JPH07203098A - 電子黒板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大画面画像を読み取る場合、長尺の直線状に
連続したセンサ列を必要としない読取り方式を採用する
ことにより、標準仕様のリニアイメージセンサＬＳＩチ
ップが利用可能となり、低価格の電子黒板を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 光学系として、画像面と受光面１４の中間
に、画像を正立等倍像として伝達するロッドレンズアレ
ー１３を配置し、ロッドレンズアレー１３により結像さ
れた該正立等倍像を複数個の凸レンズを一列に配列させ
た凸レンズ列１５により倒立縮小像に変換させるもので
ある。受光部１６は凸レンズ一個に対応して一個のイメ
ージセンサＬＳＩチップを空隙を置いて周期的に一列に
配置させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、黒板またはホワイト
ボード上の書画像を光学的に読取り，再生画像を得る電
子黒板に関し、更に詳しくは、電子黒板を大別すると黒
板面移動型と読み取り部移動型の２種類に分けられる
が、本発明は読取部移動型の電子黒板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子黒板では黒板面上の
書画像を読取る際、読取部内に黒板面の縦幅とほぼ同じ
長さのレンズおよびイメージセンサを配置して行ってい
た。

【０００３】以下、図面を用いて従来の電子黒板につい
て説明する。図３は、読取部移動型の電子黒板の概略斜
視図である。図３において、１００は黒板、１０２はレ
ール、１０４はレール１０２上を移動する読取部、１０
６は記録部、１０８は読取部１０４と記録部１０６を接
続するケーブルである。

【０００４】図４は図３で示した電子黒板の概略ブロッ
ク図である。図４において、図３と同一部材には同一符
号を符している。１１０はロッドレンズアレー、１１２
はイメージセンサであり、硫化カドミューム多結晶薄膜
の光伝導効果を利用した光電変換素子がガラス基板上に
１ミリメートル当たり２素子の密度で直線状に形成され
ている。また、ガラス基板上の硫化カドミューム光電変
換素子はプリント基板上のセンサ駆動回路と電気的に接
続されている。１１４は読取部１０４を移動させるパル
スモーター、１１６はパルスモーター、１１４の駆動回
路、１１８はイメージセンサ１１２の読取り駆動回路、
１２０はイメージセンサ１１２が出力する画信号の処理
回路であり、以上は読取部１０４に積載されている。な
お、図示していないが読取用の光源として蛍光灯も読み
取り部に搭載されている。 一方、記録部１０６には、
記録回路１２２、記録ヘッド１２４、ロール状記録紙１
２６、プラテンローラー１２８、プラテンローラ１２８
用のパルスモーター１３０、パルスモーター１３０の駆
動回路１３２及び制御回路１３４が内蔵されている。

【０００５】図５は読取部１０４における光学系の詳細
を図示したものである。次に上記従来例の動作を説明す
る。

【０００６】まず、蛍光灯１１１の光が、書画像が記録
された黒板１００に照射し、その反射光はロッドレンズ
アレー１１０を介してイメージセンサ１１２に導かれ
る。このロッドレンズアレーにより黒板１００上の書画
像は正立等倍像をイメージセンサ１１２上に結像させれ
る。

【０００７】イメージセンサ１１２は、読取り駆動回路
１１８が出力するスタート信号で始動し、光電変換した
画信号を画信号処理回路１２０に出力する。画信号処理
回路１２０で処理された画信号は記録回路１２２に入力
され、記録回路１２２は記録ヘッド１２４を駆動してロ
ール状記録紙１２６の繰り出された部分に記録を行な
う。一方、制御回路１３４は所定の周波数のパルス信号
をモーター駆動回路１１６と読取り駆動回路１１８に出
力しているが、このパルス信号は読取部１０４を移動さ
せるパルスモーター１１４の駆動タイミングを同期化す
ると共に、例えば、４個のパルス毎に読み取り駆動回路
１１８がイメージセンサ１１２のスタート信号を出力す
るといったように、読取動作の同期化を図るものであ
る。同様に、制御回路１３４は記録回路１２２とモータ
ー駆動回路１３２にもパルス信号を出力していて、記録
回路１２２が記録ヘッド１２４を駆動して繰り出された
ロール状記録紙１２６上に記録を行なうタイミングと、
パルスモータ１３０がプラテンローラー１２８を回転さ
せてロール状記録紙１２６を繰り出すタイミングを同期
化する。なお、記録動作のスタートは記録回路１２２内
のラインメモリが一杯になったときに、記録回路１２２
が制御回路１３４に出力する所定の信号を、制御回路１
３４が検知して記録動作を開始する。

【０００８】このように、読取部１０４を黒板１００に
沿って移動させつつ、読取動作を行ない、その出力画信
号に従って繰り出されるロール状記録紙１２６上に記録
を行なうことにより、黒板１００上に記録された書画像
の短辺長を、ロール状記録紙の幅に対応させた縮小版の
再生画を得ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
構成では、大画面画像を読取る場合、長尺の直線状に連
続したセンサ列を有する特殊仕様のセンサが必要である
という問題があった。

【００１０】すなわち、 従来より市販されている黒板
の大きさは日本工業規格において、２１種類規定されて
いる。この中で最も一般的に使用されている黒板のサイ
ズは、縦幅９００ミリメートル、横幅１８００ミリメー
トルである。このサイズの黒板を用いた従来の技術で
は、画像が読取られる有効画面サイズは縦７９７ミリメ
ートル、横１７２０ミリメートルである。短辺長７９７
ミリメートルを読取るため、読取りセンサの長さは７９
７ミリメートル必要である。前述の硫化カドミューム光
電変換素子を長さ７９７ミリメートルのガラス基板上に
形成することは製造装置を考慮すると極めて困難であ
り、従来例では、長さ２６６ミリメートルのガラス基板
上にセンサ列を形成し、このガラス基板を３本接続する
ことで読取部を構成していた。接続部分での再生画像の
乱れをなくすためには、ガラス基板の接続精度及びガラ
ス端部での光電変換素子の端面からの位置精度が要求さ
れる。

【００１１】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、大画面画像を読み取る場合、長尺の直線状に連
続したセンサ列を必要としない読取り方式を採用するこ
とにより、標準仕様のリニアイメージセンサＬＳＩチッ
プが利用可能となり、低価格の電子黒板を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は以下の構成を備えたものである。すなわ
ち、光学系として、画像面と受光面の中間に、画像を正
立等倍像として伝達するロッドレンズアレーを配置し、
前記ロッドレンズアレーにより結像された該正立等倍像
を複数個の凸レンズを一列に配列させた凸レンズ列によ
り倒立縮小像に変換させるものである。受光部は凸レン
ズ一個に対応して一個の、１ミリメートル当たり８個の
密度で配置された光電変換素子列とその走査機能を有す
るリニアイメージセンサＬＳＩチップを対応させ、凸レ
ンズによる縮小倒立画像結像面にＬＳＩチップを空隙を
置いて周期的に一列に配置させている。

【００１３】

【作用】本発明は上述の構成により、先ず黒板面上の画
像はロッドレンズアレーによりロッドレンズアレーと凸
レンズ列との中間において正立等倍像に変換される。そ
の正立等倍像は凸レンズ列により複数個に分割され、各
部分は縮小倒立像に変換されてシリコンＬＳＩチップ上
に結像する。この縮小倒立像をＬＳＩチップに集積され
たリニアイメージセンサにより画信号に変換する。倒立
像より正立像画信号を出力させるため、各リニアイメー
ジセンサを下から上の向きに走査し、各リニアイメージ
センサ出力を上のものからから下のものへ順次時間的に
つなげてゆけば黒板の画像を垂直方向に上から下に走査
したのと同等の画信号が得られる。

【００１４】これにより、凸レンズにより画像を分割か
つ縮小しているため、センサ列は黒板の短辺長に沿って
直線状に連続して配置する必要がない。そのため、ファ
クシミリ装置において原稿を等倍で、かつ国際標準規格
である１ミリメートル当たり８ドットの密度で読み取る
機能を有する密着イメージセンサ用のリニアイメージセ
ンサＬＳＩチップを電子黒板の大画面読み取りに利用す
ることが可能となる。

【００１５】また、黒板上の画像を直接凸レンズ列によ
り分割縮小しリニアイメージセンサ上に結像させ画信号
を取り出す方法も可能ではあるが、この場合には画像面
と凸レンズまでの距離が読取部の移動に伴い変動すると
分割境界近傍で再生画像が乱れる。すなわち、図３に示
すように読取部１０４はレール１０２に沿って移動する
ため、読取部１０４はレール１０２との接続部を中心と
して黒板１００から離れる方向に動く虞が生じ、画像面
と凸レンズとの距離が読取部１０４の各部所において異
なるという状態が発生する。各凸レンズは画像面を均等
に分割して読取ように配列されているが、画像面と凸レ
ンズとの距離が異なることにより、１つの分割画像面の
境界領域を２つ凸レンズで読取ることにより、再生画像
に乱れが生じる。

【００１６】これに対して、本発明は、画像面と凸レン
ズとの間にロッドレンズアレーを挿入し、ロッドレンズ
アレー端面と凸レンズ列との距離には変動がない場合、
分割境界近傍での再生画像の乱れは発生しない。画像面
とロッドレンズアレー端面との距離の変動による再生画
像の解像度の変動は、ロッドレンズアレーの焦点深度に
依存するので、従来と同様のロッドレンズアレーを使用
すれば読取部の移動による画品質の劣化を従来と同程度
に保つことができる。

【００１７】以上述べた通リ読み取り部移動型の電子黒
板において、本発明により、従来使用していた黒板の短
辺長に亙り連続して配列させたセンサ列を有する特殊仕
様の大型リニアイメージセンサにかわり、１ミリメート
ル当たり８素子の密度を有する標準仕様のリニアイメー
ジセンサを空隙を置いて周期的に配列して構成した大型
イメージセンサの使用が可能となるため、低価格の電子
黒板を提供することが出来る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
にしながら説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例による電子黒板の
読み取り部の概略構成を示すものである。図２（ａ）は
本発明の一実施例に用いるロッドレアンズアレーと黒板
上の画像および正立等倍像の結像面との関係を示した図
であり、（ｂ）は（ａ）のように構成されたロッドレア
ンズアレーにおける対物距離変動に対する解像度の依存
特性を示した図である。

【００２０】図１において、１０は黒板である。１３は
ロッドレアンズアレーである。１４はロッドレンズアレ
ー１３による正立等倍像の結像面である。１１―１、１
１―２、１１―３、１１―４、１１―５は各々同一仕様
のプラスチック製の両面とも同一の曲率の凸レンズであ
る。１５は凸レンズ中心面であり、１６は凸レンズ列の
結像面である。１２―１、１２―２、１２―３、１２―
４、１２―５は各々同一仕様の１ミリメートル当たり８
素子の密度で直線状に並ぶ光電変換素子列及びその走査
回路を有するシリコンＬＳＩチップである。凸レンズ結
像面１６にセンサ面を配置させている。このリニアイメ
ージセンサ１チップ上の光電変換素子の個数をＮとす
る。また、凸レンズによる縮小率を１／ｍとする。凸レ
ンズの焦点距離をｆ、ロッドレンズアレー結像面１４か
らレンズの中心面１５までの距離をＬ１、レンズ中心面
１５よりセンサ面１６までの距離をＬ２とすと、Ｌ１＝
（１＋Ｍ）ｆ、Ｌ２＝（１＋１／ｍ）ｆ とすれば黒板
上の画像はセンサー面に結像することになる。

【００２１】センサ面での解像度が８ドット／ミリメー
トルであるため、縮小率を１／４とすれば、ロッドレン
ズ結像面１４での解像度は２ドット／ミリメートルとな
る。焦点距離１０ミリメートルのレンズを使用すれば、
前述の式より、Ｌ１は５０ミリメートル、Ｌ２は１２。
５ミリメートルにすればよい。リニアイメージセンサ１
チップ上の光電変換素子数が１２８素子の場合、素子列
の長さは１６ミリメートルとなる。１／４に縮小してい
るため、黒板の垂直方向６４ミリメートルの画像がリニ
アイメージセンサ１チップで読み取られる。レンズおよ
びリニアイメージセンサＬＳＩチップ１３対を垂直方向
に６４ミリメートルの周期で配置することにより、縦方
向８３２ミリメートルを読み取るスキャナを構成する事
が出来る。

【００２２】ロッドレンズアレー１３として、例えば日
本板硝子株式会社製ＳＬＡー１２Ｂを使用することが出
来る。この場合、黒板表面とロッドレンズアレー結像面
１４との距離を４８ミリメートルとすればよい。黒板表
面より黒板側ロッドレンズアレー端面までの距離をＬ
３、結像側ロッドレンズアレー端面より結像面１４まで
の距離をＬ４とすると、Ｌ３およびＬ４はそれぞれ１８
ミリメートルとなる。Ｌ１、Ｌ２およびＬ４は機械的に
固定するためスキャナの移動に伴う変動はないが、Ｌ３
は大きな変動（ΔＬ）がある。この変動に対して再生画
像がぼけないことが要求されるが、ＳＬＡー１２Ｂを使
用すれば図２に示すように±２ミリメートルの変動があ
っても２ドット／ミリメートルの画像に対して解像度
（ＭＴＦ）３０％以上を確保することができる。もしも
ロッドレンズアレーを省き黒板面をロッドレンズアレー
結像面１４に配置させた場合は、Ｌ１の変動±０。３９
ミリメートルで２ドット／ミリメートルの画像に対する
解像度（ＭＴＦ）は０％となってしまう。

【００２３】以下、以上のように構成された電子黒板に
おける読取部の駆動方法について説明する。 先ず、黒
板１０上の書画像がロッドレンズアレー１３により結像
面１４に結像される。結像面１４上の画像は１１一１か
ら１１一５で示された凸レンズにより各々に対応するリ
ニアイメージセンサ１２一１から１２一５上に縮小倒立
像として結像される。倒立像より正立像の画信号を得る
ために１８で示す読取り駆動回路よりの駆動信号により
１２一１で示したリニアイメージセンサを下から上に走
査する。各光電変換素子からの画信号は順次２０で示し
た画信号処理回路へ伝えられる。１２―１の走査が終了
した時点で、１８の読み取り駆動回路より１２―２への
スタートパルスにより、１２―２上の光電変換素子から
の画信号が下から上へ走査され、順次、画信号処理回路
へ伝えられる。以下同様に１２―３、１２―４、１２―
５の順に下から上へ走査して得られる画信号を画像処理
回路へ伝える。

【００２４】この際、読取部が移動して読取動作を行う
際、黒板表面より黒板側ロッドレンズアレー端面までの
距離Ｌ３に変動が生じても、ロッドレンズアレーを画像
面と凸レンズの結像面との中間に配置したので、所定の
解像度を得ることができ、また、結像側ロッドレンズア
レー端面より結像面１４までの距離Ｌ４は固定されてい
るので、画像を再現しても乱れが生じることはなくな
る。

【００２５】以上述べたとおり、本発明により、大型イ
メージセンサを１ミリメートル当たり８素子の密度を有
する標準仕様のリニアイメージセンサを空隙を置いて周
期的に配列して構成した場合であっても、読取部の移動
により生じる再現画像の乱れを防止することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、電子黒板の読取部を凸レンズ列及び等間隔に直線状
に配置された標準仕様のリニアイメージセンサにより構
成した場合であっても、ロッドレンズアレーを黒板面と
前記凸レンズ列の結像面との中間に配置することによ
り、読取部の移動に伴う再生画像の画質劣化を低減し、
また低コストの電子黒板読取部を提供することができる
という効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子黒板読取部の一実施例の概略
構成図

【図２】（ａ）本発明の一実施例に用いるロッドレアン
ズアレーと黒板上の画像および正立等倍像の結像面との
関係を示した図 （ｂ）（ａ）のように構成されたロッドレアンズアレー
における対物距離変動に対する解像度の依存特性を示し
た図

【図３】読取部移動型の従来の電子黒板の概略斜視図

【図４】図３で示した電子黒板の概略ブロック図

【図５】従来の読取部光学系の詳細図

【符号の説明】

１０ 黒板 １１ 凸レンズ １２ リニアイメージセンサ １３ ロッドレンズアレー １４ ロッドレンズアレー結像面 １５ 凸レンズ中心面 １６ 凸レンズ結像面 １８ 読取り駆動回路 ２０ 画信号処理回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒板面上の書画像を複数部分の縮小倒立
   像に変換させる複数個の凸レンズを等間隔に一列に配置
   させた凸レンズ列と、この凸レンズ列に対応させてイメ
   ージセンサを凸レンズ結像面に等間隔に一列に配置させ
   たイメージセンサ列と、前記黒板と前記凸レンズ列の結
   像面との間に配置され、前記黒板面上の書画像を正立等
   倍像として前記凸レンズ列の結像面へ伝達するロッドレ
   ンズアレーとにより構成された読取手段を具備する電子
   黒板。