JPH11298687A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像読み取り装置において、予備スキャンを
行わずに本スキャンだけで原稿を読み取るシートモード
時でも、高さのある立体物などの原稿に対して適切なピ
ント合わせを行うことができるようにして、被写体の正
確な読み取り画像を得る。 【解決手段】 原稿（被写体）の高さに応じて撮影光学
系の焦点位置を焦点位置設定手段を用いて適宜に設定す
ることができるようにした。これにより、予備スキャン
を行わないシートモード時でも（＃５でＮＯ）、設定さ
れている焦点位置に結像レンズが移動して（＃１４）、
本スキャンにより原稿画像を読み取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上向き原稿を上方
から光学的に読み取る画像読み取り装置に係わり、特
に、シートモード時の焦点合わせに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、書籍などの原稿を上向きにセ
ットして読み取る上向き型画像読み取り装置では、予備
スキャン時にブック原稿の高さやサイズを検出し、それ
らのデータを基に適正な画像が得られるよう本スキャン
時に自動焦点合わせや各種補正を行うブックモードと、
予備スキャンを行わずに本スキャンだけを行うシートモ
ードの２つがある。ブックモードは、原稿面に高さ変化
のあるブック原稿の読み取りに適しており、シートモー
ドは原稿面に高さ変化がなく、補正の必要のないシート
原稿の高速読み取りに適している。シートモード時に
は、原稿台上０ミリメートル（ｍｍ）の位置に焦点を合
わせるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の原稿上向きセット型の画像読み取り装置で
は、シートモード時の焦点位置が原稿台上０ｍｍ固定で
あるため、シートモード時に高さのある立体物（例えば
厚みのあるファイルなど）を読み取った場合に、ピント
が大きくずれてしまい、正確な画像を得ることができな
いという問題があった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、予備スキャンを行わずに本スキ
ャンだけで原稿を読み取るシートモード時においても、
高さのある立体物などの原稿に対して適切なピント合わ
せを行うことができるようにして、この種の被写体の正
確な読み取り画像を得ることが可能な画像読み取り装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、上向き原稿を上方から光学的に読み取る画
像読み取り装置において、原稿を載置する原稿台と、原
稿台上に載置された原稿の像を結像させる撮影光学系
と、撮影光学系を通って結像した原稿像を読み取る撮像
手段と、撮影光学系の焦点位置を変化させる焦点調整手
段と、撮影光学系の焦点位置を設定する焦点位置設定手
段と、焦点位置設定手段により設定された位置に焦点が
くるように焦点調整手段を制御する制御手段とを備えた
ものである。

【０００６】上記構成においては、ユーザは原稿（被写
体）の高さに応じて焦点位置設定手段を用いて撮影光学
系の焦点位置を適宜に設定することができるので、予備
スキャンを行わないシートモード時でも、立体物に対し
て適切なピント合わせを行うことができる。

【０００７】また、焦点位置設定手段によって設定され
た撮影光学系の焦点位置を表示する表示手段をさらに備
えたものとすることができる。これにより、焦点位置設
定手段によって設定された焦点位置（高さ）が表示され
るので、原稿（被写体）と焦点位置（高さ）の位置関係
が明確になり、焦点位置設定が容易に行える。

【０００８】また、焦点位置設定手段は段階的に焦点位
置を設定可能であり、制御手段は段階的に設定された焦
点位置に焦点がくるように焦点調整手段を制御するもの
とすればよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
画像読み取り装置について図面を参照して説明する。図
１は本実施形態による画像読み取り装置の外観図、図３
は画像読み取り装置の使用状態の一例を示す図である。
画像読み取り装置１は、主に電気回路などを収納する本
体ハウジング１０、原稿を支持する暗色の原稿台２０、
原稿画像を電気信号に変換する撮像ユニット３０、及び
原稿の照明を担うランプユニット４０を備えている。原
稿台２０は、本体ハウジング１０の前面側に配置されて
おり、この原稿台２０上には、書籍やファイルなどのブ
ック原稿、シート原稿、又は立体物が上向きに置かれ
る。撮像ユニット３０は、原稿台２０の上方に配置さ
れ、本体ハウジング１０の上面から上方に延びた支柱１
２によって片持ち形式で支持されている。ランプユニッ
ト４０は、撮像ユニット３０の下面側に配置され、支柱
１２に固定されている。原稿台２０と撮像ユニット３０
との間の空間８０は、装置外の自由空間に対して開放さ
れており、ブック原稿のセッティングに十分な広さを有
している。原稿台２０と撮像ユニット３０との間の距離
は３０ｃｍ以上である。

【００１０】本体ハウジング１０の前面上部には操作パ
ネルＯＰが設けられており、また、この操作パネルＯＰ
の下方には原稿台２０に載置された原稿面の高さを検出
するための測距板１６が固定されている。測距板１６の
前面側の表面は光沢性のある平面であり、原稿台２０の
上面に対する４５°の傾斜面となっている。この測距板
１６の上端面は、シェーディング補正のための白色板１
８として用いられる。また、本体ハウジング１０の右側
面には、メインスイッチ５１が設けられている。原稿台
２０の左右両側部には、ユーザが読み取り開始を指示す
るためのスタートキー５２が１つずつ設けられており、
また、原稿台２０の前面側には、ブック原稿を押さえる
際のひじ掛けとして用いられるアームレスト２５が配設
されている。画像読み取り装置１では、原稿面に高さ変
化のあるブック原稿の読み取りに用いられるブックモー
ドと、原稿面に高さ変化のないシート原稿の読み取りに
用いられるシートモードの２つの画像読み取りモードを
有する。本体ハウジング１０の前面視右側部には、シー
トモード時の焦点位置（高さ）を表示する焦点位置表示
部６０が設けられている。

【００１１】次に、撮像ユニット３０の内部構成につい
て図１を参照して説明する。撮像ユニット３０は、ＣＣ
Ｄアレイからなるラインセンサ３１、結像レンズ３２及
びミラー３３を有している。ランプユニット４０からの
光で照射された原稿台２０からの反射画像は、ミラー３
３と結像レンズ３２とによりラインセンサ３１の受光面
に投影される。結像レンズ３２は、前後方向に移動可能
に設けられており、ＡＦ機構（図５に示されるレンズ駆
動部３４参照）によって位置決めされる。ラインセンサ
３１は、不図示の走査機構の可動体（スキャナ）に取り
付けられており、ＣＣＤ素子の配列方向を上下に保った
状態で図示の左右方向（副走査方向）Ｍ２に沿って平行
移動する。この平行移動によって２次元の原稿画像の撮
像が行われる。

【００１２】図２は、焦点位置表示部６０を示す図であ
る。図に示される６０ａ〜６０ｋは、ＬＥＤである。こ
れらのＬＥＤ６０ａ〜６０ｋは５ｍｍピッチに配置され
ており、また、ＬＥＤ６０ａは原稿台上０ｍｍと同じ高
さに配置されている。シートモード選択時に操作パネル
ＯＰで焦点位置を設定すると、結像レンズ３２が設定し
た焦点位置に移動すると共に、ＬＥＤ６０ａ〜６０ｋの
中で設定した焦点位置（高さ）に対応するＬＥＤが点灯
する。

【００１３】画像読み取り装置１の使用に際して、ユー
ザは、図３に示されるように、ブック原稿ＢＤを原稿台
２０上に上向き見開き状態で置く。その時、測距板１６
の下端にブック原稿ＢＤを押し当てて位置決めを行う。
つまり、測距板１６と原稿台２０との境界が原稿のセッ
ティングの基準線となっている。その基準線の中央が基
準位置ＰＯ（図４参照）である。原稿台２０は、左右部
が独立して上下移動可能な構成になっている。これによ
り、ブック原稿ＢＤを上向き見開き状態で載置した際
に、左右のページの高さをほぼ同一にすることができ
る。

【００１４】上記の画像読み取り装置１は、ブック原稿
及び立体物の読み取りに適した画像入力手段であり、ブ
ックモードとシートモードの２つの画像読み取りモード
を使い分けることにより、ブック原稿、シート原稿又は
立体物の読み取りを行うことができる。この画像読み取
り装置１とデジタル複写機とを組み合わせることによ
り、各種の原稿に適合した総合的な複写システムを構成
することができる。

【００１５】次に、ブックモードとシートモードについ
て詳細に説明する。先ず、ブックモードから説明する。
ブックモードでは、同一の原稿に対して２回の走査（原
稿読み取り）が行われる。ブック原稿ＢＤでは、シート
原稿と違って原稿面が湾曲しているので、その湾曲状態
に応じて撮像の際のピント調整を行ったり、輝度の差異
を補う処理を行う必要がある。このため、１回目の走査
（以下、予備スキャンという）で湾曲状態が検出され、
その検出結果に基づいて２回目の走査（以下、本スキャ
ンという）で必要な処理が行われる。外部装置への画像
出力は、本スキャン時に行われる。

【００１６】図４（ａ）は原稿台２０上にブック原稿Ｂ
Ｄがセットされた状態を示す図、（ｂ）は撮像ユニット
３０の読み取り画像Ｇ０を示す図である。この読み取り
画像Ｇ０は、ブック原稿ＢＤの読み取り対象面の像Ｇ
１、原稿台２０の像Ｇ２０、及び測距板１６に写った像
Ｇ１８から構成されている。像Ｇ１８内の像Ｇ１８１，
Ｇ１８２は、見開いた状態のブック原稿ＢＤにおける端
面（書籍における「天」と呼称される部分）の形状を示
している。像Ｇ１８内の像Ｇ１８１，Ｇ１８２以外の部
分は、測距板１６に写った背景像である。像Ｇ１８と像
Ｇ２０との境界の位置は、上述の原稿セッティングの基
準線（測距板１６と原稿台２０との境界線）に対応し、
既知であるので、その境界に対応する位置と像Ｇ１８
１，Ｇ１８２の輪郭線との距離（画素数）から原稿面の
高さを算出することができる。また、像Ｇ１と像Ｇ２０
との境界は、原稿面の下地色と原稿台２０の色との差異
を利用して容易に判別することができる。像Ｇ１の上端
縁及び下端縁が湾曲しているのは、原稿面の高さが一定
でないからである。つまり、撮像面に近い被写体は遠く
の被写体よりも大きく撮像される。本スキャン時には、
予備スキャン時に得た原稿面の高さ情報に基づいて、湾
曲した像Ｇ１を原稿面の高さが一定である場合の像に補
正する画像処理が行われる。

【００１７】次に、シートモードについて説明する。高
さ変化のないシート状の原稿、すなわち画像補正の必要
ない原稿を読み取る場合には、シートモードを使用す
る。また立体物を読み取る場合もこのモードを使用す
る。シートモードでは本スキャンのみが行われる。本ス
キャン中は結像レンズ３２は移動せず、常に一定の高さ
にピントが合っている。本実施形態による画像読み取り
装置１では、操作パネルＯＰを用いてシートモード時の
焦点位置（高さ）を被写体の高さに合わせて設定するこ
とができる。シートモードが選択されると、焦点位置表
示部６０のＬＥＤ６０ａ〜６０ｋの中で、設定されてい
る焦点位置に対応した高さのＬＥＤが点灯する。そし
て、ユーザがＬＥＤ６０ａ〜６０ｋの表示を目安に、操
作パネルＯＰを用いてピント位置を調整すると、本スキ
ャンに先立って、設定された焦点位置に焦点がくるよう
にレンズ移動が行われ、この後に本スキャンによる画像
読み取りと外部装置への画像出力が行われる。この際、
ブックモードのような画像補正は行われない。なお、本
実施例では焦点位置を表示する表示手段を５ｍｍピッチ
のＬＥＤで構成された焦点位置表示部６０としたが、表
示ピッチ、表示手段ともこれに限られない。

【００１８】図５は画像読み取り装置１の信号処理系の
ブロック図である。信号処理系１００は、装置全体の制
御を行うＣＰＵ１０１を備えている。ＣＰＵ１０１は、
メモリ内のプログラムに従って、レンズ駆動部３４、ラ
ンプ制御部４５、ＬＥＤ制御部６５及びセンサ駆動部３
５を含む駆動系を制御する。センサ駆動部３５は、ライ
ンセンサ３１に対して所定のクロック信号を供給する。
ラインセンサ３１によって読み取られた画像データは、
ＡＤ変換部１０２により、例えば８ビットの画像データ
Ｄ１０２に変換される。予備スキャン時には、画像デー
タＤ１０２は、一時メモリ１０４に一旦格納された後、
ＣＰＵ１０１を経由して輝度検出部１１２へ転送され
る。輝度検出部１１２は、副走査方向の所定ライン毎に
各画素の輝度を集計して輝度ヒストグラムを作成し、下
地輝度及び画像の有無の判定のためのしきい値を算出す
る。計数部１１３は、輝度ヒストグラムに基づいて、輝
度がしきい値以下の画素の個数をカウントする。位置検
出部１１４は、撮像面における副走査方向の走査位置を
検出する。ＣＰＵ１０１は、下地輝度、画像に対応した
画素の度数、走査位置の３つの情報に基づいて原稿面の
高さを算出する。また、この高さデータに基づいてＡＦ
制御のためのデータを生成する。

【００１９】本スキャン時には、上記のＡＦ制御用デー
タに基づいてレンズ駆動部３４を用いたＡＦ動作を行い
ながら、ラインセンサ３１による副走査方向の各ライン
の読み取りを行う。この読み取りデータは、ＡＤ変換部
１０２でデジタル変換されて、デジタルの画像データＤ
１０２として画像処理部１０３へ送られる。画像処理部
１０３は、画像データＤ１０２に対して、原稿面の湾曲
に起因する画像ひずみの補正、濃度補正、原稿を押さえ
たユーザの手の像を消去するマスキングなどの処理を行
った後に、複写機やプリンタなどの外部装置へ出力す
る。

【００２０】図６は、画像読み取り装置１の読み取り動
作のフローチャートである。画像読み取り装置１は、待
機中にモードをチェックし（＃１）、シートモードが選
択されている場合には（＃１でＮＯ）、焦点位置表示部
６０のＬＥＤ６０ａ〜６０ｋの中で、その時設定されて
いる焦点位置（高さ）に対応したＬＥＤを点灯する（＃
２）。その後、スタートキー５２の入力待ちを行い（＃
３）、スタートキー５２が押下されると（＃３でＹＥ
Ｓ）、ランプユニット４０の光源を点灯する（＃４）。
そして、ブックモードの場合は（＃５でＹＥＳ）、予備
スキャンを開始し（＃６）、上述したような原稿面の高
さ等の測定を行う（＃７）。予備スキャンの処理が終了
すると（＃８でＹＥＳ）、画像処理の準備等（＃９）を
行った後に、本スキャンを開始する（＃１０）。本スキ
ャンにおいては、ラインセンサ３１の走査にあわせたＡ
Ｆ動作を行いながら各ラインの読み取りを行うと共に、
各ラインの画像データに対して所定の画像処理を行い
（＃１１）、処理後の画像データを逐次外部装置へ出力
する（＃１２）。そして、全てのラインの読み取りが終
了するまで（＃１３でＹＥＳ）、＃１１乃至＃１３の処
理を繰り返す。また、シートモードの場合は（＃５でＮ
Ｏ）、ユーザにより操作パネルＯＰで設定された焦点位
置にレンズを移動し（＃１４）、本スキャンを開始する
（＃１５）。本スキャンにおいては画像処理やＡＦ動作
は行わず、各ラインの画像データを逐次外部装置へ出力
する（＃１６）。そして、全てのラインの読み取りが終
了するまで（＃１７でＹＥＳ）、＃１６と＃１７の処理
を繰り返す。本スキャンが終了すると、ランプユニット
４０の光源を消灯し（＃１８）、＃３に戻って新たなス
タート指示を待つ。

【００２１】本発明は、上記実施形態に限られるもので
はなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形
態では、シートモード時には予備スキャンによる原稿高
さ検出を行わず、ユーザが操作パネルＯＰを用いて焦点
位置を手動で設定するようにしたが、本スキャンの前に
所定の基準位置における被写体の高さのみを検出し、こ
の検出値に基づいて焦点位置を自動で設定するようにし
てもよい。これにより、シートモード時におけるユーザ
の焦点位置設定の手間が省ける。また、上記実施形態で
は、ユーザが焦点位置表示部６０のＬＥＤ表示を用いて
焦点位置と被写体の高さとを比較しながら焦点位置の設
定を行ったが、焦点位置表示部６０の代わりに、被写体
の高さを計るためのゲージを設けて、ユーザがこのゲー
ジを用いて計測した高さに焦点位置を設定するようにし
てもよい。要するに、本発明では、焦点位置を段階的
（ステップ的）に設定させることが可能であって、その
設定された位置に応じて、焦点調整が段階的に行われれ
ば良い。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、焦点位置
設定手段を用いて適宜の位置に焦点がくるように設定す
ることができるので、ユーザが例えば予備スキャンを行
わないシートモード選択時に高さのある立体物を読み取
る時に、その高さに応じて撮影光学系の焦点位置を調整
することができる。これにより、立体物に対して適切な
ピント合わせを行うことができ、その正確な読み取り画
像を得ることができる。

【００２３】また、焦点位置設定手段によって設定され
た撮影光学系の焦点位置を表示する表示手段をさらに備
えたことにより、現在設定されている焦点位置と立体物
の高さとを比較しながら焦点位置を設定することができ
るので、適切な焦点位置の設定を容易に行うことができ
る。

【００２４】また、段階的に設定された焦点位置に焦点
がくるように焦点調整手段を段階的に制御することによ
り、簡単な構成にて、容易に焦点調整を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による画像読み取り装置の
外観図である。

【図２】焦点位置表示部を示す図である。

【図３】画像読み取り装置の使用状態の一例を示す図で
ある。

【図４】（ａ）は原稿台上にブック原稿がセットされた
状態を示す図、（ｂ）は撮像ユニットによる読み取り画
像を示す図である。

【図５】画像読み取り装置の信号処理系のブロック図で
ある。

【図６】画像読み取り装置の読み取り動作のフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 画像読み取り装置 ２０ 原稿台 ３１ ラインセンサ（撮像手段） ３２ 結像レンズ（撮影光学系） ３４ レンズ駆動部（焦点調整手段） ６０ 焦点位置表示部（表示手段） １０１ ＣＰＵ（制御手段） ＯＰ 操作パネル（焦点位置設定手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上向き原稿を上方から光学的に読み取る
   画像読み取り装置において、 原稿を載置する原稿台と、 前記原稿台上に載置された原稿の像を結像させる撮影光
   学系と、 前記撮影光学系を通って結像した原稿像を読み取る撮像
   手段と、 前記撮影光学系の焦点位置を変化させる焦点調整手段
   と、 前記撮影光学系の焦点位置を設定する焦点位置設定手段
   と、 前記焦点位置設定手段により設定された位置に焦点がく
   るように前記焦点調整手段を制御する制御手段とを備え
   たことを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記焦点位置設定手段によって設定され
   た前記撮影光学系の焦点位置を表示する表示手段をさら
   に備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取
   り装置。
3. 【請求項３】 前記焦点位置設定手段は段階的に前記焦
   点位置を設定可能であり、前記制御手段は段階的に設定
   された前記焦点位置に焦点がくるように前記焦点調整手
   段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像読
   み取り装置。