JPH0813088B2

JPH0813088B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH0813088B2
Application number: JP2246291A
Authority: JP
Inventors: 隆小澤; 守信江
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: US5227896A; JPH04126447A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、結像光学手段を用いて原稿画像の光学像を
固体撮像素子に結像し、それを電気信号に変換する画像
読取装置に係り、特に、その小型化を図るための画像読
取装置の構造に関する。

（従来の技術）ファクシミリ、デジタル複写機、パソコン用スキャナ
等に使用されている画像読取装置としては、例えば第６
図に示すように、上面にプラテンガラス（図示せず）を
備えた筐体101の上面側に原稿103を配置し、原稿画像を
読み取るものが存在する。

前記筐体101内には、縮小光学系を構成する照明光源1
05、ミラー107、レンズ109と、固体撮像素子（例えばCC
D）111が設置されている。

また、別のタイプの画像読取装置としては、第７図に
示すように、上面にプラテンガラス（図示せず）を備え
た筐体101内に、等倍結像光学系を構成する照明光源10
5、ロッドレンズアレイ113と、密着型センサ115とが設
置されている。

そして、照明光源105から放射された光は原稿103面で
反射し、その反射光が前記縮小光学系若しくは等倍結像
光学系を介して固体撮像素子111若しくは密着型センサ1
15上に結像され、原稿面の濃淡に応じた反射光を電気信
号に変換するものである。

（発明が解決しようとする課題）上記従来の構成によると、原稿103を配置するための
プラテンガラスを必要とし、装置として原稿103幅以上
の幅と奥行を必要とする構成であり、また、画像読取装
置の高さについても、前記縮小光学系や等倍結像光学系
を収容するだけの高さ、例えば、10〜30cm程度の高さを
必要とするので、画像読取装置の大型化を招くという問
題点があった。

従って比較的大型であるために、個人用机の上に設置
するようなこともできず、その小型化が強く要求されて
いた。

また、別の問題として操作上の問題があった。すなわ
ち、従来例の画像読取装置によれば、プラテンガラス上
に原稿103を裏返しの状態で設置し、かつ、所定の場所
に位置合わせを行う必要があり、繁雑な作業を余儀なく
されていた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、画像読取
装置の小型化を図るとともに、繁雑な作業を不要とする
ことが可能とし、必要な画像情報を高い読み取り品質で
得ることができる画像読取装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するべく、本願発明による画像読取装
置は、倍率を可変することが可能な結像光学手段と、こ
の結像光学手段に対して所定の位置関係で配置された固
体撮像素子と、前記結像光学手段及び固体撮像素子が保
持された走査機構部と、を有する画像読取装置であっ
て、前記走査機構部を駆動する制御手段を含むことを特
徴としている。

すなわち、前記結像光学手段及び固体撮像素子により
原稿画像全体を撮像するとともに、前記結像光学手段の
倍率を変化させ、結像光学手段及び固体撮像素子を任意
の一方向及び該任意の一方向に垂直な他方向に回転さ
せ、前記全体撮像で得た原稿画像サイズ及び解像度に応
じて前記原稿画像を複数の分割画像領域に分割して必要
な倍率で順次撮像するよう制御手段は前記走査機構部を
駆動させる。

また、この制御手段は、前記走査機構部が撮像した分
割画像を合成処理して任意の解像度に応じた原稿画像デ
ータを得る。

（作用）まず、任意の原稿を裏返すことなく配置する。

そして、原稿画像全体を撮像する。次に、結合光学手
段の倍率を変化させるとともに、制御手段の制御により
走査機構部を駆動して、結像光学手段及び固体撮像素子
を任意の一方向及び該一方向に直交する他方向に適宜回
転させながら、原稿画像を撮像していく。

その際、原稿画像全体を撮像して得られる原稿画像サ
イズ及び解像度に応じて前記原稿画像を複数の分割画像
領域に分割し、必要な倍率で順次撮像することにより、
複数の分割撮像データを得る。

次に、制御手段によって、上記複数の分割撮像データ
を合成処理して、任意の解像度で原稿画像データを得る
ものである。

従来のように、プラテンガラス上に原稿を置いて撮像
する構成ではなく、また、原稿画像を分割して撮像する
構成であるので、画像読取装置の小型化が図れる。

また、原稿についても、従来のように裏返しの状態で
プラテンガラス上に載置する必要はなく、また、位置決
め作業も不要であるので、繁雑な作業から開放される。

（実施例）以下、第１図乃至第５図を参照して本発明の一実施例
を説明する。

まず、本実施例による画像読取装置の走査機構部１の
構成を第１図を参照して説明する。水平可動筐体３が支
持部５に取り付けられていて、この水平可動筐体３は、
水平走査軸７を中心にしてＸ方向（任意の一方向）に、
回転可能に設置されている。また、水平走査機構９が設
けられており、この水平走査機構９によって上記水平可
動筐体３を回転させるものである。

上記水平可動筐体３には、垂直可動筐体11が取り付け
られている。この垂直可動筐体11には、結像光学手段1
3、固体撮像素子（例えば、二次元イメージセンサを構
成するCCD）15、結像倍率制御機構17、焦点制御機構19
が取り付けられている。また、上記水平可動筐体３に
は、駆動処理回路25が取り付けられている。

上記垂直可動筐体11は、垂直走査軸21を中心にして、
上記Ｘ方向に直交するＹ方向（他方向）に回転可能にな
っており、この垂直可動筐体11は垂直走査機構23により
駆動される。

このように、結像光学手段13及び固体撮像素子15は、
相互に直交する二方向に対して回転可能に（ジャイロ機
構を構成して）配置されている。

次に、画像読取装置の制御手段の構成を、上記走査機
構部１との関係で、第２図を参照して説明する。

第２図は機能ブロックであり、まず、入力部27があ
る。この入力部27により、「解像度指定」29、「読取開
始」31を指示する。

上記二つの指示は、処理部33の制御回路35に入力され
る。処理部33は、上記制御回路35と、画像処理部37とか
ら構成されている。

制御回路35は、入力部27からの指示にしたがって、走
査機構部１の駆動処理回路25に制御信号を出力し、固体
撮像素子15を所定のタイミングで動作させる。

一方、上記制御回路35からは、走査機構部１の制御回
路45にも制御信号が出力され、駆動機構47を所定のタイ
ミングで制御する。それによって、結像光学手段13を動
作させる。

このような作用によって、原稿51の画像を撮像する。
撮像された画像データは、上記固体撮像素子15、駆動処
理回路25を介して、画像処理部37に送られ、そこで合成
処理されて所望の画像データを得る。

ところで、原稿51の画像読み取りであるが、第３図に
示すような手順で行われる。まず「解像度指定」ａが行
われるとともに、「読取開始」ｂが指示され、それによ
って、「画像原稿全体撮像」ｃが行われる。

上記「画像原稿全体撮像」ｃによって、「画像原稿エ
ッジ検出」ｄが行われる。この画像原稿エッジ検出は、
例えば原稿画像と該原稿画像が置かれている面（例えば
机の上面，黒色シート等）とのコントラストの差異を検
出することにより判断する。そして、焦点合わせにより
得られた距離情報及び撮像部からの角度情報とにより、
「画像原稿サイズ演算」ｅが行われる。また、それと同
時に、「画像原稿傾き検出演算」ｆが行われる。

次に、「ズーム量演算設定」ｇ、「画像原稿分割数演
算」ｈが行われる。そして、画像原稿分割数に基づい
て、既に述べた走査機構部１を駆動して、結像光学手段
13及び固体撮像素子15をＸ方向及びＹ方向に適宜回転さ
せて、「画像原稿分割走査」ｉを行なう。

各々の分割画像は、斜めから撮像されているので、得
られたデータに対して、既に得られた傾きのデータにし
たがって、「画像原稿傾き補正」ｊを行う。それと同時
に、焦点距離の若干の違いにより、画像原稿に歪みが生
じているので、既に得られている距離データに基づい
て、「画像原稿歪み補正」ｋを施す。

このようにして得られた画像分割データに対して、
「分割画像原稿合成」ｌを施して、「画像原稿データ」
ｍを得る。

次に、第４図を参照して、既に述べた原稿画像サイズ
の演算方法、画像分割数の演算方法について、更に詳細
に説明する。

まず、第４図（ａ）に示すように、固体撮像素子15の
中心53に、原稿画像51の隅L₁がくるように、固体撮像素
子15をＸ方向及びＹ方向に適宜回転させる。そのときの
原点軸55に対する回転角を、各々θｘ_１、θｙ_１とし、
かつ焦点合わせによる距離をl₁とする。

また、原稿画像51の残りの３個の隅L₂、L₃、L₄に対し
ても同様の操作を行うことにより、回転角及び距離を算
出する。その結果、原稿画像51の４個の隅L₁、L₂、L₃、
L₄の空間座標は次のようなものとなる。

L₁：（l₁θｘ_１θｙ_１） L₂：（l₂θｘ_２θｙ_２） L₃：（l₃θｘ_３θｙ_３） L₄：（l₄θｘ_４θｙ_４）次に、上記各空間座標に基づいて、原稿画像51のＸ方
向長さ（lx）と、Ｙ方向長さ（ly）を算出する。すなわ
ち、Ｘ方向長さ（lx）と、Ｙ方向長さ（ly）は、前記回
転角や焦点距離をパラメータとする所定の関数ｆによ
り、式（Ｉ）（II）で表すことができる。

1x＝ｆ（l₁ l₂θｘ_１θｙ_１θｘ_２θｙ_２） ……（Ｉ） 1y＝ｆ（l₂ l₃θｘ_２θｙ_２θｘ_３θｙ_３） ……（II）そして、、上記Ｘ方向長さ（lx）と、Ｙ方向長さ（l
y）に基づいて、原稿画像51のサイズを決定する。

次に、原稿画像51の分割数を算出する。原稿画像51の
分割数（nx）、（ny）は、次の式（III）（IV）に示す
ようなものとなる。

nx＝mlx/Nx ……（III） ny＝mly/Ny ……（IV）但し m:解像度 Nx:撮像素子51のＸ方向の画素数 Ny:撮像素子51のＹ方向の画素数以上のデータに基づいて、走査機構部１を動作させ
る。すなわち、水平角度θ_x1からθｘ_２まで、または、
θｘ_３からθｘ_４の範囲で、nx回に分けて走査する。ま
た、垂直角度θｙ_１からθｙ_４まで、または、θｙ_２か
らθｙ_３の範囲で、ny回に分けて走査する。これによっ
て、原稿画像51の全体を所定数に分割して撮像するもの
である。

具体的には、例えば、解像度ｍが16ドット/mm、原稿
画像51のサイズがA4、撮像素子43の画素数（Nx×Ny）が
（500×500）とすると、分割数（nx、ny）が（７、10）
となり、原稿画像51の全体を70分割することになる。し
たがって、70個の分割画像データが得られる。

次に、本実施例による画像読取装置が、実際上どのよ
うな使用状況で使用されるかについて説明する。

例えば、第５図（ａ）に示すように、小型ワークステ
ーション57のディスプレイパネル59の隅に取り付ける。
そして、原稿画像51を小型ワークステーション57の横に
置き、既に述べた手順で画像を読み取っていけばよい。

また、別の例としては、第５図（ｂ）に示すように、
スタンド61に画像読取装置を取り付けることもできる。

以上本実施例によると次のような効果を奏することが
できる。

まず、画像読取装置が小型化がされ、個人用机の上に
も十分に配置して機能させることができる。これは、従
来のように、原稿画像51をプラテンガラス上に裏返しの
状態で載せて、これを下方から読み取っていくのではな
く、結像光学系13及び固体撮像素子15を保持した走査機
構部１を直交する二方向に回転可能に配置し、原稿画像
51を分割して撮像するようにしたからである。

また、画像読取に要する作業も簡単なものとなる。す
なわち、従来は、原稿画像51をプラテンガラス上に裏返
しの状態で配置し、さらに所定の場所に位置決めしなけ
ればならなかったのに対して、本実施例の場合には、そ
のような作業は一切不要になるからである。

また、読取品質の向上を図ることができるとともに、
最終的に得られた画像データも品質の高いものとなる。
これは、必要解像度に応じてズーミングを行うようにし
ているからであり、また、得られた画像データに対し
て、傾きに基づく補正、及び焦点ずれに基づく補正を施
すようにしているからである。

さらに、画像読取の対象物はなんでもよく、あらゆる
ものに適用できるとともに、原稿照明としても室内照明
で事足りるので、エネルギー消費量の低減を図ることが
できる。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではな
い。

前記一実施例では、固体撮像素子15として、CCDで構
成された二次元イメージセンサを想定したが、それ以外
にも、MOS型の二次元イメージセンサ、バイポーラ型の
二次元イメージセンサ、アモルファスシリコン及びTFT
型の二次元イメージセンサ等を適用してもよい。

また、CCD型、MOS型、バイポーラ型、アモルファスシ
リコン及びTFT型の一次元イメージセンサを使用して、
これを走査機構部１内で移動走査させるか、或は走査機
構部１自体を移動させて等価的に二次元走査させること
も考えられる。

また、原稿画像としては、前記一実施例で示したシー
ト状の原稿画像51に限定されず、本、手持ちの原稿、三
次元物体を撮像することができる。

さらに、本発明の画像読取装置をプラテンガラス面の
下に配置して、従来の複写機として構成することも考え
られる。

（発明の効果）以上詳述したように本発明による画像読取装置による
と、結像光学手段及び固体撮像素子を、相互に直交する
任意の二方向に回転可能に配置し、原稿画像を原稿サイ
ズ及び解像度に応じて複数に分割して必要な倍率で撮像
するとともに、それを合成処理して任意の解像度で画像
データを得るようにしたので、原稿画像を任意の解像度
で読み取り可能とし、必要な画像情報を高い読み取り品
質で得るでことができる。また、画像読取装置の小型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は画像読取装置本体の構成図、第２図は機能ブロック
図、第３図はフローチャート、第４図（ａ）、（ｂ）は
原稿画像のサイズ決定及び分割数の決定を説明する図、
第５図（ａ）、（ｂ）は画像読取装置の使用状況を示す
図、第６図及び第７図は従来例による画像読取装置の構
成図である。１……走査機構部 13……結像光学手段 15……固体撮像素子 27……入力部 33……処理部 51……原稿画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】倍率を可変することが可能な結像光学手段
と、この結像光学手段に対して所定の位置関係で配置さ
れた固体撮像素子と、前記結像光学手段及び固体撮像素
子が保持された走査機構部と、を有する画像読取装置で
あって、前記結像光学手段及び固体撮像素子により原稿画像全体
を撮像するとともに、前記結像光学手段の倍率を変化さ
せ、結像光学手段及び固体撮像素子を任意の一方向及び
該任意の一方向に垂直な他方向に回転させ、前記全体撮
像で得た原稿画像サイズ及び解像度に応じて前記原稿画
像を複数の分割画像領域に分割して必要な倍率で順次撮
像するよう前記走査機構部を駆動させる一方、この走査
機構部が撮像した分割画像を合成処理して任意の解像度
に応じた原稿画像データを得る制御手段を具備することを特徴とする画像読取装置。