(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
倍率を可変することが可能な結像光学系と、前記結像光学系をその光軸に沿って移動させる駆動手段と、この結像光学系に対して所定の位置関係で配置された撮像素子とを保持し、原稿面の原稿画像に対して回転走査しながら前記原稿画像を複数に分割して撮像することが可能な走査手段と、
前記撮像素子の素子面と原稿面との距離を測定する測距センサと、
前記素子面に対する原稿面の角度を検出する傾斜情報検出手段と、
前記原稿画像全体を分割撮像するときの分割数を所望の画像データの解像度に応じて演算する接合処理制御手段と、
前記測距センサ及び傾斜情報検出手段により検出される距離情報及び傾斜情報と前記結像光学系の焦点深度から、前記分割数に基づいて得られる分割撮像面ごとにその領域全体を合焦させるために前記結像光学をその光軸に沿って何回移動させればよいかを演算する移動回数演算手段と、を具備し、
前記接合処理手段は、前記分割撮像面ごとに前記移動回数分前記駆動手段を駆動させて前記分割撮像面内の前記移動回数個の合焦領域を撮像した領域画像の集合を取得する動作を、前記原稿画像全体に亘って前記走査手段を走査させて行わせ、得られた前記領域画像の集合を接合合成して前記原稿画像に対応する一枚の画像を得る
ことを特徴とする画像撮像装置。
【請求項２】
前記傾斜情報検出手段は、前記測距センサを用いて素子面から原稿面の３点をそれぞれ測定することにより、素子面に対する原稿面の傾きを検出する請求項１記載の画像撮像装置。
【請求項３】
前記傾斜情報検出手段は原稿面角度入力手段を備え、前記測距センサで撮像素子の中心（光軸）から原稿面までの距離を測定し、前記原稿面角度入力手段で原稿面（原稿設置面）の水平面に対する角度を入力することにより、素子面に対する原稿面の傾きを検出する請求項１記載の画像撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、机上や壁面に設置された原稿面の原稿画像を読み取るための画像撮像装置に係り、特に、撮像素子の素子面に対して原稿面が傾斜している場合であっても、焦点が合った質の高い画像データを得ることができる画像撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パ−ソナルコンピュ−タ，ワ−ドプロセッサ用スキャナ等に使用されている画像読取装置としては、例えば、原稿画像を原稿サイズ及び指定する解像度に応じて複数の分割画像に分割し、倍率可変の結像光学系及び固体撮像素子を保持する走査手段を回転走査させて必要な倍率で順次撮像し、各分割画像を接続して任意の解像度で原稿画像の読取り画像を得る首振り型の画像読取装置が提案されている（特公平８−１３０８８号公報参照）。
この画像読取装置によれば、装置の小型化を図ることができると同時に原稿画像を任意の解像度で読み取ることができ、また、読み取り対象を平面的な画像に限らず立体的な画像をも読み取ることができる。
【０００３】
上記原稿画像の読み取りは、先ず、原稿画像全体を撮像し、焦点合わせにより得られる距離情報と、そのときの結像光学系の光軸の向いている方向、仰角、回転角で表される位置情報とに基づいて、原稿画像を正面から撮像した画像に変換する斜影変換を行い、続いて、原稿画像のサイズ演算、分割数演算、各分割画像の撮像位置演算、結像光学系の倍率演算等を行う。
そして、各分割画像の撮像予定位置へ走査手段を順次回転走査させて所定の倍率で分割画像の撮像を行うとともに、この分割画像を正面から撮像した画像に変換するため、原稿画像全体の斜影変換の結果及び撮像予定位置の位置情報に基づいて斜影変換を行い、各斜影変換された分割画像を接続して原稿画像全体の読み取り画像を得る。
【０００４】
上記画像読取装置では、図７に示すように、結像光学系及び固体撮像素子から構成される撮像部１は支持体２に設置され、この支持体２を机上３に設置し、同じ机上３に置かれた原稿面４の原稿画像を読み取るようになっている。したがって、撮像部１の撮像素子面１ａの支持体２に対する傾斜角度を検出すれば、原稿面４と固体撮像素子１ａ間の距離を算出することができ（支持体２の高さが一定であるため算出可能）、これより撮像素子面１ａに対する原稿面４の傾斜角度を算出し、この値を前記斜影変換の際のデータとして使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記構造の画像読取装置によれば、原稿面４に対して撮像素子面１ａが傾斜しているので、原稿面４の原稿画像を斜め上方から俯瞰して読み取ることとなる。この場合、撮像素子面１ａに対して結合光学系（レンズ）１ｂを介した焦点位置５ａは、図８に示すように被写体（原稿面４の撮像領域）の中心付近にあるので、原稿面４と撮像素子面１ａとの傾斜角度が大きいと、その上下左右の原稿画像に対しては前ピン５ａや後ピン５ｂといった焦点が合わない位置（領域）が発生する。
このような場合、前記した斜影変換（透視変換）によって、読み取り画像を正立した画像に変換したとしても、読み取り画像が中心位置（焦点位置）から離れると、ピントがぼけた画像になってしまう。
【０００６】
このような問題点を解決するため、結像光学系を焦点深度の余裕のある光学系に変更することも考えられるが、▲１▼一般的に光路長が長くなる、▲２▼解像度が低下する、▲３▼レンズの明るさが低下する等の新たな問題が発生し、光学系の変更は画像読取装置の大型化や画像品質の劣化につながる。
また、特開平４−８３４７８号公報に記載されているように、原稿画像の撮像位置に応じて合焦位置を連続的に変化させていく方法も考えられるが、原稿面全面にわたって焦点を合せるための走査をしなければならず、読み取り時間がかかるという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、画像撮像装置の撮像素子面に対して原稿面の傾斜があるような場合であっても、質の高い画像データを得ることができる画像撮像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の画像読取装置は、被写体となる原稿面と撮像素子との距離、及び、撮像素子の素子面に対する原稿面の傾斜角度を検出しておき、結像光学系の焦点深度との関係から、読み取る原稿面全面に焦点が合うように結像光学系を移動させ、焦点距離を数回移動させて焦点深度の範囲を変化させることにより、原稿面の全領域で合焦した原稿画像を読み取るようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る画像読取装置（請求項１）は、倍率を可変することが可能な結像光学系と、前記結像光学系をその光軸に沿って移動させる駆動手段と、この結像光学系に対して所定の位置関係で配置された撮像素子とを保持し、原稿面の原稿画像に対して回転走査しながら前記原稿画像を複数に分割して撮像することが可能な走査手段とを有し、更に次の構成を含むことを特徴としている。
測距センサ。この測距センサは、前記撮像素子の素子面と原稿面との距離を測定するものである。
傾斜情報検出手段。この傾斜情報検出手段は、前記素子面に対する原稿面の角度を検出するものである。
接合処理制御手段。この接合処理制御手段は、前記原稿画像全体を分割撮像するときの分割数を所望の画像データの解像度に応じて演算するものである。
移動回数演算手段。この移動回数演算手段は、前記測距センサ及び傾斜情報検出手段により検出される距離情報及び傾斜情報と前記結像光学系の焦点深度から、前記分割数に基づいて得られる分割撮像面ごとにその領域全体を合焦させるために前記結像光学をその光軸に沿って何回移動させればよいかを演算するものである。
そして、前記接合処理手段は、前記分割撮像面ごとに前記移動回数分前記駆動手段を駆動させて前記分割撮像面内の前記移動回数個の合焦領域を撮像した領域画像の集合を取得する動作を、前記原稿画像全体に亘って前記走査手段を走査させて行わせ、得られた前記領域画像の集合を接合合成して前記原稿画像に対応する一枚の画像を得るようにする。
【００１０】
請求項２は、請求項１記載の画像撮像装置において、前記傾斜情報検出手段は、前記測距センサを用いて素子面から原稿面の３点をそれぞれ測定することにより、素子面に対する原稿面の傾きを検出することを特徴としている。
【００１１】
請求項３は、請求項１記載の画像撮像装置において、前記傾斜情報検出手段は原稿面角度入力手段を備え、前記測距センサで撮像素子の中心（光軸）から原稿面までの距離を測定し、前記原稿面角度入力手段で原稿面（原稿設置面）の水平面に対する角度を入力することにより、素子面に対する原稿面の傾きを検出することを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、測距センサにより得られる距離情報と、傾斜情報検出手段により検出される傾斜情報とから、撮像対象の原稿面の全ての範囲にそれぞれ合焦させるように結像光学系を駆動手段により移動させ、原稿面の全ての範囲が結像光学系の有する焦点深度内に位置させることができ、原稿面の全体について合焦した高品質な画像を読み取ることを可能とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像撮像装置の実施の形態の一例について、図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る画像撮像装置にパーソナルコンピュータを接続した場合の外観図、図２は本発明に係る画像撮像装置の主要部を示す制御ブロック図である。この画像撮像装置は、原稿面を複数の領域に分割して各分割画像を読み取り、これらの接合処理を行うことにより全体の原稿画像を得るものである。
【００１４】
画像撮像装置１００は、原稿１０の撮像を行う撮像手段１００ａと、撮像手段１００ａの位置制御及び駆動等の指示を行う撮像制御手段１００ｂと、撮像手段１００ａで撮像された読み込んだ画像デ−タを取り込んで処理する画像処理手段１００ｄと、解像度や読み取り開始を指示する入力手段１００ｅと、これらを支持する支持台１００ｃとから構成されている。
【００１５】
画像撮像装置１００は、ＮＴＳＣビデオ信号線２０１及びＲＳ２３２Ｃケーブル２０２（インターフェース１１５）を介してパ−ソナルコンピュ−タ２００に接続されている。ＮＴＳＣビデオ信号線２０１は、画像撮像装置１００からの信号をビデオキャプチャー２０３に出力し、得られた画像データをパーソナルコンピュータ２００に取り込むためのものである。ＲＳ２３２Ｃケーブル２０２は、画像撮像装置１００の撮像制御手段１００ｂを制御するための信号をパーソナルコンピュータ２００から出力するものである。
また、入力手段１００ｅは、例えば、撮像制御手段１００ｂの外部にスイッチ等として設置する。
【００１６】
撮像手段１００ａは、倍率可変な結像光学系及びこれに対して所定の位置関係で二次元ＣＣＤ等の光電変換素子（撮像素子）を配置した走査手段としてのＣＣＤカメラ１０１（撮像部）と、ＣＣＤカメラ１０１において生じた出力信号に対して補正等のディジタル信号処理を施す信号処理手段１０２と、ＣＣＤカメラ１０１に一体的に配置されＣＣＤカメラ１０１の動きを把握するモニタ手段としての角度センサ１０３と、原稿面の任意の３点とＣＣＤカメラ１０１との各距離を測定する測距センサ１０４と、ＣＣＤカメラ１０２の駆動や走査を行う走査装置１０５とを備えている。
【００１７】
また、撮像手段１００ａにおいては、前記ＣＣＤカメラ１０１の結像光学系のレンズに対して、光軸上でのレンズの位置を検出するレンズ位置センサ１０６を有し、このレンズ位置センサ１０６からの信号及び後述するレンズ移動回数演算手段１１０からの信号を基に、原稿画像の分割撮像面の全体領域に焦点が合うように結像光学系のレンズを移動させるレンズ駆動手段１０７を備えている。
【００１８】
角度センサ１０３は、加速度センサ等により構成されている。加速度センサは、ＣＣＤカメラ１０１の加速度を検出し、この加速度を積分して動きベクトルに変換し、さらにこれを積分することにより、光軸の向いている方向，仰角，回転角の初期状態からの変位を得ることができる。
【００１９】
測距センサ１０４は、撮像対象となる原稿面での任意の３点からＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面までの各距離（３点距離情報）を測定するものである。撮像素子面から原稿面における３点までの距離を測定するのは、撮像素子面から原稿面までの距離と、撮像素子面に対する原稿面の傾斜角度を算出するためである。原稿面は平面であるので、３点を測量すれば撮像素子面に対する原稿面の傾斜情報の検出が可能である。
具体的には、例えば図３に示すように、ＣＣＤカメラ１０１の撮像中心に測距センサを設置し、撮像素子面の中心ｏから原稿１０の撮像対象面（原稿面）における任意位置の３点ｐ，ｑ，ｒまでの距離ｘ，ｙ，ｚ（３点距離情報）をそれぞれ測定するものである。また、これらの各距離の測定から、原稿面とＣＣＤカメラ１０１間の距離（光軸の距離）を求めることができる。
【００２０】
撮像制御手段１００ｂは、角度センサ１０３において把握されるＣＣＤカメラ１０１の動き、及び、測距センサ１０４で測定される原稿面とＣＣＤカメラ１０１間の距離（光軸の距離）から、光軸の向いている方向、仰角、回転角で表されるＣＣＤカメラ位置情報、及び、測距センサ１０４で測定される３点距離情報を検知する位置情報検知手段１０８と、ＣＣＤカメラ１０１を制御する制御手段１０９と、前記したレンズ駆動手段１０７によるレンズの移動回数を演算する移動回数演算手段１１０とから構成されている。
【００２１】
制御手段１０９は、走査装置１０５を介して、ＣＣＤカメラ１０１を任意の方向、仰角、回転角の位置へ駆動するとともにＣＣＤカメラ１０１における光電変換素子の電気的動作を制御する。また制御手段１０９は、位置情報検知手段１０８で得られたＣＣＤカメラ位置情報及び３点距離情報を、画像処理制御手段１００ｄ及びインタ−フェ−ス１１５を介してパーソナルコンピュータ２００へ送出する。
【００２２】
したがって、撮像手段１００ａは、撮像制御手段１００ｂ（制御手段１０９）により、Ａ−Ａ線を中心とする円周方向（矢印ａ）、紙面表裏方向に延びる軸Ｂを中心とする円周方向（矢印ｂ）、Ｃ−Ｃ線を中心とする円周方向（矢印ｃ）、の各方向について回動自在に制御されることにより、それぞれ光軸の向く方向，仰角，回転角を変化させることができる。
【００２３】
移動回数演算手段１１０は、後述する傾斜情報検出手段１１２からの情報及び結像光学系の焦点深度から、撮像対象の原稿面の全ての範囲にそれぞれ合焦させるためには結像光学系のレンズを何回移動させればよいかを演算するものである。
すなわち、移動回数演算手段１１０は、結像光学系の焦点深度と、原稿面の傾き具合（傾斜情報）をパラメータにして、読み込む原稿すべての範囲にピントが合うように、焦点位置の移動回数を求めるものである。
【００２４】
そして、焦点位置の移動回数は、原稿面の傾きの程度によって異なる。例えば、撮像素子面１０１ａ、レンズ１０１ｂ、原稿面１０の位置関係が図４のような場合、先ず前記した測距センサによる３点距離情報により、撮像素子面１０１ａに対する原稿面１０の傾きの程度（傾斜情報）が算出される。
次に、この傾斜情報と結像光学系のレンズの焦点深度から、焦点位置を何回ずらせば（移動させれば）、読み込む画像が全て焦点深度内に位置するかを計算する。
焦点の移動回数は、例えば、傾斜情報及び撮像領域範囲の面積から傾きの程度による原稿面の奥行ｄを算出し、この奥行ｄを焦点深度ｆで除した値（ｄ／ｆ）の小数点以下を切上げた値で求めることができる。
【００２５】
図４の例では、ＣＣＤカメラの結像光学系によって決められる焦点深度ｆに対して、分割撮像によりＣＣＤカメラの読み取り可能範囲のうち、焦点深度に等しい奥行ｄ１の範囲の原稿面部分１１に対して焦点の合った画像が得られる。したがって、図４及び図５において、奥行ｄ１の外側の奥行ｄ２，ｄ３に対応する原稿面部分１２，１３は、それぞれ前ピン状態，後ピン状態となっており、焦点ぼけが発生している（図５は撮像部分を正面からみた場合を示すものである）。
この場合に、レンズ１０１ｂを光軸に沿って移動し、奥行ｄ２及び奥行ｄ３がそれぞれ焦点深度内に含まれるようにすれば、原稿面の傾斜にかかわらず全ての面（原稿面部分１１，１２，１３）についてピントが合った焦点深度内で原稿画像を読み取ることができる。すなわち、図４の例ではレンズ１０１ｂを三つの異なる場所に位置させるように３回移動すればよいことになる。この場合、レンズ移動による各焦点深度ｆの範囲は、その端部が重なるように設定する（図４では簡略化のためレンズ１０１ｂの位置は同じ場所としている）。
【００２６】
画像処理手段１００ｄは、斜影変換手段１１１と傾斜情報検出手段１１２と画像メモリ１１３と接合処理制御手段１１４とから構成されている。
斜影変換手段１１１は、ＣＣＤカメラ１０１において撮像され、信号処理手段１０２においてディジタル信号処理された画像について、斜めから撮像したことによる歪みを補正する斜影変換を行うものである。
傾斜情報検出手段１１２は、斜影変換手段１１１で斜影変換を行うに際して、角度センサ１０３からのＣＣＤカメラ１０１の角度情報（ＣＣＤカメラ位置情報），測距センサ１０４からの３点距離情報（原稿面位置情報）により、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対する原稿面の傾斜情報を検出するものである。
画像メモリ１１３は、斜影変換手段１１１で得られた斜影変換された各分割画像を記憶するものである。
【００２７】
接合処理制御手段１１４は、撮像手段１００ａの制御及び撮像装置１００より取り込んだ画像デ−タ（各分割画像）の接合合成処理等の全体的な画像読み取り制御を行うものである。すなわち、撮像制御手段１００ｂから画像処理制御手段１００ｄ（接合処理制御手段１１４）へは、ＣＣＤカメラ１０１の角度センサ１０３及び測距センサ１０４により位置情報検知手段１０８を介して検知されるＣＣＤカメラ位置情報や３点距離情報が送出される。また、入力手段１００ｅより入力される読み取り開始及び解像度指定の指示を制御手段１０９へ送出するものである。
【００２８】
また、撮像制御手段１００ｂ内の位置情報検知手段１０８において検知されたＣＣＤカメラ位置情報及び３点距離情報は、制御手段１０９からインタ−フェ−ス１１５を介してパーソナルコンピュータ２００へ送出されるようになっており、このコンピュータより制御線１１６を介して、ＣＣＤカメラ１０１の画像読取り位置、結像光学系の倍率などの指示が送出され、撮像制御手段１００ｂの制御手段１０９からの制御信号で撮像装置１００ａの制御が行われる。
【００２９】
また、読み取り開始や解像度指定を行う入力手段１００ｅは、撮像制御手段１００ｂの外部にスイッチ等として設置されているとしたが、インターフェース１１５を介してパーソナルコンピュータ２００のキ−ボ−ド３００（図１）やマウスで行うような構成にしてもよい。
【００３０】
次に、上記画像撮像装置による画像の読み取り動作について説明する。
この画像撮像装置は、原稿面を複数の領域に分割して各分割画像を読み取り、これらの接合処理を行うことにより全体の原稿画像を得るものであり、最初に原稿面全体を読み取る処理が行われる。
すなわち、机上や壁面等に設置された原稿１０を読み取る場合、先ず、入力手段１００ｅより読み取り開始及び解像度指定の指示が行われると（このとき、Ａ４サイズ等の定型の原稿を全面読み取る場合は、ユ−ザ−は読み取り範囲の指定をする必要はない。）、接合処理制御手段１１４は撮像制御手段１００ｂ（制御手段１０９）に対して原稿１０全体を撮像するよう指示を行い、原稿１０が１画面内に収まるように撮像手段１００ａの光学結像手段が自動的にズ−ム、フォ−カシングされ、原稿１０全体が撮像される。この画像は、信号処理手段１０２により補正等のディジタル信号処理が施され斜影変換手段１１１へ送られる。
【００３１】
このとき、ＣＣＤカメラ１０１を回転走査させながら原稿１０と原稿の置かれている面（例えば机の上面、黒色シ−ト等）とのコントラストの差異を検出することにより、原稿１０の四隅を検出する。また、白色の机上に白い原稿を配置したような場合はコントラストの差異が検出できないので、このような場合には前記した入力手段１００ｅで読み取り範囲を指定しておく必要がある。
そして、各隅部分にＣＣＤカメラ１０１を回転走査させ、測距センサ１０４で自動的に原稿との距離を検出するとともに、ＣＣＤカメラ１０１の初期状態に対する三次元的な動きを角度センサ１０３によって把握する。
角度センサ１０３においてはＣＣＤカメラ１０１の水平面に対する角度が検出され、測距センサ１０４においては原稿面での３点とＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面との各距離が検出されるので、位置情報検知手段１０５において、光軸の向いている方向，仰角，回転角の初期状態からの変位から示されるＣＣＤカメラ位置情報、及び、測距センサ１０４で測定される３点距離情報で示される原稿面位置情報を得ることができる。
【００３２】
上記のように得られる原稿全体撮像時の原稿面位置情報は、制御手段１０９を介して接合処理制御手段１１４へ送出され、更に傾斜情報検出手段１１２へ送出される。
傾斜情報検出手段１１２においては、ＣＣＤカメラ位置情報及び３点距離情報とにより、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対する原稿面の傾斜角度が演算され、これを原稿面傾斜情報として検出する。すなわち、原稿面位置情報には、原稿面での３点とＣＣＤカメラ１０１との各距離が計測されているので、原稿が水平，鉛直又はこれら以外のどのような状態で配置されていても、ＣＣＤカメラ１０１に対する原稿面の傾斜状態を検出することができる。
接合処理制御手段１１４においては、原稿のサイズ演算が行われ、画像メモリ１１３に記憶される。
【００３３】
そして、前記原稿面傾斜情報を基に、斜影変換手段１１１において、原稿画像全体の画像デ−タに対して正面から撮像した画像に変換する斜影変換を行い、ＣＣＤカメラ１０１の位置情報と関連付けて画像メモリ１１３へ記憶する。
上記角度センサ１０３において把握される角度を基に得られるＣＣＤカメラ位置情報は±０．１゜以下の高精度で検知可能であるため、斜影変換された原稿全体画像は正面から撮像した画像とほぼ等しい画像となる。
【００３４】
また、接合処理制御手段１１４においては、入力手段１００ｅより入力された解像度を基に原稿画像の分割数を演算し、さらに既に得られたＣＣＤカメラ位置情報を基に、ＣＣＤカメラ１０１の各分割画像撮像時の予定位置情報を演算する。
そして、接合処理制御手段１１４より撮像制御手段１００ｂの制御手段１０９へ、各分割画像を予定撮像位置において所定の倍率で順次撮像するよう指示を送出し、ＣＣＤカメラ１０１が所望の撮像位置へ回転走査され、自動的にフォ−カシングされ当該分割画像を撮像する。
【００３５】
そして、分割画像撮像時のフォーカシングの際に、原稿面の傾斜状態により結像光学系のレンズの焦点位置を変化させる動作が行われる。
すなわち、分割画像撮像時における光軸の向いている方向，仰角，回転角の初期状態からの変位から示されるＣＣＤカメラ位置情報は角度センサ１０３により、分割画像内の任意の３点の距離からなる３点距離情報は測距センサ１０４によりそれぞれ得られるので、これらの原稿位置情報は位置情報検知手段１０８から制御手段１０９及び接合処理制御手段１１４を介して傾斜情報検出手段１１２へ送出されている。
【００３６】
そして、傾斜情報検出手段１１２で検出された傾斜情報が移動回数演算手段１１０へ出力され、この情報を基にレンズの移動回数の演算が行われる。移動回数演算手段１１０では、結合光学系の被写体深度（焦点深度）と、原稿の傾き具合（傾斜情報）をパラメータにして、読み込む原稿すべての範囲が焦点深度内に位置するために必要なレンズの焦点中心位置の移動回数を演算する。この移動回数は、原稿面の傾きの程度によって異なるものである。
例えば、図４及び図５に示すように、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対して、一方向に傾いている原稿面を仮定した場合、上述したように傾きの程度による原稿面の奥行ｄを焦点深度ｆで除した値（ｄ／ｆ）を算出し、小数点以下を切上げた値を移動回数とすればよい。図４及び図５の例では、レンズを３回移動させればよいことになる。
【００３７】
そして、レンズ位置センサ１０６に検出される現在のレンズ位置に対し、分割撮像画像の各領域が焦点深度内に位置するように、レンズ駆動手段１０７によりレンズを光軸方向に移動する。
したがって、分割撮像画像の各領域が焦点深度内に位置するためにレンズの移動が必要である場合には、各レンズ位置でのＣＣＤカメラ１０１による撮像が行われ、各領域で撮像された画像（各領域画像）の集合が分割画像となる。また、原稿面の傾き具合による奥行が画像撮像装置の結像光学系の焦点深度内であれば、一度の画像取り込み動作で分割画像を読み取ることができ、読み取り時間の短縮につながる。
【００３８】
撮像された分割画像（レンズ移動が必要な場合は各領域画像）は、信号処理手段１０２において補正等ディジタル信号処理され、一方、位置情報検知手段１０８において角度センサ１０３から得られる分割画像撮像時のＣＣＤカメラ位置情報及び測距センサからの３点距離情報は接合処理制御手段１１４及びこれを介して斜影変換手段１１１へ送出される。
次に、ディジタル信号処理された分割画像（レンズ移動が必要な場合は各領域画像）は、斜影変換手段１１２において原稿面傾斜情報を基に斜影変換され、画像メモリ１１３上の原稿画像全体のデ−タが記憶されている領域とは別の領域に記憶される。このとき、斜めから撮像した各分割画像を斜影変換すると、図６に示すようにそれぞれほぼ台形状の画像デ−タとなり、実際には一部重なる部分が存在するため、接合処理制御手段１１４において斜影変換後の分割画像を記憶する際に、既に記憶されている他の分割画像領域と重複する部分については、いずれか一方の画像のみを採用するよう接合合成処理を行う。
【００３９】
すべての分割画像について同様に斜影変換を行い、接合合成処理を行いながら画像メモリ１１３へ記憶し、原稿画像に対応する一枚の画像として画像メモリ１１３からインタ−フェ−ス１１５を介してパ−ソナルコンピュ−タ等の外部装置へ出力する。
上記角度センサ１０３において把握される加速度を基に得られる位置情報は±０．１゜以下の高精度で検知可能であるため、斜影変換された各分割画像は正面から撮像した画像とほぼ等しい画像となる。
【００４０】
上記撮像装置によれば、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面に対する原稿の傾斜を原稿面傾斜情報として検出し、撮像範囲の全ての領域が結像光学系の焦点深度の範囲に位置するようにレンズを移動させて撮像することにより、原稿の傾斜状態にかかわらず撮像領域全体に対して焦点の合った画像を得ることができ、また、各分割画像を正確に斜影変換して高精度な正立画像を得ることが可能となる。さらに、各分割画像を正確な位置関係で接合合成することにより、原稿画像に忠実な読取り画像を得ることができる。
また、原稿画像を複数に分割して撮像し接合合成処理して原稿画像の読み取り画像を得るという専用処理を撮像装置内で行うことができるため、読み取り画像を出力するために接続する外部装置の自由度が高く、読み取り速度も外部装置の性能に影響されず安定するという効果がある。
【００４１】
上述した画像撮像装置の測距センサ１０４は、原稿面内の任意の３点からＣＣＤカメラ１０１の撮像素子面までの各距離を測定して３点距離情報を得るように構成したが、ＣＣＤカメラ１０１の撮像素子の中心（光軸）から原稿面までの距離のみを測定するものであってもよい。この場合、原稿面傾斜情報を得るために、原稿が設置されている面の水平面に対する角度を入力するための原稿面角度入力手段が必要となる。原稿面角度入力手段は、具体的には入力手段１００ｅで数値を入力するようにして構成すればよい。
【００４２】
すなわち、図２のブロック図に示される画像撮像装置では、傾斜情報検出手段１１２において、測距センサ１０４から得られる３点距離情報を基に、撮像素子面に対する原稿面の傾きを検出したのに対して、この画像撮像装置では、測距センサ１０４で測定される撮像素子の中心（光軸）から原稿面までの距離と、入力手段１００ｅで入力する角度情報とにより、撮像素子面に対する原稿面の傾きを検出するものである。この装置のブロック図は、図２に示したものと同じである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、原稿面の傾斜により原稿画像が結像光学系の焦点深度内に収まらない場合であっても、結像光学系を移動させることにより原稿面の全ての領域を焦点深度内に位置させることができ、高精度な画像を得ることができる。
また、結像光学系の変更及び焦点合せを連続的に行うことなく、撮像範囲の全ての領域を結像光学系の焦点深度内に位置させることができるので、装置の大型化の防止を図るとともに、読み取り時間が大幅に増加することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像撮像装置をパーソナルコンピュータに接続した場合の外観説明図である。
【図２】本発明に係る画像撮像装置の制御ブロック図である。
【図３】撮像素子面と原稿面との距離の測定を説明するためのモデル図である。
【図４】撮像領域での原稿面の傾斜による焦点深度を説明するための結像光学系部分の模式図である。
【図５】原稿面の撮像領域を正面からみた場合の撮像領域説明図である。
【図６】画像撮像装置による読み取り方法を示す分割画像の配置図である。
【図７】画像撮像装置の外観説明図である。
【図８】画像撮像装置の結合光学系と焦点深度との関係を示す焦点位置説明図である。
【符号の説明】
１０…原稿、  １００…画像撮像装置、  １００ａ…撮像手段、  １００ｂ…撮像制御手段、  １００ｃ…画像処理手段、  １０１…ＣＣＤカメラ、  １０１ａ…撮像素子面、  １０１ｂ…レンズ、  １０２…信号処理手段、  １０３…角度センサ、  １０４…測距センサ、  １０５…走査装置、  １０６…レンズ位置センサ、  １０７…レンズ駆動手段、  １０８…位置情報検知手段、  １０９…制御手段、  １１０…移動回数演算手段、  １１１…斜影変換手段、  １１２…傾斜情報検出手段、  １１３…画像メモリ、  １１４…接合処理制御手段、  １１５…インターフェース、  １１６…制御線、  ２００…パーソナルコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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