JPH0193260A

JPH0193260A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH0193260A
Application number: JP62251062A
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Ｊこの発明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−にに結像し、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、得られる像は被写体の線状
部分だけであり、全体像を得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６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［、〈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１］ミ確に得られ
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１文字子を正確に読
み取ることができないという欠点がある。

［発明の目的］この発明は上述した°１を情に鑑みてなされたもので、
その［ｉ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。

［発明の要点］この発明は上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、
その全体像を切換選択手段により複数に分割してその一
部分の像を順次選択し、この選択された一部分の像を撮
像素子により順次撮像するようにしたことを要点とする
。

［第１実施例１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。

構成第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、■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ｒＶＪ字状の導光部１ａが一体
的に設けられており、この筺体ｌと導光？１Ａｔａとの
間にガラス板よりなる原稿台２が、没けられている。こ
の原稿台２はその」−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Ｄ；（稿押え蓋（図示せず）に
より押えられる。また、断面「Ｖ」字状の導光部１ａは
原稿３の全体像を右側へ導くものであり、その内壁面に
は反射防止処理が施されており、導光部１ａの上丁にお
ける外部には光源５ａ、５ｂが配置されているとともに
、右端の中心部には鏡筒６が設けられている。すなわち
、光源５ａ、５ｂはそれぞれ原稿３を半分づつ照明する
ものであり、ハロゲンランプ笠よりなり、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５
ａは導光１１ａの上側壁に設けられた開口部ｔｂと対応
しており、その外側には光をＢｒＣ稿３の上半分に反射
する反射鏡７ａが設けられている。また、光源５ｂは導
光部１ａの下側壁に設けられた開口部ｌｃ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０６は光源５ａ、５ｂで照明された原稿３の像
を切換選択装置８を介して撮像素子９に導くものであり
、同じ太さの円筒状をなし、その中心軸が原稿３の中心
を通る光軸ｌＯ上に配置されており、左側内部には光学
系の凹レンズ１１および凸レンズ１２が設けられ、その
右側には切換選択装置８が設けられ、さらにその右端の
センサー筒６ａ内には撮像素子９が設けられている。

凹レンズ１１は原稿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り
、各レンズ１１．１２およびその間隔ａはバックフォー
カスが大きくなるように設定されている。

切換選択装置８は凸レンズ１２で拡大された像を２つに
分割し、この分−１；ｖされた像を選択して順次撮像素
子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、光軸ｌＯを中心に回転する回転体１３と、こ
の回転体１３内に設けられた回転プリズム１４と、この
回転体１３を駆動するステップモータ１５と、回転体１
３の初期位置を検出するフォトセンサーｔｓ５により構
成されている。すなわち１回転体１３は円形状のケース
であり、筺体ｌの基台ｌｄ上に形成された環状の保持部
ｌｅ内にリング状の軸受１７を介して回転回転「１在に
保持されている。この場合、回転体重３は左右２つの円
形ケース１３ａ、１３ｂよりなり、鏡筒６よりも大きな
外径をなし、その外周に南東部１３ｃおよび軸受保持部
１３ｄが設けられている。なお、回転体１３の回転中心
軸は光軸ｌＯと−・致しており、左右の鏡筒６およびセ
ンサー筒６ａと対応する中心付近が円形状に開口され、
その周囲に各部６．６ａに嵌合する筒状の位置決めポス
１３ｅ、１３ｅが形成されている。回転プリズム１４は
回転体１３内に設けられ、回転体１３と一体に回転する
ことにより、凸レンズｌ２で拡大された像を２つに分割
し、この分割された像を選択して順次撮像素子９に結像
させるものであり、内部にｒＶＪＶ２Ｏ４光部１．４　
ａを有し、互いに対向する面が反射面１４ａ１〜１４ａ
４になっており、これら各反射面１４ａ１〜１４ａ４の
うち、凸レンズ１２０Ｆ４より入射した像を反射する反
射面１４ａ＋　はその中心が光軸１０上に位置し、ここ
を中心に旋回するようになっており、また導光部１４ａ
内を導かれた像を撮像素子９へ反射する反射面１４ａ４
はその中心が光軸１０から撮像素子９の幅（高さ方向の
長さ）ｈの１／２　　（ｈ／２　）だけズしている。す
なわち、反射面１４ａ４の中心が光軸１０と一致してい
ると、第３図（ａ）に示すように原稿３の全体像の中間
部分のみが回転プリズム１４の回転に関係なく、撮像素
子９に結像される。そのため、反射面１４ａ４の中心を
撮像素子９の幅りの１／２だけ光軸ｌＯからズラすと、
第３図（ｂ）（ｃ）に示すように、回転プリズム１４が
１８０度づつ回転毎に、原稿３の上半分および下半分の
６像がそれぞれ画像素子９に結像される。なお、凸レン
ズ１２で拡大された像を反射する反射面１４ａｌ　の先
端１４ｂは垂直方向へ突出しており、これにより反射面
１４ａｌ　の反射領域を規制している。ステップモータ
１５は基台ｌｄ上に設けられ、その出力州１１５ａに歯
車１５ｂが、投けられ、この歯車１５ｂが回転体１３の
外周に設けられた尚・１１１３ｃに噛み合っており、こ
れによりステップモータ１５の回転を回転体１３に伝達
し、回転体１３および回転プリズム１４を１８０度づつ
回転させる。さらに、フォトセンサー１６は回転体１３
の初期位置を検出して、回転プリズム１４の位置を検出
するものである。

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１彪なＣ
ＣＤ　（チャージ・カプラ・デバイス）やＭＯＳ型のも
の笠よりなり、回転プリズム１４で選択された原稿３の
半分の像を順次読み取るようになっており、センサー筒
６ａの右端に配置され、その側部から右方ヘリード部９
ａ・・・が突出しており、このリード部９ａ・・・がサ
ブ回路基板（図示せず）に接続されている。この場合、
撮像素子９の前面には気密ガラス１８を介してフィルタ
１９が設けられている。このフィルタ１９は撮像素子９
の分光特性を調整するもので、例えば撮像素子９が赤色
光に強く反応する場合には青色系のものを用いる。

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、２ｏ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与え
られると、ランプドライバ２１、モータドライバ２２、
センサードライバ２３に制御信号を与え、光源５ａ、５
ｂで原稿３を照明し、この照明された原稿３の像が光学
系２０ａを介して切換選択装置８の回転プリズム１４で
撮像素子９に結像され、この撮像素子９で得られた画像
の信号を信号処理回路２５を介してＡＩＤ変換器２６か
ら画像データとしてケーえられ、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にもゲえる。すなわち、ランプドライバ
２１は制御部２０から制御信号が与えられると、２つの
光源５ａ、５ｂを順次点灯させ、原稿３を半分づつ照明
する。モータドライバ２２は制御部２０からの制御部【
）によりステップモータ１５を駆動し、回転体１３を回
転させ、その内部の回転プリズム１４を１８０度づつ回
転させ、撮像素子９に結像ぎれる原稿３の像を半分づつ
切り換える。この場合、回転プリズム１４はフォトセン
サー１６により初期位置が検出され、そのデータが制御
部２０に！チえられ、これによりステップモータ１５の
回転が制御される。センサードライバ２３は同期を取る
タイミング回路を含み、制御部２０からの制御部ｔ）に
より撮像素子９を駆動して画像の読み取りを開始させる
とともに、同期信号を信号処理回路２５、Ａ／Ｄ　ｆ検
器２６、および制御部２０に一′ｊ−える。撮像素子９
はセンサードライバ２３により駆動されて回転プリズム
１４で選択された半分の像を順次読み取って、Ｗ（白）
、Ｃｙ（シアン）、Ｙ（黄）　、　Ｇ　（＆＆）のカラ
ー信号を信号処理回路２５に与える。信号処理回路２５
は撮像素子９から４えられたカラー信号をＲ（赤）、Ｂ
（青）、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に与える。

Ａ／Ｄ変換器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からの同期信号に基づいて同期が取られ、画像デ
ータを制御部２０に与える。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
。インターフェース部２８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制御部２０に与え
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で読み出されて午えられ、この画像データを
外部機器に送り出す、なお、外部機器とシテは、パーソ
ナルコンピュータやモデム（画像データを電話回線に乗
せるもの）等である。

動作次に、に記のように構成された画像読取装置を使用する
場合について説明する。

まず、原稿台２の上に原稿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
介して制御部２０に与えられると、制御部２０によりラ
ンプドライバ２１、モータドライバ２２、センサードラ
イバ２３に駆動指令が与えられる。すると、ランプドラ
イバ２１は光；１１５ａ、５ｂを駆動して順次点灯させ
、原稿３を半分づつ照明し、またモータドライバ２２は
回転体１３を駆動して回転プリズム１４を回転させ、撮
像素子９に結像される像を半分づつ切り換え、さらにセ
ンサードライバ２３は光源５ａ。

５ｂが安定した後、撮像素子９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５
ａ、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の上半分３ａを照明し、光源５ｂは下半分３
ｂを照明する。

そして、このように光源５ａが点灯して原稿３の」−半
分３ａが照明された場合には、他の光源５ｂは消灯され
る。この状態で、モータドライバ２２によりステップモ
ータ１５に駆動指令が与えられ、回転体１３が回転し、
フォトセンサー１６で初期位置が検出されると、ステッ
プモータ１５が停止し、第１図に示すような位置に回転
プリズム１４がセットされる。このように回転プリズム
１４がセットされると、第１図に示すように光源５ａで
照明された原稿３の像は鏡筒６内に入射して凹レンズ１
１で縮小された後、凸レンズ１２で拡大され、切換選択
装置８の回転プリズム１４内の導光部１４ａを通って撮
像素子９側へ送られる。この場合には、導光部１４ａ内
の像を撮像素子９側へ反射する反射面１４ａａはその中
心が第１図に示すように光軸ｌＯからｈ／２だけ下側ヘ
ズしているので、第３図（ｂ）に示すように原稿３の上
半分３ａの像を撮像素子９に結像するが、他の像、つま
り原稿３の下半分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の上半分３ａを中心に照
明するので、下半分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の上゛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ー信号を信号処理回路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？１６機器に送り出される。

次に、ランプドライバ２１により光ａ５ａが消灯され、
次の光源５ｂが点灯すると、今度は原稿３の下半分３ｂ
が照明される。すると、モータドライバ２２により切換
選択装置８のステップモータ１５が駆動され、これによ
り回転体１３が回転して、第２図に示すように回転プリ
ズム１４を１８０度回転させる。このように回転プリズ
ム１４が１８０度回転すると、導光部１４ａ内の像を撮
像素子９側へ反射する反射面１４ａ４は、その中心が第
２図に示すように光軸１０からｈ／２だけ上側ヘズレる
ので、今度は、第３図（Ｃ）に示すように、原稿３の下
半分３ｂの像が撮像素子９に結像される。これにより、
原稿３の下半分３ｂの像のみが撮像素子９により読み取
られる。このように読み取られた２つの画像を組み合わ
せることにより、原稿３の全体像が得られる。

しかるに、上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（’Ｉ　シ、この分割された像を順次選
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＠度が高く、文
字等を正確に読み取ることができる。しかも、２つに分
割された像を順次切り換えて選択する手段として、回転
プリズム１４を有する切換選択装置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
かつ安価なものを得ることができる。

［第２実施例Ｊ次に、第５図〜第８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実施例は原稿３の像を４つに分割して読み取る
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、その説明は省略する。

すなわち、この実施例の画像読取装置は第５図に示すよ
うに、原稿３の１７４の像が撮像素子９に結像されるよ
うに光学系の各レンズ１１．１２を設定するとともに、
回転プリズム３０を所定角度ｏ、、ｏ２づつ回転させる
ことにより、原稿の全体像を４つに分−１，１シ、この
分割した像を順次選択するようになっている。この場合
、回転プリズム３０内には上述した第１実施例と同様に
、「ｖ」字状の導光部３０ａが形成されており、この導
光部３０ａ内の各反射面３０ａ＋　〜３０ａａのうち、
光学系から入射した像を反射する反射面３０ａ＋　は第
６図に示すように、その中心が上述した第１実施例と同
様に光軸１０と一致しているが、導光部３０ａ内の像を
撮像素子９へ反射する反射面３０ａ４はその中心が撮像
素子９の対角線にの１／２　　（ｋ／２　）だけ光軸１
０からズしている。

また、回転プリズム３０の回転角度は第５図に示すよう
に、左右方向の切り換えの際はθ１で、上下方向の切り
換えの際は０２であり、その切換角度０１．０７はそれ
ぞれ異なり、これに応じてステップモータ１５は制御部
等により、その回転量が制御される０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ＣＩ）で示す部分３ａ＋　から（ＩＩ）で示す部分
３ａ２に切り換える場合、および原稿３の（Ｉ［Ｉ）で
示す部分３ａ３から（ＩＴ）で示す部分３ａ４に切り換
える場合には回転プリズム３０の回転角度は０１である
。また、上下方向への切り換えとして、原稿３の（ＩＩ
）で示す部分３ａ２から（ｍ）で示す部分３ａｘに切り
換える場合、および原稿３の（ＩＶ）で示す部分３ａａ
から（Ｉ）で示す部分３ａｘに切り換える場合には回転
プリズム３０の回転角度は０２である。そして、このよ
うに回転プリズム３０が回転すると、第７図および第８
図に示すように、原稿３の中心０が撮像素子９を中心と
してその対角線ｋを直径とする円の軌跡Ｒ１−を移動す
る。そのため、原稿３の（Ｉ）〜（ＩＶ）で示す部分３
ａ＋〜３ａ４の６像が順次撮像素子９に結像される。す
なわち、原稿３の（Ｉ）で示す部分３ａＩ’の像を読み
取る場合には、原稿３の中心０が円の軌跡Ｒ上のＰ＋点
に位置し、第８図（ａ）に示すように原稿３のＣＩ）で
示す部分３ａｌ　の像が撮像素子９に結像される。また
、原稿３の（ＩＩ）で示す部分３ａｙを読み取る場合に
は、回転プリズム３０が所定角度Ｏ１だけ回転されるの
で、原稿３の中心０は円の軌跡Ｒ上の１２点に位置し、
第８図（ｂ）に示すように原稿３の（ｎ）で示す部分３
ａ２の像が撮像素子９に結像される。また、原稿３の（
ＩＩＩ）で示す部分３ａｚ　を読み取る場合には、回転
プリズム３０が所定角度０２だけ回転されるので、原稿
３の中心Ｏは円の軌跡Ｒ上の２３点に位置し、第８図（
Ｃ）に示すように原稿３の（ｍ）で示す部分３ａ３の像
が撮像素子９に結像される。さらに、原稿３の（ＩＴ）
で示す部分３ａ４を読み取る場合には、回転プリズム３
０が所定角度０１だけ回転されるので、原稿３の中心Ｏ
は円の軌１！ＡＲ上の２４点に位置し、第８図（ｄ）に
示すように原稿３の（ＩＶ）で示す部分３ａ４の像が撮
像素子９に結像される。

したがって、このような画像読取装置によれば、切換選
択装置の回転プリズム３０をステップモータ１５で所定
角度Ｃ（Ｂ　、０２）づつ回転させるだけで、原稿３の
像を４つに分割し、この分割された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、上述した各実施例では１つの回転プリズム１４．
３０を回転させることにより、原稿３の像を２つまたは
４つに分割して順次撮像素子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−１−の回転プリズ
ムを用いれば、原稿の像を任意の数（ｎＸｎ個）に分割
でき、これらを選択して順次撮像素子９で読み取ること
ができる。すなわち、１つの回転プリズムを垂直方向へ
回転させるとともに、他の１つを水モ方向へ回転させる
ことにより、１つ［１の回転プリズムで分；１．１され
た原稿３の像を２つ［１の回転プリズムでさらに分；！
Ｊし、この分割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、に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。

［発明の効果］以」二詳細に説明したように、この発明の画像読取装置
によれば、原稿茅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、その全体像を選択手段により複数
に分割してその一部分の像を順次選択し、この選択され
た一部分の像を撮像素子により順次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
構造が筒中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図はその切換選択装置
の動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７ｇ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図か
ら第８図はこの発明の第２実施例を示し、第５図は原稿
の全体像と撮像素子との対応関係を示す図、第６図は回
転プリズムの４光部を示す図、第７図は撮像素子に対す
る原稿の像の移動軌跡を示す図、第８図は原稿の像を撮
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・・・・・・切換選択装置、９・・・・・・撮像
素子、１１・・・・・・凹レンズ、１２・・・・・・凸
レンズ、１３・・・・・・回転体、１４．３０・・・・
・・回転プリズム、１５・・・・・・ステップモータ。特許出願人　　カシオ計算機株式会社代理人　弁理上　　町　１）俊　正第　２　図第３図第４図第５図第６Ｆ第７図Ｂ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する切換選択手段と、この切
換選択手段で選択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
。