JPS61129962A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は原稿に記録された文字−図形等の原画像情報を
読取る画像読取装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、この種読取装置は例えば光電変換素子等の読取
素子♂複数個直線状に配列して成る読取センサを用い、
該読取センサと原画像とを素子配列方向に直交する方向
に相対移動させて読取素子列上に投影された画像情報を
読取るようにしている。この場合、読取素子列の読取長
は、原画像の幅、即ち、素子配列方向と一致する方向へ
の原画像のサイズに一致させ、原画像の画素密度を劣化
　。

させないようにしている。このような読取センサの配列
素子数は、現在商品化されているもので、５０００素子
を有し、１ミリメートル当り１６ドツトの画素密度で約
３００　ミＩＪメートル幅の原画像を読取ることが可能
である。

〔背景技術の問題点〕

上記従来の読取装置は、より低密度に配列される′素子
数の少ないセンサに比べ高師であるという欠点がある。

そこで、このような価格上の問題を避けるため、普通原
画像の幅が読取素子列の読取長より広い場合には、樋４
ヰ読取素子列と原画像との間に縮小型の光学系を用いて
原画像を縮小して読取るものである。しかして、＃＊噛
冶ｆ比日読取センサは、各画素を分離したり、走査及び
読取信号を蓄積するだめの回路部のスペースを必要とす
るため、密着して配列することができず、その空隙部で
続落しを生じ画質が劣化することがあった。

一方、素子数を節約して高画質を実現する読取装置が知
られている。第８図はこのような読取装置の原理図を示
し、日経エレクトロニクス誌１９８４゜９−１０号の１
７９頁に記載されている。即ち、この読取装置は、原画
像を複数の１次元ＣＯＤイメージセンサを用いて読取る
もので、大画面の読取、又はより高画素密度の読取りに
適するものである。

同図において、符号１は原画の記録された記録紙（又は
原稿）、２は３個の縮小型光学素子２ｍ　、　２ｂおよ
び２Ｃからなる光学系、３はイメージセンサ３ａ　、　
３ｂおよび３ｃからなる読取手段である。

記録紙ｌ上の原画像は、３つの領域ａ、ｂおよびＣの領
域に分割され、領域ａは光学系２ａによってＣＯＤイメ
ージセンサ３ａ上に投影され、他の領域す、ｃについて
も同様に２ｂ　：　３ｂおよび２ｃ　：　３ｃの組合せ
によって受持たれる。その結果広い画面領域＆、ｂ、Ｑ
を読取る為に用いるセンサー３ａ、３ｂ、３ｃの各々の
画素数は、全領域をひとつのセンサーで読取場合の１／
３のものを使用することができる。

かかる構成は、上記問題を解決する為の有効な手段では
あるが、光学素子２ａ〜２ｃ、センサー３ａ〜３ｃ等を
正確に配置する事がきわめて困難である事と、一度正確
に配置したものが、温度変化、外力等を受けて配置条件
が変化して、領域ａ、ｂ、Ｃのつなぎ目の部分が重シ合
った９、離間してしまって必要な情報が失われたシ、歪
を生じてしまう欠点がめった。

〔発明の目的〕□ 本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、単一の読
取センサを用い、このセンサの持つ読取画素密度よシも
高い密度で読取シ機能を果す画像読取装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の概要］ 上記目的を達成するため本発明は、複数個一定友向に配
列した読取素子を有し、原稿に記録された原画像に基く
像光を、前記読取素子で受けてこれを素子配列方向に順
次読取る読取センサと、前記原画像と読取センサとを相
対移動して前記読取センサから原稿全体の画像情報が取
得されるように走査する走査手段と、前記原画像と読取
センサとの相対位置を素子配列方向にその配列ピッチの
ｎ（ｎは２Ｊ−１上の整数）分の１単位で変位させる変
位手段とを具備し、素子間隙のために読取れない位置に
おける原画像を読取ることで、同一走査線上の読取密度
を向上させている。

〔発明の実施例］ 以下、本発明を第１図ないし第７図を参照して説明する
。

第１図は本発明に係る画像読取装置の一実施例を示す構
成図であり、第２図は同上装置の動作原理を説明するた
めの説明図、第３図は動作タイミングを示すタイムチャ
ート、第４図は本発明によシ斜め情報を読取る場合の読
取領域を示す模式図、第５因は本発明の他の実施例の動
作原理を説明するための説明図、第６図および第７図は
豊娶寓＝イ誉を参≠芋主ポジション切換手段の具体例を
示す概略構成図である。

先ず、第１図において、符号１１は記録紙、１２は儂投
影用光学手段（レンズ）、１３は１次元読取センサであ
り、図示せぬ照明手段によって照明された記録紙１１上
の原画像は、光学債となって光学手段１２を介して縮小
されて読取センサ１３上に投影される。ここに、Ｌｌは
読取センサ１３の読取長を、Ｌ２は記録紙１１の＠を示
している。読取センサ１３は、支持台１４に堅固に支持
されており、支持台１４がポジション切換手段１５によ
って移動可能に構成されることで、同一の走査線上の原
画像に対して自己の配列方向に２つのポジションをとり
得るようになっている。尚、読取センサ１３は、周知の
ように光−抵抗質イヒ又は光−起電力現象と利用する光
電変換面を画素単位に分割したものを集合して構成され
ていて、構成素子を時系列的に走査する回路が附加され
ている。そして、信号の読取は、■読取素子が走査され
た瞬間の素子抵抗や起電力を読取る方式のものと、■前
回走査された時点から次に走査されるまでの間の情報を
電荷の形で積分して記憶しておき、これを走査時点で読
出す方式のものがあり、■はＣｄＳ等光導１１ＩＬ素子
に代表され、■はＣＯＤ等に代表される。本発明は、こ
のいずれのものであっても適用可能である。

次に、読取センサ１３から読出される信号は、第１切換
スイツチ１６ 〜　　　　　　、　　の入力端Ｃに選択的に導びかれ、
同スイッチ１６の第１．第２出力端ａ。

ｂを通して更に上記第２．第３切換スイツチ１７゜１８
の入力端Ｃに導入される。これら各切換スイッチ１７．
１８の各第１．第２出力端ａ、ｂは、各レジスタ１９，
２０，２１．および２２に接続１８は高速スイッチング
させるために半導体素子を用いる。

上記各レジスタ１９ないし２２は、第２切換スイツチ１
７からの信号を受ける一組のレジスタ１９．２０と、第
３切換スイツチ１８からの信号を受ける一組のレジスタ
２１．２２とで対を成し、それぞれ０組で一走査期間に
対応した信号を交互に記憶している。そして、レジスタ
１９と２０および２１と２２はそれぞれ読取セ゛ツサ１
３の取プ得るポジションでの１読取長に対応した信号を
交互に記憶する。即ち、本実施例は読取センサ１３を、
その素子配列方向に清う２つのポジションく切換えるよ
うにしているので、この各ポジションでのセンサ読堰長
に対応したデータを一走査期間の信号として取得するた
めにＶジスタｔ−２個必要とするわけでるる。

こうして各レジス、り１９，２０および２１，２２に蓄
積された信号は、それぞれ加算回路２３．２４にて加算
される。これら加算回路２３．２４からの信号は、例え
ば信号処理回路２５を経て図示しない画像表示装置に供
給される。

尚、本発明が最も特異とするポジション切換手段１５は
、第６図及び第７図で詳細に説明するため、その具体的
な構成は省略したが、第１図の実施例では、第６図て相
当する圧電素子２６を用いた構成に基〈図で必り、符号
２７は圧１を素子２６の駆動電源である。また、各回路
手段を駆動する為のクロックパルス信号発生回路は省略
している。

本発明装置は以上のように構成され、次にその動作を主
な動作ブロックに分けて説明する。

（１）、原画像の走査 走査は、読取センサ１３内で電気的に行う走査（以下、
主走査）と、記録紙１１と読取センサ１３とを相対移動
させる機械的走査Ｃ以下、副走査）がある。主走査は読
取センサ１３の各素子を読出し状態となるように駆動す
る。また、副走査は、読取センサ１３の素子配列方向（
主走査方向）と直交する方向に原画像と読取センサ１３
とを相対移動させる。これにより、読取センサ１３の毎
読取期間の信号が時系列で読出される。

（２）、ポジション切換動作 本実ｍ例は、上記読取センサ１３の走査を、同一走査線
上で読取センサー３のポジションを切換えて２度行うも
のである。ｇ２図（ＪＬ）は、そのための読取センサー
３の読取窓（読取素子の受光部）の配列例を示し、Ｔｌ
にて示すように斜線を符した読取窓Ｘ・・・・・・同士
の離間ピッチＰは２つの窓を間隙なく合わせた場合の列
方向長に設定される。Ｔ２ハホジション切換後の読取セ
ンサー３のポジションを示し、ＴＩのポジションと比較
すると、その移動量Ｓｒはτである。つまり、移動前の
成る読取窓：ｃｌは、移動後の読取窓ｘ２と同一素子で
あり、ｘ２は、ｘｌと隣接する窓”１１との間に頂度挾
まれたポジションになる。この関係はその他の読取窓に
ついても同様である。ここで、Ｔｌに示す読取センサ１
３のポジションを第１ポジシヨン、Ｔ２に示す読取セン
サー３のポジションを第２ポジシヨンとする。尚、符号
Ｂは副走査方向を示す。

（３）、信号読取後の回路動作 ここでは、読取センサー３から導出される信号の経路を
説明するが、その前に第２図山）を説明する。第２図山
〕は、読取センサー３で読出された原画（＃に基く信号
を示し、（Ｉ）は舅ｌポジションにおける信号波形、（
Ｉ［）は第２ポジシヨンにおケル信号波形、（ｍ）は（
Ｉ）と（ＩＩ）を加算した波形である。

先ず、読取センサ１３が第１ポジシヨンに６るとき、読
出された信号は、第１切換スイツチ１６の入力端Ｃに導
出される。このとき、第１切換スイツチ１６は、例えば
ｃ−ａ間が接続状態となるように設定されており、第２
切換スイツチ１７の入力端Ｃに導びかれる６第２切換ス
イツチ１７もｃ−ａ間が導通状態であるとすると、第１
ポジシヨンにおける読取センサ１３からの一走査期間分
の信号は、レジスタ１９に格納される。このレジスタ１
９に導かれる信号は（Ｉ）に相当している。

続いて、読取センサ１３が第２ポジシヨンに切換えられ
ると、第１切換スイツチ１６の設定状態はそのままで、
第２切換スイツチ１７の設定状態が切換えられる。した
がって、第２ポジシヨンにおける読取センサ１３からの
信号はレジスタ２０に格納される。このときの信号は、
（ＩＩ）に相当する。

両レジスタ１９．２０への書込みが終了した時点で、図
示しないパルス発生手段からこれら両レジスタ１９．２
０に読出パルスが供給される一方で、レジスタ２１．２
２が書込み状態とされる。尚、このとき第１切換スイツ
チ１６はｃ−ｂ間導通に切換えられる。

こうして、レジスタ１９．２０から読出された２２の信
号は、加算回路２３で加算されると、（■）に示すよう
に、あたかも読取センサ１３が２倍の読取密度で読取っ
たような信号となる。この信号（ｍ）は、本発明による
一主走査期間の信号に相当している。つま夛、本発明に
よる読取装置は、読取センサ１３の持つ窓Ｘ・・曲間の
空隙における情報を第２ポジシヨンにおいて読取ること
ができるのである。尚、他のレジスタ２１．２２も同様
に、夫々第１ポジシヨンおよび第２ポジシヨンに２ける
信号を記憶し、レジスタ１９．２０が書込み動作してい
る間にこれを読み出す。

以上は、読取センサ１３によって連続的に原稿情報を読
取り、レジスタ１９ないし２２から一走査線に関し順序
よく配列された画像信号を読出す様に構成した例である
が、本願はこの実施例に限定されるものではない。例え
ば読取速度が遅くてもよい場合には、第３切換スイツチ
１８、レジスタ２１，２２、加算回路２４の構成を省略
し、一方のレジスタに書込む時には他方のレジスタから
の読出しは行わず、一方のレジスタが読出し中には他方
のレジスタへの書込みは行わないように構成すれば、レ
ジスタの数を半分に減らす事ができ、回路を゛簡略化す
る事ができる。ただし、原稿の読取り及びレジスタから
の読出しは間欠的になる。

また、画像読取素子アレーとしてＣＯＤイメージセンサ
−の様に読取情報が、前回の走査と次回の走査の間に蓄
積される型の素子を本願に適用する場合には特別の配慮
が必要になる。その理由は、例えば第１ポジシヨンで原
稿を読取った後に読取センサ１３を第２ポジシヨンに移
動させて直ちにｘ２から読取を始めると、ｘ２で読取ら
れる信号の大部分は素子が、ｒｌの位置にある時に蓄積
された情報で６って、”２の位置での情報はわずかじか
含まれないからである。この様な不都合を除去するには
、読取センサ１３を所定位置にシフトさせた後に読取速
度と同じ速さで前走査を行って蓄積情報をクリヤーし、
その後、正規の読取走査を行う様にする。

第３図は上記のようにＣＯＤイメージセンサを用いて走
査を行う場合のタイミングチャートである。第３図にお
いて（Ｉ）は読取センサ１３の走査タイミングを示し、
ｔｌは不要情報をクリヤーするための前走査期間を示し
、ｔ２は画像読取の為の本走査期間を示している。（ｎ
）は読取センサ１３の位置を示し、Ｔ１．Ｔ２の２つの
位置をとる事を示している。（ＩＩＩ）は読取素子から
の信号のうちクリヤ一時の信号を遮断し、読取の信号の
み取出す為のゲートタイミングを示し、本走査期間ｔ２
に同期したゲートパルスＧでゲートする。（ＩＶ）は上
記のごとくゲートされた読取信号Ｓを示している。同図
から判る様に、読取センサ１３が所定ポジションに移動
した後に、先ず前走査によって蓄積情報をクリヤーし、
しかる後に本走査を行って正しい画信号を得る。そして
、パルスＧに基くゲート動作で本走査時ｔ２の信号のみ
を抽出するものである。

尚、光電変換信号を蓄積せずにそのま＼読取る型の読取
素子を本邸に適用する場合でも、読取センサ１３を所定
位置に移動させた後に、その素子が同位置での元に順応
して安定した出力を示すまでに時間を要す場合には、安
定化時間の後に読取走査を開始しなければならないが、
前述のＣＯＤセンサの様な前走査は必要としない。

（４）、斜め情報を読取る場合 上記のような読取センサ１３で、例えば主走査方向に対
して４５°傾斜した線情報を読取るような場合、本実施
例では第４図（ａ）に示すような読取りを行９ことがで
きる。同図の符号ｘ１／　、　ｘ２／は、第２図（ａ）
の読取窓Ｊｌ、、２！２の位置で読取シ可能な領域分示
し、ポジションを切り換えない場合には、ｚ２／の領域
に２ける情報は読取ることができないが、本実施例によ
れば、斜め情報が重り合うことなく、且つ、続落しする
ことなく正確に情報を読取るものでめる。

ただし、第４図（ａ）は、読取センサー３とＭ画像との
相対移動ピッチを旦に設定している。これにより、矢印
Ｃにて示す主走査方向の画素密度と矢印りにて示す副走
査方向の画素密度を一致させることができる効果と、上
記のような斜め情報の読取落しを防止する効果とが達成
される。

次に、第５図はポジション切換手段１５による移動量を
了に設定し、主走査ｔ−３つのポジションに切換設定し
て３度繰返すようにした本発明の他の実施例を示す原理
的動作の説明図である。尚、同図において、（ａ）は第
２図（ａ）に相当する図であり、Φ）は第２図中）に相
当している。

先ず、第５−（ａ）ので３は基準ポジションにおける各
読取窓Ｙ・・・・・・の配列を示し、ｙｌはｚｌに対応
する。Ｔ４は基準ポジションから旦だけずれた中間ポジ
シランにおける読取窓Ｙ・・・・・・の配列を示し、ｙ
２はｙｌに相当する。Ｔ５は中間ポジションから更に丁
だけずれた最終ポジションに２ける読取窓Ｙ・・・・・
・の配列を示し、ｙ３は、ｙ２即ち’Ｉｌに相当する。

即ち、ｙｌとｙ２の離間ピッチＳ２は丁、ｙｌとｙ３の
離間ピッチＳ３は２ｐ　　である。

第５図中）は、上記のような読取センサー３に基づいて
得られる信号波形を示し、（Ｉ）は基漁ボジンヨンに設
定された読取センサー３から得られる信号波形と、（ｎ
）は中間ポジションで得られる信号波形を、（ＩＩＩ）
は最終ポジションで得られる信号波形を夫々示している
。したがって、本実ｍ例は、第１図の構成を使用して実
現する場合、レジスタが各３個必要となる。また、（Ｉ
Ｖ）は（Ｉ）、（ＩＦ）及び（ＩＩＩ）の各波形を加算
して取得される波形を示す。

このように、３つのポジションに切換えた場合、得られ
る信号（ＩＶ）は、読取センサー３の素子配列密度の３
倍の画素密度で読取られる信号と同等となる。この実施
例についても、斜め情報を読取る場合の動作を示すとｔ
辿ミ、第４図中）のようになる。この図において、符号
ｙｌ’　、　ｙｚ’およびｙａ’はそれぞれ読取窓’／
１．ｙ２およびｙ３によって読み取ることのできる領域
を示し、Ｃは主走査方向、Ｄ’ｄ副走査方向である。こ
の場合には、ｙ１′とｙ２′およびｙ２′とｙ３’の領
域が一部正なシ合っているが、この重り合う面積が１画
素の５０１以下では高密度読取りには効果的である。ま
た、この場合にも、Ｄ方向の移動ピッチを、Ｃ方向のポ
ジションずれに合わせて旦とすることによシ、副走査方
向の画素密度を主走査方向の画素密度に揃えることがで
きる。

上記２つの実施例から明らかなように、読取センサー３
を、素子配列方向に素子間隔Ｐ〈対して査することによ
シ、読取センサー３が本来前している読取密度のｎ倍の
画素密度での読取が達成される訳である。

次に、ポジション切換手段１５の詳細な構成を第６図お
よび第７図に示す具体例について説明する。

第６図（ａ）、（６）は第１図に相当する圧電素子２６
を利用した構成を示す断面図及び平面図であり、第１図
と共通部分には同一符号を記す。これらの図において、
読取センサー３は、ホルダ２８に取付けられたソケット
２９に強固に固定され、このホルダ２８は、固定部材３
０の凹部内′ておいて、一方を弾性体３１で、他方を圧
電素子２６で挾まれ、且つ読取センサ１３の素子配列方
向Ｅに移動可能に設けられている。尚、ソケット２９お
よびホルダ２８はＷＪ１図における支持体１４に相当す
る。

このような構成によれば、圧電素子２６は駆動電源２７
からの電気信号によって圧縮状態と伸張状態をとるが、
圧縮状態にある場合には、センサ１３を含むアッセンブ
ルは弾性体３１の圧力で圧電素子側に移動した位置をと
り、伸張状態になると弾性体側へ移動した位置ヲとる。

かくして圧電素子２６へ加える信号を複数レベルに切換
えることにより、読取センサ１３に対し複数の位置をと
らせる事ができるのである。

尚、上記構成では充分な変位量を得られない場合は、第
６図（Ｃ）のような構成を用いると良い、、即ち、第６
図（Ｃ）は圧電素子２６′を複数並列に設け、各圧電素
子２６′の一端同士を連結部材３２．３２・・・・・・
ス１ 機械的に結合すると共に、両端の圧電素子端面に八 伝達部材３３．３３ｅ付設している。したがって、この
ような構成体を、例えば第６図（ａ）　、　（ｂ）で圧
電素子２６の付量に設けることで、読取センサ１３を変
位させるものである。

また、ポジション切換手段１５は第７図諷に示すような
構成を用いてもよい。この図の具体例は、原稿（記録紙
１１）からの投影像を移動させるために、光学像の光路
に鏡３４を介在したもので、第１図と共通する部分には
同符号を記す。すなわち、第７図の構成は、記録紙１１
からの画像光を光学手段１２’に介して鏡３４に当て、
この鏡３４で反射される前記画像光が読取センサ１３の
読出長全体に投影されるようにしたものである。そして
、鏡３４は矢視Ｆを軸として所定ｆ回動可能に構成され
る。

このよう、に、鏡３４を回動する構成によれば、前述し
た他の実施例に比べ構成が簡素で、しかも高速性が得ら
れるという効果がある。尚、上記ポジション切換手段に
おいて、＠！３４以外にもプリズム等の光学偏光素子を
用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、限定された素子数
の読取センサを用いて、該素子の整数倍の画素密度によ
る読取が可能となり、同一幅の画面を読取る場合には、
単位長さ当）の画素密度が向上するという効果がある。

又、単位長さ当りの画素密度を同一にした場合には、読
取る事ができる画面幅が長くできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像読取装置の一実施例を示す構
成図、第２図は同上装置の動作原理を説明するための説
明図、第３図は本発明の動作タイミングを示すタイムチ
ャート、第４図は本発明による斜め情報を読取る場合の
読取領域を示す模式図、第５図は本発明の他の実施例の
動作原理を説明するための説明図、第６図および第７図
はポジション切換手段の具体例を示す構成図、第８図は
従来の画像読取装置の一例を示す概略図である。 １１・・・記録紙、　　　１２・・・光学手段、１３・
・・読取センサ、　１４・・・支持台、１５・・・ポジ
ション切換手段、 １６ないし１８・−・切換スイッチ、 １９ないし２２・・・レジスタ、 ２３・・・加算回路、　２６・・・圧電素子、２７・・
・駆動電源、　Ｘ、Ｙ・・・読取窓、３４・・・鏡。 代理人　弁理士　　伊　　藤　　　　　進第６図 （ｂ） 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個一定方向に配列した読取素子を有し、原稿に記録
   された原画像に基く像光を、前記読取素子で受けてこれ
   を素子配列方向に順次読取る読取センサと、 前記原画像と読取センサとを相対移動して前記読取セン
   サから原稿全体の画像情報が取得されるように走査する
   走査手段と、 前記原画像と読取センサとの相対位置を素子配列方向に
   その配列ピッチのｎ（ｎは２以上の整数）分の１単位で
   変位させる変位手段とを具備したことを特徴とする画像
   読取装置。