方向を保持しながらイメージを走査することがで
きる。 走査の速度は、デジタイザ盤３０の電圧検出器３３ｔ３
よび３４のスイッチング速成と、Ｗ　ＫＡＩｎ隔とから
自動的に算出される。従って走査速度匠１を読取器に装
備する必要はない。 第４図に示す読取器１１の内部構造は、−実施例であり
１、第１および第２の位置検出器２０Ｊ３よび２１とリ
ニアイメージセンサ１９とが常に直線上にあることを厳
守すれば、部材１７の形状、磁性棒２２および２４の取
付位置やソレノイド２３．２５との関係位置、第２の位
置検出器の取イ］場所、センサケースの摺動の方法等の
多くの組合せによって各種のｍ造を採用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、イメージの読取りおよび認識の
方法の説明図である。 第３図は従来技術における代表的なハンドスキャン型文
字読取装置の説明図である。 第４図は、本発明によるハンドスキトン！ｖ！イメ−ジ
読取装置の読取器の一実施例の構造図である。 第５図および第６図は、本発明のハンドスキャン型イメ
ージ読取装両の実施例に使用するデジタイザ盤の説明図
である。 １１・・・・・・読取器、 １５・・・・・・媒体、 １９・・・・・・リニアイメージセンザ、２０・・・・
・・第１の位置検出器、 ２１・・・・・・第２の位置検出器、 ３０・・・・・・デジタイザ盤、 ２２．２３．２４，２５、 Ｍｌ、Ｍ２．３Ｂ・・・・・・サーボ構造。 出願人　日本電気ボームエレクトロニクス株式会社 代理人　弁理士　増　１）竹　夫 （０）　（ｂ） 第４図 （０）　（ｂ） 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 リニアイメージセンサを内蔵する読取器によってデジタ
   イザ盤上に載置された媒体上のイメージを読取り、 前記読取器は前記リニアイメージセンサの素子配列線両
   側に２ａｌの位置検出器を有し、第１の位置検出器は固
   定され、第２の位置検出器はリニアイメージセンサと共
   に第１の位置検出器を中心とする前記媒体に平行な回転
   運動ならびに前記リニアイメージセンサの素子配列方向
   に沿った往復運動が可能なように構成され、その回転運
   動および往復運動は、前記デジタイザ盤から得られる第
   １および第２の位置検出器の相対的位置座標に関する信
   号に基ずきサーボｒｓｍによって遂行されることを特徴
   とするハンドスキャン型イメージ読取装置。