JPS6285564A - Picture input device - Google Patents

Picture input device

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Publication number
JPS6285564A
JPS6285564A JP60225699A JP22569985A JPS6285564A JP S6285564 A JPS6285564 A JP S6285564A JP 60225699 A JP60225699 A JP 60225699A JP 22569985 A JP22569985 A JP 22569985A JP S6285564 A JPS6285564 A JP S6285564A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sensor
original
light source
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP60225699A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Maeda
直樹 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP60225699A priority Critical patent/JPS6285564A/en
Publication of JPS6285564A publication Critical patent/JPS6285564A/en
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Abstract

PURPOSE:To secure the uniform intensity of the illumination light on an original by separating the optical path of an illumination system from that of a sensor system by means of a half mirror. CONSTITUTION:A sloping mirror 1 is set on an original 2 and a sensor 3 and an illumination light source 4 are set at both sides of the mirror 1 respectively. The light delivered from the source 4 transmits through the mirror 1 and illuminates evenly the original 2. The half of the illuminated light is reflected by the mirror 1. Here the reflected light quantity is equal at any area and therefore the quantity of the transmitted light is almost equal. Thus the surface of the original 2 is evenly illuminated. The reflected light sent from the original 2 is made incident on the sensor 3 by the mirror 1. Thus it is possible to separate the optical path of the illumination system from that of the sensor system by the mirror 1. Then the position and the type of the illumination light source can be selected freely regardless of the position of the sensor 3. As a result, the approximately equal intensity is secured for the illumination light on the original 2.

Description

【発明の詳細な説明】 プ 産業上の利用分野 この発明は、ファクシミリ、文字読取認識装置など画像
情報の入力手段となる画像入力装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an image input device, such as a facsimile machine or a character reading/recognition device, which serves as a means for inputting image information.

画像というのは、文字、図面などの白黒の線画や、物体
を撮影した中間色を含む濃淡白黒画像、及び物体全撮影
したカラー画像などを指している。
Images refer to black and white line drawings such as letters and drawings, grayscale black and white images containing neutral colors taken of objects, and color images taken of entire objects.

画像は二次元的な拡がりをもち、平面的である。The image has a two-dimensional expansion and is flat.

三次元的な対象は、ここでは画像として扱わない。Three-dimensional objects are not treated as images here.

画像を入力する、というのは、画像を縦横の画素に分割
し、画素ごとに濃淡の値全、センサによって検出すると
いう事である。
Inputting an image means dividing the image into vertical and horizontal pixels, and detecting all the shading values for each pixel using a sensor.

対象となる画像全、単に原稿というが、これには前述の
多様な二次元の画像が含まれる。
All target images are simply referred to as manuscripts, and include the various two-dimensional images mentioned above.

イ従来技術 画像入力装置は、一般に自ら照明光源を持ち対象となる
原稿に光を当て、反射してきた光をセンサで検出し、光
の強度に対応した電気信号に変換する。
B. Prior art image input devices generally have their own illumination light source and shine light onto a target document, detect the reflected light with a sensor, and convert it into an electrical signal corresponding to the intensity of the light.

第7図は従来例に係る画像入力装置を示している。この
画像入力装置に於ては、原稿32の中央部の垂直上方に
、イメージセンサ33及びレンズを配置し、その周辺に
照明光源34.34を設けている。
FIG. 7 shows a conventional image input device. In this image input device, an image sensor 33 and a lens are arranged vertically above the center of the original 32, and illumination light sources 34 and 34 are arranged around the image sensor 33 and a lens.

イメージセンサ33が中央にあるから照明光源34.3
4は中央上方に置くことができない。
Since the image sensor 33 is located in the center, the illumination light source 34.3
4 cannot be placed above the center.

このため、原稿32を照らす光量が均一にならない、と
いう欠点がある。
Therefore, there is a drawback that the amount of light illuminating the original 32 is not uniform.

第8図は原稿上のある直線に沿う光量分布である。照明
光源がこの直線上にふたつあったとしても、照射光量は
ふたつのピークを持つ不均一分布をなす。
FIG. 8 shows the light amount distribution along a certain straight line on the original. Even if there are two illumination light sources on this straight line, the amount of irradiated light will have a non-uniform distribution with two peaks.

これは、光源が指向性を持っておシ、光源の中心軸の延
長と原稿の交わる点で光量のピークを持つためでちる。
This is because the light source is directional and the light intensity peaks at the point where the extension of the central axis of the light source intersects with the document.

そうすると、照明範囲の広い照明光源を用いればよいよ
うに見える。
In this case, it appears that it is sufficient to use an illumination light source with a wide illumination range.

第9図は他の従来例を示す。ここでは、センサ43の背
後に、平行光を生ずる広い照明光源44を設置している
。こうすると、原稿の周縁部での光量分布の一様性が高
まるはずである。
FIG. 9 shows another conventional example. Here, a wide illumination light source 44 that generates parallel light is installed behind the sensor 43. This should improve the uniformity of the light amount distribution at the peripheral edge of the document.

第10図は第9図の配置に於ける光量分布を示すグラフ
である。確かに周縁部では光量分布がより均一になる。
FIG. 10 is a graph showing the light quantity distribution in the arrangement of FIG. 9. It is true that the light intensity distribution becomes more uniform in the peripheral area.

しかし、中央部はセンサ43が邪魔になって、光が届か
ず、原稿42の中興部が暗くなってしまう。
However, the sensor 43 gets in the way of the central part, so the light does not reach the central part, and the central part of the document 42 becomes dark.

同じ線画であっても照明の強弱によって撮像された後の
、光電流出力などが異なる。したがって、正しく画像の
明暗を入力するためには、原稿の全体に於て、光量が均
一でなければならない。
Even for the same line drawing, the photocurrent output after imaging differs depending on the strength of the illumination. Therefore, in order to correctly input the brightness and darkness of an image, the amount of light must be uniform throughout the document.

従来の画像入力装置に於ては、センサが邪魔になって、
均一な照明ができない、という難点があつ几。
In conventional image input devices, the sensor gets in the way,
The problem with this method is that it does not provide uniform lighting.

(つ)発明が解決しようとしている問題点原稿全均一に
照射することができ均一な画像入力を得ることのできる
画像入力装置を与える事が本発明の目的である。
(1) Problems to be Solved by the Invention It is an object of the present invention to provide an image input device that can uniformly irradiate the entire document and obtain a uniform image input.

に)問題を解決するための手段 本発明に於ては、ハーフミラ−を原稿の上に設置し、原
稿から発せられる光が透過した位置、又は反射した位置
に、それぞれセンサ及び照射光源金膜けるようにした。
B) Means for solving the problem In the present invention, a half mirror is installed above the original, and a sensor and an irradiation light source gold film are placed at the position where the light emitted from the original passes through and the position where it is reflected, respectively. I did it like that.

このようにして、照射光量の原稿面に於ける不均一性の
難問を解決することができる。
In this way, the difficult problem of non-uniformity of the amount of irradiated light on the document surface can be solved.

第1図は本発明の第1の実施例を示す。FIG. 1 shows a first embodiment of the invention.

原稿2の上に、傾斜したハーフミラ−1を設け、ハーフ
ミラ−10両側に、センサ3、及び照明光源4を設けて
いる。この照明光源4は、広い面積金持ち、平行光2発
するような光源である。
A tilted half mirror 1 is provided above a document 2, and a sensor 3 and an illumination light source 4 are provided on both sides of the half mirror 10. The illumination light source 4 has a large area and emits two parallel beams.

原稿から発した光を基準にすれば、この例で、反射位置
にセンサ3があシ、透過位置に照明光源4がある。
Based on the light emitted from the document, in this example, the sensor 3 is located at the reflective position, and the illumination light source 4 is located at the transmitting position.

照明光源4から出た光は、はぼ平行に進み、ハーブミラ
ー全透過し、均一に原稿2全照射する。
The light emitted from the illumination light source 4 travels approximately in parallel, completely passes through the herb mirror, and uniformly illuminates the entire document 2.

もちろん、照射光はハーフミラ−1によって、半分は反
射される。しかし、反射光量はどこでも同一であるから
、透過光量もほぼ同一であって、原稿面を均一に照射で
きる。
Of course, half of the irradiated light is reflected by the half mirror 1. However, since the amount of reflected light is the same everywhere, the amount of transmitted light is also almost the same, and the surface of the document can be uniformly irradiated.

原稿2からの反射光は、ハーフミラ−1によって反射し
センサ3に入射する。ここでセンサ3というのは、レン
ズなどの集光光学系と、二次元又バー次元イメージセン
サのことである。
The reflected light from the original 2 is reflected by the half mirror 1 and enters the sensor 3. Here, the sensor 3 refers to a condensing optical system such as a lens, and a two-dimensional or bar-dimensional image sensor.

ハーフミラ−の両側に、センサと光源があればよいので
ある。第2図は、原稿の直上にセンサ3が設けてあシ、
照明光源4は、ハーフミラ−の側方にある。つまシ照明
光源4.は、原稿2から見て反射位置にある。センサ3
が透過位置にある。この照明も、ひろが9のある照明で
ある。
All that is required is a sensor and a light source on both sides of the half mirror. Figure 2 shows a sensor 3 installed directly above the document.
The illumination light source 4 is located on the side of the half mirror. Tsumashi illumination light source 4. is at the reflective position when viewed from the original 2. sensor 3
is in the transparent position. This lighting is also a lighting with 9 Hiroga.

このようl・で、原稿と同じか、又はそれ以上の面積を
持った光源のことを広域光源とここでは呼ぶことにする
In this case, a light source having an area equal to or larger than the original document will be referred to as a wide-area light source.

広域光源であれば、照明光がほぼ平行に出るので、原稿
面の明るさは均一になる。
With a wide-area light source, the illumination light is emitted almost in parallel, so the brightness of the document surface is uniform.

第2図の例では、照明光源4から発射された光がハーフ
ミラ−によって反射されて、原稿2に当たる。
In the example shown in FIG. 2, the light emitted from the illumination light source 4 is reflected by the half mirror and hits the original 2. In the example shown in FIG.

原稿からの反射光が、ハーフミラ−1を透過して、セン
サ3に入射する。
Reflected light from the original passes through the half mirror 1 and enters the sensor 3.

広域光源を作るには、いろいろな工夫が要る。Creating a wide-area light source requires various ingenuity.

ひとつは、実際に発光体(ランプ、LEDlLDなど)
を二次元的に多数、並置する、ということである。これ
は、光源としては理想的であるが、多数の発光体を用い
るので高価になる。
One is the actual light emitting body (lamp, LED, LD, etc.)
This means juxtaposing a large number of two-dimensionally. Although this is ideal as a light source, it is expensive because it uses a large number of light emitters.

広域光源をよシ安直に作シ出すには、拡散板、レンズ、
ミラーなどとランプを組合わせる。
To create a wide-area light source more easily and easily, diffusers, lenses,
Combine a lamp with a mirror, etc.

第3図に示す例は、ランプ5と、その前方に設置された
拡散板6によって、広域の照明光源4を構成している。
In the example shown in FIG. 3, a wide area illumination light source 4 is configured by a lamp 5 and a diffuser plate 6 installed in front of the lamp 5.

拡散板6というのは、これを透過する光を広く拡散する
やや不透明な板のことである。屈折によって光を拡散す
るのではなく、散乱によって拡散する。したがって、拡
散板6は平板でも、彎曲板でもよいが厚みは一様であっ
てもよい。
The diffuser plate 6 is a slightly opaque plate that widely diffuses the light that passes through it. Instead of diffusing light by refraction, it does so by scattering. Therefore, the diffusion plate 6 may be a flat plate or a curved plate, but may have a uniform thickness.

拡散板6に於て、光は次のようになる。まず板の表面で
反射され失われるものがある。板の中へ入って、1度も
散乱されずに透過するものもある。
At the diffuser plate 6, the light becomes as follows. First, some light is reflected off the surface of the board and is lost. Some light enters the plate and passes through without being scattered even once.

1度散乱されて透過するものもある。多重散乱された後
に拡散板の外へ出るものもある。透明でないので、吸収
も大きく、吸収される光の成分もある。
Some light is scattered once and then transmitted. Some of them exit the diffuser plate after being subjected to multiple scattering. Since it is not transparent, it absorbs a lot of light, and some light components are absorbed.

こうして、光は位相も進行方向もバラバラの光となるが
、拡散板の下面を出る時は、面内でほぼ均一の光出力と
なって出る。このため、原稿の面積内に於ては均一な広
域照明となる。
In this way, although the light has different phases and propagation directions, when it exits the bottom surface of the diffuser plate, the light output is almost uniform within the plane. Therefore, uniform wide-area illumination is achieved within the area of the document.

また、センサ3は、反射光を集光するレンズ8と、イメ
ージセンサ(二次元又は−次元)7とよシなる。
Further, the sensor 3 consists of a lens 8 that collects reflected light and an image sensor (two-dimensional or -dimensional) 7.

原稿2に対し、光源、センサを移動(走査という)させ
る場合は一次元イメージセンサでよい。
When a light source and a sensor are moved (referred to as scanning) with respect to the original 2, a one-dimensional image sensor may be used.

移動させない場合は、二次元イメージセンサを用いる。If it is not moved, a two-dimensional image sensor is used.

拡散板は安価であるが、反射や散乱、吸収によって失わ
れる光エネルギーも多いから、必ずしも強い照明光が得
られない。
Diffusion plates are inexpensive, but a lot of light energy is lost through reflection, scattering, and absorption, so they do not necessarily provide strong illumination light.

ランプ出力が小さい場合は、拡散板よシレンズを用いた
方がよい。
If the lamp output is small, it is better to use a diffuser plate or a lens.

第4図は、そのような例を示している。FIG. 4 shows such an example.

照明光源4として、ランプ5と、レンズ9の組合わせを
用いている。このような光源は、原稿2からみて、直上
に設けられている。センサ3は、ハーフミラ−1の側方
に設けられている。
As the illumination light source 4, a combination of a lamp 5 and a lens 9 is used. Such a light source is provided directly above the document 2. The sensor 3 is provided on the side of the half mirror 1.

レンズ9の焦点にランプ5があれば、レンズ9を通った
光は平行光になる。平行光であって、原稿2を均一に照
らすようにするには、原稿より大きいレンズが必要であ
る。
If the lamp 5 is at the focal point of the lens 9, the light passing through the lens 9 becomes parallel light. In order to uniformly illuminate the original 2 with parallel light, a lens larger than the original is required.

このような大きいレンズが得がたい時は、よシ小さいレ
ンズを用いてもよい。この場合は、ランプをよシ焦点よ
シ近くに置いて、平行ではなく拡散光とする。
If such a large lens is difficult to obtain, a smaller lens may be used. In this case, place the lamp closer to the focal point to produce diffused light rather than parallel light.

友とえ平行光でないとしても、レンズが全くない時よシ
、均一な照射光が得られるし、照射光強度も大きくなる
。レンズの方が拡散板より、均一で強い光を当てること
ができるが、よシ高価になる。
Even if the light is not parallel, when there is no lens at all, uniform irradiation light can be obtained and the irradiation light intensity can be increased. Lenses can emit more uniform and stronger light than diffusers, but they are more expensive.

第5図、第6図の例は、ハーフミラ−に関して、光源と
センサの位置を取シ替えたものである。
In the examples shown in FIGS. 5 and 6, the positions of the light source and the sensor are replaced with respect to the half mirror.

ハーフミラ−の何方と上方の2位置の内、どちらに光源
を置き、どちらにセンサを置くか、という事は任意であ
る。収容空間などの関係から自在に設計すべきことであ
る。
Of the two positions above and on which side of the half mirror, it is arbitrary to place the light source and where to place the sensor. This is something that should be designed freely in terms of accommodation space and other considerations.

レンズは優れた光学系ではあるが、重いし、高価である
から、ミラーによって代替する事もできる。この場合凹
面ミラーとランプの組合わせによって、平行光源を作シ
上げることができる。
Lenses are an excellent optical system, but they are heavy and expensive, so they can be replaced with mirrors. In this case, a parallel light source can be created by combining a concave mirror and a lamp.

ミラーの凹面は、放物面、回転楕円面、回転双曲面或は
球面の一部が用いられる。ランプの光中心の拡がシ、原
稿のサイズに応じて、適当な凹面を選ぶ事ができる。
As the concave surface of the mirror, a paraboloid, an ellipsoid of revolution, a hyperboloid of revolution, or a part of a spherical surface is used. An appropriate concave surface can be selected depending on the expansion of the light center of the lamp and the size of the original.

(6)  作   用 ハーフミラ−があるので、照明は原稿上方よシ、読取シ
は、横方向よシ、というように、或いは、読取シは原稿
上方よシ、照明は横方向というように、照明方向と読取
シ方向とを分離する事ができる。
(6) Function Since there is a half-mirror, the illumination can be set from above the document and the reading from the horizontal direction, or the reading from above the document and the illumination from the horizontal direction. The reading direction and the reading direction can be separated.

力)効 果 照明系とセンサ系の光路を、ハーフミラ−によって分離
することができるので、センサ位置による制約を受ける
ことなく、自由に照明光源の位置、形式などを選ぶこと
ができる。
Since the optical paths of the illumination system and the sensor system can be separated by a half mirror, the position and type of the illumination light source can be freely selected without being restricted by the sensor position.

この結果、原稿上の照明光の強度をほぼ一様にする事が
できる。センサによる影や、センサ位置による光強度の
偏りなどが発生しない。
As a result, the intensity of the illumination light on the document can be made almost uniform. There are no shadows caused by the sensor or deviations in light intensity due to the sensor position.

従って、原稿の本来の濃淡に対応した、正しい画像を入
力することができる。
Therefore, it is possible to input a correct image that corresponds to the original shading of the original.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の画像入力装置の第1の配置例を示す原
理図。 第2図は本発明の第2の配置例を示す原理図。 第3図は拡散板を用いた実施例の配置例図。 第4図はレンズを用いた実施例の配置例図。 第5図は拡散板を用いた他の実施例の配置例図。 第6図はレンズを用いた他の実施例の配置例図。 第7図は従来の画像入力装置の配置例図。 第8図は第7図の配置に於ける原稿上の光量分布グラブ
。 第9図は従来の画像入力装置の配置例図。 第10図は第9図の配置に於ける原稿上の光量分布グラ
フ。 1 ・・・・ ハーフミラ− 2・・・・原  稿 3・・・・セ ン サ 4・・・・照明光源 5  ・・・・  ラ   ン   フ。 6・・・・拡 散 板 γ ・・・・ イメージセンサ 8  ・・・・  し   ン   ス′9  ・・・
・  し   ン   ス゛発  明  者     
   前  1) 直  樹特許出願人    住友電
気工業株式会社第1図 第3図 第4図 第5図 第8図 1&L11−1間 第6′A 第10図
FIG. 1 is a principle diagram showing a first arrangement example of an image input device of the present invention. FIG. 2 is a principle diagram showing a second arrangement example of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of an embodiment using a diffuser plate. FIG. 4 is a diagram showing an example of the arrangement of an embodiment using lenses. FIG. 5 is a layout example diagram of another embodiment using a diffuser plate. FIG. 6 is a layout example diagram of another embodiment using lenses. FIG. 7 is a diagram showing an example of the arrangement of a conventional image input device. FIG. 8 is a graph of the light intensity distribution on the document in the arrangement shown in FIG. 7. FIG. 9 is a diagram showing an example of the arrangement of a conventional image input device. FIG. 10 is a light amount distribution graph on the original in the arrangement shown in FIG. 9. 1...Half mirror 2...Original 3...Sensor 4...Illumination light source 5...Lanph. 6... Diffusion plate γ... Image sensor 8... Sen'9...
・Inventor
Previous 1) Naoki Patent Applicant Sumitomo Electric Industries, Ltd. Figure 1 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 8 Between 1 & L11-1 6'A Figure 10

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)原稿に対して照明光を与える照明光源と、原稿か
らの反射光を受光するセンサからなる画像入力装置にお
いて、ハーフミラーを用いて照明光と反射光のいずれか
一方を透過させ、他方を反射させるようにした事を特徴
とする画像入力装置。
(1) In an image input device consisting of an illumination light source that provides illumination light to a document and a sensor that receives reflected light from the document, a half mirror is used to transmit either the illumination light or the reflected light, and the other An image input device characterized by reflecting.
(2)照明光源又はセンサ、或はこれらのハーフミラー
に対する投影の中心軸を原稿の読取の対象となつている
領域の中心軸と一致するよう配置させたことを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載の画像入力装置。
(2) Claim No. 1 characterized in that the central axis of the illumination light source or the sensor, or the projection thereof onto the half mirror, is arranged so as to coincide with the central axis of the area to be read of the document. The image input device described in (1).
(3)センサとしてイメージセンサを用いることを特徴
とする特許請求の範囲第(2)項記載の画像入力装置。
(3) The image input device according to claim (2), characterized in that an image sensor is used as the sensor.
(4)照明光源としてランプ及び拡散板を用いる事を特
徴とする特許請求の範囲第(3)項記載の画像入力装置
(4) The image input device according to claim (3), characterized in that a lamp and a diffusion plate are used as the illumination light source.
(5)照明光源としてランプ及びレンズを用いる事を特
徴とする特許請求の範囲第(3)項記載の画像入力装置
(5) The image input device according to claim (3), characterized in that a lamp and a lens are used as the illumination light source.
(6)照明光源としてランプ及び凹面鏡を用いる事を特
徴とする特許請求の範囲第(3)項記載の画像入力装置
(6) The image input device according to claim (3), characterized in that a lamp and a concave mirror are used as the illumination light source.
JP60225699A 1985-10-09 1985-10-09 Picture input device Pending JPS6285564A (en)

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