JPH1155462A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿の走査位置とスリット状の照明光の照明
位置を常に一致させ、また、原稿からの反射光が直接撮
像レンズに入射することを防止したオーバーヘッド型の
画像入力装置を提供する。 【解決手段】 ＣＣＤラインセンサ７はセンサケース８
に収納され、センサケース８はガイド軸９とハウジング
２２のガイド溝２３に沿って摺動自在に設けられてい
る。センサケース８にはラック１１が設けられ、モータ
１２の回転軸に形成されたリードスクリュー１３と歯合
し、モータ１２の回転によりセンサケース８が走査方向
に移動する。照明用のスリット光は反射鏡により原稿上
に照射され、また、反射鏡はＣＣＤラインセンサ７の移
動と連動して回転して、スリット光を読み取り位置と一
致させて順次照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被写体、例えば原稿
を上方から読み取る、所謂、オーバーヘッド型の画像入
力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、原稿送り型の画像入力装置で
は読み取ることができない厚みのある本等から画像を取
り込む、ライン型のイメージセンサを用いたオーバーヘ
ッド型画像入力装置が知られている。この画像入力装置
は読み取り面を裏返して装着するフラットヘッド型画像
入力装置とは異なり、読み取り面を上にしたまま高精細
で読み込むことができるものである。

【０００３】このライン型のイメージセンサを用いたオ
ーバーヘッド型画像入力装置について図７ないし図１０
を参照して説明する。図７は従来のオーバーヘッド型画
像入力装置の一例を示す斜視図であり、図８および図９
は図７に示す従来例の動作を説明するための図である。
また、図１０はこのオーバーヘッド型画像入力装置の照
明方法を説明するための図である。

【０００４】ライン型のイメージセンサを用いたオーバ
ーヘッド型画像入力装置は図７に示すように、被写体と
なる読み取り用の原稿１の上部の、ＣＣＤラインセンサ
７、スリット光生成部５、撮像レンズ１４、反射鏡２０
等からなる撮像部において、撮像レンズ１４の結像面を
ＣＣＤラインセンサ７が副走査方向に移動して原稿１の
読み取り開始位置１ａから読み取り終了位置１ｂまでの
画像を順次取り込んで行くものである。このとき、スリ
ット光生成部５で生成されたスリット光２はＣＣＤライ
ンセンサ７の移動に連動して回動する反射鏡２０によっ
て、ＣＣＤラインセンサ７が現に読み取っている原稿１
の位置を照明するようになっている。

【０００５】前記撮像部は図８に示すように、読み取り
走査機構６と反射鏡回動機構１５から構成されている。
読み取り走査機構６は、ＣＣＤラインセンサ７を収納し
たセンサケース８を、水平方向に配置された２本のガイ
ド軸９，１０に沿って摺動自在に設け、また、センサケ
ース８に取り付けられたラック１１と、モータ１２の回
転軸に形成されたリードスクリュー１３とは歯合されて
いる。この機構によりＣＣＤラインセンサ７が撮像レン
ズ１４による原稿１の結像面上を副走査方向に移動す
る。

【０００６】反射鏡回動機構１５はセンサケース８に設
けられたシャフト１６と、シャフト１６、即ちセンサケ
ース８の水平移動を回転運動に変換するアーム１７と、
アーム１７の下端部にアーム１７と一体に設けられたギ
ア１８と、このギア１８と歯合する伝達ギア１９と、反
射鏡２０の側面に反射鏡２０と一体に取り付けられた減
速ギア２１とから構成している。ギア１８と減速ギア２
１とで構成する減速機構によって、アーム１７の回転角
度と反射鏡２０の回転角度との比を１／２にしている。

【０００７】つぎに、反射鏡回動機構１５の動作につい
て説明する。図９に示すようにシャフト１６の移動範囲
の両端位置ａ，ｂとアーム１７の回転中心ｃとで形成さ
れる三角形ａｂｃと、反射鏡２０の回転中心ｄと反射鏡
２０の回転運動によって走査されるスリット光２の走査
範囲の両端位置ｅ，ｆとで形成される三角形ｄｅｆを相
似にすることで、図７に示すＣＣＤラインセンサ７の読
み取りライン３とスリット光２の中心ライン４とを一致
させている。また、この例では反射鏡２０の回転中心ｄ
と撮像レンズ１４の画角中心ｇとはその位置が異なるも
のを示している。

【０００８】また、図１０に示すように、従来の１つの
照明３０で原稿の主走査方向を全て照明する構成では、
照射した光の原稿面での反射光が直接撮像レンズ１４に
入射することを避けるために、撮像レンズ１４と照明３
０とを大きく離して設定していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の画像入力装置においては次のような問題があった。
まず、多段のギア構成による反射鏡回動機構は動作精度
がギアの精度や、中心間距離の精度に大きく依存し、部
品精度のバラツキにも大きな影響を受けるものであっ
た。また、多段のギア構成ではバックラッシュが生じや
すく、動作が不安定となっていた。

【００１０】また、反射鏡の回転中心と撮像レンズの画
角中心とが離れている状態では、原稿の厚みによって、
即ち、原稿面の高さによって読み取り位置と光照射位置
の中心とが異なり、適切な照明ができない場合があっ
た。

【００１１】さらに、特に光沢性のある原稿に照射した
場合に生じやすい、原稿からの反射光が直接撮像レンズ
に入射することを避けるために、撮像レンズと照明とを
大きく離す必要があり、装置全体を小さくすることが困
難であった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
なされたものであり、請求項１に記載の発明によれば、
被写体の像を縮小して結像する撮像レンズと、結像させ
た像を撮影するライン型イメージセンサと、該ライン型
イメージセンサを前記撮像レンズの結像面に沿って副走
査方向に移動させる走査手段と、被写体の撮影位置を照
明するためのスリット光を生成するスリット光生成手段
と、前記スリット光を被写体の撮影位置に投光する照明
光走査手段を備えた画像入力装置であって、前記照明光
走査手段は、前記スリット光生成手段により生成される
スリット光を被写体上に向けて反射し投光する反射鏡
と、前記ライン型イメージセンサの移動に同期して前記
反射鏡を回転させるリンク機構とを具備し、さらに、前
記ライン型イメージセンサの結像面における読み取り移
動距離を底辺とし、前記ライン型イメージセンサの移動
を回転運動に変換する回転手段の回転中心を頂点とした
三角形と、被写体の副走査方向の読み取り長さを底辺と
し、前記反射鏡の回転中心を頂点とした三角形とが相似
形となるように構成されていて、前記反射鏡の回転によ
りスリット光が被写体の撮影位置を順次照射していく画
像入力装置を構成する。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の画像入力装置であって、前記リンク機構は、ラ
イン型イメージセンサと一体として移動するシャフト
と、該シャフトに接し、シャフトの移動に伴って、所定
の位置に設けられた回転軸を中心に回転するアームと、
該アームに接し、アームの回転に伴って、所定の位置に
設けられた回転軸を中心に回転し、前記反射鏡の反射面
の位置と該回転軸の中心を一致させて一体として有する
ガイドとを具備し、さらに、前記アームの回転軸中心か
らアームとガイドの接点までの距離と、前記アームの回
転軸中心から前記ガイドの回転軸中心までの距離を等し
くして構成する。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の画像入力装置であって、前記反射鏡の回転中心
を前記撮像レンズの光軸を含む主走査線と平行な面内に
設けて構成する。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の画像入力装置であって、前記反射鏡の回転中心
の高さと、前記撮像レンズの画角中心の高さとを一致さ
せ、且つ、前記反射鏡の回転中心を前記撮像レンズの光
軸を含む主走査線と平行な面内に設けて構成する。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
に記載の画像入力装置であって、前記スリット光生成手
段の２組を、前記撮像レンズを挟んで主走査方向に配設
して構成する。

【００１７】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
に記載の画像入力装置であって、前記スリット光生成手
段の２組を、前記撮像レンズを挟んで主走査方向に配設
し、且つ、前記スリット光の被写体からの反射光が直接
前記撮像レンズに入射することがないように配設して構
成し、上記課題を解決する。

【００１８】請求項１に記載の画像入力装置では、原稿
面の画像読み込み位置と照明光の照射位置をライン型イ
メージセンサの移動に伴って自動的に一致させながら走
査し読み取ることが可能となる。

【００１９】請求項２に記載の画像入力装置では、ライ
ン型イメージセンサの移動と照明用の反射鏡の回転と
を、ギアを含まないリンク機構を介して同期を採るた
め、高精度で画像読み込み位置と照明光の照射位置とを
一致させることが可能となる。

【００２０】請求項３および請求項４に記載の画像入力
装置では、画像読み込み位置と照明光の照射位置とを一
致させる調整が容易になる。また、原稿面の高さが異な
るものであっても、画像読み込み位置と照明光の照射位
置をライン型イメージセンサの移動に伴って自動的に一
致させながら走査し、読み取ることが可能となる。

【００２１】請求項５記載の画像入力装置では、照射光
量を十分に確保すると共に照射面の光量ムラを低減す
る。

【００２２】請求項６に記載の画像入力装置では、照射
するスリット光の原稿面からの反射光を直接撮像レンズ
に入射することを防止する。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
ないし図６を参照して説明する。図１は本発明に係わる
画像入力装置の実施の形態例の斜視図であり、図２はそ
の要部の斜視図である。図３および図４は画像入力装置
の反射鏡回転機構の動作を説明するための図である。ま
た、図５は画像入力装置の照明配置について説明するた
めの図であり、さらに、図６は画像入力装置の回路ブロ
ックを示す図である。

【００２４】本発明の実施の形態例の構成を図１および
図２に示す。撮像用のＣＣＤラインセンサ７はセンサケ
ース８に収納されていて、該センサケース８はガイド軸
９とハウジング２２のガイド溝２３に沿って摺動自在に
設けられている。また、センサケース８にはラック１１
が設けられ、モータ１２の回転軸に形成されたリードス
クリュー１３と歯合している。この構成によりモータ１
２の回転によってＣＣＤラインセンサ７は撮像レンズ１
４の結像面上を副走査方向に移動し、結像された画像を
読み込む。

【００２５】照明系には照明用のスリット光２を生成す
るスリット光生成部５と、生成されたスリット光２を反
射させる反射鏡２０があり、該反射鏡２０は左右を一体
化したミラーホルダー２４に取り付けられ、回転軸ｄを
中心に回転自在に設けられている。また、反射鏡２０を
回転させるリンク機構２５は、センサケース８に設けた
シャフト１６と、軸２６を中心に回転自在に設けられた
アーム１７と、ミラーホルダー２４に取り付けたガイド
２７と、バネ２８とからなっている。

【００２６】バネ２８の引っ張り力によりガイド２７は
アーム１７と一体になっているシャフト２９に摺動自在
な状態で押しつけられ、一方、アーム１７の反対側先端
はシャフト１６に摺動自在な状態で押しつけられてい
る。

【００２７】つぎに、画像入力装置の反射鏡回転機構の
動作について説明する。図３に示すように、ガイド２７
とアーム１７とシャフト１６の位置関係は、アーム１７
の軸２６における回転中心ｃから反射鏡２０の回転中心
ｄおよびシャフト２９の中心ｊ間での距離を等しくする
ことで、反射鏡２０の回転角をアーム１７の回転角の１
／２となるようにしている。

【００２８】さらに、反射鏡２０の回転角をアーム１７
の回転角の１／２とすることにより照射されるスリット
光２の偏向角はアーム１７の回転角と同一になり、従っ
て図４に示すようにシャフト１６の移動範囲の両端ａ，
ｂとアーム１７の回転中心ｃとで形成される三角形ａｂ
ｃと、反射鏡２０の回転中心ｄと反射鏡２０の回転によ
って走査されるスリット光２の原稿上での走査範囲の両
端位置ｅ，ｆとで形成される三角形ｄｅｆとは相似形と
なる。これはＣＣＤラインセンサ７の副走査方向の移動
とスリット光２の照射位置の移動とが対応して一致する
ことを示している。即ち、上述した構成を採ると図１に
示すＣＣＤラインセンサ７による読み取りライン３とス
リット光２の中心ライン４とを走査位置によることなく
常に一致させることが可能となる。

【００２９】さらに加えて、反射鏡２０の回転中心ｄの
軸線と撮像レンズ１４の画角中心ｇとを一致させて構成
する。この構成により原稿面に平行な任意の高さの平面
において、読み取りライン３とスリット光２の中心ライ
ン４とを一致させることが可能となる。即ち、厚さの異
なる原稿であっても読み取りライン３とスリット光２の
中心ライン４とを常に一致させて走査し、撮像レンズ１
４の被写界深度内であれば撮像することを可能とする。
従って、従来では問題であった、図９に示す原稿面がΔ
ｈ変動したことによる照射位置のずれΔｌの生じること
はない。

【００３０】また、本形態例では図５（ａ）に示すよう
に、上述した構成の反射鏡回動機構に反射鏡２０を設定
し、この２組をＣＣＤラインセンサ７の両側に設け、ス
リット光２の原稿面での反射光が直接撮像レンズ１４に
入射しないように構成している。これは図５（ｂ）に示
すように原稿面でのスリット光２の反射光が直接撮像レ
ンズ１４に入射した場合、読み取りエラーが発生する虞
れがあり、これを防ぐためである。尚、撮像レンズ１４
の両側にスリット光２を照射する機構を設けて照明光量
の確保と光量ムラの逓減に供している。

【００３１】つぎに、本形態例に係わる回路構成と動作
について説明する。回路構成は図６のブロック図に示す
ように、走査指示等を入力する操作部３０と、装置全体
の動作を制御するＣＰＵ３１と、プログラムや初期設定
値等が格納されたＲＯＭ３２と、各種データを一時的に
保管するＲＡＭ３３と、撮像用のＣＣＤラインセンサ７
と、ＣＣＤラインセンサ７から出力されるアナログ信号
をデジタル信号へ変換するためのＡ／Ｄ変換等の各種信
号処理を施すＣＣＤ出力制御部３５と、読み取り走査用
のモータ１２と、モータ１２を駆動するためのモータ駆
動部３６と、発光源３８を点灯駆動するための発光源駆
動部３７と、外部機器との間で各種データの入出力を行
う外部入出力制御部３４と、各部を接続するバス３９と
を備えて構成されている。

【００３２】操作部３０によって原稿読み取りの指示が
入力されると、ＣＰＵ３１はモータ駆動部３６を介して
モータ１２を駆動し、ＣＣＤラインセンサ７を読み取り
開始位置へ移動させる。ＣＣＤラインセンサ７が読み取
り開始位置に来ると、ＣＰＵ３１は発光源駆動部３７を
介して発光源３８を点灯させ、スリット光２を照射させ
ると共に、ＣＣＤ出力制御部３５に対して画像読み込み
処理を指示する。

【００３３】スリット光２は原稿１の表面で反射され、
撮像レンズ１４を通してＣＣＤラインセンサ７上に結像
される。ＣＣＤラインセンサ７は受光した反射光に基づ
く出力をＣＣＤ出力制御部３５に供給する。

【００３４】ＣＣＤ出力制御部３５はＣＣＤラインセン
サ７からの出力信号をＡ／Ｄ変換し、各種の信号処理を
施して画像データを生成する。また、ＣＰＵ３１はモー
タ駆動部３６を介してモータ１２を回転させることで、
ＣＣＤラインセンサ７を収納したセンサケース８を移動
させる。センサケース８の移動に連動して反射鏡２０は
回転し、スリット光２はＣＣＤラインセンサ７の図１に
示す移動方向Ｌ₁ とは逆の方向Ｌ₂ に移動する。

【００３５】ＣＣＤラインセンサ７は新たな読み取り位
置の反射光に基づく出力を順次出力する。ＣＣＤ出力制
御部３５はＣＣＤラインセンサ７からの出力を順次信号
処理して画像データを生成する。生成した画像データは
外部入出力制御部３４を介して外部機器に順次出力され
る。その後、読み取り終了位置を検出するとモータ１２
の駆動を停止させると共に、発光源３８を消灯させ、原
稿の読み取りを完了する。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像入力装置によれば、撮像部の構成部品の形状を単
純化し、また、部品点数を削減できるので、オーバーヘ
ッド型の画像入力装置の利点を確保しつつ、スムーズな
動作と高い動作精度を実現できる。また、読み取り位置
とスリット光照射位置の位置合わせも正確でしかも簡単
に行うことが可能となる。

【００３７】また、読み取り位置とスリット光照射位置
が、原稿面に平行な任意の高さの平面において一致する
ため、レンズの被写界深度内であれば厚みのある原稿の
読み取りも可能となる。

【００３８】さらに、特に光沢性のある原稿において生
じやすい、照明光の原稿面における反射光が直接撮像レ
ンズに入射して読み取りエラーが生じることを防止し、
且つ、装置の小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる画像入力装置の実施の形態例
の斜視図である。

【図２】 図１に示す画像入力装置の要部の斜視図であ
る。

【図３】 本発明に係わる画像入力装置の反射鏡回転機
構の動作を説明するための図である。

【図４】 本発明に係わる画像入力装置の反射鏡回転機
構の動作を説明するための図である。

【図５】 本発明に係わる画像入力装置の照明配置につ
いて説明するための図である。

【図６】 本発明に係わる画像入力装置の回路ブロック
を示す図である。

【図７】 従来のオーバーヘッド型の画像入力装置の一
例を示す斜視図である。

【図８】 図７に示す画像入力装置の動作を説明するた
めの図である。

【図９】 図７に示す画像入力装置の動作を説明するた
めの図である。

【図１０】 従来のオーバーヘッド型の画像入力装置の
照明方法について説明するための図である。

【符号の説明】

１…原稿、１ａ…読み取り開始位置、１ｂ…読み取り終
了位置、２…スリット光、３…読み取りライン、４…ス
リット光中心ライン、５…スリット光生成部、６…読み
取り走査機構、７…ＣＣＤラインセンサ、８…センサケ
ース、９，１０…ガイド軸、１１…ラック、１２…モー
タ、１３…リードスクリュー、１４…撮像レンズ、１５
…反射鏡回動機構、１６，２９…シャフト、１７…アー
ム、１８…ギア、１９…伝達ギア、２０…反射鏡、２１
…減速ギア、２２…ハウジング、２３…ガイド溝、２４
…ミラーホルダー、２５…リンク機構、２６…軸、２７
…ガイド、２８…バネ、３０…操作部、３１…ＣＰＵ、
３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ、３４…外部入出力制御
部、３５…ＣＣＤ出力制御部、３６…モータ駆動部、３
７…発光源駆動部、３８…発光源、３９…バス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の像を縮小して結像する撮像レン
   ズと、 結像させた像を撮影するライン型イメージセンサと、 該ライン型イメージセンサを前記撮像レンズの結像面に
   沿って副走査方向に移動させる走査手段と、 被写体の撮影位置を照明するためのスリット光を生成す
   るスリット光生成手段と、 前記スリット光を被写体の撮影位置に投光する照明光走
   査手段を備えた画像入力装置であって、 前記照明光走査手段は、 前記スリット光生成手段により生成されるスリット光を
   被写体上に向けて反射し投光する反射鏡と、 前記ライン型イメージセンサの移動に同期して前記反射
   鏡を回転させるリンク機構とを具備し、さらに、 前記ライン型イメージセンサの結像面における読み取り
   移動距離を底辺とし、前記ライン型イメージセンサの移
   動を回転運動に変換する回転手段の回転中心を頂点とし
   た三角形と、 被写体の副走査方向の読み取り長さを底辺とし、前記反
   射鏡の回転中心を頂点とした三角形とが相似形となるよ
   うに構成されていて、前記反射鏡の回転によりスリット
   光が被写体の撮影位置を順次照射していくことを特徴と
   する画像入力装置。
2. 【請求項２】 前記リンク機構は、 ライン型イメージセンサと一体として移動するシャフト
   と、 該シャフトに接し、シャフトの移動に伴って、所定の位
   置に設けられた回転軸を中心に回転するアームと、 該アームに接し、アームの回転に伴って、所定の位置に
   設けられた回転軸を中心に回転し、前記反射鏡の反射面
   の位置と該回転軸の中心を一致させて一体として有する
   ガイドとを具備し、さらに、 前記アームの回転軸中心からアームとガイドの接点まで
   の距離と、前記アームの回転軸中心から前記ガイドの回
   転軸中心までの距離を等しくして構成し、前記相似形の
   三角形を形成したことを特徴とする、請求項１に記載の
   画像入力装置。
3. 【請求項３】 前記反射鏡の回転中心を前記撮像レンズ
   の光軸を含む主走査線と平行な面内に設けたことを特徴
   とする、請求項１に記載の画像入力装置。
4. 【請求項４】 前記反射鏡の回転中心の高さと、前記撮
   像レンズの画角中心の高さとを一致させ、且つ、前記反
   射鏡の回転中心を前記撮像レンズの光軸を含む主走査線
   と平行な面内に設けたことを特徴とする、請求項１に記
   載の画像入力装置。
5. 【請求項５】 前記スリット光生成手段の２組を、前記
   撮像レンズを挟んで主走査方向に配設したことを特徴と
   する、請求項１に記載の画像入力装置。
6. 【請求項６】 前記スリット光生成手段の２組を、前記
   撮像レンズを挟んで主走査方向に配設し、且つ、前記ス
   リット光の被写体からの反射光が直接前記撮像レンズに
   入射することがないように配設したことを特徴とする、
   請求項１に記載の画像入力装置。