JPH0193259A

JPH0193259A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH0193259A
Application number: JP62251061A
Authority: JP
Inventors: Kimiyasu Mifuji; 仁保美藤; Takeshi Matsuoka; 毅松岡
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1989-04-12

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】［発明の技術分野］この発ＩＪＪは画像読取装置に関する。

［従来技術とその問題点］従来、画像読取装置は、原稿等の被写体の像をレンズ、
ミラー、プリズム等よりなる光学系を用いてラインセン
サー１−に結像し、このラインセンサーで被写体の像を
読み取っている。そのため、１すられる像は被写体の線
状部分だけであり、全体像を１１１るためには線状部分
を線幅きざみで順次移動させる必要がある。すなわち、
上記のような画像読取装置では、光学系とラインセンサ
ー、または被写体、もしくはラインセンサーのいずれか
を微小幅で順次移動させて全体像を読み取っている。し
かし、これらに送りむらがあると全体像が正確に得られ
ないため、精密な制御系を用いて送りむらをなくす必要
がある。そのため、機構が複雑化するとともに、高速読
み取りが難しく、しかも装置全体が大型化し、高価なも
のになるという欠点がある。

また、上述したラインセンサー以外に撮像素子（ＣＯＤ
）を用いたテレビカメラ等では高速読み取りや、カラー
読み取り等が可能であるが、通常の撮像素子では縦横の
画素数が少なく、解像度が低いため、文字等を正確に読
み取ることができないという欠点がある。

［発明の［１的］この発明はト述した事情に鑑みてなされたもので、その
［目的とするところは、解像度が高く、かつ高速読み取
りができ、しかも構造が簡単で安価な画像読取装置を提
供することにある。

［発ＩＪ＋の要点］この発明は」−述した目的を達成するために、原稿等の
被写体の全体像を光学系により所定位置に結像する際に
、その全体像を切換反射手段により複数に分割し、その
一部分の像を順次選択して反射し、この反射された一部
分の像を順次撮像素子により撮像するようにしたことを
要点とする。

［第１実施例］以下、第１図から第４図を参照して、この発明の第１実
施例を説明する。

致−滅第１図は画像読取装置の全体構成を示す断面図である。

この図において、１は筺体である。この筺体ｌは箱形状
をなし、その内部に断面「ｖ」字状の導光部１ａが一体
に形成されており、この導光部１ａの１一部にガラス板
よりなる原稿台２が１没けられている。この原稿台２は
その上に原稿３が配置され、この原稿３が開閉可能に設
けられた原稿押え蓋（図示せず）により押えられる。ま
た、断面ｒＶＪ字状の導光部１ａはその左側内壁に原稿
３の全体像を右側へ反射する固定反射鏡４が設けられて
おり、右側壁には光源５ａ、５ｂおよび鏡筒６が設けら
れている。すなわち、光源５ａ、５ｂはそれぞれ固定反
射鏡４に光な照射してｈ：（稿３を１分づつ照明するも
のであり、ハロゲンランプ等よりなり、導光部１ａの右
側壁の外側に配置され、受けもち部分が読み取られると
きにのみ点灯する。この場合、光源５ａは導光部１ａの
右側壁の１一部側に１投けられた開口部１ｂと対応して
おり、その外側には光を固定反射鏡４へ反射する反射鏡
７ａが設けられている。また、光源５ｂは導光部１ａの
右側壁の下部に設けられた開口部１ｃと対応して設けら
れ、その外側にも上述と同じ反射鏡７ｂが設けられてい
る。なお、光源５ａ、５ｂに用いられるハロゲンランプ
は点灯（発光）時間が１〜２秒と短く、蛍光灯より光量
が多く、しかもほとんど発熱しない。

一方、鏡筒６は固定反射鏡４で反射された原稿３の像を
切換反射装７１８を介して撮像素子９に導くものであり
、「Ｌ」字状に折り曲げられた筒状をなし、その中心軸
が原稿３の中心を通って固定反射鏡４で反射された光軸
１０１−に配置されている。この場合、鏡筒６の導光部
ｌａ側は広１１のテーパ部６ａになっており、これに連
続する水平な筒部内に光学系の凹レンズ１１および凸レ
ンズ１２が設けられている。凹レンズ１１は固定反射鏡
４で反射された原稿３の像を縮小するものであり、凸レ
ンズ１２は縮小された像を拡大して結像するものである
。この場合、各レンズ１１．１２およびその間隔ａはバ
ックフォーカスが太きくなるように設′ル゛されている
６しＪ換反射装置８は凸レンズ１２で拡大された像を２つ
に分ノ１し、この分；’；ｌされた像を選択して順次撮
像素ｆ−９に結像させるものであり、第１図および第２
図に示すように可動反射鏡１３、電磁ソレノイド１４、
調整ねし１５ａ、１５ｂ等により構成され、鏡筒６の折
り曲げ部分内に配置されている。すなわち、ｎｆ動反射
鏡１３は凸レンズ１２で拡大された像を撮像素子９に結
像させる反射板であり、光軸１０が位置する前後端が鏡
筒６の折り曲げ部分に形成された取付枠６ｂに回動自在
に枢支され、これにより支点０を中心に回動するように
なっており、そのｆＬｆ面にはアーム部１３ａが設けら
れている。電磁ソレノイド１４はｒ１ｆ動反射鏡１３を
回動させるものであり、鏡筒６の外部に配置され、その
プランジャ１４ａの先端がコイルばね１４ｂを介して可
動反射鏡１３のアーム部１３ａに取り付けられている。

この場合、電磁ツレノド１４はｉｉｆ動反射鏡１３を片
側へしか回動させないため、アーム部１３ａには反対側
に復帰用のコイルばね１６が取り付けられている。また
、調整ねじ１５ａ、１５ｂはそれぞれ取付枠６ｂの上下
部に螺着され、その先端が可動反射鏡１３の背面側へ突
出し、この突出した部分のいずれか一方にｔｒ（原反射
鏡１３の背面が当接することにより、ｔ＋７動反射鏡１
３の回動州を調整する。すなわち、＋１丁動反射鏡１３
は調整ねじ１５ａ、１５ｂのいずれにも当接しない中間
位置においては、第３図（ａ）に示すように原稿３の中
間部分が撮像ぶＴ−９に結像され、下側の調整ねじ１５
ａに当接している場合には、第３図（ｂ）に示すように
原稿３の（１）で示す部分３ａが撮像素子９に結像され
、また上側の調整ねじ１５ｂに当接している場合には、
第３図（Ｃ）に示すように原稿３の（ＩＴ）で示す部分
３ｂが撮像素子９に結像される。

また、撮像素子９は原稿３の像を光の分布として受光し
、これを画像として表示できるような形の電気信号に変
換するものであり、例えばカラー読み取りが可能なＣＯ
Ｄ　（チャージ・カプラ・デバイス）やＭ　ＯＳ　、＋
１！！のもの等よりなり、ｎｆ動原反射鏡１３選択され
た原稿３の１分の像をＩ￥１次読み取るようになってお
り、鏡筒６の下部に形成されたフランジ部６ｃ内に配置
され、その側部から下方へ突出したリード部９ａ・・・
が下側のサブ回路基板１９ａに接続されている。この場
合、撮像−Ｊ：　−ｆ−９の１−面には気密ガラス１７
を介してフィルタ１８が１没けられている。このフィル
タ１８は撮像素７’　９の分光特性を調整するもので、
例えば撮像素ｒ−９が赤色光に強く反応する場合には、
１１色系のものを用いる。また、回路基板１９ａは鏡筒
６のフランジ部６ｃにビス６ｄ・・・により取り付けら
れている。なお、筺体１の内部にはメイン回路ノ＾板１
９ｂが設けられており、このメイン回路基板１９ｂに光
源５ａ、５ｂ、’１ｕｍ　ソｌ／　／イド１４、サブ回
路基板１９ａがそれぞれ電気的に接続されている。

次に、第４図を参照して、上述した画像読取装置の回路
構成について説明する。

この図において、２０は制御部である。この制御部２０
は回路全体を制御するもので、インターフェース部２８
を介して外部機器（図示せず）から読み取り指令がＵ−
えられると、ランプドライバ２１、ソレノイドドライバ
２２、センサードライバ２３に請御信号を与え、原稿３
の像が固定反射鏡４で反射され、光学系２０ａを介して
切換反射装置８の可動反射鏡１３で撮像素子９に結蔵し
、この撮像素子９でず！ｌられた画像の信号を信号処理
回路２５を介してＡ／Ｄ変換器２６から画像データとし
て！ｊ−えられ、この画像データをメモリ２７に記憶し
、この記憶された画像データをインターフェース部２８
にもグーえる。すなわち、ランプドライバ２１は制御部
２０からｆｌ１ｇｇ信号がグーえられると、２つの光源
５ａ、５ｂを順次点灯させ、原稿３を゛部分づつ照ＩＪ
する、ソレノイドドライバ２２は制御部２０からの制御
信号により電磁ソレノイド１４を駆動し、そのプランジ
ャ１４ａで可動反射鏡１３を回動させ、撮像素子９に結
像される原稿３の像を半分づつ、！／Ｊり換える。セン
サードライバ２３は同期を取るタイミング［Ｃ−η路を
含み、制御部２０からの制御灯−Ｊにより撮像素ｆ　９
を駆動して画像の読み取りを開始させるとともに、同期
信号を信−Ｊ−処理回路２５．Ａ／Ｄ変換器２６、およ
び制御部２０にグーえる。撮像素子９はセンサートライ
バ２３により駆動されて可動反射鏡１３で選択された１
分の像を順次読み取って、Ｗ（白）、Ｃｙ（シアン）、
Ｙ（黄）、Ｇ（緑）のカラー信１）を信号処理〜１路２
５にゲ、える。信１）処理回路２５は撮像素子９から与
えられたカラー信号をＲ（赤）、Ｂ（＋！？）、Ｙ（黄
）の信号に変換するとともに、センサードライバ２３か
らの同期信号に基づいて同期が取られ、これをＡ／Ｄ変
換器２６にグ、える。　Ａ／Ｄ　ｆ換器２６は信号処理
回路２５からのアナログ信号をデジタル信号に変換する
とともに、センサードライバ２３からの同期信ｔ）にノ
、（づいて同期が取られ、画像データを制御部２０に′
ｊえる。メモリ２７はＡ／Ｄ変換器２６から制御部２０
に与えられた画像データを記憶する。

インターフェース１２８は外部機器との接続を図るもの
で、外部機器からの読み出し指令を劃御部２０にＪｐえ
るとともに、メモリ２７に記憶されている画像データが
制御部２０で読み出されて与えられ、この画像データを
外部機器に送り出す、なお、外部ａ器としては、パーソ
ナルコンピュータやモデ１、（画像データを電話回線に
乗せるもの）等である。

肱−１次に、に記のように構成された画像読取装置を使用する
場合について説ＩＪＩする。

まず、原稿台２のＬに原稿３を配置する。この状態で、
外部機器から読み出し指令がインターフェース部２８を
介してＨＩＦｍ２ｏに与えられると、制御部２０により
ランプドライバ２１．ソレノイドドライバ２２、センサ
ードライバ２３に駆動指令がＩｊえられる。すると、ラ
ンプドライバ２１は光源５ａ、５ｂを駆動して順次点灯
させ、原稿３を半分づつ照明し、またソレノイドドライ
バ２２は電磁ソレノイド１４を駆動して可動反射鏡１３
を回動させ、撮像素子９に結像される像をｒ分づつシノ
リ換え、さらにセンサードライバ２３は光源５ａ、５ｂ
が安定した後、撮像素ｆ９を駆動して読み取りを開始さ
せる。すなわち、ランプドライバ２１により光源５ａ、
５ｂが順次点灯すると、光源５ａは第３図に示すように
原稿３の（１）で示す部分３ａを照明し、光源５ｂは（
ＩＩ　）で示す部分３ｂをｌｊＱ明する。

そして、このように光源５ａが点灯してＥ；〔稿３の（
Ｉ）で示す部分３ａが！！！ｉ明された場合には、他の
光源５ｂは消灯される。この状態ではソレノイドドライ
バ２２により電磁ソレノイド１４に駆動指令がケ・えら
れず、可動反射鏡１３は復帰用のコイルばね１６により
引き寄せられて、その背面ド部側が調整ねじ１５ａに′
！！Ｊ接している。そのため、第１図に示すように光源
５ａで照明された原稿３の像は固定反射鏡４で反射され
て鏡筒６内に入射し、門レンズ１１で縮小された後、凸
レンズ１２で拡大されて切換反射装置８の可動反射鏡１
３で撮ａ′素ｆ−９側へ反射される。この場合には、ｉ
ｉＪ動反射鏡１３の下部側が調整ねじ１５ａに当接して
いるので、第３図（ｂ）に示すように原稿３のＦ半分の
像、つまり原稿３の（Ｉ）で示す部分３ａの像を撮像素
子９に結像するが、他の像、つまり原稿３の（１１）で
示す部分３ｂの像は撮像素子９以外の部分に結像される
ので、撮像素子９により読み取られることはない、しか
も、光源５ａは原稿３の（１）で示す部分３ａを中心に
照明するので、その他の部分３ｂは比較的暗くなり、撮
像素子９への悪影響をおよぼさない、このように撮像素
子９に原稿３の（１）で示す部分３ａの像が結像される
と、撮像素子９はその像に応じたカラ−０す−を信号処
理回路２５に出力する。すると、このカラー信号は信号
−処理回路２５およびＡ／Ｄ変換器２６を介して画像デ
ータとして制御部２０に与えられ、メモリ２７に記憶さ
れるとともに、この記憶された画像データは制御部２０
からインターフェース部２８を介して外部機器に送り出
される。

次に、ランプドライバ２１により光源５ａが消灯され、
次の光源５ｂが点灯すると、今度は原稿３の（ＩＩ　）
で示す部分３ｂが照明される。すると、ソレノイドドラ
イバ２２によｊ’　！／Ｊ換反射装置８の電磁ソレノイ
ド１４が駆動され、そのプランジャ１４ａが復帰用のコ
イルばね１６に抗してσｆ動反射鏡１３を回動させ、第
２図に示すようにＩＩｒ動反射鏡１３の１？面！一部側
が調整ねじ１５ｂに当接する。そのため、反射角度が」
−述した場合と異なるので、今度は、第３図（Ｃ）に示
すように、原稿３の（Ｈ）で示す部分３ｂの像が撮像素
子９に結像される。これにより、原稿３の（ＩＩ　）で
示す部分３ｂの像のみが撮像、に子９により読み取られ
る。このように読み取られた２つの画像をＭＩみ合わせ
ることにより、原稿３の全体像が得られる。

しかるに、−ｈ記のような画像読取装置によれば、原稿
３の像を２つに分割し、この分割された像をｊぼ１次選
択して１つの撮像素子９で撮像するようにしたので、高
速で読み取ることができるとともに、解像度が高く、文
字等をｉＥ確に読み取ることができる。しかも、２つに
分；１された像を順次切り換えて選択する手段として切
換反射装置８を用いたので、機械的な可動部分が従来の
ものより極めて少なく、電気的に簡単に制御駆動するこ
とができる。そのため、コンパクトでかつ安価なものを
１１多ることができる。

［第２実施例］次に、第５図および第６図を参照して、この考案の第２
実施例を説明する。

この第２実施例はａ稿３の像を４つに分；’Ｉ　シて読
み取るものであり、上述した第１実施例と同一部分には
同一符号を付し、その説ＩＪＪは省略する。

すなわち、鏡筒６の折り曲げられら部分に設けられる切
換反射装置３０は、第５図に示すように鏡筒６内の凸レ
ンズ１２により拡大される像を４つに分割し、この分割
された６像を選択して順次撮像素子９に結像させるもの
であり、鏡筒６に形成された枠体３１の上部外側にステ
ップモータ３２を取り付け、このステップモータ３２の
出力軸３２ａを枠体３１内に突出させ、この突出した部
分に回転体３３を取り付け、この回転体３３にｉｆ）対
反射鏡３４を設けた構成になっており、枠体３１の外側
部には回転体３３の初期位置を検出するフォトセンサー
３５が１没けられている。この場合、回転体３３は厚さ
の異なる偏心した円板、つまりテーパ面をイ１する円板
よりなり、ステップモータ３２により駆動されて回転し
、この回転角に応じてｉｆ）対反射鏡３４の反射角度を
変え、原稿３の像を４つに分割し、この分′、１１され
た１／４の像を順次選択して撮像素子９に結像させる。

この場合、撮像素子９で撮像可能な範囲は、第５図（ａ
）に示すように原稿３の１／４の像であり、例えば第４
図に示すように回転体３３の厚い部分がＬ側に位置し、
かつその厚い部分が左右の一方側へ傾いていると、第５
図（ｂ）に示すように原稿３の（Ｉ）で示す部分３ａｌ
の像を撮像素子９に結像し、逆に回転体３３の厚い部分
が左右の反対方向に傾いていると、原稿３の（ＩＩ）で
示す部分３ａ７の像を撮像素子９に結像する。また、回
転体３３の厚い部分が上述とは逆に下側に位置し、かつ
その厚い部分が左右の一方側へ傾いていると、原稿３の
（ｍ）で示す部分３ａ３の像を撮像素子９に結像し、逆
に回転体３３の厚い部分が左右の反対方向へ傾いている
と、原稿３の（ＩＶ）で示す部分３ａｎの像を撮像素子
９に結像する。この場合、回転体３３の回転角度は第５
図（ａ）に示すように、左右方向の切り換えの際はｏｌ
で、上下方向の切り換えの際は０２であり、その切換角
度ｏ、、ｏ２はそれぞれ異なり、これに応じてステップ
モータ３２は制御部等により、その回転Ｊｉ）が制御さ
れる６例えば、左右方向への切り換えとして、撮像素子
９に結像される像が原稿３の（１）で示す部分３ａＩか
ら（ＴＩ）で示す部分３ａ７に切り換える場合、および
原稿３の（ＩＩＩ）で示す部分３ａ３から（ＩＴ）で示
す部分３ａ４に切り換える場合には回転体３３の回転角
度は０１であり、また上下方向への切り換えとして、ｐ
！ｌ稿３の（ＩＩ　）で示す部分３ａ２から（ＩＩＩ）
で示す部分３ａ３に切り換える場合、および原稿３の（
ＩＶ）で示す部分３ａａから（１）で示す部分３ａｌ　
にνＪり換える場合には回転体３３の回転角度は０２で
ある。

したがって１　このような画像読取装置によれば、切換
反射装置２０の回転体３３をステップモータ３２で所定
角度（θ１、θ２）回転させるだけで、原稿３の像を４
つに分割し、この分、１１された１／４の像を順次選択
して撮像素子９に結像させ、この撮像素子９で順次撮像
することができる。そのため、前述した第１実施例と同
様の効果がある。

なお、に述した各実施例では１つのＩＩｆ動反対反射鏡
１３４を動かすことにより、原稿３の像を２つまたは４
つに分；１．Ｉ　して順次撮像素子９で読み取るように
したが、この発明はこれに限らず、２つ以にの＋ｉｉ動
反射鏡を用いれば、原稿の像を任意の数（ｎ個）に分−
１３でき、これらを選択して＋Ｗｔ次撮像素子９で読み
増ることができる。すなわち、１つの可動反射鏡を上下
方向へ回動させ、この可動反射鏡で分；Ｉ、１された像
を２つ目の可動反射鏡に反射し、この２つ１１のｉｉｆ
動反対反射鏡右方向へ回動させ、この２つ１１の可動反
射鏡でさらに像を分割し、この分：１１された像を順次
撮像素子９で読み取るようにすれば良い。

また、上述した実施例では光源５ａ、５ｂにハロゲンラ
ンプを用いたが、何等これに限定される必要はなく、蛍
光灯等を用いても良いことは勿論である。

［発１１の効果］以１−詳細に説明したように、この発ＩＪＪの画像読取
装置によれば、原稿等の被写体の全体像を光学系により
所定位置に結像する際に、その全体像を切換反射手段に
より複数に分割し、その一部分の像を順次選択して反射
し、この反射された一部分の像を順次撮像素子により撮
像するようにしたので、解像度が高く、かつ高速読み取
りができ、しかも構造が簡単で安価なものを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はこの発明の第１実施例を示し、第１
図は画像読取装置の断面図、第２図はそのジノ換反射装
置の操作状態を示す断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は原
稿の像を撮像素子が読み取る際の状態を示す図、第４図
は画像読取装置の回路構成を示すブロック図、第５図お
よび第６図はこの発明の第２実施例を示し、第５図はそ
の切換反射装置付近の断面図、第６図（ａ）（ｂ）はｈ
；〔稿の像を撮像素子が読み取る際の状態を示す図であ
る。３・・・・・・原稿、５ａ、５ｂ・・・・・・光源、８
，３０・・・・・・！ｉｌＪ換反射装置、９・・・・・
・撮像素子、１１・・・・・・凹レンズ、１２・・・・
・・凸レンズ、１３．３４・・・・・・可動反射鏡、１
４・・・・・・電磁ソレノイド、３２・・・・・・ステ
ップモータ、３３・・・・・・回転体。第２図（ｂ）　　　　　　　　　　　　（ｃ）−−ニー−３ｂＬ−−−−−−−−−−Ｊ第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

原稿等の被写体の全体像を所定位置に結像する光学系と
、この光学系により結像される全体像を複数に分割し、
その一部分の像を順次選択して反射する切換反射手段と
、この切換反射手段で選択されて反射された被写体の一
部分の像を順次撮像する撮像素子とを備えたことを特徴
とする画像読取装置。