(57)【要約】【課題】原稿読取時の解像度を高めるとともに、読み取り時間の短縮が図れ、人物などの一般被写体の撮影も可能で、携行自在で、かつ机上に載せたまま読取や撮影が可能でコミュニケーションツールとしても活用可能な画像読取装置を提供する。【解決手段】原稿又は被写体を表す光像を固体撮像素子で撮像して画像信号を得る画像読取装置において、原稿に照射する光を走査すると共に、原稿で反射した光像を1次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る原稿読取部と、被写体の光像を2次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る被写体撮像部と、を備え原稿読読取部は、原稿が平面か非平面かを選択する操作子により非平面が選択されたのを受けて、光が走査される原稿各位置の高さを測定して光像を合焦し、1次元固体撮像素子で撮像する。【選択図】図１
2005252605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部とのインタフェースを有し、原稿又は被写体を表す光像を固体撮像素子で撮像して画像信号を得る画像読取装置において、
原稿に照射する光を走査すると共に、原稿で反射した光像を1次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る原稿読取部と、
被写体の光像を2次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る被写体撮像部とを備え、
前記原稿読読取部は、前記原稿が平面か非平面かを選択する操作子により非平面が選択されたのを受けて、前記光が走査される該原稿各位置の高さを測定し、測定された該原稿各位置の高さに基づいて前記光像を合焦し、前記1次元固体撮像素子で撮像することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記原稿読取部及び前記被写体撮像部により得られた画像信号を格納する移動自在なメモリが着脱自在なインタフェースを有することを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
音声を電気信号に変換する音声入力手段、及び電気信号を音声に変換する音声出力手段を有する音声部と、
所定の操作子の操作を受けて、前記原稿読取部及び前記被写体撮像部が得た画像信号のうちの何れか一方を画像処理し、前記原稿又は前記被写体のモニタ画像を画面表示する画像表示部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記音声入力手段により得られた音声の電気信号を外部に出力し、前記音声出力手段に外部から音声の電気信号を入力する音声用インタフェースと、
前記原稿読取部及び前記被写体撮像部により得られた画像信号それぞれを外部に出力し、前記画像表示部に外部から画像信号を入力する画像用インタフェースと、
ネットワークとの間で前記音声の電気信号及び前記画像信号を送受する通信用インタフェースとを備えたことを特徴とする請求項３記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記原稿読取部は、
前記原稿の正射影範囲から外れた該原稿の上方から光を出射し、該原稿の両辺に亘り照射される狭幅の読取光を該読取光と交わる走査方向に走査する読取光源と、
前記原稿に走査され、該原稿で反射した前記読取光を所定方向に向けるとともに、該読取光の該原稿における反射位置に応じてレンズ位置を自動調整し、前記1次元固体撮像素子の受光面に前記光像を合焦する結像光学系とを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記原稿読取部は、
前記原稿が非平面である旨の選択を受けて、前記反射位置それぞれの、基準面からの高さを求める測高部を備え、
前記結像光学系は、前記測高部により求められた前記反射位置それぞれの高さに基づいて、該反射位置それぞれに応じて予め設定された前記レンズ位置を自動調整することにより、前記受光面に前記光像を合焦することを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記原稿読取部は、
前記原稿の平均的な明るさを測定する測光部を有し、
前記読取光源は、前記測光部による測定結果に応じて強度が調整された光を出射することを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記結像光学系は、
前記読取光源の隣接位置に配置され、前記読取光の走査に合わせて回転することにより前記反射位置で反射した前記読取光の入射角度を変化させる回転ミラーと、
前記回転ミラーの回転に合わせて移動し、該回転ミラーによって反射された前記読取光の前記反射位置の違いによって生じる前記光像の歪みを矯正する非球面ミラーと、
前記回転ミラーを回転させると共に、前記非球面ミラーを移動させる駆動部とを有することを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記結像光学系は、焦点距離が可変なズームレンズを含むものであって、
前記ズームレンズの前記焦点距離が所定の範囲から外れた場合には、前記１次元固体撮像素子で撮像して得られた前記画像信号に所定のディストーション補正を施す画像処理部を備えたことを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。
【請求項１０】
外部とのインタフェースを有し、原稿又は被写体を表す光像を固体撮像素子で撮像して画像信号を得る画像読取装置において、
上部に窓部を有する垂直な壁面、及び該壁面と交わり該壁面の高さよりも小寸の幅を有する側面を備えた筐体と、
前記筐体に収納自在、かつ可動自在に支持され、被写体の光像を2次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る被写体撮像部と、
前記筐体に収容され、原稿に照射する光を走査すると共に、原稿で反射した光像を1次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る原稿読取部と、
前記筐体に収容され、音声を電気信号に変換する音声入力手段、及び電気信号を音声に変換する音声出力手段を有する音声部と、
前記筐体に収納自在、かつ可動自在に支持され、前記原稿読取部及び前記被写体撮像部が得た画像信号のうちの何れか一方を画像処理し、前記原稿又は前記被写体をモニタ表示する画像表示部と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
前記筐体は、複数の開口部を有するものであって、
前記複数の開口部の何れかに支持された、前記原稿読取部及び前記被写体撮像部により得られた画像信号を格納する移動自在なメモリが着脱自在なメモリ用インタフェース、
前記音声入力手段により得られた音声の電気信号を外部に出力し、前記音声出力手段に外部から音声の電気信号を入力する音声用インタフェース、
前記原稿読取部及び前記被写体撮像部により得られた画像信号それぞれを外部に出力し、前記画像表示部に外部から画像信号を入力する画像用インタフェース、及び
ネットワークとの間で前記音声の電気信号及び前記画像信号を送受する通信用インタフェースを備えたことを特徴とする請求項１０記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記被写体撮像部は、前記被写体を撮影する撮影レンズと該撮影レンズにより該被写体を撮影する際に閃光を発する照明部とを回動自在に支持する支持部を有することを特徴とする請求項１０記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記筐体は、前記壁面が前記原稿の一辺と平行になるように配置されるものであって、
前記原稿読取部は、
前記筐体側面の上部に軸支され、前記窓部から斜下方向に光を出射し、該筐体壁面の幅方向に延びる狭幅の読取光を前記原稿に照射すると共に前記壁面と交わる走査方向に走査する読取光源と、
前記読取光源よりも前記筐体側面の下部側に軸支され、前記原稿で反射して前記窓部から入射する前記読取光を下方向に向ける回転ミラーと、
前記筐体に軸支されて上下方向に移動することにより前記回転ミラーにより下方向に向けられた前記読取光を所定位置で反射し、前記原稿上における該読取光の反射位置の違いによって生じる前記光像の歪みを矯正する非球面ミラーと、
繰出し量を調節し、前記非球面ミラーの前記所定位置で反射した前記読取光の合焦した光像を前記１次元固体撮像素子の受光面に結像させるレンズと、
前記回転ミラーにより下向きに向けられた前記読取光が前記非球面ミラーの前記所定位置で反射されるように、前記読取光源による前記読取光の走査に合わせて、前記回転ミラーを回転させると共に、前記非球面ミラーを移動させる駆動部と、
前記窓部から斜下方向に光を出射し、前記走査方向に延びる狭幅の測定光を前記原稿に照射する測定光源と、
前記測定光源から照射される測定光の前記走査方向各位置における高さを求める測高部と、を有することを特徴とする請求項１０記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記原稿読取部は、
前記原稿の平均的な明るさを測定する測光部を有し、
前記読取光源は、前記測光部による測定結果に基づいて、前記窓部から斜下方向に強度が調整された光を出射することを特徴とする請求項１０記載の画像読取装置。
【請求項１５】
前記画像表示部は、モニタ表示させる画像の範囲を指定する操作子を有することを特徴とする請求項１０記載の画像読取装置。
【請求項１６】
前記原稿が平面か、非平面かを選択する操作子を有し、
前記操作子により非平面が選択されたときは、前記測定光源を点灯させて前記測高部により前記高さを求め、該高さが求められた後に前記読取光源を点灯させると共に前記駆動部を駆動する制御部を備えたことを特徴とする請求項１３記載の画像読取装置。
【請求項１７】
前記測高部により求められた前記高さに基づいて、前記１次元固体撮像素子で撮像して得られた前記画像信号に所定の補正を施す画像処理部を備えたことを特徴とする請求項１３記載の画像読取装置。
【請求項１８】
前記読取光源は、前記読取面における前記走査方向の位置に応じて、前記１次元固体撮像素子で撮像する際の平均的な明るさが均一になるように調整された前記読取光を出射することを特徴とする請求項１３記載の画像読取装置。
【請求項１９】
前記非球面ミラーは、前記側面に沿って設けられた前記読取面に垂直なガイド軸に軸支されると共に、前記回転ミラーの反射面よりも下部側に配置されたものであって、
前記駆動部は、前記ガイド軸を回転させることにより前記非球面ミラーを上下移動させて前記回転ミラーで反射した前記読取光を該非球面ミラーの前記所定位置で反射させることを特徴とする請求項１３記載の画像読取装置。
【請求項２０】
前記非球面ミラーは、該非球面ミラーの上下移動に合わせて上下移動するカムを有し、
前記回転ミラーは、前記カムの移動位置を検出して、該回転ミラーの軸を回転させる回転機構が軸着されたものであることを特徴とする請求項１９記載の画像読取装置。
【請求項２１】
前記測定光源は、発光素子、スリット状の開口絞り、集光レンズを有し、出射した前記測定光により前記原稿を前記走査方向に横断するスリット状の測定光を照射し、
前記測高部は、前記駆動部により前記回転ミラーを回転させると共に、前記非球面ミラーを移動させ、前記原稿の前記走査方向各位置で反射した前記測定光の合焦した光像を前記1次元固体撮像素子で撮像して得られた画像信号と基準面の該走査方向各位置で反射した該測定光の合焦した光像を該1次元固体撮像素子で撮像して得られた基準画像信号との差分に基づいて、該走査方向各位置の、基準面からの高さを求めることを特徴とする請求項１３記載の画像読取装置。
【請求項２２】
前記レンズは、前記原稿上の前記読取光の反射位置に応じて予めレンズ位置が設定され、該読取光の走査に合わせて該レンズ位置を調節することにより、前記非球面ミラーの所定位置で反射した該読取光による合焦した光像を結像させるものであって、前記測高部により前記走査方向各位置の前記高さが求められたときは、求められた該高さに基づいて、該レンズ位置を修正し、修正された該レンズ位置で合焦させることを特徴とする請求項２１記載の画像読取装置。
【請求項２３】
前記読取光源は、前記測高部により前記原稿の前記走査方向各位置で得られた前記画像信号に基づいて、出射する前記光の強度を自在に調整することを特徴とする請求項２１記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ、画像入力装置、複写機などに用いられ、原稿に記録された画像を読み取り、その画像を表す画像信号を得る画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原稿に記録された画像を読み取り画像信号を取得し、取得した画像信号を所定形式の電子データに変換する場合や、原稿に記録された画像を読み取り、その複写画像を作成する際には、画像読取装置を用いて原稿に記録された画像を表す画像信号を取得している。
【０００３】
その場合、原稿の読取面をフラットなプラテンガラスに向けて載置し、プラテンガラスの下方一定の離隔距離を隔てて移動する光源から読取面に光を照射し、その読取面から反射する反射光による等倍の正立像を撮像素子の受光面に結像させて画像信号を得るか、あるいは原稿を、例えば自動送出装置に載置して１枚ずつ繰り出すとともに、所定位置に固定された光源から読取面に照射される光の反射光により、通過する原稿に記録された画像を表わす画像信号を取得するのが一般的である。
【０００４】
また、複写画像の作成においては、高精細な文字などが記録された原稿を忠実に再現したいという要請から、その原稿を高解像度の撮像素子で正確に読み取る必要がある。
【０００５】
しかしながら、複数頁の原稿が綴じ込まれた書籍に記録された画像を読み取り画像信号を取得する場合には、その書籍を裏返しにしてプラテンガラスに読取面を密着させ、撮像素子の受光面に等倍の正立像を結像させる必要がある。また、複数頁にわたる読み取りを行う場合には一々ページをめくった後に、読取面を裏返す必要があることから、読み取り効率が悪い上、書籍を傷める恐れがある。さらに、厚手の書籍については、プラテンガラスに強く押し付けても、読み取りが難しく、取得した画像信号によって再現された、複写画像は、綴じ込み部分付近全体が黒くなったり、画像が歪み、見難いという問題がある。
【０００６】
そこで、原稿の読み取り面を上向きにしたまま読み取る方法が提案されている。
【０００７】
例えば、２次元ＣＣＤなどのエリアセンサを首振り自在に装着し、読取対象となる原稿面を複数の領域に分割して撮影し、分割撮影画像を接合することにより原稿全体の画像を得るものが知られている。しかし、原稿面を接写したときに、撮影画像全体を合焦させることは不可能であることから、原稿面を複数の領域に分割する一方、結像光学系と原画像との位置関係に基づいて、分割された各領域のうち、合焦された使用可能領域をもとめ、撮影画像からその使用可能領域を切り出して貼り合わせることにより接合精度を高め良好な画質を確保する提案がなされている（特許文献１参照）。
【０００８】
また、原稿を上向きにして撮影する画像読取装置において、読取領域の指定により切り出した画像を変倍したり、レイアウト変更して貼り合わせた場合のイメージの確認を可能にするため、切り出し領域を外部装置に出力できるようにしたものがある（特許文献２参照）。
【０００９】
さらに、電子カメラを用いて距離が異なる複数の被写体を撮影する場合に、フィルムの結像面上の光軸と撮像レンズの光軸とをずらす、いわゆるあおり補正を行うことによりピント合わせを行う方法があり、その場合にあおり補正を電子的に行うことなどにより、撮像範囲のどの部分が合焦しているかを画像データの処理により確認することができるようにしたものがある（特許文献３参照）。
【００１０】
一方、動画通信などを行うテレビ会議システムにおいて、動画と同時に書画などの静止画を送受するとき、解像度が低いために文字などの認識が困難になることから、ファクシミリ装置とのインタフェースを設け、ファクシミリを静止画用の入出力装置とすることにより操作性、汎用性を向上させたものがある（特許文献４参照）。
【００１１】
また、デジタルカメラでＡ４サイズの文書を一度に取り込みことは困難であることから、ＦＡＸ信号処理回路を設け、テキストデータを取り込むことが可能であると共に、ファクシミリデータの送受信を可能にしたものがある（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平１０−２１０２７２号公報
【特許文献２】特開平１０−３２７３１２号公報
【特許文献３】特開２０００−１３６６５号公報
【特許文献４】特開平７−１１１６４４号公報
【特許文献５】特開平１０−２５７３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、原稿面を上向きにして読み取る場合には、一般に、エリアセンサを用いるか、あるいはエリアセンサが内蔵された電子カメラを用いる方法が採用されている。
【００１３】
エリアセンサは、リニアセンサに比べて１ラインの画素数をそれほど多くすることができないことから、数十万画素から数百万画素のものが多用されている。そのため、撮影領域が小さい場合に高い解像度が得られる一方、撮影領域を広げると、画素の荒さが目立ち、たとえ電子的にデータ補完を行なっても解像度を向上させることができない。
【００１４】
一方、大きな被写体の全体像を撮影し、そのアウトラインを把握する場合にはエリアセンサが有効である。
【００１５】
そこで、エリアセンサのみを用いて書画及び人物などの静止画、あるいは動画を撮影するには、原稿は適度なサイズに分割して撮影することにより所定の解像度を得るとともに、分割された領域相互を貼り合わせることにより書画に対する解像度を確保する必要がある。このため、特許文献１や特許文献２に開示された方法においては、領域分割して撮影された区分領域を貼り合せる際にソフトウエアが必要となるため、その貼り合わせ処理に時間がかかる上、エリアセンサの使用によりそれほど解像度がよくならないという難点がある。また、特許文献２に開示された方法は、原稿を載せる台や読取面を俯瞰する装置が必要であり、机の上に装置を載せて原稿を読み取るには、装置全体のサイズが大きすぎるという難点がある。さらに、特許文献３に開示された技術を用いれば、装置全体を小型化することができるが、この技術により、読取面を分割し、各領域を順次合焦させて撮影したとしても、撮影の都度得られた画像データをソフトウエア処理により貼り合せる処理は残るので、その処理に時間がかかる上、貼り合わせることにより生じる画質劣化要因を完全には排除することができない。
一方、解像度向上のファクシミリを活用する方法は、原稿を１枚毎に分解することができる資料については有効であっても、書籍の所定頁に記載された画像を取り込む場合にはその頁を複写する際に同様の問題が生じ、解決策とはなり得ない。
【００１６】
本発明は上記事情に鑑み、エリアセンサとリニアセンサとを使い分けることにより、原稿読取時の解像度を高めるとともに、読み取り時間の短縮が図れ、人物などの一般被写体の撮影も可能で、携行自在で、かつ机上に載せたまま読取や撮影が可能でコミュニケーションツールとしても活用可能な画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成する本発明の画像読取装置は、外部とのインタフェースを有し、原稿又は被写体を表す光像を固体撮像素子で撮像して画像信号を得る画像読取装置において、
原稿に照射する光を走査すると共に、原稿で反射した光像を1次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る原稿読取部と、
被写体の光像を2次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る被写体撮像部とを備え、
前記原稿読読取部は、前記原稿が平面か非平面かを選択する操作子により非平面が選択されたのを受けて、前記光が走査される該原稿各位置の高さを測定し、測定された該原稿各位置の高さに基づいて前記光像を合焦し、前記1次元固体撮像素子で撮像することを特徴とする。
本発明の画像読取装置は、原稿に光を走査してリニアセンサにより高解像度の画像信号を得る原稿読取部と、一般的被写体をエリアセンサにより瞬時に撮影して画像信号を得るデジタルカメラとを備えているので、目的に応じて使い分けることにより、１台で広い用途に対応することができる。また、着脱自在なメモリを備えることや画像表示部を備えるにより読み取った画像信号をメモリに記憶させておくことや、モニタ表示させることができるほか、外部装置との入出力を行うこともできる。また、原稿読取部は、上向きに開いた非平面状態の書籍の読取面の高さを測定し、その高さに基づいて光学系を自動調整し１次元撮像素子に合焦そた光像を結像するので、上向きに開いた書籍をそのまま読み取り、画像信号を得ることもできる。その場合に生じる画像歪みは、反射位置に応じて異なる反射特性を有する非球面ミラーを、読取光の走査に合わせて移動させることにより矯正することができる。
上記の目的を達成する本発明の画像読取装置は、外部とのインタフェースを有し、原稿又は被写体を表す光像を固体撮像素子で撮像して画像信号を得る画像読取装置において、
上部に窓部を有する垂直な壁面、及び該壁面と交わり該壁面の高さよりも小寸の幅を有する側面を備えた筐体と、
上記筐体に収納自在、かつ可動自在に支持され、被写体の光像を2次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る被写体撮像部と、
上記筐体に収容され、原稿に照射する光を走査すると共に、原稿で反射した光像を1次元固体撮像素子で撮像して画像信号を得る原稿読取部と、
上記筐体に収容され、音声を電気信号に変換する音声入力手段、及び電気信号を音声に変換する音声出力手段を有する音声部と、
上記筐体に収納自在、かつ可動自在に支持され、上記原稿読取部及び上記被写体撮像部が得た画像信号のうちの何れか一方を画像処理し、上記原稿又は上記被写体をモニタ表示する画像表示部と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の画像読取装置は、上部に窓部を有する垂直な壁面と小寸の幅を有する側面とを有する筐体にリニアセンサを有する原稿読取部などが収容されているので、任意の場所に持ち運んだり、机の上において原稿を読み取り、読み取った原稿をモニタ表示することができる。また、エリアセンサを有し撮影レンズが自在に可動するカメラより人物像などを撮影してモニタ画面に表示させたり、音声をスピーカから流すこともできる。また、壁面の窓部から斜めに光を出射し、原稿上に読取光を走査してリニヤセンサでその反射光を受光して画像信号を得る際に生じる光像の歪みは、位置に応じて反射特性が変化する非球面ミラーを、読取光の走査に合わせて移動させることにより画像歪みの少ない、解像度の高い、読取が可能である。また、読取光によるスキャンに先駆けて、読取面各位置の高さを測定することにより、読取面がフラットな原稿のみならず、書籍のように綴じ込み部分を有し、曲面になった原稿であっても、曲面を上向きにしたままの状態で読み取ることが可能である。また、外部装置などと接続する入出力端子や着脱自在なメモリ、ネットワークとのインタフェースなどを用いることにより、遠隔地とのコミュニケーションツールや書像などの記録ツールとしても活用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像読取装置によれば、リニヤセンサを有する原稿読取部、エリアセンサを有する被写体撮像部などを備え、読み取る対象に応じて使い分けることや、同時使用が可能であり、原稿を高解像度に読み取った画像信号を得ることができる。また、原稿は、斜方向から出射される光により原稿に読取光を走査するので、あらかじめ読取面の高さ測定を行うことにより、上向きに開いた書籍を読み取ることができる。
【００２０】
また、原稿読取部は垂直な壁面と、小寸の幅を有する側面とを有する筐体に収容することにより、画像読取装置全体を薄型に構成することができるので、机上に載せて、机上にある書籍の脇から読み取ることや、必要な場所に持ち運ぶことも可能である。
【００２１】
さらに、外部装置などと接続する入出力端子や着脱自在なメモリ、ネットワークとのインタフェースなどを用いることにより、遠隔地とのコミュニケーションツールや書像などの記録ツールとしても活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の画像読取方法及び本発明の画像読取装置の実施形態について説明する。本発明の画像読取方法は、本発明の画像読取装置の実施形態に用いられているので、本発明の画像読取方法の実施形態は、本発明の画像読取装置の実施形態の中で併せて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の画像読取装置の実施形態を示す概略外観図である。
【００２４】
図１に示す本実施形態の画像読取装置は、厚さが薄い箱型の筐体１に収容されている。筐体１は、正面及び背面をなす壁面２と、壁面２と直角に交わる両側面３と、上面４及び底面５とを有する。本実施形態における筐体１の壁面２及び両側面３は、原稿の読取面に垂直になっているが、原稿の脇に、原稿に平行に配置する必要から、少なくとも正面の壁面２が垂直であればよく、背面の壁面や両側面３は、必ずしも原稿の読取面に垂直である必要はない。
【００２５】
また、本実施形態の画像読取装置の筐体１は、机上に載せて使用することや、携行に便利なように側面３の幅を狭くして薄型になるように構成されている。また、壁面２の幅は、目的に応じて任意に設定可能であるが、Ａ４版サイズ横置きの原稿又は書籍（あるいはＡ３版縦置きの原稿又は書籍。ただし、書籍の場合には、綴じ込み部分が壁面２に平行になるように配置する。）に合わせて決定することが好ましい。
【００２６】
正面の壁面２と上面４とが交わるコーナーには、切り欠き部分があり、その切欠き部分に嵌合するデジタルカメラ（本発明の被写体撮像部に相当する。）１２が、上面４に、可動自在に軸支されている。
【００２７】
正面の壁面２上部には、原稿を読み取る読取光が出射されると共に、読取面で反射した読取光が入射する窓部（開口）６が設けてあり、窓部６は、筐体１内部への埃の侵入や収納される光学機器を防護するため、ガラスで覆われている。さらに、正面の壁面２、右上部には、測定光が出射される窓部７が設けられ、中央上部には、原稿の読み取り面の明るさを検知するＡＥセンサ用の窓部８がそれぞれ設けられ、左下部には、音声を出力するスピーカが設けられている。
【００２８】
なお、筐体内部の窓部から見える位置には、読取光源２０と回転ミラー２１とが設けられている。
【００２９】
また、本実施形態の画像読取装置には、原稿読取部により読み取られた原稿に記録された画像をモニタ表示する、液晶パネルにより構成された画像表示部９を備えている。
【００３０】
さらに、画像表示部９の下部及び上部、筐体１の側面３には、本実施形態の画像読取装置による画像読取りにおいて操作者が操作を行う操作釦１０が設けられ、側面３の操作釦１０の隣接位置には、音声を電気信号に変換するマイクロホン１４が設けられている。
なお、操作釦１０としては、読み取る原稿がフラットな読取面か、凹凸のある書籍かの選択を行う原稿選択釦、原稿のサイズを指定する指定釦、及び非球面ミラーを読取開始位置にセットする初期設定釦がある。
画像表示部９は、蝶番を介して側面３に固定されているので、不使用時には壁面２に押し付けて収納し、原稿を読み取る際には、表示部９を図のように引き起こし、読み取った画像をモニタすることができる。
【００３１】
なお、画像読取装置の図に現れない側面３及び背面には、複数の開口部があり、開口部には、画像信号を格納するメモリを着脱するメモリ用インタフェース、マイクロホンにより変換された電気信号の出力端子、外部から音声用電気信号を入力する入力端子、画像信号の入力端子、及び出力端子が設けられている。
本実施形態の画像読取装置は、被写体一般を撮影して画像信号を得るデジタルカメラのほか、フラットな読取面を有する原稿や書籍のように綴じ込み部分を有し、読取面に凹凸がある原稿のいずれについても、読取面を上向きにした状態で、読取面に記録された画像を光学的に読み取り、その画像を表わす画像信号を得る原稿読取部を備えている。
したがって、デジタルカメラで被写体を撮影する際の音声をマイクロホンで拾って録音すること、撮影した被写体や読取面の画像を画像表示部にモニタ表示させること、外部入力された音声信号をスピーカから出力すること、さらに外部入力された画像信号を画像表示部にモニタ表示させることができる。
また、机の上に載せて、人物像を撮影することや脇に置いた原稿を読み取ることができるようにするため、垂直な壁面と側面とを有し、壁面が原稿に平行になるように画像読取装置を配置して原稿に対して斜め上方から読取光を照射し、その読取光を走査することにより画像が読み取れるように構成されている。さらに、筐体の側面の幅の寸法は、壁面の高さの寸法よりも小さくして、画像読取装置全体が薄型になるように構成することもできる。
また、本実施形態の原稿読取部は、文書などのような平面状態の原稿を読み取るのか、書籍を上向きに開いた非平面状態の原稿を読み取るかの選択を操作釦１０の操作により行う。そして平面状態の原稿が選択されたときは、原稿サイズと、走査される読取光の反射位置とに応じて、結像光学系におけるレンズ位置が予めプログラムされている。一方、非平面状態の原稿が選択されたときは、原稿の走査方向に横断するようにスリット状の測定光源を照射し、走査方向各位置の基準面からの高さを測定し、その測定結果に基づいて、予めプログラムされているレンズ位置を修正する。また、原稿に斜光を走査することにより生じる一般的な画像歪みは、走査方向各位置に応じて異なる反射特性を有する非球面ミラーを、斜光の走査に合わせて移動させ、非球面ミラーの所定位置で反射させることにより画像歪みを光学的に矯正し、非平面状態の原稿については、原稿の走査方向各位置の高さを測定した結果に応じて、読み取られた画像信号にディストーション補正を施す。
図２及び図３は、本実施形態のデジタルカメラを示す概略図である。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１２は、アーム１２ｄと支持部１２ａとを有し、正面の壁面２と上面４とが交わるコーナーの切り欠き部分４ａにアーム１２ｄが軸支４ｂされている。支持部１２ａは、撮影レンズ１２ｂとストロボ１２ｃとを支持する一方、アーム１２ｄに対し矢印Ａ方向及びＢ方向に回動自在に係止されている。
【００３３】
したがって、デジタルカメラ１２を使用するときは、アーム１２ｄを切欠き部分４ａから引き出し、支持部１２ａを回動させて撮影レンズ１２ｂとストロボ１２ｃとを所定方向に向けることができるので、原稿読取部で原稿を読み取るのと同時に、所定の被写体を撮影することができる。また、使用しないときは、支持部１２ａを元の状態に戻した上、アーム１２ｄを切欠き部分４ａに嵌合させて筐体１に収納することができるので、携行が容易である。
【００３４】
図４は、本実施形態の画像読取装置を側面から見た、筐体に収容された原稿読取部を示す概略図である。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態の原稿読取部は、筐体１内に収容され、その筐体１は、読み取り面を上向きにして配置された原稿１００の脇に、窓部６が設けられた正面の壁面２をその原稿の読取面の一辺に平行に配置されている。なお、窓部６は、原稿１００の読取面のうちの壁面２に最も近い位置で反射した光が筐体１内部に十分入射できる大きさの開口を有する。
【００３６】
筐体１内部には、筐体１の上部側から、読取光源２０、回転ミラー２１、非球面ミラー２２、反射ミラー２３、レンズ２４、及び1次元固体撮像素子２５の順序で原稿読取部を構成する各部が配置され、読取光源２０、及び回転ミラー２１は、原稿１００の読取面の何れの位置からでも見通せる位置に配置されている。
【００３７】
読取光源２０は、例えば発光素子がライン状に配列され集光レンズを介して壁面２の幅方向に細長の読取光を斜上方向から出射するとともに、筐体１の側面３上部に、読取面に水平に設けられた、回転軸２０ａに軸支されている。したがって、窓部６から読取面に向けて読取面の幅方向に細長い読取光を照射する一方、回転軸２０ａの回転に伴って照射された細長い、狭幅の読取光により読取面を線順次に隈なく、例えば矢印Ｘ方向に走査することができる。
【００３８】
ここで、原稿が書籍の場合には、書籍の綴じ込み部分と、筐体１の壁面２とが平行になるように、筐体１を配置することにより、読取面の幅方向に読取光を同じ条件で照射することができる。
【００３９】
回転ミラー２１は、平面状の反射ミラーで、読取光源の回転軸２０ａより下部側、その回転軸２０ａと平行に設けられた図示しない回転軸によって、筐体１の両側面に軸支されている。そして、読取光源２０が回転するのに合わせて回転するように構成されているので、読取光により読取面が走査されたとき、その走査された読取面の各位置で乱反射し、窓部６から回転ミラー２１に所定の角度で入射する読取光の向きを壁面２の下方向に変えることができる。したがって、読取光の走査によって読取面各位置で反射した、各位置に記録された画像に応じた反射光を１次元撮像素子２５で捉えることができる。
【００４０】
非球面ミラー２２は、読取面の各位置で反射した読取光が回転ミラー２１で反射するまでの距離の違いにより画像歪が生じるのを光学的に回避する役割を有する。
【００４１】
本実施形態の読取光源２０は、読取面に対して斜め方向から光を照射するとともに、その照射される光を走査するように構成されている。したがって、図５（ａ）に示すように、矩形の原稿面ＡＢの斜め方向から読取光１１０を照射し、原稿面ＡＢで反射した読取光１２０を、読取光の出射位置近傍に配置された回転ミラー２１で反射した後、非球面ミラー２２を経てレンズ２４で合焦させ、１次元撮像素子２５で捉えた光像は、原稿面の手前側Ｂと手先側Ａとでは撮影距離が異なっている。このため、原稿面の手前側Ｂと手先側Ａとでは画像倍率が相違し、図５（ｂ）に示す、実線で表わす矩形の原稿面ＡＢは、図の破線で示すように、歪んだ状態で捉えられる。すなわち、撮影距離が長い場合には縮小された画像として１次元撮像素子２５に捉えられる。
【００４２】
そこで、本実施形態の非球面ミラー２２は、筐体１の壁面２に上下移動自在に設置されるとともに、上下方向の反射特性が変化するように設計されている。
【００４３】
すなわち、撮影距離が長い場合には拡大する必要があるので、凹面をなし、撮影距離が短い場合には、その逆に凸面をなしている。そして、回転ミラー２１で反射し、非球面ミラー２２に入射する読取光の反射位置が、その読取光の読取面における反射位置に応じて移動し、画像歪が矯正されるように、非球面ミラー２２は、回転ミラー２１の回転に合わせて上下移動するように構成されている。なお、回転ミラー２１と非球面ミラー２２とを連動させる機構については後述する。
【００４４】
ここでは、上下移動する非球面ミラー２２を１つ用いているが、非球面ミラー２２は、１つである必要はなく複数用いてもよい。また、非球面ミラー２２は、画像倍率の補正用に限定する必要はなく、その他の要因による歪の補正に用いてもよい。
【００４５】
レンズ２４は、非球面ミラー２２で反射した読取光による光像を1次元固体撮像素子２５の受光面に結像させる。
【００４６】
ここで、本実施形態のレンズ２４は、通常は、回転ミラー２１及び非球面ミラー２２と連動し、レンズ位置が合焦するようプログラムされている。そして、読取面に凹凸がある書籍を上向きで読み取る場合には、原稿の読み取りに先駆けて行われる、後述する測高部により求められた読取面各位置の高さに基づいて、プログラムされたレンズ位置に修正が施される。また、レンズ２４は、焦点距離が可変なズームレンズにより構成することが可能であり、ズーム倍率を複数段階に設定することもできる。
ただし、その場合、レンズの焦点距離が所定の範囲から外れた場合には、非球面ミラー２２のみでは画像歪みを矯正しきれないので、１次元固体撮像素子で撮像して得られた画像信号に、後述する画像処理回路で所定のディストーション補正が施される。
【００４７】
1次元固体撮像素子２５は、レンズ２４により結像された、読取面各位置に記録された画像の光像（光量分布）に応じて画像信号を出力する。
【００４８】
ここで、1次元固体撮像素子１５は、例えば感光部と転送部とを１列に並べたリニアＣＣＤ、あるいはラインセンサを用いることができる。
【００４９】
これにより、エリアセンサを用いる場合よりも高解像度の画像信号を得ることができる。
【００５０】
本実施形態の画像読取装置の筐体の側面３に設けられた操作釦１０を押すと、読取光源２０から光が出射され、筐体の壁面の幅方向に延びる、狭幅の読取光１１０により読取面が照射される一方、照射された読取光が矢印Ｘ方向に走査される。読取面で反射した読取光１２０は、回転ミラー２１に入射し、さらに非球面ミラー２２の所定の反射特性を有する部分で反射し、読取光の反射位置による画像倍率の変動やリニヤリティが補正され、レンズ２４に入射する。レンズ２４は、読取光の走査に応じて合焦するようレンズ位置が予め設定されているので、１次元固体撮像素子２５には、読取面で反射した読取光の光像が合焦した状態で受光される。
【００５１】
図６は、本実施形態の画像読取装置における概略機能ブロック図である。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態の画像読取装置は、原稿上を走査した読取光を結像光学系により１次元固体撮像素子（１次元ＣＣＤ）に結像させて画像信号を得る原稿読取部１８、被写体の光像を撮影レンズで２次元撮像素子（２次元ＣＣＤ）に結像させて画像信号を得るデジタルカメラ１２、音声を入力するマイクロホン１４、読取光源を回転させて読取光を走査すると共に、回転ミラー及び非球面ミラーをその走査に合わせ、駆動するスキャンモータ（本発明の駆動部に相当する。）３１、スキャンモータ３１の回転を制御するスキャンモータ駆動回路３２、非球面ミラーに取り付けたカムの移動位置を検出しモータ駆動回路３２に伝達するセンサ２８、読取光を照射する読取光源２０、読取光源２０を回転させる読取光源駆動回路３３、結像光学系のレンズ位置を自在に変えるレンズ機構３４、そのレンズ機構３４の駆動によりズームレンズを移動させたり、プログラムにしたがって合焦させたりする、ズーム・ＡＦモータ駆動回路３５、結像光学系により結像された光像に基づく電荷を蓄積する１次元ＣＣＤ素子（ここでは１次元固体撮像素子として、１次元ＣＣＤ素子が用いられている）２５及び撮影レンズによる光像に基づく電荷を蓄積する２次元ＣＣＤ素子（ここでは２次元固体撮像素子として、２次元ＣＣＤ素子が用いられている）２５、１次元ＣＣＤ素子及び２次元ＣＣＤ素子に蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＣＣＤ駆動回路３６、１次元ＣＣＤ素子及び２次元ＣＣＤ素子から読み出した画像信号のゲインコントロール、帯域圧縮・伸張などを行う画像処理回路（本発明の画像処理部に相当する。）３７、画像処理回路３７で処理された画像信号及び読取面各位置における結像光学系の合焦位置を記憶する固定メモリ３８ａ、画像処理回路３７で帯域圧縮された画像信号を格納することや外部装置で帯域圧縮された画像信号を格納する、着脱自在な移動メモリ３８ｂ、マイク１４により得られた電気信号を増幅、ノイズ除去などを施す音声処理回路４３、読取面各位置の基準面からの高さを測定するＡＦ投光ランプ（本発明の測高部に相当する。）３９、読取面の明るさを測定するＡＥ受光素子（本発明の測光部に相当する。）４０を備えている。
【００５３】
また、画像処理回路３７は、原稿読取部１８により得られた画像信号にガンマ補正、エッジ強調などの処理を施す原稿画像用画像処理回路３７ａと、デジタルカメラ１２により得られた画像信号にガンマ補正、色調整などを施すカメラ用画像処理回路３７ｂとを有する。
さらに、この画像読取装置に操作釦１０の操作により所定の指令を送る操作パネル４１、被写体を撮像した画像信号又は原稿を撮像した画像信号、あるいは外部入力された信号又は移動メモリ３８ｂに格納された信号を画像処理回路３７で帯域伸張した画像信号をモニタ表示する画像表示部９、音声を出力するスピーカ１３、及びマイク１４により得た音声の電気信号を外部に出力したり、画像処理部３７により処理された画像信号を出力する外部出力端子４２ａ、外部装置で得た画像信号や音声の電気信号を入力する外部入力端子４２ｂ、画像表示部９にモニタ表示する画像信号を、外部のモニタ画面に表示させるための外部モニタ端子４５を備えるほか、モデモやＤＳＵを内蔵し、ネットワークを介して外部装置との間で帯域圧縮された画像信号や音声の電気信号を送受する通信用インタフェース４６を備えている。
ここで、外部入力端子４２ｂ、外部出力端子４２ａは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）やＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｎｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）とすることができる。
なお、各回路および各機構は、ＣＰＵ５０により制御されている。
ここで、読取光源２０は、ＡＥ受光素子４０による測定結果に基づいて、読取光の強度を調整して出射することができる。また、読取面における走査方向の各位置に応じて、１次元ＣＣＤ素子２５で撮像する際の平均的な明るさが均一になるように、例えばＡＦ投光ランプ３９を点灯させて読取面の高さ測定を行った際の１次元ＣＣＤ素子２５で取得された電気信号に基づいて、出射する読取光の強度を調整することや、読取光の走査速度を調整することもできる。
また、画像処理回路３７は、レンズ機構３４におけるズームレンズのズーム倍率と補正定数との対応表を有し、ズーム倍率の設定如何により焦点距離が所定の範囲から外れたときは、１次元ＣＣＤ素子２５で撮像して取得した電気信号に、その対応表を用いてディストーション補正を施すことができる。また、高さ測定により求められた高さに基づいて、１次元ＣＣＤ素子２５で撮像して取得した電気信号に補正を施す。
さらに、操作パネル４１には、外部出力端子４２ａ及び外部入力端子４２ｂから入出力する画像信号や音声の電気信号をオン・オフしたり、原稿読取部１８やデジタルカメラ１２をオン・オフする釦１０ａ、画像表示部９と外部モニタ端子４５とを切り替えて何れか一方に画像信号を表示させる釦１０ｂ、原稿読取部で読み取る原稿が平面状態か非平面状態かを選択する選択釦１０ｃ、非球面ミラーを読取開始位置にセットする初期設定釦１０ｄ、画像の取り込み範囲を指定する釦１０ｅ、被写体又は原稿のスチル画像を撮影するシャッタ釦１０ｆ、その他各種設定を行う釦が設けられている。
デジタルカメラ１２により人物像などの被写体を撮影するときは、操作パネル４１の釦１０ａによりデジタルカメラ１２をオンにする。デジタルカメラ１２の撮影レンズにより撮影された被写体は、２次元ＣＣＤ素子２５により撮像され、ＣＣＤ駆動回路３６で読み出されて画像表示部９にモニタ表示される。また、画像処理回路３７により帯域圧縮されて固定メモリ３８ａに一旦記憶された画像信号は、通信用インタフェースからネットワークを介して外部装置に伝送することができる。そして、必要により、シャッタ釦１０ｆが押されると、そのタイミングで画像処理され、帯域圧縮された画像信号は移動メモリ３８ｂに格納される。この場合、釦１０ｂにより画像表示部９にかえて、外部モニタ端子４５に切り替えると、被写体は外部モニタに表示される。
【００５４】
次に、筐体の壁面に原稿の一辺を平行に置き、釦１０ａにより原稿読取部１８がオンにされ、選択釦１０ｃにより平面状態が選択されると、ＣＰＵ５０は、読取光源２０を点灯させ、スキャンモータ３１を回転駆動し、読取光により原稿上を走査すると共に、回転ミラーの回転と非球面ミラーの移動とを連動させ、原稿の読取面各位置で反射した読取法を１次元ＣＣＤ素子に結像させる。１次元ＣＣＤ素子により得られた画像信号は、画像処理回路３７により画像処理が施され、一旦固定メモリ３８ａに記憶される。その場合、デジタルカメラのモニタをオフにして、原稿のモニタ画像を画像表示部９に表示させることができる。また、外部出力端子に接続された複写機により用紙にその原稿をコピーするもできる。さらに、通信用インタフェースからネットワークを介して外部装置に伝送することもできる。
【００５５】
また、読み取る原稿が上向きに開かれた書籍などの場合で、選択釦１０ｃにより非平面状態が選択されると、高さを測定する測定光源（ＡＦ投光ランプ）３９が点灯し、回転ミラー、非球面ミラー、結像レンズが所定の動作を行い、測定光源３９による読取面各位置の反射光が受光され、基準面（読取面がフラットである場合のその読取面）における基準位置（例えば、測定光が読取面を斜めに横断する筋状の光が基準面に照射される位置）からのずれが検出され、そのずれに基づいて、読取面各位置の高さが求められる。その場合、スキャンモータ駆動回路３２は所定の回転速度でスキャンモータを駆動する。また、ズーム・ＡＦモータ駆動回路３５は、予めプログラムされた通りにレンズ機構３４を駆動する。一方、ＣＣＤ駆動回路３６は、１次元ＣＣＤ素子２５を駆動し、画像処理回路３７は、所定のタイミングで１次元ＣＣＤ素子２５から電荷を読み出した画像信号をメモリに蓄積する。
【００５６】
そのようにして検出された読取面各位置の高さに基づいて、ＣＰＵ５０は、予めプログラムされているレンズ位置を修正する。そして、ＣＰＵ５０で修正されたレンズ位置に基づいて、読取光源２０から照射され、走査された読取光による電荷が１次元ＣＣＤ素子２５に蓄積される。蓄積された電荷は、読み出され、取得された画像信号は、画像処理回路３７で所定の画像処理を施しメモリ３８ａに記憶される。画像処理回路３７は、ＡＦ投光ランプ３９を点灯させて測定した読取面各位置の高さに基づいて、メモリ３８ａに記憶された画像信号に所定の補正を施す。
【００５７】
補正が施された画像信号は、釦１０ｃにより平面状態が選択された場合と同様に、原稿のモニタ画像を画像表示部９に表示させることができる。また、外部出力端子に接続された複写機により用紙にその原稿をコピーするもできる。さらに、通信用インタフェースからネットワークを介して外部装置に伝送することもできる。
【００５８】
図７は、本実施形態の画像読取装置の使用例を示す図である。
【００５９】
図７に示す画像読取装置は、外部出力端子に、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略称する。）１００が接続されている。そして、筐体壁面２に平行に原稿が置かれ、デジタルカメラ１２のアーム１２ｄは、壁面２と直角になるまで手前に引き出され、支持部１２ａを矢印Ａ方向に回転させて撮影レンズ１２ｂが側面３方向に向けられている。
原稿読取部とデジタルカメラ１２は、操作パネルの釦１０ａによりオンされている。そして、画像表示部９にはデジタルカメラ１２で撮影した人物がモニタ表示され、外部出力端子に接続されたＰＣ１００には、原稿読取部で読み取られた画像が表示されている。表示された画像の状態を確認し、移動メモリに格納することができる。
なお、ここではデジタルカメラ１２で人物像を撮影しているが、支持部１２ａの撮影レンズ１２ｂを下向きにして、原稿の一部に掲載された写真やグラフィックを撮影することもできる。
それにより、原稿読取部は、白黒画像用とし、デジタルカメラ１２はカラー画像用として使い分け、カラー画像はデジタルカメラ１２で撮影してメモリに蓄積しておくことにより、撮影したカラー写真などは、画像読取部により読み取らせた白黒の文書画像とは別に、ＰＣに接続して、カラーによる再現を行い、ＰＣに接続されたカラープリンタでカラー印刷することができる。
次に、この画像読取装置を２台用いて、原稿に記載された内容を遠隔地にいる人に説明する場合の例を説明する。
離れた場所に置かれた第１及び第２画像読取装置の通信用インタフェースそれぞれに電気通信回線を接続し、第１画像読取装置の操作パネルの釦１０ａにより原稿読取部とデジタルカメラ１２とをオンにする。また第２画像読取装置の外部出力端子にＰＣを接続し、操作パネルの釦１０ａによりデジタルカメラ１２をオンにする。
第１画像読取装置側は、筐体の壁面に平行に原稿を配置し、読み取った画像信号を電気通信回線を通して第２画像読取装置に伝送し、外部出力端子に接続されたＰＣに表示される。一方、第２画像読取装置のデジタルカメラ１２で撮影した人物像は第１画像読取装置の画像表示部にモニタ表示される。
したがって、第１画像読取装置側の説明者は、第２画像読取装置側で説明を受ける人物の様子を確認しながら、マイクで資料の説明を行い、第２画像読取装置側では、ＰＣに表示された資料を確認しながらスピーカから流れる説明を聞くことができる。
【００６０】
以下には、本実施形態の原稿読取部の結像光学系の詳細について説明する。
【００６１】
図８は、回転ミラーと非球面ミラーとが連携動作を行う機構の説明図である。
【００６２】
図８に示すように、回転ミラー２１は、筐体の両側面３に係止めされた回転軸２１ａに軸支され、回転軸２１ａが回転することにより、窓部６から入射する読取光の入射角度を調整し、反射した読取光を壁面２の一定の高さに向ける。そして、読取面における読取光の反射位置に合わせて、非球面ミラー２２を上下移動させ、非球面ミラー２２における所定の反射特性を有する位置を、その一定の高さの位置に合わせることにより、画像の歪みを矯正することができる。
【００６３】
非球面ミラー２２の両端には突出部２２ａ、２２ｂが設けられ、一方の突出部２２ａにはネジ溝が刻まれた貫通孔が開いている。そしてその貫通孔には、ねじ山６０ａが刻まれた、読取面に垂直なガイド軸６０が噛合する。また、他方の突出部２２ｂには、ネジ溝が刻まれていない比較的大きい貫通孔２２ｄが開いている。そして、その貫通孔２２ｄには、ねじ山が刻まれていない、読取面に垂直なガイド軸６１が遊びをもって貫通している。これにより、非球面ミラー２２は、読取面に垂直な２本のガイド軸６０、６１に軸支される一方、ネジ山６０ａの刻まれたガイド軸６０が回転すると、それに合わせて矢印Ａ方向に移動する。
【００６４】
このガイド軸６０は、また、螺旋溝を有するネジ６２と噛合し、そのネジ６２は、歯車６３を介してモータ３１で回転駆動される。したがって、非球面ミラー２２は、矢印Ａ方向及びその逆方向に上下移動する。
【００６５】
また、非球面ミラー２２の一方の端にはテーパのついたカム６４が上下方向に設けてある。一方、回転ミラー２１の回転軸２１ａの一端には、第１のカムフォロア６５（本発明のカム検出部に相当する。）と第２のカムフォロア６６とが軸着され、第２のカムフォロア６６は、回転軸２１ａと一体で回転し、第１のカムフォロア６５は、ばね６７で矢印Ｂ方向とは逆方向に付勢されている。第１のカムフォロア６５は、楕円形をなし、長円部に棒状部６５ａが取り付けてある。その棒状部６５ａは、非球面ミラー２２の一方の端に設けられたテーパのあるカム６４に当接し、非球面ミラー２２が矢印Ａ方向に移動すると第１のカムフォロア６５を矢印Ｂ方向に回転させる。
【００６６】
したがって、非球面ミラー２２の矢印Ａ方向の移動に応じて第１のカムフォロア６５が矢印Ｂ方向に回転し、それに合わせて回転ミラー２１の回転軸２１ａが回転するので、回転ミラー２１も回転し、窓部から入射する読取光の角度が変化するので、回転ミラー２１の反射光を非球面ミラー２２の所定の反射特性を有する部分に向けることができる。
【００６７】
ここで、本実施形態の非球面ミラー２２は、モータ３１で回転駆動されて上下移動し、その非球面ミラー２２の上下移動によって回転ミラー２１の回転軸２１ａが回転するように構成されているが、このモータ３１の駆動力により、さらに読取光源２０の回転軸２０ａを回転させることにしてもよい。
【００６８】
次に、本実施形態の測高部による読取面各位置の高さを測定する測定原理について説明する。
【００６９】
図９は、本実施形態の画像読取装置において書籍を上向きに開いて画像を読み取る場合にその読取面の高さを測定する原理の説明図であり、図９（ａ）は、画像読取装置と書籍の綴じ込み部との関係を示し、図９（ｂ）は、ＡＦ投光ランプの分解図である。
【００７０】
図９（ａ）に示すように、本実施形態の画像読取装置は、筐体１の壁面２が、書籍の頁を開いた場合における綴じ込み部１０１と平行になるように配置することにより、読取面１００の読み取りが可能になるよう構成されている。狭幅の読取光は、綴じ込み部１０１に平行に照射され、読取面１００の同じ高さの部分を綴じ込み部１０１と交わる走査方向に線順次に走査されながら読取面１００に記録された画像が読み取られる。なお、頁を開いた書籍は、両面を一度に読み取ることもできるし、１頁ずつ読み取ることもできる。
【００７１】
このように構成することにより、１頁を小領域に分割し、小領域の周辺を重複させて撮影して、撮影後にそれらを貼りあわせて１枚の複写画像を作成する時間的ロスや、貼り合せることによる不自然さが解消できる。
【００７２】
図９（ａ）に示すように、測高部による読取面各位置の高さの測定は、壁面２右上部に設けられた窓部７からＡＦ投光ランプ３９で読取面１００を斜めに横断するようにスリット状の測定光１３０を、例えばＡＢ間に照射する。読取面がフラットな場合にはこのスリット状の測定光は直線になるが、読取面に凹凸がある書籍の場合には、図のように曲線となる。
【００７３】
また、図９（ｂ）に示すように、ＡＦ投光ランプは、集光レンズ３９ａと、スリット状の開口が設けられた絞り３９ｂと、発光素子３９ｃと、反射板３９ｄとにより構成されている。例えばＬＥＤからなる発光素子３９ｃから出射された光は、絞り３９ｂによって絞られ、スリット状となり、集光レンズ３９ａの作用により、散乱されずに高輝度の測定光を読取面に照射することができる。
【００７４】
図１０は、ＡＦ投光ランプによる測定光が原稿面に照射される場合の各位置関係を一例として示す図である。
【００７５】
図１０に示すように、本実施形態の画像読取装置の筐体１の壁面２を、原稿の読取面ＡＢＣＤ１００の脇に所定の間隔を開けて配置し、壁面２右上部の高さＨの位置に設けられた窓部７からＡＦ投光ランプ３９により読取面１００を斜め横断するようにスリット状の測定光１３０で読取面ＢＣ間に照射する。
【００７６】
筐体１の壁面２と読取面１００までの間隔はｙ２、読取面１００のサイズは、ＡＢ間がｘ１、ＡＣ間がｙ１で、窓部から読取面の一端までの距離はｘ２である。
【００７７】
図１１は、図１０に示した読取面ＡＢＣＤの正投影図であり、図１１（ａ）は、真上から見た平面図、図１１（ｂ）は、ｘ方向から見た右側面図、図１１（ｃ）は、ｙ方向から見た正面図である。
【００７８】
図において、ＢＣは、スリット状の測定光、ＥＢ及びＥＣは、ＡＦ投光ランプから出射される測定光の光路を表わしている。
【００７９】
いま、説明の都合上、読取面ＡＢＣＤがｈだけ浮き上がった状態を考える。するとＡＦ投光ランプから出射される光線と読取面との交点Ｂ、Ｃは、右側面図及び正面図においては、Ｂ’、Ｂ’’、Ｃ’、Ｃ’’となり、平面図においてはＢ’、Ｃ’となる。
【００８０】
すなわち、読取面がｈだけ浮き上がると、平面図における線分ＢＣは、線分Ｂ’Ｃ’にずれ、このずれはｈが大きくなればなるほど右方向にずれることを意味している。
【００８１】
そこで、読取面上の手前からｙ３の距離における読取光ｌにおける線分ＢＣ上の位置（ｘ３、ｙ３）をＫ１、線分Ｂ’Ｃ’ 上の位置（ｘ４、ｙ４）をＫ２として、ｈと、Ｋ１・Ｋ２間の距離との関係を求める。
【００８２】
いま、ＣＤをＸ座標、ＡＣをＹ座標にするとスリット状の測定光ＢＣは、
Ｙ＝（ｙ１／ｘ１）＊Ｘで表わされる。
【００８３】
また、スリット状の測定光Ｂ’Ｃ’は、
Ｙ＋（ｙ２＊ｈ／Ｈ）＝（ｙ１／ｘ１）＊｛Ｘ−（ｘ２＊ｈ／Ｈ）｝
Ｘ＝（ｘ１／ｙ１）＊｛Ｙ＋（ｙ２＊ｈ／Ｈ）｝＋（ｘ２＊ｈ／Ｈ）で表わされる。
【００８４】
そこで、（ｘ４−ｘ３）をｘｍとすれば、
ｈ＝ｘｍ＊Ｈ＊｛ｙ１／（ｙ２＊ｘ１＋ｘ２＊ｙ１）｝という関係が得られる。
【００８５】
したがって、読取面がフラットな状態におけるスリット状の測定光ＢＣの基準位置を記憶しておき、実際に測定された位置との差分を求めれば、読取面各位置における高さ（浮き上がり量）を求めることができる。
【００８６】
図１２は、読取面の明るさを測定するＡＥ受光素子の説明図である。
【００８７】
図１２に示すように、筐体１の壁面２上部には、受光レンズ４０ａと受光センサ４０ｂとからなるＡＥ受光素子４０が設置されている。読取面１００は、通常室内の照明により照らされているので、その明るさの程度を測定し、読取に適切な光量が得られるよう読取光源の明るさを調整する。
【００８８】
この場合、測定精度はそれほど重要ではないが、読取面１００の平均的な明るさが測定できるように、受光レンズ４０ａは、読取面１００全体からの反射光が集光されるように構成されている。
【００８９】
図１３は、モニタ画面を有する画像表示部の説明図である。
【００９０】
図１３に示すように、画像表示部９は、液晶パネルからなるモニタ画面を有し、そのモニタ画面は筐体１の側面３に蝶番９ｂにより可動自在に固定されている。したがって、使用しないときは図１３（ａ）に示すように、矢印Ｃ方向に回転させて壁面に押し付けて収納し、使用するときは図１３（ｂ）に示すように、壁面２から矢印Ｄ方向に引き起こして、メモリに記憶された画像データをモニタ画面に表示することができる。
【００９１】
また画像表示部９は、モニタ表示させる画像の範囲を指定する表示範囲指定釦９ａを有し、例えば１頁、又は２頁、あるいは半頁かを選択して、モニタ画面全体に選択された範囲において読み取った画像を表示することができる。
【００９２】
図１４は、本実施形態の原稿読取部により原稿を読取る手順を説明するフローチャートである。
【００９３】
図１４に示すように、本実施形態の画像読取装置を用いて、原稿の上向きの読取面から記録された画像を読み取る手順は、操作者が操作パネルにおいて設定する、（Ｓ１）から（Ｓ４）までのステップと、フラットな原稿を読み取る場合における、（Ｓ５）から（Ｓ９）までのステップと、凹凸のある書籍のような原稿を読み取る場合における、（Ｓ１０）から（Ｓ１６）までのステップとに区分される。
【００９４】
画像読取装置により原稿に記録された画像を読み取る場合には、電源を投入して読取光による走査（スキャン）を行う必要がある（Ｓ１）。
電源を投入したら、読取光源を点灯し、読取面の概略の明るさをＡＥ受光素子（測光部）で測定する（Ｓ２）。そして、測定した明るさの程度に応じて、読取光の走査速度を調整し、それによって、読取面の読み取り時間を調整する（Ｓ３）。
ここで、読取面を読み取る時間は、測定された露出に応じて「速い」「普通」「遅い」の３段階に設定してもよいし、「普通」「遅い」の２段階に設定してもよく、あるいは読取光源の明るさを調整することにより、読み取り時間の調整を省略することもできる。
【００９５】
また、ここではマニュアル設定を行うように構成されているが、自動設定を行うことにしてもよい。
さらに、ＡＥ受光素子による測定結果に基づいて、読取光の走査速度の調整に代えて、読取光の強度を調整して出射することにしてもよい。
【００９６】
次に、読み取る原稿の種別を設定する（Ｓ４）。
【００９７】
原稿がシートの場合には、原稿のサイズと、読取光の照射位置とに応じ予め決められたプログラムにしたがってレンズ位置を自動的に合焦させて読取を行う。
【００９８】
先ず、回転ミラーの角度を調整することにより、読取面で反射し窓部から入射する読取光が所定の入射角で入射するように合わせ、回転ミラーの出発位置をセットする（Ｓ５）。
【００９９】
次に、非球面ミラーを上下移動させるミラーモータを駆動し、非球面ミラー及び回転ミラーを読取光が読取面を走査する読取開始位置に移動させる（Ｓ６、Ｓ７）。
【０１００】
非球面ミラー及び回転ミラーが読取開始位置にセットされると、読取光源が回転し、読取光が読取面を走査方向に線順次に走査する。そして、ＣＰＵは、読取光源の回転に合わせてモータが非球面ミラーを上方向に移動させ、それに連動して回転ミラーが時計方向に回転するように制御する。それにより、読取面の各位置で反射し、窓部から入射する読取光は、所定の光路にガイドされる。また、走査方向における撮影距離の違いによる画像ひずみが矯正される。そして、予めプログラムされ、自動的に合焦するレンズにより１次元ＣＣＤの受光面に光像が結像され、電気信号が取得される（Ｓ８）。
以下、この動作を読取終了位置まで継続する（Ｓ９）。
【０１０１】
一方、原稿として、読取面に凹凸のある書籍が設定された場合には（Ｓ４）、その凹凸の、基準面からの高さを測定し、レンズ位置などを修正する必要がある。そのため、測定光源を点灯し、読取面を斜めに横断するスリット状の測定光を読取面に照射する。そして、非球面ミラー及び回転ミラーを読取開始位置から読取終了位置まで移動又は回転させて、１次元ＣＣＤにより読取面各位置にからの電気信号を取得する。それにより、読取面に実際に照射されたスリット状の測定光の位置と読取面がフラットである場合に測定光が照射される基準位置とのずれ量を求め、そのずれ量から凹凸のある読取面各位置の高さを求めるＡＦスキャンを行う（Ｓ１０）。
【０１０２】
次に、原稿がシートの場合と同様に、回転ミラーの角度を調整することにより、読取面で反射し窓部から入射する読取光が所定の入射角で入射するように合わせて、回転ミラーの出発位置をセットする（Ｓ１１）。そして、非球面ミラーを上下移動させるモータを駆動し、非球面ミラー及び回転ミラーを読取光が読取面を走査する読取開始位置に移動させる（Ｓ１２、Ｓ１３）。
【０１０３】
非球面ミラー及び回転ミラーが読取開始位置にセットされると、読取光源が回転し、読取光が読取面を走査方向に線順次で走査する。そして、その読取光源の回転に合わせてモータが非球面ミラーを上方向に移動させ、それに連動して回転ミラーが時計方向に回転することにより、読取面の各位置で反射し、窓部から入射する読取光を所定の光路にガイドする。
【０１０４】
レンズの焦点位置は、先ほど測定された、読取面各位置における高さに基づいて、予めプログラムされたレンズ位置を修正し、ズーム、ＡＦモータ駆動回路によりその修正された位置で合焦させる（Ｓ１４）。
そして、合焦したレンズにより１次元ＣＣＤ素子に結像した光像による電気信号を取得する（Ｓ１５）。
以下、この動作を読取終了位置まで継続する（Ｓ１６）。
この場合、非球面ミラーで矯正しきれない画像歪みは、ＡＦスキャンにより測定された高さに基づいて、１次元ＣＣＤ素子で撮像して取得された電気信号に、画像処理回路で補正が施される。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の画像読取装置の実施形態を示す概略外観図である。
【図２】本実施形態のデジタルカメラを示す概略図である。
【図３】本実施形態のデジタルカメラを示す概略図である。
【図４】本実施形態の画像読取装置を側面から見た、筐体に収納された原稿読取部を示す概略図である。
【図５】読取光により１次元撮像素子によって捉えられた画像と読取面との関係を示す模式図である。
【図６】本実施形態の画像読取装置における概略機能ブロック図である。
【図７】本実施形態の画像読取装置の使用例を示す図である。
【図８】回転ミラーと非球面ミラーとが連携動作を行う機構の説明図である。
【図９】本実施形態の画像読取装置において書籍の頁を開いて画像を読み取る場合にその読取面の高さを測定する原理の説明図である。
【図１０】ＡＦ投光ランプによる測定光が原稿面に照射される場合の各位置関係を一例として示す図である。
【図１１】読取面ＡＢＣＤの投影図である。
【図１２】読取面の明るさを測定するＡＥ受光素子の説明図である。
【図１３】モニタ画面を有する表示部の説明図である。
【図１４】本実施形態の画像読取装置を用いて原稿を読取る手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
１  筐体
２  壁面
３  側面
４  上面
５  底面
６〜８  窓部
９  表示部
９ａ  表示範囲指定釦
９ｂ  蝶番
１０  操作釦
１０ａ  原稿選択釦
１０ｂ  指定釦
１０ｃ  初期設定釦
１２  デジタルカメラ
１２ａ  支持部
１２ｂ  撮影レンズ
１２ｃ  ストロボ
１２ｄ  アーム
１３  スピーカ
１４  マイクロホン
１８  原稿読取部
２０  読取光源
２０ａ、２１ａ  回転軸
２１  回転ミラー
２２  非球面ミラー
２２ａ、２２ｂ  突出部
２２ｄ  貫通孔
２３  反射ミラー
２４  レンズ
２５  １次元固体撮像素子（１次元ＣＣＤ素子）、２次元固体撮像素子（２次元ＣＣＤ）
２８  センサー
３０  ミラー駆動機構
３１  スキャモータ
３２  スキャンモータ駆動回路
３３  読取光源駆動回路
３４  レンズ機構
３５  ズーム、ＡＦモータ駆動回路
３６  ＣＣＤ駆動回路
３７、３７ａ、３７ｂ  画像処理回路
３８、３８ａ、３８ｂ  メモリ
３９  ＡＦ投光ランプ（測高部）
３９ａ  集光レンズ
３９ｂ  スリット状の絞り
３９ｃ  発光素子
３９ｄ  反射板
４０  ＡＥ受光素子（測光部）
４０ａ  受光レンズ
４０ｂ  受光センサ
４１  操作パネル
４２ａ  外部出力  
４２ｂ  外部入力
４５  外部モニタ
５０ＣＰＵ
６０、６１  ガイド軸
６０ａ  ネジ山
６２  ネジ
６３  歯車
６４  カム
６５  第１のカムフォロア
６５ａ  棒状部
６６  第２のカムフォロア
６７  ばね  
１００  ＰＣ
１０１  綴じ込み部
１１０  読取光
１２０  反射した読取光
１３０  測定光
【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】
2005252605.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005252605.tif 000013
【図１２】
2005252605.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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