(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体と読取りセンサが相対的に移動しながら、前記被写体の画像又は形状の情報を、結像光学系を介して前記読取りセンサが読み取って入力する情報入力装置であって、
前記読取りセンサとして、前記結像光学系を共通にする第１のセンサと第２のセンサとを、前記結像光学系の結像面上に、前記被写体の移動方向を前記結像面上に垂直に投影して得られる方向に相当する方向に一定の間隔を置いた位置に配置して設け、
前記第１のセンサは、前記被写体の前記移動方向の手前側の第１の位置の情報を読み取るセンサであり、
前記第２のセンサは、前記被写体の前記移動方向の前記第１の位置より前記一定の間隔に相当する距離だけ進んだ第２の位置の情報を読み取るセンサであり、
前記第１のセンサで前記被写体の前記第１の位置の情報を読取った後、該被写体を前記一定の間隔に相当する距離だけ移動させ、前記第２のセンサで前記被写体の前記第２の位置の情報を読み取り、該第１のセンサと第２のセンサの出力差から前記被写体までの距離を測定する距離測定手段を有することを特徴とする情報入力装置。
【請求項２】
前記距離測定手段が、前記第１のセンサと第２のセンサの各出力差の積算値又は積分値に基づいて前記被写体までの距離を測定することを特徴とする請求項１に記載の情報入力装置。
【請求項３】
被写体と読取りセンサが相対的に移動しながら、前期被写体の画像又は形状の情報を、結像光学系を介して前記読取りセンサが読み取って入力する情報入力装置であって、
前記読取りセンサとして、前記結像光学系を共通にする第１のセンサと第２のセンサとを、前記結像光学系の結像面上に、前記被写体の移動方向を前記結像面上に垂直に投影して得られる方向に相当する方向に一定の間隔を置いた位置に配置して設け、
前記第１のセンサは、前記被写体の前記移動方向の手前側の第１の位置の情報を読み取るセンサであり、
前記第２のセンサは、前記被写体の前記移動方向の前記第１の位置より前記一定の間隔に相当する距離だけ進んだ第２の位置の情報を読み取るセンサであり、
前記第１のセンサで前記被写体の前記第１の位置の情報を読取った後、該被写体を前記一定の間隔に相当する距離だけ移動させ、前記第２のセンサで前記被写体の前記第２の位置の情報を読み取り、前記第１のセンサと第２のセンサの各出力の立ち上りタイミング又は立ち下りタイミングの時間差に基づいて前記被写体までの距離を測定する距離測定手段を有することを特徴とする情報入力装置。
【請求項４】
被写体と読取りセンサが相対的に移動しながら、前期被写体の画像又は形状の情報を、結像光学系を介して前記読取りセンサが読み取って入力する情報入力装置であって、
前記読取りセンサとして、前記結像光学系を共通にする第１のセンサと第２のセンサとを、前記結像光学系の結像面上に、前記被写体の移動方向を前記結像面上に垂直に投影して得られる方向に相当する方向に一定の間隔を置いた位置に配置して設け、
前記第１のセンサは、前記被写体の前記移動方向の手前側の第１の位置の情報を読み取るセンサであり、
前記第２のセンサは、前記被写体の前記移動方向の前記第１の位置より前記一定の間隔に相当する距離だけ進んだ第２の位置の情報を読み取るセンサであり、
前記第１のセンサで前記被写体の前記第１の位置の情報を読取った後、該被写体を前記一定の間隔に相当する距離だけ移動させ、前記第２のセンサで前記被写体の前記第２の位置の情報を読み取り、前記第１のセンサと第２のセンサの各出力の立ち上りタイミングと立ち下りタイミングとの中点のタイミングの時間差に基づいて前記被写体までの距離を測定する距離測定手段を有することを特徴とする情報入力装置。
【請求項５】
前記被写体の移動方向を前記結像面上に垂直に投影して得られる方向が、前記被写体の移動方向に平行な方向であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の情報入力装置。
【請求項６】
前記一定の間隔に相当する距離だけ前記被写体を移動させる方向は、前記結像光学系が正立結像する場合は、前記第１のセンサから見た前記第２のセンサの方向と同じ方向に相当し、前記結像光学系が倒立結像する場合は、前記第１のセンサから見た前記第２のセンサの方向と逆方向に相当することを特徴とする請求項５に記載の情報入力装置。
【請求項７】
前記被写体を移動させる前記一定の間隔に相当する距離は、前記結像光学系が等倍結像する場合は、前記第１のセンサと第２のセンサの間隔と等しい距離であり、前記結像光学系が１／Ｎの縮小結像する場合は、前記第１のセンサと第２のセンサの間隔のＮ倍の距離であることを特徴とする請求項６に記載の情報入力装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の情報入力装置において、
前記距離測定手段が、前記第１のセンサの出力を前記被写体が前記一定の間隔に相当する距離だけ移動するのに要する時間だけ電気的に遅延させる遅延手段を有することを特徴とする情報入力装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の情報入力装置において、前記第１のセンサ及び第２のセンサの一方の出力から画像データを生成する画像データ生成手段と、該画像データ生成手段が生成した画像データを前記距離測定手段が測定した距離に応じて補正する画像データ補正処理手段とを設けたことを特徴とする情報入力装置。
【請求項１０】
前記第１のセンサと第２のセンサがいずれも前記被写体の画像を主走査方向の１ライン又は複数ライン毎に読み取るラインセンサであり、該第１のセンサと第２のセンサの間隔がライン間隔の整数倍であることを特徴とする請求項９に記載の情報入力装置。
【請求項１１】
被写体と読取りセンサが相対的に移動しながら前記被写体の画像又は形状の情報を、結像光学系を介して前記読取りセンサが読み取って入力する情報入力装置における被写体距離測定方法であって、
前記読取りセンサとして、結像光学系を共通にし、前記結像光学系の結像面上に、前記被写体の移動方向を前記結像面上に垂直に投影して得られる方向に相当する方向に一定の間隔を置いた位置に配置された第１のセンサと第２のセンサとを使用し、
前記第１のセンサで前記被写体の第１の位置の情報を読取った後、該被写体を前記一定の間隔に相当する距離だけ移動させ、前記第２のセンサで前記被写体の前記移動方向の前記第１の位置より前記距離だけ進んだ第２の位置の情報を読み取り、該第１のセンサと第２のセンサの出力差から前記被写体までの距離を測定することを特徴とする被写体距離測定方法。
【請求項１２】
前記第１のセンサの出力を、前記被写体が前記一定の間隔に相当する距離だけ移動するのに要する時間だけ電気的に遅延させ、その遅延させた出力と前記第２のセンサの出力との差から前記被写体までの距離を測定することを特徴とする請求項１１に記載の被写体距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、情報入力装置及び被写体距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体と読取りセンサが相対的に移動しながら被写体（原稿）の画像又は形状等の情報を入力する画像読取装置等の情報入力装置が多用されている。
このような情報入力装置において、見開き本の読取りや、皺やカールのある原稿の読取りなど、紙浮きがあると読取った画像が劣化する。
【０００３】
その劣化の原因には、ピンぼけ、照明深度不足による黒化、倍率変化によるゆがみ、被写体角度差による明るさのばらつき等がある。また、ＣＩＳ（接触型イメージセンサ）などのレンズアレイを用いるものでは、隣接レンズからの回りこみによる偽画像が発生する。
これらによる読取画像の劣化を回避あるいは補正修復するために、被写体との距離や浮きを検出して、その距離に応じてピント改善、濃度補正、マスク処理などの補正処理を行うことが既に知られている。
【０００４】
しかし、従来の画像読取装置では一般に距離測定器を別に搭載する必要があり、被写体である原稿の多くの位置の距離を測定するためには、多数の距離測定器を搭載しなければならなかった。そのため、装置が大型化しコスト高にもなるという問題があった。
距離測定器として、光学式三角測量方式の瞳分割方式による距離計があるが、被写体から結像レンズを通して読取りセンサに至る光路を分割するために、複数の２次レンズあるいは遮蔽板とその移動機構等が必要であった。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１では、ＣＩＳ光学系を有する画像読取装置で読取った画像情報に基づいて、原稿台からの原稿の浮き量を検出し、その浮き量に応じて画像情報を補正することが提案されている。
すなわち、原稿の画像情報をラインセンサによって読み取り、その画像情報からコントラストの高い領域等の特徴部分を抽出し、その画像情報を周波数解析して特性周波数を検出し、その特性周波数から原稿浮き量を特定する。
この方法によれば、画像読取装置に別に距離測定器を搭載する必要がなく、従来のＣＩＳ光学系をそのまま使用して原稿の浮き量を検知することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この特許文献１に記載された方法では、読み取った画像情報のうちコントラストの高い領域等の特徴部分を周波数解析して、その特性周波数から原稿浮き量を特定するため、テストパターンや原稿端部等の特定の部分しか浮き量を特定することができない。また、特定距離（例示されているのは２ｍｍと４ｍｍのみ）以外では、画像情報の周波数解析による特定周波数が現れ難いため、任意の距離を測定することはできない。さらに、適用対象が、ＣＩＳ光学系を有する画像読取装置に限られるという問題もある。
【０００７】
この発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、情報入力装置において、読取りセンサで読み取った被写体の情報から、被写体の任意の箇所の任意の距離を正確に測定でき、種々の結像光学系を有する情報入力装置に適用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、被写体と読取りセンサが相対的に移動しながら、被写体の画像又は形状の情報を、結像光学系を介して読取りセンサが読み取って入力する情報入力装置において、上記の目的を達成するため、上記読取りセンサとして、上記結像光学系を共通にする第１のセンサと第２のセンサとを、上記結像光学系の結像面上に、上記被写体の移動方向を上記結像面上に垂直に投影して得られる方向に相当する方向に一定の間隔を置いた位置に配置して設ける。
上記第１のセンサは、上記被写体の上記移動方向の手前側の第１の位置の情報を読み取るセンサであり、上記第２のセンサは、上記被写体の上記移動方向の上記第１の位置より上記一定の間隔に相当する距離だけ進んだ第２の位置の情報を読み取るセンサである。
さらに、上記第１のセンサで上記被写体の上記第１の位置の情報を読取った後、その被写体を上記一定の間隔に相当する距離だけ移動させ、上記第２のセンサで上記被写体の上記第２の位置の情報を読み取り、その第１のセンサと第２のセンサの出力差から上記被写体までの距離を測定する距離測定手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による情報入力装置は、読取りセンサで読み取った被写体の情報から、被写体の任意の箇所の任意の距離を正確に測定できる。しかも、種々の結像光学系を有する情報入力装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明による情報入力装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２Ａ】同じくその被写体が合焦点距離の場合の光学レンズによる第１のセンサと第２のセンサへの被写体の結像対象位置を示す説明図である。
【図２Ｂ】同じくその被写体が合焦点より遠距離の場合の光学レンズによる第１のセンサと第２のセンサへの被写体の結像対象位置を示す説明図である。
【図２Ｃ】同じくその被写体が合焦点より近距離の場合の光学レンズによる第１のセンサと第２のセンサへの被写体の結像対象位置を示す説明図である。
【図３】画像が黒から白に変化するエッジ部における被写体面の明るさの変化を示す線図である。
【図４】その被写体を第１のセンサが読取った出力を合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
【図５】同じくその被写体を第２のセンサが読取った出力を合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
【図６】第１、第２のセンサの出力差を合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
【図７】合焦点位置から被写体までの距離比と図６に示した第１、第２のセンサの出力差の積分値との関係を示す線図である。
【図８】合焦点位置から被写体までの距離比と図６及び図７に示した第１、第２のセンサの各出力の立ち上り中点の時間差との関係を示す線図である。
【図９】画像が黒地に被写体の移動方向に直交する白線の場合の被写体面の明るさの変化を示す線図である。
【図１０】その被写体を第１のセンサが読取った出力を合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
【図１１】同じくその被写体を第２のセンサが読取った出力を合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
【図１２】合焦点位置から被写体までの距離比と図１１及び図１２に示した第１、第２のセンサの各出力の重心位置の時間差との関係を示す線図である。
【図１３】従来の情報入力装置の一例を示す概略構成図である。
【図１４Ａ】従来の瞳分割方式による距離測定の場合で、被写体が合焦点距離の場合の光学レンズの上半部と下半部による被写体の結像対象位置を示す説明図である。
【図１４Ｂ】同じくその被写体が合焦点より遠距離の場合の光学レンズの上半部と下半部による被写体の結像対象位置を示す説明図である。
【図１４Ｃ】同じくその被写体が合焦点より近距離の場合の光学レンズの上半部と下半部による被写体の結像対象位置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
この発明の実施形態の説明に先立って、この発明を適用可能な従来の情報入力装置と従来の距離測定方式について説明する。
図１３は、従来の情報入力装置の一例を示す概略構成図である。この情報入力装置は、被写体と読取りセンサが相対的に移動しながら被写体の画像又は形状の情報を、結像光学系を介して読取りセンサが読み取って入力する画像読取装置等の情報入力装置である。
【００１２】
被写体１０は、一般に紙の片面又は両面に文字や図形等の情報が記録されたもので、「原稿」と称されることが多い。その被写体１０は、原稿台１１の上面に沿って、矢示Ａで示す移動方向に所定の速度で移動される。すなわち、被写体１０は、被写体移動装置のそれぞれ矢印方向に回転する対の搬送ローラ１２によって挟持されて移動（搬送）される。原稿台１１には、所定の幅で被写体１０の移動方向に直交する幅方向に被写体幅より長く延びるスリット状の読取窓１１ａが形成されている。
【００１３】
そして、被写体１０の読取窓１１ａに露出する面を図示していない照明装置で照明し、その面の画像又は形状の情報を、結像光学系を構成する結像レンズ１３がその結像面に結像させる。その画像をセンサ基板１４上に配置されたラインセンサ等の読取りセンサ１５で読み取る。その読取りセンサ１５が読み取った出力（アナログ信号）を画像処理部１６に入力し、各種の処理を施して画像データ（情報）とする。
被写体１０の移動に伴ってライン毎に読取りセンサ１５が順次読み取る出力による一連の画像データを、画像メモリに一旦格納した後、プリンタへ送って用紙に印刷したり、画像ファイルとしてパーソナルコンピュ―タ等のホスト装置へ転送したりすることができる。
【００１４】
このような情報入力装置では、被写体１０が結像レンズ１３の合焦点面より浮き上がったり沈んだりすると、前述したようにピンボケ等の画像劣化が発生する。そのため、結像レンズ１３から被写体までの距離を測定し、合焦面からのずれ量に応じて、読み取った画像データを補正する必要がある。
そのための距離測定方式には、音波式、光学式などいろいろな方式があるが、光学式三角測量方式の瞳分割方式がよく知られており、カメラ等の光学装置で一般的に使用されている。
【００１５】
瞳分割方式による距離測定は、従来、図１４Ａ〜図１４Ｃに示すように、２枚の遮蔽板１７，１８によって、被写体から結像レンズを通して読取りセンサに至る光路を分割して距離を測定する。なお、２個の２次レンズを使って上記光路を分割する方法もある。
図１４Ａ〜図１４Ｃでは、結像光学系を構成する結像レンズに、便宜上図１３の結像レンズ１３と同じ符号を付している。
【００１６】
被写体が結像レンズ１３の合焦点距離にある場合は、図１４Ａに示すように、結像レンズ１３の図で下半部への入射光でも、上半部への入射光でも、被写体の結像対象位置は変わらない。
図１３に示した結像レンズ１３と読取りセンサ１５の位置は不動であり、センサ位置は常に結像レンズ１３の結像面位置にある。そして図１４Ａに示す場合は、被写体位置が合焦点位置（合焦面上）にある。
【００１７】
被写体位置が結像レンズ１３の合焦点より遠距離にある場合は、図１４Ｂに示すように、結像レンズ１３の図で下半部への入射光と上半部への入射光では、被写体の結像対象位置が異なる。
被写体位置が結像レンズ１３の合焦点より近距離にある場合は、図１４Ｃに示すように、結像レンズ１３の図で下半部への入射光と上半部への入射光では、被写体の結像対象位置が図１４Ｂの場合とは逆向きに異なる。
【００１８】
このように、遮蔽板１７，１８を切り替えて、結像レンズ１３の一半部への入射光と他半部への入射光による被写体の結像対象位置の相違による読取りセンサの出力差によって、被写体までの距離を測定することができる。
しかし、被写体から結像レンズを通して読取りセンサに至る光路を分割するために、複数の遮蔽板とその移動機構あるいは複数の２次レンズ等が必要であり、コスト高になるばかりか、余分なスペースも必要であった。また、通常の画像読取装置等の情報入力装置における光学系を、そのまま使用することができないという問題もあった。
【００１９】
この発明は、このような従来の瞳分割方式による距離測定装置における問題を解決するためになされたものである。すなわち、この発明によれば、遮蔽平板や２次レンズ等を使用せず、図１３に示したような通常の画像読取装置等の情報入力装置において、情報を入力するための結像光学系をそのまま使用して、被写体までの距離測定できるようにする。
【００２０】
以下、図１〜図１２によって、この発明による情報入力装置及び被写体距離測定方法の実施形態について説明する。
図１は、この発明による情報入力装置の一実施形態を示す概略構成図であり、この発明による被写体距離測定方法を実施する被写体距離測定装置を備えている。この図１において、前述した図１３の各部と同等な部分は同じ符号を付してあり、それらの説明は簡単にする。
【００２１】
この図１に示す情報入力装置も、一般に原稿と称される被写体１０と読取りセンサが相対的に移動しながら、被写体１０の画像又は形状の情報を結像光学系を構成する結像レンズ１３を介して読取りセンサユニット５で読み取って入力する。被写体１０は、原稿台１１の上面に沿って、搬送ローラ１２によって所定の速度で移動される。しかし、被写体１０が図示のようにカールしたりしていると、その搬送方向は必ずしも原稿台１１の上面に平行にはならず、矢示Ａ方向のように斜めになることがある。
原稿台１１には、図１３に示した読取窓１１ａよりも被写体移動方向の幅が広い読取窓１１ｂが形成されている。
【００２２】
そして、結像レンズ１３を挟んで読取窓１１ｂと反対側に、センサ基板４に搭載した読取りセンサユニット５を設けている。
その読取りセンサユニット５には、読取りセンサとして、結像レンズ１３による結像光学系を共通にする第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂとを設けている。その第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂは、結像レンズ１３の結像面上に配置されている。さらに、その第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂは、被写体１０の移動方向（矢示Ａ方向）を結像レンズ１３の結像面上に垂直に投影して得られる方向（矢示Ｂ方向）に相当する方向に一定の間隔ｄを置いた位置に配置されている。
【００２３】
この例に示す結像レンズ１３による結像光学系は、等倍倒立結像光学系であるが、複数のレンズと必要に応じてミラー等の光学素子も組み合わせて構成することができる。
そこで、被写体１０の移動方向を結像レンズ１３の結像面上に垂直に投影して得られる方向（矢示Ｂ方向）に「相当する方向」とした。それは、図１に示す例では、被写体１０の移動方向を結像面上に垂直に投影して得られる方向が水平方向であるが、結像光学系の構成によってはそれに限らないからである。
例えば、結像光学系にミラーを設けて、光軸Ｌを図１で水平方向に曲げて結像させる場合には、結像レンズの結像面が垂直になる。その場合は、「被写体１０の移動方向が結像面上に垂直に投影して得られる方向に相当する方向」も、図１で垂直な方向になるためである。
【００２４】
なお、通常は被写体１０が原稿台１１の上面に沿って搬送されることを想定している。その場合は、被写体１０の移動方向（矢示Ａ方向）と「被写体１０の移動方向を結像レンズ１３の結像面上に垂直に投影して得られる方向（矢示Ｂ方向）」とは平行な方向、すなわち同じ方向になる。その方向は、結像レンズ１０の結像面に平行な方向（図１では水平方向）である。
したがって、「第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂは、被写体１０の移動方向に相当する方向に一定の間隔ｄを置いた位置に配置されている」としても、実際上の問題は殆どない。
【００２５】
第１のセンサ５Ａは、被写体１０の移動方向（矢示Ａ方向）の手前側（図１では左側）の第１の位置ａの情報を読み取るセンサである。
第２のセンサ５Ｂは、被写体１０の移動方向の第１の位置ａより一定の間隔ｄに相当する距離だけ進んだ第２の位置ｂの情報を読み取るセンサである。
【００２６】
そして、第１のセンサ５Ａで被写体１０の第１の位置ａの情報を読取った後、その被写体１０を搬送ローラ１２によって一定の間隔ｄに相当する距離だけ移動させ、第２のセンサ５Ｂで被写体１０の第２の位置ｂの情報を読み取る。このとき、第２のセンサ５Ｂは、被写体１０の第１のセンサ５Ａで読み取った部分と概ね同じ部分を読み取ることになる。
その第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂの出力を比較回路を備えた距離測定部６に入力して比較し、その差に基づいて被写体１０までの距離を測定する。その測定処理の詳細については後述する。
【００２７】
第１のセンサ５Ａの出力は、遅延手段である遅延回路７によって、被写体１０が一定の間隔ｄに相当する距離だけ移動するのに要する時間だけ電気的に遅延させて、距離測定部６に入力させる。
この実施形態では、距離測定部６が、第１のセンサ５Ａの出力を遅延回路７によって遅延させた出力と第２のセンサ５Ｂの出力との差から被写体１０までの距離を測定する。
そのため、読取りセンサユニット５に対する読取制御回路と、被写体移動機構の搬送ローラ１２を駆動制御する駆動制御回路と、距離測定部６及び遅延回路７によって距離測定手段を構成している。遅延回路７を設けない場合は、距離測定部６内に、第１のセンサ５Ａの出力を一時的に記憶する記憶手段を設ければよい。例えば、この記憶手段がＲＡＭ（メモリ）の場合、メモリアドレスと遅延時間を関連付けて、後述する測定処理することも含んでいる。
【００２８】
上記「一定の間隔ｄに相当する距離」だけ被写体１０を移動させる方向は、結像光学系が正立結像する場合は、第１のセンサ５Ａから見た第２のセンサ５Ｂの方向（矢示Ｃで示す読取移動方向）と同じ方向に相当する。しかし、図１に示した例では、結像レンズ１３による結像光学系が倒立結像する場合であるから、被写体１０を移動させる方向は、第１のセンサ５Ａから見た第２のセンサ５Ｂの方向（矢示Ｃ方向）と逆方向に相当する。
ここで「相当する」としたのも、結像光学系にミラーを設けて、光軸Ｌを曲げて結像させるような場合には、被写体１０を移動させる方向が、実際には第１のセンサ５Ａから見た第２のセンサ５Ｂの方向と「同じ方向」又は「逆方向」とはならなくなるためである。
【００２９】
また、上記「一定の間隔ｄに相当する距離」は、被写体１０の第１の位置ａと第２の位置ｂの間隔であり、被写体１０の第１のセンサ５Ａが読み取った位置と概ね同じ位置の情報を第２のセンサ５Ｂで読み取らせるための被写体１０の移動距離である。
その移動距離は、図１に示した例のように、結像レンズ１３による結像光学系が等倍結像する場合は、第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂの間隔ｄと等しい距離である。しかし、結像光学系が１／Ｎの縮小結像する場合は、その移動距離は第１のセンサと第２のセンサの間隔のＮ倍の距離になる。
【００３０】
図１に示した情報入力装置の実施形態では、画像データ生成部８と画像データ補正処理部９も設けている。
画像データ生成部８は、第２のセンサ５Ｂの出力から画像データを生成する画像データ生成手段である。あるいは、第１のセンサ５Ａの出力から画像データを生成する画像データ生成手段を設けてもよい。
画像データ補正処理部９は、画像データ生成部８が生成した画像データを距離測定手段の距離測定部６が測定した距離に応じて補正する画像データ補正処理手段である。その補正は、測定した被写体までの距離に応じた明度補正、コントラスト補正、平均化補正、平滑化補正など公知の補正である。この補正によって、被写体位置の合焦点位置からのずれによる読み取り画像の劣化を補正して、画像品質を向上させる。
【００３１】
読取りセンサユニット５に配置された第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂは、いずれも被写体１０の画像を主走査方向の１ライン又は複数ライン毎に読み取るラインセンサであるとよい。その場合、第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂの間隔がライン間隔の整数倍であることが望ましい。
その主走査方向は、図１における結像レンズ１３の結像面と平行な面内で、矢示Ｂ方向である副走査方向と直交する方向である。したがって、この場合、第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂは、主走査方向に平行に配置され、いずれも複数のセンサ素子が主走査方向に直線状に並んで配列されている。
【００３２】
この発明による情報入力装置では、被写体１０の移動に合わせて読取りセンサを移動させて（図１に示す例では測定位置を移動させて）距離を測定する。そのため、被写体１０の移動方向に相当する方向に一定の間隔ｄを置いて平行な位置に第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂとを配置している。
そして、被写体１０の移動に合わせて、その測定対象の画像が第１のセンサ５Ａ上に来たときに第１のセンサ５Ａで、第２のセンサ５Ｂ上に来たときに第２のセンサ５Ｂで読み取る。
【００３３】
被写体１０が第１のセンサ５Ａによって読み取られる第１の位置ａから、第２のセンサによって読み取られる第２の位置ｂに来るまでの移動時間だけ、第１のセンサ５Ａの出力を遅延回路７によって遅延させることによって、測定位置を移動させる。距離測定部６がこの第１、第２のセンサ５Ａ，５Ｂの出力を比較することによって、被写体１０までの距離を算出できる。
【００３４】
この情報入力装置は、従来必要であった遮蔽板あるいは２次レンズを必要としない。結像光学系及び被写体を移動させる移動手段は、図１３に示したような従来の一般的な情報入力装置と同様な構成のものをそのまま使用できる。
そして、距離測定装置を別に設置するのではなく、情報入力装置の画像読取部（スキャナ部）に距離測定機能を持たせることができる。
【００３５】
さらに、この情報入力装置は、単に画像入力データから画像処理で距離を抽出するのでなく、三角測量、瞳分割方式と同様の方式で距離を測定する。そのため、瞳分割型の距離計付きカメラと同様に、被写体（原稿）の中央など、画像がある任意の箇所の距離を正確に直接測定することが可能になる。
なお、従来は少ない距離計で距離を測り、間接的な方法で必要な箇所の距離を求めていた。例えば原稿の端の形を測定し、見開き本かどうか判定して見開き本であれば、予め入力されたプロファイルにしたがって距離を推定したり、原稿を抑える圧板との距離から全体を推定していた。しかし、この発明による情報入力装置及び被写体距離測定方法では、そのようなプロファイル等の準備をする必要がなく、被写体（原稿）の任意の箇所の距離を正確に測定することができる。
【００３６】
この発明における被写体距離測定方法では、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、図１における被写体１０を矢示Ａ方向へ移動させる。それに対応して、測定位置であるセンサ位置を反対の矢示Ｃ方向へ移動させる（実際は、第１のセンサ１５Ａから第２のセンサ１５Ｂに切り替える）ことにより、被写体１０から読取りセンサへの入射角を変化させて距離を測定する。この場合、被写体１０の移動方向である矢示Ａ方向が、結像面に平行な方向（図１における矢示Ｂ方向と同じ方向）と仮定する。
図１に示した結像レンズ１３と読取りセンサユニット５の位置は不動であり、センサ位置は常に結像レンズ１３の結像面位置にある。
【００３７】
被写体１０が結像レンズ１３の合焦点距離にある場合は、図２Ａに示すように、被写体１０の第１の位置ａから結像レンズ１３への下向き入射光でも、第２の位置ｂから結像レンズ１３への上向き入射光でも、被写体１０の結像対象位置は変わらない。
被写体１０が結像レンズ１３の合焦点より遠距離にある場合は、図２Ｂに示すように、被写体１０の第１の位置ａから結像レンズ１３への下向き入射光と、第２の位置ｂから結像レンズ１３への上向き入射光とでは、被写体１０の結像対象位置が異なる。
【００３８】
被写体１０が結像レンズ１３の合焦点より近距離にある場合も、図２Ｃに示すように、被写体１０の第１の位置ａから結像レンズ１３への下向き入射光と、第２の位置ｂから結像レンズ１３への上向き入射光とでは、被写体１０の結像対象位置が異なる。しかし、図２Ｃに示す場合は、図２Ｂに示した場合とは異なる向きが逆向きになる。
【００３９】
被写体１０の第１の位置ａから結像レンズ１３への下向き入射光による結像位置ｅに第１のセンサ５Ａを配置する。また、被写体１０の第２の位置ｂから結像レンズ１３への下向き入射光による結像位置ｆに第２のセンサ５Ｂを配置する。
それによって、図２Ａに示すように、被写体１０が結像レンズ１３の合焦点距離にある場合は、第１のセンサ５Ａの出力と第２のセンサ５Ｂの出力は同じになり、差が生じない。
【００４０】
しかし、図２Ｂ又は図２Ｃに示すように被写体１０が結像レンズ１３の合焦点より遠距離又は近距離にある場合は、第１のセンサ５Ａの出力と第２のセンサ５Ｂの出力が異なり、差が生じる。また、被写体１０が結像レンズ１３の合焦点より遠距離にある場合と近距離にある場合とでは、第１のセンサ５Ａの出力と第２のセンサ５Ｂの出力の異なり方が逆になるため、その差も逆になる。そして、その差の大きさは、被写体１０が結像レンズ１３の合焦点位置からのずれ量に対応する。
したがって、第１のセンサ５Ａの出力と第２のセンサ５Ｂの出力との差によって、結像レンズ１３から被写体１０までの距離を算出することができる。
【００４１】
図３〜図１２によって被写体位置測定の具体例を説明する。
図３〜図６と図９〜図１１において、横軸は被写体上の読取位置（基準位置を０としてその前後の相対位置）又は時間経過を示す。縦軸は、図３及び図９では被写体面の画像の明るさの相対レベルを示し、図４及び図１０では第１のセンサの出力、図５及び図１１では第２のセンサの出力、図６では第１、第２のセンサの出力差のそれぞれ相対レベルを示す。
【００４２】
図７、図８、図１２では、横軸は被写体までの距離比、縦軸は第１、第２のセンサの出力差の積算値又は積分値（面積）、出力の立ち上り中点の時間差、および出力の重心位置の時間差をそれぞれ示す。
図３は、画像が黒から白に変化するエッジ部における被写体面の明るさの変化を示す線図である。
【００４３】
図４は、その被写体を第１のセンサが読取った出力を合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。合焦点位置から被写体までの距離比がパラメータであり、合焦点位置の距離比を１とし、０．８から０．２間隔で２．２まで、８種類の異なる線種の線で各距離比の場合のセンサ出力を示している。以下の各線図におけるパラメータである距離比についても同様である。
【００４４】
図５は、同じくその被写体を第２のセンサが読取った出力を、パラメータである合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
図６は、第１、第２のセンサの出力差を、パラメータである合焦点位置から原稿までの距離比ごとに重ねた線図である。
図７は、合焦点位置から被写体までの距離比と図６に示した第１、第２のセンサの出力差の積算値又は積分値（山部又は谷部の面積）との関係を示す線図である。
図８は、合焦点位置から被写体までの距離比と図４及び図５に示した第１、第２のセンサの各出力の立ち上り中点の時間差との関係を示す線図である。
【００４５】
図７に示すように、被写体の明るさの差に対応する第１、第２のセンサの出力差の積算値又は積分値（山部又は谷部の面積）は、合焦点位置から被写体までの距離比と相関関係がある。
また、図４及び図５に示す第１、第２のセンサの各出力の立ち上り中点（立ち上り期間の中点のタイミング）の時間差も、図８に示すように合焦点位置から被写体までの距離比と相関関係がある。被写体面の画像が白から黒に変化するエッジ部を第１、第２のセンサで読み取った場合には、第１、第２のセンサの各出力の立ち下り中点（立ち下り期間の中点のタイミング）の時間差が、合焦点位置から被写体までの距離比と相関関係があることになる。
【００４６】
なお、第１、第２のセンサの各出力の立ち上り中点又は立ち下り中点の時間差でなくても、立ち上り位置又は立ち下り位置の時間差であれば、合焦点位置から被写体までの距離比と相関関係がある。立ち上り位置又は立ち下り位置の「位置」とは、時間的な位置すなわちタイミングである。
結像レンズ１３の位置からその合焦点位置までの距離は既知である。したがって、第１、第２のセンサの出力差の積算値又は積分値、あるいは第１、第２のセンサの各出力の立ち上りタイミング又は立ち下りタイミングの時間差に基づいて、被写体までの距離（合焦点位置からのずれ量でもよい）を算出することができる。
【００４７】
図９は、画像が黒地に被写体の移動方向に直交する白線の場合の被写体面の明るさの変化を示す線図である。
図１０は、その被写体を第１のセンサが読取った出力をパラメータである合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
図１１は、同じくその被写体を第２のセンサが読取った出力をパラメータである合焦点位置から被写体までの距離比ごとに重ねた線図である。
図１２は、合焦点位置から原稿までの距離比と図１１及び図１２に示した第１、第２のセンサの各出力の重心位置（山の中心位置）の時間差との関係を示す線図である。
【００４８】
このように、第１、第２のセンサの各出力の重心位置（山の中心位置）の時間差は、合焦点位置から被写体までの距離比と相関関係がある。重心位置又は山の中心位置の「位置」も、時間的な位置すなわちタイミングである。
そのため、第１、第２のセンサの各出力の立ち上りタイミングと立ち下りタイミングとの中点のタイミングの時間差に基づいて、被写体までの距離（合焦点位置からのずれ量でもよい）を算出することができる。
【００４９】
したがって、第１、第２のセンサの各出力の立ち上りタイミング又は立ち下りタイミングの時間差、もしくはその各出力の立ち上りタイミングと立ち下りタイミングとの中点のタイミングの時間差に基づいて、被写体までの距離（合焦点位置からのずれ量でもよい）を算出することができる。
また、第１、第２のセンサの出力差の積算値又は積分値に基づいて、被写体までの距離を算出することもできる。
【００５０】
このように、第１、第２のセンサに出力変化のタイミングの差に着目して、例えば各センサ毎の出力信号による画像の中心、立ち上りエッジの中心、立ち下りエッジの中心等の時間差から、被写体の距離を求めることができる。あるいは、第１、第２のセンサによって読み取る被写体の画像の明るさの差に着目して、第１、第２のセンサの出力レベルの差から、被写体の距離を求めることもできる。
第１のセンサ５Ａの出力と第２のセンサ５Ｂの出力の差を、前後あるいは左右の近傍画素の出力の差を累積して算出するようにしてもよい。
【００５１】
実際には、画像読み取りは一定の間隔（ライン間隔）ごとに一定の周期（ライン周期）で連続的に行なわれている。
例えば、第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂがラインセンサで、その間隔ｄをライン間隔と同じに定めた場合、１周期ごとに第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂとで同時に両方で読み取るようにしてもよい。その場合、第１のセンサ５Ａによる読み取り出力を１ライン周期遅らせ、第２のセンサ５Ｂによる読み取り出力と比較して測定処理することにより、１ラインごとに距離データを得ることができる。
【００５２】
それにより、被写体（原稿）の合焦点位置からのずれによるピンぼけ、照明深度不足による黒化、倍率変化によるゆがみ、被写体角度差による明るさのばらつき等の改善を、より精密且つ高度に行なうことが可能になる。結像光学系にＣＩＳなどレンズが複数並んだものを使用する場合には、隣接レンズからの回りこみによる偽画像等の改善も、より精密且つ高度に行なうことが可能になる。
【００５３】
勿論、第１のセンサ５Ａと第２のセンサ５Ｂの間隔を２ライン間隔や３ライン間隔としてもよい。その場合、小さな距離で大きな出力差が得られ、感度が高くなる反面、読み取り範囲が広がるので、距離測定部６での処理量が大きくなる。
図１に示した距離測定部６、画像データ生成部８、画像データ補正処理部９等は、アナログ信号処理とマイクロコンピュータを用いたソフトウエア処理とによって容易に実施できる。
【００５４】
この発明による情報入力装置と被写体距離測定装置及び被写体距離測定方法は、イメージスキャナのような画像読取装置、それを備えた複写装置やファクシミリ装置、デジタル複合機などの画像形成装置などに利用できる。
【００５５】
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
４：センサ基板    ５：読取りセンサユニット      ５Ａ：第１のセンサ    
５Ｂ：第２のセンサ    ６：距離測定部    ７：遅延回路    ８：画像データ生成部
９：画像データ補正処理部    １０：被写体（原稿）    １１：原稿台    
１１ａ,１１ｂ：読取窓    １２：搬送ローラ    
１３：結像レンズ（結像光学系を構成する）    １４：センサ基板    
１５：読取りセンサ    １６：画像処理部    １７，１８：遮蔽板
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２０１３−１３５２４６号公報
【図１】
0006679994.tif 000002
【図２Ａ】
0006679994.tif 000003
【図２Ｂ】
0006679994.tif 000004
【図２Ｃ】
0006679994.tif 000005
【図３】
0006679994.tif 000006
【図４】
0006679994.tif 000007
【図５】
0006679994.tif 000008
【図６】
0006679994.tif 000009
【図７】
0006679994.tif 000010
【図８】
0006679994.tif 000011
【図９】
0006679994.tif 000012
【図１０】
0006679994.tif 000013
【図１１】
0006679994.tif 000014
【図１２】
0006679994.tif 000015
【図１３】
0006679994.tif 000016
【図１４Ａ】
0006679994.tif 000017
【図１４Ｂ】
0006679994.tif 000018
【図１４Ｃ】
0006679994.tif 000019