JPH05207227A

JPH05207227A - 画像入力装置

Info

Publication number: JPH05207227A
Application number: JP4014588A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Fukuoka; 忍福岡
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1993-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】ハンディスキャナなどの副走査方向の動き検
出に用いるパターンを太くすることを可能とし、画像入
力装置の光学系の簡素化やピントの調整を容易とし、小
型化と性能の向上を両立させる。【構成】原稿の副走査方向の動きに応じて回転し、原
稿に対する副走査方向の動きを検出するためのパターン
を有する回転体を具備し、このパターンを、原稿読み取
り用のイメージセンサの一部分で読み取り、副走査方向
の動きを検出する画像入力装置において、回転軸と非平
行な縞状のパターンを有する回転体を原稿が当接する読
み取り窓枠の近傍に設け、イメージセンサを構成する特
定した複数の受光素子によるパターンの検出動作に基づ
き、原稿の読み取りを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハンディスキャナなど
の画像入力装置に係わり、特に、読み取り対象の原稿に
対する副走査方向の動きを効率良く検出するのに好適な
画像入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハンディスキャナなどの画像入力装置で
原稿を読み取る場合には、利用者が、手動により、ハン
ディスキャナを原稿上で動かす。そのために、原稿の送
り方向、すなわち、副走査方向の速度が不安定となり、
このままでは、走査方向との同期が取れず、正常な読み
取りを行なうことができない。そのために、例えば、実
開昭６１−８５９５５号公報や、実開昭６３−７８４９
号公報などに記載されているように、原稿上で回転する
回転体に設けたパターンの動きに基づき、副走査方向の
速度を得ている。すなわち、原稿上を回転するローラな
どの回転体の周囲や端面などに、ハンディスキャナなど
の送り検出用のエンコーダとしてのパターンを設け、こ
のパターンの動きを、原稿読み取り用の光学素子で読み
取り、読み取ったパターンの動きに基づき、ハンディス
キャナの送り、すなわち、原稿の副走査方向の速度を検
出するものである。また、光学素子は、原稿読み取り部
分と異なる部分で、ローラに設けたパターンを読み取る
ので、パターン読み取り用の特定の光学パスを使用する
必要がなく、装置の小型化が可能である。また、実開昭
６３−１６３０６０号公報では、透明な原稿走行ローラ
の外周面に、白黒パターンを設け、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇ
ｅｄＣｏｕｐｌｅＤｅｖｉｃｅ、荷電結合素子）の
原稿読み取り部以外の部分で、その白黒パターンを読み
取っている。しかし、このような構成にした場合には、
イメージセンサに対する原稿とパターンの距離が異な
り、いずれかに対するレンズのピントが合わなくなる。

【０００３】このような問題に対処する従来技術として
は、例えば、実開昭６２−１９６４５９号公報に記載の
ものがある。すなわち、副走査ローラの内側に移動量検
出用のパターンを設け、原稿とイメージセンサとしての
ＣＣＤ間の距離と、マークとＣＣＤ間の距離とが等しく
なるように、厚さを変えた透明部材を読み取り窓枠のケ
ースに取付け、ターゲットガラスとしている。

【０００４】しかし、このような従来技術では、例え
ば、次の図８で示すように、イメージセンサによるパタ
ーンの読み取り精度に係わる考慮がなされておらず、コ
ストや小型化に十分に対応することができない。

【０００５】図８は、従来の画像入力装置における副走
査方向の動きの検出に係わる光学系の構成を示す説明図
である。本図で示す画像入力装置は、一つの円筒ローラ
２４の内面にパターンを備えており、以下、Ａ４サイズ
の読み取り相当の光学パスを想定する。パターンの読み
取りに使用できる読み取りセンサ、すなわち、イメージ
センサ２５の幅ｅは、例えば、円筒ローラ２４の内径を
φ８、また、外径φ１０とすると、図中の式に示すよう
に、０．１６ｍｍ程度となる。このように、パターン用
に使用できるイメージセンサ２５の幅が小さい場合に
は、読み取りビットのずれなどの影響がでやすい。ま
た、パターン用に使用できるイメージセンサ２５の幅を
ラフでも良いとするためには、レンズ２６を広角のもの
とするか、または、円筒ローラ２４の径を数倍の大きさ
にする必要がある。しかし、レンズ２６を広角のものと
すると、コストアップとなり、また、円筒ローラ２４の
径を数倍の大きさにすると、サイズが大きくなってしま
う。

【０００６】このように、回転体に設けたパターンの動
きを読んで、その出力を、エンコーダの信号とする場
合、イメージセンサの読み取り線密度に等しい細かさの
パターンが必要となり、レンズ系、パターン形成体のコ
ストアップや、二つの異なる光路のそれぞれに対して、
ピントを合わせるための調整の困難さが生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、ラフなパターンでは、動き検出
の信頼性が低下し、また、二つの異なる光路があり、そ
れぞれに対応したピント調整が困難な点である。本発明
の目的は、これら従来技術の課題を解決し、装置の小型
化と性能の向上を両立させることが可能な画像入力装置
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像入力装置は、（１）原稿との相対移
動で回転し、原稿に対する副走査方向の動きを検出する
ためのパターンを有する回転体と、この回転体のパター
ンを照射するパターン用光源と、読み取り窓枠に当接す
る原稿を、主走査して光電変換により読み取ると同時
に、パターン用光源で照射された回転体のパターンを、
原稿の読み取り部分以外の部分で読み取るイメージセン
サとを具備し、原稿の読み取り時に、この原稿に対する
副走査方向の動きを検出する画像入力装置において、回
転体のパターンを、この回転体の回転軸と非平行な縞状
とし、この縞状のパターンを有する回転体を、原稿が当
接する読み取り窓枠の近傍に設け、イメージセンサを構
成する受光素子の内で任意に特定した複数の受光素子に
よる回転体の縞状のパターンの検出動作に基づき、原稿
の読み取りを行なうことを特徴とする。また、（２）上
記（１）に記載の画像入力装置において、回転体は、原
稿に接して連れ回りすることを特徴とする。また、
（３）上記（１）に記載の画像入力装置において、原稿
に接して、この原稿に対する副走査方向の動きに応じて
回転する回転部材を設け、回転体は、この回転部材の回
転に基づき回転することを特徴とする。また、（４）上
記（１）から（３）のいずれかに記載の画像入力装置に
おいて、回転体のパターンに照射するパターン用光源と
して、イメージセンサによる原稿の主走査に用いる光源
を共用することを特徴とする。また、（５）上記（１）
から（４）のいずれかに記載の画像入力装置において、
イメージセンサへの原稿からのイメージおよび回転体の
パターンを縮小する縮小光学系を設けることを特徴とす
る。また、（６）上記（１）から（５）のいずれかに記
載の画像入力装置において、原稿を読み取るための光学
系と、回転体のパターンを読むための光学系とを同一と
することを特徴とする。また、（７）上記（１）から
（６）のいずれかに記載の画像入力装置において、イメ
ージセンサが、一つの主走査中に、回転体のパターン
を、最低でも一つ検出するように、パターンの回転体の
回転軸に対する平行度のずれと、パターンピッチ、およ
び、太さとを設定することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、ターゲットガラスなど、原
稿が当接する読み取り窓枠の近傍に回転体を配置し、回
転軸と平行でない縞状のパターンを、この回転体の表面
に設ける。そして、このパターンの動きを、イメージセ
ンサの原稿読み取り部分以外の部分で読み取り、このパ
ターンの読み取り結果に基づき、原稿に対する副走査方
向の動きを検知し、原稿の読み取りタイミングを決定す
る。すなわち、イメージセンサを構成する受光素子の内
で任意に特定した複数の受光素子による回転体の縞状の
パターンの検出動作に基づき、原稿の読み取りを行な
う。このように、特定した複数の受光素子の検出動作の
組み合わせで、原稿を読み取った画信号を選択するた
め、解像度がラフで良くなり、パターンの密度をラフに
して、必要なパターン幅も太くすることが可能である。
このことにより、レンズのピント調整もラフにすること
ができ、例えば、ピント調整も、原稿の読み取りに対し
て実施するのみで、エンコーダ部に対する必要な出力も
得ることができる。また、従来必要としたエンコーダ用
の回路部品が不要となり、かつ、ビデオ信号の処理回路
と共用することができ、コストが安く、かつ、十分に細
かい精度で、副走査方向の動きを検出することができ
る。また、原稿を読み取るためのミラー、光源、レンズ
などの光学系と、パターンを読むための光学系を同一と
して、パターン検出用の特定の光学パスが不要となり、
構造の簡素化を図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明を施したハンディスキャナの
本発明に係わる構成の第１の実施例を示す斜視実体図で
ある。本図１（ａ）において、１は、図１（ｂ）に拡大
して示す本発明に係わる回転体であり、２は、回転体１
と共に、ハンディスキャナ３の原稿上での移動をスムー
ズにするためのコロであり、４は、原稿が当接する読み
取り窓枠であり、回転体１は、この読み取り窓枠４の近
傍に設けてあり、原稿と連れ回りする。本実施例のハン
ディスキャナ３は、図１（ｂ）に示すような回転軸１ａ
と非平行なパターンを有する回転体１を、読み取り部４
の近傍に設けることにより、簡素な構成で、回転体１の
回転動作を、効率良く読み取ることができる。そして、
ハンディスキャナ３の副走査方向の動きを、効率良く検
出することができる。特に、この回転体１のパターン
は、後述の図４を用いて説明するように、回転軸に対す
る平行度のずれの設定値により、パターンを太くするこ
とができる。以下、図２〜図５を用いて、このような回
転体１によるハンディスキャナ３の動き検出動作に関し
て説明する。

【００１１】図２は、図１におけるハンディスキャナの
内部構成の一実施例を示す構成図である。図２（ａ）に
おいて、光源６は、図１の読み取り窓枠４に設けられた
ターゲットガラス５を通して、シート状やブック状の原
稿１０の読み取り面と、回転体１のパターンとを照明す
る。読み取り面と回転体１の両方の反射光は、ミラー７
とレンズ８を介して、イメージセンサ９に入力して、光
電変換される。この時、図２（ｂ）の光学的レイアウト
に示すように、原稿の読み取り範囲Ａは、レンズ８で縮
小され、イメージセンサ９のａの範囲で読み取られ、ま
た、回転体１の範囲Ｂは、レンズ８で縮小され、イメー
ジセンサ９のｂの範囲で読み取られ、次の図３で示すビ
デオ出力が得られる。

【００１２】図３は、図２におけるハンディスキャナの
イメージセンサの出力の一実施例を示す説明図である。
本図は、図２のイメージセンサ９のビデオ出力の一例を
示し、図中のａ’部分、および、ｂ’部分は、各々図２
におけるイメージセンサ９のａ、ｂの範囲からの出力を
示している。すなわち、図１、２に示すハンディスキャ
ナ３が、原稿面上を移動すると、図１、２の回転体１が
連れ回りして、図中のｂ’部の実線と点線で示すよう
に、図１、２の回転体１における縞状のパターンによる
ビデオ信号が変化する。本実施例のハンディスキャナで
は、このビデオ信号を二値化し、ある特定の複数の画素
が、白から黒に変化した時の図中ａ’部分のビデオ信号
を、有効ビデオ信号として選択するものである。尚、ビ
デオ信号の二値化の仕方については、特に規定しない。
以下、このような出力とパターンとの関連を、図４、５
を用いて説明する。

【００１３】図４は、図２におけるハンディスキャナの
読み取り動作の一実施例を示す説明図である。本図は、
図１、２における回転体１が、直径φ１０で、長さ１０
ｍｍの場合の読み取り動作を示すものであり、図４
（ａ）は、図１の回転体１の表面の展開図を示す。本実
施例の図１、２に示す回転体１は、図４（ａ）の（イ）
の部分の読み取り時のビデオ出力が、前述の図３（ｂ）
のｂ’部分、また、（ロ）の部分の読み取り時のビデオ
出力が、図４（ｂ）のｂ’の部分となるように、円周上
のどの任意の部分を読んでも、パターンによる凹部の波
形が、最低１個は出現するように、パターンの回転軸に
対する平行度のずれ（θ）と、パターンピッチ（ｐ）
と、太さ（ｄ）を、設定する。以下、その設定値に関し
て、図５を用いて説明する。

【００１４】図５は、図２のハンディスキャナの回転体
におけるパターンの本発明に係わる構成の一実施例を示
す説明図である。例えば、特定のビット（ｐｎ）を４ビ
ット毎に設定し、図４（ｂ）のｂ’部分の画素数を８０
ビットとし、かつ、主走査方向の分解能を１／８ｍｍ、
また、副走査方向の分解能を１／７．７ｍｍとすると、
図５（ａ）に示すように、図１の回転体１のパターンの
回転軸に対する平行度のずれ（θ₁）は、 θ₁≒Ｔａｎ
~¹（２／７．７）＝１４．６° となる。そして、パターンピッチ（ｐ）と、太さ（ｄ）
は、ｐ＝ｓｉｎ１４．６°×１０＝２．５２ｍｍｄ＝ｐ／２＝１．２６ｍｍとなり、太いパターンが可能となる。また、ｄ＜ｐ／２
であっても、ビデオ信号において、図４（ｂ）に示す二
値レベルより十分に凹部が小さくなれば問題はない。こ
のように、エンコーダ用のパターンを太くすることが可
能となり、図２（ａ）に示す光学レイアウトにおける回
転体１の直径分の光学距離の差によるピントのずれの影
響は無視することができる。

【００１５】以上、図１〜図５を用いて説明した第１の
実施例のハンディスキャナでは、回転体は、原稿に接し
て連れ回りする構造となっているが、このような構成で
は、回転体のパターンが汚れやすいなどの問題がある。
このような問題に対処する実施例を、次の図６を用いて
説明する。

【００１６】図６は、本発明を施したハンディスキャナ
の本発明に係わる構成の第２の実施例を示す斜視実体図
である。図６（ａ）に示すように、本実施例のハンディ
スキャナ１１は、読み取り窓枠１２と、回転体１３、お
よび、本発明の回転部材としてのローラ１４、１５とを
具備し、このハンディスキャナ１１においては、回転体
１３は、ハンディスキャナ１１の筐体内部に設けてあ
り、原稿とは、直接には接触しない構造となっている。
すなわち、図６（ｂ）に示すように、回転体１３は、ギ
ア１６〜１８を介してローラ１４、１５の回転に連動し
て回転する構成となっている。このように、回転体１３
を、原稿に接触させない構造とすることにより、回転体
のパターンの劣化や汚れを防止でき、さらに、回転体１
３の摩耗がなく、回転体１３の材質の選択の自由度が広
がる。また、原稿に接触するローラ１４、１５として、
ゴムローラが使用でき、原稿との相対移動を、正確に、
回転体１３の回転に変換できる。また、ローラ１４、１
５は、読み取り窓枠１２との位置関係が規定されておら
ず、配置に自由度があり、原稿のエッジ部の読み取りが
可能になる。さらに、ギア１６〜１８のギア比を変える
ことにより、回転体１３の回転速度を変化させることが
でき、パターンの設計精度をラフにすることができる。
また、回転体１３のスラストガタの制御が容易になり、
読み取り時における利用者の操作のバラツキによる副走
査判定への影響をなくすことができる。

【００１７】図７は、図１と図６におけるハンディスキ
ャナを用いたファクシミリの構成の一実施例を示す斜視
断面図である。図７（ａ）は、本発明を施したハンディ
スキャナ３、１１を、ファクシミリ用のスキャナ部とし
て用いた場合を示し、１９は、読み取り対象のシート状
の原稿を、ハンディスキャナ３、１１の読み取り窓枠に
押し当てながら搬送するための圧板ユニット、２０は、
受信した情報を印字出力するためのロール記録紙、２１
は、ロール記録紙２０を、サーマルヘッド２２に押し当
てながら搬送するプラテンローラ、そして、２２は、受
信情報を、ロール記録紙２０上に印字するサーマルヘッ
ドである。図７（ｂ）は、図７（ａ）における圧板ユニ
ット１９を取り外して、ブックタイプの原稿２３を読む
状態を示す。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ハンデ
ィスキャナ３、１１は、ファクシミリ用としての必要な
分解能を有することが容易であり、また、共通部品化す
ることも可能である。そして、このように、ファクシミ
リに組み込むことによって、容易にブックタイプとする
ことも可能になる。また、このハンディスキャナ部３、
１１を、着脱自在とすることも可能である。

【００１８】以上、図１〜図７を用いて説明したよう
に、本実施例のハンディスキャナでは、回転体に付与す
る副走査方向の移動量検出用のパターンを、回転軸と非
平行に設ける。このことにより、パターンを太くして
も、十分に細かい精度で、ハンディスキャナの移動を検
出することができ、かつ、従来必要としたエンコーダ用
の回路部品が不要となり、また、ビデオ信号の処理回路
と共用することができ、コストを安くすることができ
る。そして、パターン幅を太くすることができるので、
レンズのピント調整も容易となる。すなわち、レンズの
ピント調整は、原稿に対して実施するのみで、エンコー
ダ部に対する必要な出力も得ることができ、さらに、線
密度の変更が容易となる。また、原稿を読み取るための
ミラー、光源、レンズなどの光学系と、パターンを読む
ための光学系を同一とする。このことにより、特定の光
学パスを使用する必要がない。尚、本発明は、図１〜図
７を用いて説明した実施例に限定されるものではない。
例えば、本実施例で示したパターンを、図１に示すよう
なコロ状の回転体ではなく、図８の従来技術で示した副
走査ローラに設けても良い。また、本実施例では、ＣＣ
Ｄおよび縮小光学系を用いて、原稿の読み取りを行なっ
ているが、本発明は、等倍光学系を用いた画像入力装置
にも適用可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、副走査方向の動き検出
用のパターンを太くすることができ、かつ、光学系の構
造を簡素化することができ、レンズ系、および、パター
ン形成体のコストダウンや、レンズ系のピントの調整を
容易とし、画像入力装置の小型化と性能の向上を両立さ
せることが可能である。

【００２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を施したハンディスキャナの本発明に係
わる構成の第１の実施例を示す斜視実体図である。

【図２】図２におけるハンディスキャナの内部構成の一
実施例を示す構成図である。

【図３】図２におけるハンディスキャナのイメージセン
サの出力の一実施例を示す説明図である。

【図４】図２のハンディスキャナの読み取り動作の一実
施例を示す説明図である。

【図５】図２のハンディスキャナの回転体におけるパタ
ーンの本発明に係わる構成の一実施例を示す説明図であ
る。

【図６】本発明を施したハンディスキャナの本発明に係
わる構成の第２の実施例を示す斜視実体図である。

【図７】図１および図６のハンディスキャナを用いたフ
ァクシミリの構成の一実施例を示す斜視断面図である。

【図８】従来の画像入力装置における副走査方向の動き
の検出に係わる光学系の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１回転体１ａ回転軸２コロ３ハンディスキャナ４読み取り窓枠５ターゲットガラス６光源７ミラー８レンズ９イメージセンサ１０原稿１１ハンディスキャナ１２読み取り窓枠１３回転体１４、１５ローラ１６〜１８ギア１９圧板ユニット２０ロール記録紙２１プラテンローラ２２サーマルヘッド２３ブックタイプの原稿２４円筒ローラ２５イメージセンサ２６レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿との相対移動で回転し、原稿に対す
る副走査方向の動きを検出するためのパターンを有する
回転体と、該回転体のパターンを照射するパターン用光
源と、読み取り窓枠に当接する上記原稿を、主走査して
光電変換により読み取ると同時に、上記パターン用光源
で照射された上記回転体のパターンを、上記原稿の読み
取り部分以外の部分で読み取るイメージセンサとを具備
し、上記原稿の読み取り時に、該原稿に対する副走査方
向の動きを検出する画像入力装置において、上記回転体
のパターンを、該回転体の回転軸と非平行な縞状とし、
該縞状のパターンを有する回転体を、上記原稿が当接す
る読み取り窓枠の近傍に設け、上記イメージセンサを構
成する受光素子の内で任意に特定した複数の受光素子に
よる上記回転体の縞状のパターンの検出動作に基づき、
上記原稿の読み取りを行なうことを特徴とする画像入力
装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像入力装置におい
て、上記回転体は、上記原稿に接して連れ回りすること
を特徴とする画像入力装置。
【請求項３】請求項１に記載の画像入力装置におい
て、上記原稿に接して、該原稿に対する副走査方向の動
きに応じて回転する回転部材を設け、上記回転体は、該
回転部材の回転に基づき回転することを特徴とする画像
入力装置。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかに記載
の画像入力装置において、上記回転体のパターンに照射
するパターン用光源として、上記イメージセンサによる
上記原稿の主走査に用いる光源を共用することを特徴と
する画像入力装置。
【請求項５】請求項１から請求項４のいずれかに記載
の画像入力装置において、上記イメージセンサへの上記
原稿からのイメージおよび上記回転体のパターンを縮小
する縮小光学系を設けることを特徴とする画像入力装
置。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれかに記載
の画像入力装置において、上記原稿を読み取るための光
学系と、上記回転体のパターンを読むための光学系を同
一とすることを特徴とする画像入力装置。
【請求項７】請求項１から請求項６のいずれかに記載
の画像入力装置において、上記イメージセンサが、一つ
の主走査中に、上記回転体のパターンを、最低でも一つ
検出するように、上記パターンの上記回転体の回転軸に
対する平行度のずれと、パターンピッチ、および、太さ
とを設定することを特徴とする画像入力装置。