JPH08237444A - 画像読取装置の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 画像読取装置の投影レンズの位置調整をロー
コストで速やかに行う。 【構成】 キャリッジ２０上部に形成されたスリット２
１の上方に調整用治具３７を介して撮像領域の端を示す
白色のストライプがそれぞれ設けてある調整用チャート
３６をセットする。蛍光灯２３で調整用チャート３６を
照明し、スリット２１からキャリッジ２０内に入射した
反射光を反射ミラー２４を介して投影レンズ２５がＣＣ
Ｄラインセンサ２６に投影し、その出力信号の波形をオ
シロスコープ４０の画面４０ａに映し出す。投影レンズ
２５を光軸方向に移動させると、ＣＣＤラインセンサ２
６上に投影される調整用チャート３６の像サイズが変化
し、画面４０ａの波形パターンも変化する。白色の各ス
トライプの像がＣＣＤラインセンサ２６の両端に位置す
る受光素子上に投影されことを示す波形パターンが画面
４０ａに映し出されたとき投影レンズ２５の移動操作を
止め、その位置出しをする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読取装置の調整方
法に関し、更に詳しくは画像読取装置において投影レン
ズの取付位置を調整する調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原稿に記録された文字や絵等の画像（原
稿像）を読み取って伝送するファクシミリや、パソコン
（パーソナルコンピュータ）に画像データを入力するイ
メージスキャナ等の画像読取装置が一般に広く普及して
いる。このような画像読取装置では、蛍光灯等の光源で
原稿を主走査方向に照明し、その反射光をミラーと投影
レンズを介してＣＣＤラインセンサ等のイメージセンサ
に結像させる。この結像された原稿像の１ライン分をイ
メージセンサが画素単位に分解することで、主走査方向
の１列分の画素を順次読み取る。イメージスキャナで
は、光源，ミラー，投影レンズ及びイメージセンサは一
体型のユニット（キャリッジという）になっており、こ
れを副走査方向に移動させることで、原稿全体を読み取
ることができる。また、ファクシミリでは、光源，ミラ
ー，投影レンズ及びイメージセンサは固定されており、
原稿を副走査方向に搬送するようになっている。

【０００３】画像読取装置を組み立てる際には、原稿像
を正確にイメージセンサに結像させるため、イメージセ
ンサと投影レンズとの位置関係を個々に微調整する必要
がある。この調整方法としては、例えばイメージセンサ
を所定位置に固定しておき、投影レンズを光軸方向に移
動自在としておく。そして、原稿の撮像位置に調整用の
チャートを置き、イメージセンサから出力された画像信
号を出力信号波形としてオシロスコープに表示させる。
チャートの像が正確にイメージセンサに合焦していると
きには、波形の立ち上がりが鋭くなるから、作業者がオ
シロスコープに表示された波形を確認しながら、この波
形の立ち上がりが最も鋭くなるピークを見つけ、投影レ
ンズの位置出しを行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像読取装
置では、投影レンズとしては例えば焦点距離２０ｍｍの
広角レンズを採用している。しかしながら、このような
広角レンズは焦点深度が深いため、光軸方向の移動量に
比べてイメージセンサからの出力信号波形の変化は極め
て緩やかとなり、波形の立ち上がりピークを見つけるこ
とは困難である。したがって、投影レンズの最適な位置
出しを行う調整作業には、熟練を要するとともに時間が
かかるという欠点があった。しかも、このような面倒な
調整作業を行っても、投影レンズは製造時の組立誤差や
光学ガラスのバラツキ等により僅かずつではあるが個々
の焦点距離にバラツキを生じ、撮像範囲が一定しないと
いう問題がある。この問題を解決するためには、投影レ
ンズを位置出しした後、更にイメージセンサの位置を修
正する、あるいは投影レンズの焦点距離を可変にする等
の処置が必要となるため、調整作業に時間がかかった
り、投影レンズのコストが高くなるという問題が生じ
る。

【０００５】本発明は、投影レンズの位置調整をローコ
ストかつ速やかに行うことができる画像読取装置の調整
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の画像読取装置の調整方法は、少なく
とも主走査方向の最大読取幅を表示した調整用チャート
をセットし、この調整用チャートを撮像して得られるイ
メージセンサからの出力信号の波形をオシロスコープの
画面に映し出し、これを観察しながら投影レンズを光軸
方向に移動させ、前記最大読取幅の両端がイメージセン
サの両端に位置する受光素子によってそれぞれ読み取ら
れたことを示す波形パターンがオシロスコープの画面に
映し出されるように、投影レンズを位置出しするもので
ある。

【０００７】請求項２記載の画像読取装置の調整方法
は、請求項１記載の画像読取装置の調整方法において、
前記調整用チャートは、前記最大読取幅の両端に対応し
た位置に反射率が高い幅狭の高反射領域をそれぞれ設け
るとともに、主走査方向で各高反射領域を挟む位置に反
射率が低い低反射領域をそれぞれ設けてあり、前記オシ
ロスコープに映し出された波形パターンの両端に各高反
射領域の撮像波形が現出されるように、投影レンズを位
置出しするものである。

【０００８】

【作用】投影レンズは光軸方向に移動自在にしておく。
読取位置に原稿の代わりに少なくとも主走査方向の最大
読取幅を表示した調整用チャートをセットするととも
に、イメージセンサからの出力信号波形をオシロスコー
プの画面に映し出す。投影レンズを光軸方向に移動させ
ると、イメージセンサに投影される調整用チャートの像
の大きさが変化するから、オシロスコープの画面に映し
出された波形パターンの形状が変化する。作業者はこの
波形パターンを観察しながら投影レンズを移動させ、調
整用チャートに表示された最大読取幅の両端の像がイメ
ージセンサの両端に位置する受光素子上に投影されたこ
とを示す波形パターンがオシロスコープの画面に映し出
されたときに投影レンズの移動操作を止め、投影レンズ
の位置を特定する。このような簡単な調整方法により、
投影レンズの焦点距離に誤差があっても撮像範囲にズレ
を生じることなく、投影レンズの位置出しが正確に行わ
れる。

【０００９】

【実施例】本発明を実施したモノクロタイプのイメージ
スキャナ１０の外観を示す図２において、イメージスキ
ャナ１０の本体部１１はボックス型をしており、この上
部中央には原稿１２を載置する透明なガラス板（ステー
ジ）１３が嵌め込まれている。また、原稿読取時に本体
部１１の上部を被う蓋１５が蝶番１６を介して本体部１
１の端部に回動自在に取り付けられている。本体部１１
の内部には、ガラス板１３の上に置かれた原稿１２を読
み取るキャリッジ２０が副走査方向に進退自在に設けら
れ、原稿の読取を開始すると、本体部１１内に設けられ
た駆動機構により本体部１１内の一方の端から他方の端
まで移動される。なお、原稿１２としては、紙等の不透
明な支持体に絵や文字等の画像を記録した反射原稿や例
えばポジフイルム等の透過原稿を用いることができる。
蓋１５の裏面（原稿側の面）は、透過原稿を読み取ると
きのために白色仕上げにしてある。

【００１０】図１において、キャリッジ２０の上部に
は、主走査方向に延びたスリット２１が形成されてい
る。キャリッジ２０の内部には、スリット２１と平行に
蛍光灯２３が設けられており、この蛍光灯２３が原稿読
取時にスリット２１を介してガラス板の上に置かれた原
稿を照明するようになっている。スリット２１の真下に
は主走査方向に細長い反射ミラー２４が原稿面に対して
例えば４５°の傾斜角で設けられ、その水平方向に投影
レンズ２５と、イメージセンサとして周知のＣＣＤライ
ンセンサ２６とが順に配置されている。この投影レンズ
２５は、例えば焦点距離２０ｍｍの広角タイプが用いら
れる。

【００１１】ＣＣＤラインセンサ２６は、例えば５００
０個の受光素子が主走査方向に一直線状に配列されてお
り、各受光素子に入射する光量に応じて生じる信号電流
を時系列的に読み出してアンプ２７に出力する。アンプ
２７はこのアナログ電気信号を増幅して画像信号処理回
路２８に送出する。画像信号処理回路２８はアンプ２７
で増幅されたアナログ電気信号をデジタルの画像信号に
変換した後、シェーディング補正等の処理を行ってか
ら、ＳＣＳＩ等のインターフェース２９を介してサーマ
ルプリンタやパソコン等に出力する。

【００１２】図３において、投影レンズ２５はレンズホ
ルダ３０に保持されており、このレンズホルダ３０はキ
ャリッジ２０の底部に固定されたレール３１上に光軸α
方向（副走査方向）に移動自在に取り付けられている。
レンズホルダ３０の側面には細かいピッチのラックギア
３２が固定されており、これにピニオンギア３３が噛合
している。このピニオンギア３３に固定された軸３４の
先端部は、キャリッジ２０の上壁に形成された孔２０ａ
を介してキャリッジ２０の外部に突出されており、この
先端にノブ３５が固着されている。本体カバーの一部を
外すと、ノブ３５が操作可能である。ノブ３５を回転操
作することにより、軸３４，ピニオンギア３３及びラッ
クギア３２を介して投影レンズ２５をレンズホルダ３０
ごと光軸α方向に移動させることができる。なお、孔２
０ａ近傍のキャリッジ２０には、ノブ３５を任意の位置
で固定可能なロック機構を設けるのがよい。

【００１３】このように構成されたイメージスキャナ１
０の組立を行う際には、投影レンズ２５の光軸方向の位
置を微調整する。まず、スリット２１の上方に、調整用
治具３７を介して調整用チャート３６をセットする。こ
の調整用治具３７は、本体部１１のガラス板１３と同じ
材質の細長いガラス板３８とスペーサ３９とから構成さ
れ、キャリッジ２０を本体部１１内に収納した状態で本
体部１１のガラス板１３に調整用チャート３６を載置し
た場合と同じ状態を再現する。そして、インターフェー
ス２９にオシロスコープ４０を接続する。

【００１４】図４に示すように、調整用チャート３６は
細長い形状をしており、調整用治具３７のガラス板３８
に対面される面３６ａは反射率が高い白色仕上げになっ
ている。そして、面３６ａの両端部には反射率が低い黒
色のストライプ４２ａ，４３ａ及びストライプ４２ｂ，
４３ｂがそれぞれ僅かな隙間をとって印刷されている。
この各隙間には面３６ａが露呈しており、白色のストラ
イプ４４ａ，４４ｂを形成している。これらの中心線Ｐ
ａ，Ｐｂ間の距離Ｌ１が原稿の主走査方向の最大読取幅
（設計上の撮像範囲）に対応している。

【００１５】ＣＣＤラインセンサ２６の受光幅を例えば
２０ｍｍ，投影レンズ２５の投影倍率を例えば１／４と
すると、調整用チャート３６の距離Ｌ１は例えば８０ｍ
ｍとなる。また、ストライプ４２ａ，４２ｂの各中心線
Ｑａ，Ｑｂ間の距離Ｌ２は例えば７６ｍｍであり、スト
ライプ４３ａ，４３ｂ間の距離を示す基準線Ｒａ，Ｒｂ
間の距離Ｌ３は８４ｍｍである。なお、この基準線Ｒａ
の位置は、中心線Ｐａとの距離が中心線Ｐａ，Ｑａ間の
距離と等しくなるように決めたものである。また、基準
線Ｒｂの位置も同様である。

【００１６】蛍光灯２３を点灯するとともにＣＣＤライ
ンセンサ２６を駆動して、調整用チャート３６の像を反
射ミラー２４，投影レンズ２５を介してＣＣＤラインセ
ンサ２６に投影させる。ＣＣＤラインセンサ２６からの
出力信号はアンプ２７で増幅された後、画像信号処理回
路２８でデジタル化，シェーディング補正等の処理が施
され、インターフェース２９を介してオシロスコープ４
０に入力される。オシロスコープ４０の画面４０ａに
は、投影レンズ２５の位置により図５（Ａ）〜（Ｃ）に
示すような波形パターンが表示される。

【００１７】オシロスコープ４０の画面４０ａに（Ａ）
の波形パターンが表示された場合には、投影レンズ２５
が反射ミラー２４側に寄った位置にあって調整用チャー
ト３６の像が所定のサイズより大きくなっている。すな
わち、ＣＣＤラインセンサ２６の両端に位置する受光素
子上からストライプ４４ａ，４４ｂの像が外側にはみ出
した状態になっているから、ノブ３５を操作して投影レ
ンズ２５をＣＣＤラインセンサ２６側に向かって移動さ
せる。

【００１８】（Ｃ）の波形パターンが表示された場合に
は、投影レンズ２５がＣＣＤラインセンサ２６側に寄っ
た位置にあって調整用チャート３６の像が所定のサイズ
より小さくなっている。すなわち、ＣＣＤラインセンサ
２６の両端に位置する受光素子上に最大読取幅の外側に
あるストライプ４３ａ，４３ｂの像までが投影された状
態になっているから、ノブ３５を操作して投影レンズ２
５を反射ミラー２４側に向かって移動させ、ＣＣＤライ
ンセンサ２６に投影される調整用チャート３６の像のサ
イズを大きくする。

【００１９】（Ｂ）に示す波形パターンがオシロスコー
プ４０の画面４０ａに表示された場合には、調整用チャ
ート３６の像が所定のサイズどおりになっており、ＣＣ
Ｄラインセンサ２６の両端に位置する受光素子上にスト
ライプ４４ａ，４４ｂの像の中心が重なった状態になっ
ている。すなわち、ＣＣＤラインセンサ２６の読取可能
範囲に読み取られるべき最大読取幅の像の全てが過不足
なく投影されているから、ノブ３５の操作を停止し、投
影レンズ２５の位置を特定する。また、このとき、投影
レンズ２５の焦点距離が設計値どおりであれば、原稿像
がＣＣＤラインセンサ２６に正確に結像されるように、
スリット２１からＣＣＤラインセンサ２６に至る光路長
が決められている。

【００２０】一般には、投影レンズ２５の焦点距離は、
レンズそのものの加工誤差と、製造時の組立誤差を含ん
でいるから、オシロスコープ４０の画面４０ａに（Ｂ）
に示す波形パターンが表示された状態で投影レンズ２５
の位置出しをしても、理論上は原稿像がＣＣＤラインセ
ンサ２６に結像されるピント位置にズレが生じる。しか
しながら、投影レンズ２５の焦点深度が充分に深いた
め、ピント位置のズレ量は許容範囲内に入り、読取精度
が劣化する等の不都合を生じるおそれはない。

【００２１】以上説明した実施例では、イメージセンサ
として受光素子を１列に配列したＣＣＤラインセンサを
用いたが、受光素子を二次元に配列したＣＣＤエリアセ
ンサを用いることもできる。この場合には、例えば受光
エリアの中心部にある１ライン分の受光素子から出力さ
れる信号を用いる。また、調整用チャートとして主走査
方向の最大読取幅のみを表示したものを使用したが、例
えば副走査方向の最大読取幅も表示したもの，すなわち
全読取範囲を表示した調整用チャートを使用してもよ
い。また、調整用治具３７を使わずに、透明ガラス板１
３上にチャート３６をセットしてもよい。この場合に
は、例えば本体部の側面を開放可能な構造とし、投影レ
ンズの移動や固定は本体部の側方から行える構造とす
る。

【００２２】また、上記実施例はモノクロタイプのイメ
ージスキャナであったが、本発明をカラータイプのイメ
ージスキャナに適用できるのは勿論である。カラーイメ
ージスキャナには、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３光源を備
え、これらの点灯を順次に切り替えるものや、光源は白
色光源で投影レンズとイメージセンサとの間にＲ，Ｇ，
Ｂの３色フィルタを挿脱自在に設け、これらを順次に切
り替えるもの，更には３色のカラーイメージセンサを用
いるもの等がある。これらのカラーイメージスキャナで
投影レンズの位置調整を行うには、１つの色，例えばＧ
の光源又はフィルタを用いるか、又は２色もしくは３色
について投影レンズの位置調整を行い、これらの平均位
置に投影レンズを固定すればよい。また、本発明をフラ
ットベッドタイプのイメージスキャナに適用した実施例
のみを説明したが、本発明は他の画像読取装置，例えば
ハンディスキャナやファクシミリ等にも適用できるのは
勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明の調整方法によれ
ば、少なくとも主走査方向の最大読取幅を表示した調整
用チャートを用い、最大読取幅の両端がイメージセンサ
の両端に位置する受光素子によってそれぞれ読み取られ
たことを示す波形パターンがオシロスコープの画面に映
し出されたときに投影レンズの位置を特定するようにし
たので、投影レンズの焦点距離にバラツキがあっても簡
単な調整作業で撮像範囲を所定の範囲に正確に一致させ
ることができる。

【００２４】また、所定の調整用チャートのみを使用す
ればよく、焦点距離を変更可能な高価な投影レンズを使
用する必要がないから、投影レンズの位置調整をローコ
ストかつ速やかに行うことができる。更に、調整用チャ
ートの両端部に撮像範囲の両端を示す高反射領域をそれ
ぞれ設け、各高反射領域を２つの低反射領域でそれぞれ
挟むようにし、調整用チャートの各高反射領域が撮像さ
れたことを示す波形パターンの両端がオシロスコープに
映し出されたときに投影レンズの位置を特定するように
したので、投影レンズの位置調整を容易に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したイメージスキャナのキャリッ
ジの構造とＣＣＤラインセンサの信号処理回路の概略を
示す説明図である。

【図２】イメージスキャナの外観を示す斜視図である。

【図３】投影レンズの移動機構の概略を示す説明図であ
る。

【図４】調整用チャートの平面図である。

【図５】オシロスコープに表示された波形パターンを示
す説明図である。

【符号の説明】

１０ イメージスキャナ １２ 原稿 １３ ガラス板 ２０ キャリッジ ２３ 蛍光灯 ２４ 反射ミラー ２５ 投影レンズ ２６ ＣＣＤラインセンサ ３６ 調整用チャート ４０ オシロスコープ ４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ 黒色のストライプ ４４ａ，４４ｂ 白色のストライプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも主走査方向に多数の受光素子
   をライン状に配列したイメージセンサと、読取位置に置
   かれた原稿の画像記録面を照明する照明手段と、この照
   明手段及びイメージセンサと一緒に原稿に対して副走査
   方向に相対移動しながら原稿に記録された画像をイメー
   ジセンサに縮小投影する投影レンズとを備えた画像読取
   装置における投影レンズの取付位置を調整する画像読取
   装置の調整方法において、 前記読取位置に少なくとも主走査方向の最大読取幅を表
   示した調整用チャートをセットし、この調整用チャート
   を撮像して得られるイメージセンサからの出力信号の波
   形をオシロスコープの画面に映し出し、これを観察しな
   がら投影レンズを光軸方向に移動させ、前記最大読取幅
   の両端がイメージセンサの両端に位置する受光素子によ
   ってそれぞれ読み取られたことを示す波形パターンがオ
   シロスコープの画面に映し出されるように、投影レンズ
   を位置出しすることを特徴とする画像読取装置の調整方
   法。
2. 【請求項２】 前記調整用チャートは、最大読取幅の両
   端に対応した位置に反射率が高い幅狭の高反射領域をそ
   れぞれ設けるとともに、主走査方向で各高反射領域を挟
   む位置に反射率が低い低反射領域をそれぞれ設けてあ
   り、前記オシロスコープに映し出された波形パターンの
   両端に各高反射領域の撮像波形が現出されるように、投
   影レンズを位置出しすることを特徴とする請求項１記載
   の画像読取装置の調整方法。