JPH07250222A - カラーハンディスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コストダウンを図れるハンディスキャナを提案
する。 【構成】ケース１１の移動に伴って回転する回転ローラ
１７ｂに関連して回転方向に３分割された回転フィルタ
５０が取り付けられ、これが読み取り画像の光路Ｌ上に
配されて色分解画像が白黒用ラインセンサ４０上に結像
される。回転フィルタ５０はハンディスキャナ１０の副
走査方向への動きに同期しており、回転ローラ１７ｂと
回転フィルタ５０の回転の比率は副走査方向に読み取り
画像の１ライン分の距離だけ動いたときに回転フィルタ
５０が丁度１回転し、１ライン分の読み取り画像に対し
てＲ，Ｇ，Ｂ３色分の画像データが読み取れるようにな
っている。回転フィルタ５０があるため、ラインセンサ
４０としては白黒用のラインセンサでよく、ハンディス
キャナ１０を安く製作できるなどの効果を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、紙面や原稿に記録さ
れた情報を簡単に電気信号に変換できるハンディタイプ
のカラーハンディスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】新聞紙面の一部の記事などを手軽にコピ
ーできる装置としてハンディタイプのコピー装置が知ら
れている。このコピー装置にはその内部にプリンタ部が
装備され、スキャンした情報を即座にハードコピーでき
るようにしたものであるが、プリンタ部を省略したスキ
ャナ装置いわゆるハンディスキャナも知られている。コ
ピー装置を含むこのようなハンディスキャナは白黒用と
カラー用とがあり、図８はカラー用の従来例を示す。同
図はプリンタ部を持たない例である。

【０００３】図８はカラーハンディスキャナ１０の側面
から見た概略構成図であり、図９はその平面図である。
ハンディタイプとするためほぼケース１１は偏平形状を
なし、その底部１１ａの前面側にスリット状の窓孔１２
が形成され、窓孔１２を透過した光源例えば蛍光灯１３
からの光（破線図示）は紙面１４の特定位置（画像読み
取り位置）ｒを照射する。

【０００４】読み取り位置ｒで読み取られた画像はミラ
ー１５で反射された後レンズ１６を介してラインセンサ
２０上に結像される。ラインセンサ２０はカラーのライ
ンセンサが使用され、本例ではＣＣＤラインセンサが使
用される。

【０００５】ケース底部１１ａ側にはケース１１の前後
に回転ローラ１７，１８が配され、その回転方向が画像
読み取りの副走査方向となる。したがって上述したスリ
ット１２は副走査方向と直交する方向（主走査方向）に
形成される。前側の回転ローラ１７のうちこの例では回
転ローラ１７ｂ側には副走査方向における走査位置を検
出するための走査位置検出手段（エンコーダ）２４が回
転ローラ１７ｂの回転に関連して設けられる。

【０００６】エンコーダ２４は１ライン分の有効なデー
タを出力させるために設けられたものであって、図９で
は一対のギヤ２５と、ギヤ２５に取り付けられた円板状
の透過部（非透過部を含む）２６と、透過部２６を跨ぐ
ように配された検知素子（フォトインララプタ）２７と
で構成されている。

【０００７】ＣＣＤラインセンサ２０はＲ，Ｇ，Ｂの各
原色の色分解画像を対応する撮像信号に変換するために
図１０に示すように各原色に対応したラインセンサ２０
Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを有する。

【０００８】ＣＣＤラインセンサ２０から出力された撮
像信号Ｒ，Ｇ，Ｂはマスキング回路３１でマスキング処
理された後、マルチプレクサ３２に供給されてＲ，Ｇ，
Ｂの各原色撮像信号が時分割的に順次切り替えられ合成
される。その後ガンマ補正回路３３でガンマ処理された
後、Ａ／Ｄ変換器３４おいてディジタル化されて所定ビ
ット数のディジタルデータとしてハンディスキャナ１０
から出力される。

【０００９】原色撮像信号をマルチプレクしたりするた
め、回転ローラ１７の回転状態がエンコーダ２４によっ
て検出される。検知素子２７より出力された回転に同期
した検出信号はスキャナコントローラ３６に供給され
て、この例では検出信号（エンコーダ信号）の１パルス
につき１ライン分の有効なデータが出力されるように構
成される。コントローラ３６からはさらにスキャナ出力
とのタイミングをとるためのタイミングパルスなども出
力されるようになっている。

【００１０】操作ボタン３７がオンの期間画像の読み取
り処理が実行され、読み取りエラーなどが発生したとき
はＬＥＤなどの表示部３８に表示される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図８および
図９のように構成されたカラーのハンディスキャナ１０
では、画像の受光部であるラインセンサ２０としてカラ
ーのラインセンサを使用しなければならない。カラー用
ラインセンサは一般に高価であり、ハンディスキャナ１
０のコストアップを招来している。

【００１２】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、安価に構成できるカラーハン
ディスキャナを提案するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、光源と、光源からの反射光像
が結像するラインセンサと、ケースに取り付けられた回
転ローラと、回転ローラに同期して動作する上記光像の
光路中に配された色分解フィルタとで構成され、上記ラ
インセンサには上記光像の色分解像が結像するようにな
されたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】図１および図２に示すように、ケース１１の移
動に伴って回転する回転ローラ１７ｂに関連して図３の
ような３原色に色分解された回転フィルタ５０が取り付
けられ、これが図２のように読み取り画像の光路Ｌ上に
配されて色分解画像が白黒用ラインセンサ４０上に結像
される。

【００１５】回転フィルタ５０はハンディスキャナ１０
の副走査方向への動きに同期しており、回転ローラ１７
と回転フィルタ５０の回転の比率は副走査方向に対する
読み取り画像の１ライン分の距離だけ動いたときに回転
フィルタ５０が丁度１回転し、１ライン分の読み取り画
像に対してＲ，Ｇ，Ｂ３色分の画像データ（ラインデー
タ）が読み取れるようになっている。

【００１６】回転フィルタ５０があるため、ラインセン
サ４０としては白黒用のラインセンサでよく、これによ
ってハンディスキャナ１０を安く構成できるなどの効果
を有する。

【００１７】

【実施例】続いて、この発明に係るカラーハンディスキ
ャナの一例を、図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】この発明においても、図８および図９に示
すハンディスキャナの基本構成が踏襲されており、偏平
形状のケース１１内に光源となる蛍光灯１３を始めとし
てミラー１５、レンズ１６がそれぞれ配され、読み取り
位置ｒの画像がラインセンサ４０に結像するようにその
光学系が構成されている。

【００１９】この発明の構成と、従来のハンディスキャ
ナの構成と大きく相違する点は、図１および図２にそれ
ぞれ示すように、 （１）ラインセンサ４０としては白黒用のラインセンサ
が使用されること （２）回転ローラ１７の回転に同期して回転する色分解
フィルタ５０を有すること （３）さらにエンコーダ２４の代わりに色分解フィルタ
５０に形成されたそれぞれ専用のマークを使用している
こと である。続いて、その具体例を示す。

【００２０】図１および図２に示すように、ラインセン
サ４０としては白黒用の線状撮像素子（ラインセンサ）
が使用される。図ではラインセンサとしてＣＣＤを使用
した場合であるが、その他の撮像素子を使用することも
できる。

【００２１】レンズ１６とラインセンサ４０との間には
色分解フィルタ、この例では回転フィルタ５０が配され
る。回転フィルタ５０は回転ローラ１７（１７ｂ）の回
転に同期して回転するものであって、回転ローラ１７ｂ
と回転フィルタ５０との間には図のような回転伝達手段
６０が設けられる。

【００２２】回転伝達手段６０の一例を図２を参照して
説明すると、回転ローラ１７ｂには大径のギヤ６１が取
り付けられ、これには小径のギヤ６２が歯合され、小径
のギヤ６２には大径のプーリ６３が取り付けられてい
る。大径のプーリ６３と小径のプーリ６４とはベルト６
５で連結され、小径のプーリ６４には第１の傘歯車６７
が取り付けられている。

【００２３】第１の傘歯車６７の回転は第２の傘歯車６
８に伝達され、この第２の傘歯車６８の回転軸に上述し
た回転フィルタ５０が取り付けられている。回転フィル
タ５０は図２のように光路Ｌを遮るようにレンズ１６の
直後に配されている。

【００２４】このように構成することによって、ハンデ
ィスキャナ１０本体が副走査方向に移動したとき、回転
フィルタ５０はハンディスキャナ本体が移動する速さに
同期した速度で回転する。

【００２５】回転ローラ１７ｂと回転フィルタ５０と
は、副走査方向に対して読み取り画像の１ライン分の距
離だけハンディスキャナ本体が動いたとき回転フィルタ
５０が丁度１回転し、１ラインを構成する読み取り画像
に対してＲ，Ｇ，Ｂ３色分の画像データが読み取れるよ
うに、回転伝達手段６０を構成するギア比、プーリ比さ
らにはベルト６５の長さ、回転フィルタ５０の直径など
が設定されている。

【００２６】回転フィルタ５０はその一例を図３に示す
ように、回転軸６９に対して小径の円板４９が取り付け
られ、これとリング状フレーム５１とは３本のフレーム
支持体５２によって連結される。３本のフレーム支持体
５２は等間隔（１２０°）に配されるものであって、円
板４９とフレーム５１との空間に色フィルタ５３がはめ
込まれる。この例では３原色の色分解像を得るようにし
た例であるので、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色フィルタ５３Ｒ，５
３Ｇ，５３Ｂがはめ込まれる。

【００２７】各色フィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの外
周側に位置するフレーム５１の内側には、各色フィルタ
５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの回転位置を識別するためのマ
ーク（例えば反射膜）５４が取り付けられている。各色
フィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂと対応させるため、こ
の例ではマーク５４の取り付け位置と個数を変えてい
る。例えば、図のようにＲ用のマーク５４Ｒはフレーム
５１の内周側に、Ｂ用のマーク５４Ｂはフレーム５１の
外周側に形成され、そしてＧ用のマーク５４Ｇは内周と
外周とに一対形成される。

【００２８】こうすると、図４のように各マーク５４の
位置に対応させて一対のマーク位置検出センサ５５（５
５ａ，５５ｂ）を対向配置させておけば、どの検出セン
サ５５からセンサ出力が得られたかを監視することによ
って、光路Ｌを遮っている色フィルタ５３の種別を簡単
に識別できる。

【００２９】回転フィルタ５０をレンズ１６の絞り付近
に配置したのは、回転フィルタ５０を構成する色フィル
タ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの開口部が小さくて済むよう
にするためである。開口部が小さいと回転フィルタ５０
の直径をその分小さくできるから、ハンディスキャナ本
体の偏平化に寄与する。

【００３０】検出センサ５５から得られた検出出力は図
５に示すスキャナコントローラ３６に供給され、この検
出出力に基づいてコントローラ３６ではＲ，Ｇ，Ｂの識
別信号などが生成され、外部にも出力される。

【００３１】図５はこの発明に係るカラーハンディスキ
ャナ１０の一例を示すブロック図である。白黒用のライ
ンセンサ４０からの撮像信号はガンマ補正回路３３でガ
ンマ処理した後、Ａ／Ｄ変換器３４に供給されてディジ
タルデータに変換され、このディジタルデータがスキャ
ナ出力となる。スキャナ出力は上述したようにプリンタ
部に供給してハードコピーを取ることもできれば、外部
の端末機への入力信号としても利用される。例えば、モ
ニタに供給してスキャンして得た画像を表示したり、ワ
ープロやパソコンに供給して表示することによって内容
の修正などを行うことができる。そのほかの利用方向も
考えられる。

【００３２】回転フィルタ５０に形成された識別マーク
５４は検出センサ５５で読み取られ、そのセンサ出力は
スキャナコントローラ３６に入力される。コントローラ
３６ではラインセンサ４０に対して図６Ｄに示す走査パ
ルスが出力され、この走査パルスに同期して画像の蓄積
および出力（転送）が行われる。走査パルスは上述した
センサ出力とは非同期にコントローラ３６の内部で生成
される。パルス間隔は一定である。

【００３３】検出センサ５５からのセンサ出力がＲマー
ク５４Ｒのものであるときのセンサ信号を図６Ｂのよう
にＲで表わし、ＧおよびＢマーク５４Ｇ，５４Ｂのセン
サ出力に対しても同様にＧ，Ｂとして表す。

【００３４】回転フィルタ５０は一方向に回転するもの
であるから図３のように回転フィルタ５０が時計方向に
回転するときには、図６ＢのようにＲマークとＧマーク
の間はＲの色フィルタ５３Ｒの出力が有効である。以下
同様に、ＧマークとＢマークの間はＧの色フィルタ５３
Ｇの出力が有効であり、ＢマークとＲマークの間はＢの
色フィルタ５３Ｂの出力が有効となる。

【００３５】したがって各色フィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，
５３Ｂの出力が有効となっている期間内であって、しか
も走査パルスが得られた区間にラインセンサ４０に蓄積
された撮像信号が、その走査ラインでの有効な撮像信号
として使用される。そのため、Ｒ成分に関しては走査パ
ルスＰ１からの１ライン分の撮像信号が有効であり、Ｇ
成分に関しては走査パルスＰ３からの１ライン分の撮像
信号が、Ｂ成分に関しては走査パルスＰ５からの１ライ
ン分の撮像信号がそれぞれ有効となる。

【００３６】走査パルスは数ｍｓｅｃの間隔（一例）で
出力され、一方ラインセンサ４０に入射した光によって
励起された電荷は走査パルス１ライン分の時間だけ蓄積
されるので、ラインセンサ４０の各画素毎に蓄えられた
電荷と、この蓄積電荷の読み出しとは図６Ｄ，Ｅのよう
に走査パルスの１周期分だけずれる。

【００３７】このように有効な撮像信号はそれぞれ次の
走査パルスＰ２，Ｐ４Ｐ，Ｐ６に同期して読み出される
から、各色フィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの有効領域
と走査パルスおよびデータ出力との関係は図６Ｂ，Ｄ，
Ｅのようになる。

【００３８】この有効領域内に出力されたデータ（撮像
信号）に対してＡ／Ｄ変換処理を施す必要があるから、
この期間に対応させてコントローラ３６から必要なクロ
ック（図６Ｆ）がＡ／Ｄ変換器３４に供給されると共
に、外部にも出力される。

【００３９】スキャナ出力を外部の端末機に供給する場
合にはスキャナ出力に同期したクロックを出力させる他
に、スキャナ出力とカラーとの関係を示すためのＲＧＢ
識別信号も同時にコントローラ３６から出力される。こ
の場合、Ｒ，Ｇ，Ｂとその識別信号の論理レベルとの関
係（１０，０１，１１）を図６Ｇ，Ｈに示すように対応
付けておけば、このＲＧＢ識別信号によって伝送中のス
キャナ出力をカラーを特定できる。

【００４０】画像の読み取りが異常なとき、例えば副走
査方向への移動が余りに速く、１ライン分のデータを蓄
積する前に次の色フィルタが光路Ｌを横切ったようなと
きにはエラー表示がなされ、そのラインの撮像信号は無
効な信号として取り扱われる。例えば図７のように走査
パルスＰ５によって１ライン分のＢ成分を蓄積中に、そ
の蓄積が完了する前にＲフィルタ５４Ｒが横切ったとき
には、コントローラ３６からの指令に基づいて同図Ｃの
ようにエラー表示がなされると共に、その区間はクロッ
クが出力されないように制御される。

【００４１】このような信号の読み取りを実現するため
にコントローラ３６では、ラインセンサ４０より出力さ
れる撮像信号のうち有効なタイミングを認識して、デー
タ出力／データ転送用クロック／ＲＧＢ識別信号などの
各種処理信号が生成され、必要なポジションに出力され
る。

【００４２】以上の動作は何れも操作ボタン３７に関連
され、図６Ａ，図７Ａのように操作ボタン３７を押すと
スキャナは読み取りを開始し、離すと読み取りを止め
る。エラー状態は操作ボタン３７をオフすると解除され
る。

【００４３】図５に示した実施例では、ＲＧＢ用の識別
信号がデータ出力（スキャナ出力）と別の信号線から出
力されるようになっているが、データ出力線にＲＧＢ用
の識別信号を多重してもよい。本例では図６のように有
効データ出力時のみクロックを出力しているが、無効デ
ータ時にもクロックを出力し、その代わり有効／無効を
示す信号を出力データに加えて出力させるようにしても
よい。エラー表示はＬＥＤ点灯のみであるが、出力デー
タ中にエラーを示す信号を加えてもよい。

【００４４】図２では、カラーハンディスキャナ１０を
手動で動かして副走査するようにしたが、ハンディスキ
ャナ本体にモータ等を搭載して副走査するようにしても
よい。モータで駆動する場合は図２に示す回転フィルタ
５０も回転駆動するように構成することもできる。

【００４５】図１および図２では光源を紙面１４よりも
上方に配置し、紙面１４を上方から照明するようにして
いるが、フィルム等の透過原稿を読み取ることも考慮す
れば、光源のオンオフ制御回路を設けた方がよい。この
ようなときは蛍光灯１３を消灯することによって、ライ
トボックスの上に置いた透過原稿を読み取ることができ
るようになるからである。

【００４６】図５ではアナログ撮像信号に対してガンマ
処理を行っているが、Ａ／Ｄ変換後のディジタル信号に
対してガンマ処理を行ってもよい。その場合Ａ／Ｄ変換
を例えば１０ビット以上の変換で行い、ガンマ処理後８
ビットデータに丸めるような処理をすることによって、
演算誤差による画質劣化が少なくなり良好な結果が得ら
れる。用途によってはこのガンマ処理を行わずにデータ
出力してもよい。

【００４７】上述した例では多階調でデータを出力して
いるが、Ａ／Ｄ変換器３４の代わりにコンパレータを使
用して２値化出力を行うようなカラーハンディスキャナ
にもこの発明は適用できる。

【００４８】撮像素子としてはＣＣＤに限らず、同様の
機能を持つ白黒の受光素子を用いてもよい。回転フィル
タ５０の代わりに３色フィルタが直線状に配置され、直
線状に往復運動するような色分解フィルタを用いてもよ
い。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るカラーハ
ンディスキャナでは安価な白黒用線状撮像素子を使用で
きるためハンディスキャナ自体のコストダウンを図れる
特徴を有する。また、色分解フィルタを切り替えるため
の動力（モータなど）が不要なため、コストダウンに寄
与するなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るカラーハンディスキャナの一例
を示す側面図である。

【図２】その平面図である。

【図３】回転フィルタの一例を示す構成図である。

【図４】回転フィルタと検出系の説明図である。

【図５】この発明に係るカラーハンディスキャナの一例
を示すブロック図である。

【図６】その動作説明図である。

【図７】その動作説明図である。

【図８】従来のカラーハンディスキャナの側面図であ
る。

【図９】その平面図である。

【図１０】その回路構成図である。

【符号の説明】

１０ ハンディスキャナ １３ 光源 ４０ 白黒用ラインセンサ ５０ 回転フィルタ ６０ 回転伝達手段 ５３ 色フィルタ ５４ マーク ５５ 検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｄ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光源からの反射光像が結像する
   ラインセンサと、 ケースに取り付けられた回転ローラと、回転ローラに同
   期して動作する上記光像の光路中に配された色分解フィ
   ルタとで構成され、 上記ラインセンサには上記光像の色分解像が結像するよ
   うになされたことを特徴とするカラーハンディスキャ
   ナ。
2. 【請求項２】 上記ラインセンサは白黒用のＣＣＤであ
   ることを特徴とする請求項１記載のカラーハンディスキ
   ャナ。
3. 【請求項３】 上記色分解フィルタは円周方向に３分割
   された３原色フィルタを用いた回転フィルタであること
   を特徴とする請求項１記載のカラーハンディスキャナ。
4. 【請求項４】 上記回転フィルタには分割された原色フ
   ィルタの位置を示すマークが付されたことを特徴とする
   請求項３記載のカラーハンディスキャナ。
5. 【請求項５】 上記マークの位置を検出して原色に対応
   した識別信号が生成されると共に、 上記マークの位置を検出することによって上記ラインセ
   ンサより出力される撮像出力の有効成分を判別するよう
   にしたことを特徴とする請求項４記載のカラーハンディ
   スキャナ。