(57)【要約】【課題】  光源や光学系の機械的部品の平行移動を必要とせず、かつ個々の光電変換素子が、赤色、緑色、青色の各色フィルタを通した場合の受光成分を検知する画像読み取り装置を提供する。【解決手段】  全体として微細な三角錐形状であり、該三角錐の底面形状は正三角形であり、読み取り対象と接する透明底面を有し、該三角錘の対面を除く三面の内壁に、赤色発光面、緑色発光面、青色発光面と、該三角錘の頂点内側に光電変換素子とを備える。【選択図】    図１
2005100020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体として微細な三角錐形状であり、
該三角錐の底面形状は正三角形であり、読み取り対象と接する透明底面を有し、
該三角錘の底面を除く三面の内壁に、赤色発光面、緑色発光面、青色発光面と、
該三角錘の頂点内側に、光電変換素子と
を備えたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記三角錘の光電変換素子の光入射面にレンズを備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記発光面は、一面ずつ順番に発光して底面の読み取り対象物に光を照射し、この反射光を前記光電変換素子により検知することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記微小三角錐を同一平面内に複数敷き詰めた読み取り部と、
読み取られた画像情報を記憶するための情報記憶部と、
画像読み取り開始の合図を得るための操作検出部と、
動作を制御するための制御部とを
さらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
電気配線、および隣合う三角錘同士の接合部に柔軟性のある素材を用いたことを特徴とする請求項４に記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷物や手書き文字など、面上に記録されている画像情報を、コンピュータ等による記憶や加工処理が可能なデータとして読み取る時に利用するための画像読み取り装置、あるいは画像スキャナー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三色蛍光管による画像読み取り装置は、赤色、緑色、青色の各発光体、たとえば蛍光管などを用い、画像読み取りの対象地点に対して斜めから照らすのが一般的である。これは、光沢のある原稿を読み取る場合、光電変換素子に正反射成分が入射し、原稿の明暗を読み取れなくなることを回避するための措置である。このような発光体と、光を光電変換素子に導くための光学系が一体となり、読み取り対象である原稿面と平行に移動しながら画像読み取りを行なうことによって、原稿面の画像情報を取得する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この平行移動を機械的に自動で行なうものはフラットヘッドスキャナと呼ばれる。また、平行移動を人間が手動で行なうものはハンディスキャナと呼ばれる。また、別の方法として、光電変換素子を面上に敷き詰め、前述した光源の平行移動が不要となる画像読み取り装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−７９４５４号公報
【特許文献２】特開２０００−３４１５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、フラットヘッドスキャナにおいては光源等の機械的な平行移動を実現する必要があり、機構的に複雑化し、機構を収めるための筐体も大きくなり、携帯性を確保するのが難しいという問題がある。また、装置全体として柔軟性のあるものは実現困難であり、曲面上の画像を読み取ることができないという課題がある。
これに対し、ハンディスキャナは、曲面を這わせるように画像取り込みを行なうことで、曲面上の画像を読み取ることは可能であるが、手動による移動を検知するためのローラやセンサなど、いずれも機械的に駆動される部品が必要であり、携帯性の確保や、耐久性を高める観点から、これら機械的な駆動部品は少ない方が好ましい。また、自動、手動にかかわらず原稿面の上を光源等を移動させながら読み取りを行なうこと自体、移動のための時間を要し、短時間のうちに読み込みを終えることができないという課題がある。
また、特許文献２に記載の技術を用いる場合、光電変換素子群の他に、光源となる素子群が必要であり、光電変換素子群と光源素子群の面積の和は、装置の読み取り面の面積によって制約される。特許文献２の装置では、光電変換素子と光源素子が市松模様状に配置されているが、光電変換素子群の面積を大きくすると光源素子群の面積が小さくなり、光源素子群の面積を大きくすると光電変換素子群の面積が小さくなるという、二律背反の問題がある（図１０参照）。特にカラー画像の読み取りを考える場合、光源素子群を、赤色、緑色、青色の発光素を発光素子群の領域内で均等に割り当てることになり、読み取り装置全体としての解像度を低下させるという問題点がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光源や光学系の機械的部品の平行移動を必要とせず、かつ個々の光電変換素子が、赤色、緑色、青色の各色フィルタを通した場合の受光成分を検知する画像読み取り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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、全体として微細な三角錐形状であり、該三角錐の底面形状は正三角形であり、読み取り対象と接する透明底面を有し、該三角錘の対面を除く三面の内壁に、赤色発光面、緑色発光面、青色発光面を備え、該三角錘の頂点内側に光電変換素子を備えたことを特徴とする。
微小な三角錘内側の発光面が発光することで、透明底面の下部の読み取り対象面を斜めから照らし、光電変換素子は発光面からの光によって照らされた読み取り対象面の明暗を検出する。これにより１画素相当の読み取りを行なうことができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記三角錘の光電変換素子の光入射面にレンズを備えたことを特徴とする。
請求項１の構造においては、読み取り対象物と接する透明底面の面積と比較して、光電変換素子の面積が小さくなることになる。
この点に鑑みて、光電変換素子にレンズを組み合わせることにより、読み取り対象物からの光を、より広い範囲で集光できることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記発光面は、一面づつ順番に発光して底面の読み取り対象物に光を照射し、この反射光を前記光電変換素子により検知することを特徴とする。
赤色発光面、緑色発光面、青色発光面は一面づつ順番に発光することにより、赤色発光面が発光した状況では赤色フィルタを通した場合と同様の光情報が光電変換素子に届き、光電変換が行なわれ、緑色発光面が発光した状況では緑色フィルタを通した場合と同様の光情報が光電変換素子に届き、光電変換が行なわれ、青色発光面が発光した状況では青色フィルタを通した場合と同様の光情報が光電変換素子に届き、光電変換が行なわれる。この処理を連続的に行なうことで、一つの光電変換素子で、三原色分の情報を得ることができ、読み取り対象のカラー情報を得ることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、前記微小三角錐を同一平面内に複数敷き詰めた読み取り部と、読み取られた画像情報を記憶するための情報記憶部と、画像読み取り開始の合図を得るための操作検出部と、動作を制御するための制御部とをさらに備えたことを特徴とする。
微小三角錐を同一平面内に多数敷き詰めることにより、面としての画像読み取りを可能にし、その読み取られた画像情報を記憶するための情報記憶部を有し、加えて、ユーザから画像読み取り開始の合図を得るための操作検出部を有し、これら構成要素を連携して機能させるための制御を行なう制御部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、電気配線、および隣合う三角錘同士の接合部に柔軟性のある素材を用いたことを特徴とする。
画像読み取りシステムにおいて、電気配線、および隣合う三角錘同士の接合部に柔軟性のある素材を適用することにより、前記三角錐の一つ一つが固い構成要素であっても、読み取り装置全体としては曲げたり、しならせたりすることが可能な柔軟性を有することにより、円柱状の物体の曲面を読み取るようなことが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、微小三角錐の一つ一つがカラーの１画素の読み取りを可能にし、これを敷き詰めることによって面上の画像読み取り装置を構成したため、光源や撮像装置などの部品を機械的に移動させることなく、カラー画像の読み取り装置を実現できるという効果が得られる。また、柔軟性を有する画像読み取り装置が実現でき、円柱側面などの曲面にも密着させて画像の読み取りが行なえるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態による画像読み取り装置を図面を参照して説明する。
図１は、微小三角錐の赤色発光面を取り外し、内部構造を俯瞰した状態を示す図である。図２は、微小三角錐を透明底面を通して内部構造を見上げた状態を示す図である。赤色発光面１１０、緑色発光面１２０、青色発光面１３０は三角錐の内部に向かって自発光する面であって、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素材等によって構成する。三角錐底部の透明底面１４０は、透明な素材によって構成する面であって、読み取り対象となる原稿２００と接する。
【００１２】
図３は微小三角錐の断面を示す図であって、光電変換素子１５０が原稿２００の明暗を検知する原理を示したものである。緑色発光面１２０が発する光は、透明底面１４０を通して原稿２００の読み取り対象面を斜めから照らす。原稿２００を照らした光の反射成分のうち、三角錐の頂点方向に反射する成分が光電変換装置１５０によって検出され、原稿２００の明暗を電気信号に変換する。この動作により、１画素相当の画像読み取り装置が実現できる。
【００１３】
図４は光電変換素子１５０にレンズ１６０を組み合わせた構成を示す図である。この図に示すような原稿２００からの光の反射成分に対しても、光電変換素子１５０によって受光できるようにレンズ１６０を配置することにより、原稿２００のより多くの面積を検出範囲としてカバーすることが可能となる。この動作により、底面の読み取り面からのより広範囲な集光が実現できる。
【００１４】
ところで、原稿が写真などのカラー原稿である場合、光の三原色である赤成分、緑成分、青成分をそれぞれ読み取り、各成分を合成することによってカラー情報を再現することができる。以下の説明では、カラー情報を読み取る場合の動作を説明する。微小三角錐には、赤色発光面１１０、緑色発光面１２０、青色発光面１３０の三つの発光面が存在する。まず、第一段階として、赤色発光面１１０は発光し、緑色発光面１２０と青色発光面１３０は消灯する。これにより、赤色成分だけの光が原稿２００を照らすことになるが、光電変換素子１５０からみれば、この状態は自然光で照らされた原稿２００を赤色カラーフィルターを通し、赤色成分のみを抽出して受光することと同じ状況となる。この状況で光電変換素子１５０が動作することにより、原稿の赤色成分に関する情報を電気信号として取り出すことが可能となる。同様に、第二段階では緑色発光面１２０のみが発光することで、原稿の緑色成分に関する情報を取り出すことができる。第三段階では青色発光面１３０のみが発光することで、原稿の青色成分に関する情報を取り出すことができる。
【００１５】
ここに述べた三つの段階を経ることにより、微小三角錐に１つだけ内蔵される光電変換素子を用いて、読み取り対象の赤色、緑色、青色の各成分を取り出すことが実現でき、カラー情報の取得を可能にする。この動作により、カラー情報の読み取りが可能な１画素相当の画像読み取り装置が実現できる。
【００１６】
図５は、微小三角錘を同一平面上に敷き詰めた場合の一例であり、透明底面方向から微小三角錘の内側を見た図である。この図に示すように、読み取り対象物と接する面の全てを、微小三角錐の透明底面で覆うことができる。図６における、読み取り部２４０は、図５の説明で述べた微小三角錘を敷き詰めたものである。図中の情報記憶部２１０は、読み取り部２００から送られる画像読み取り結果を蓄積する手段である。また、操作検出部は２２０は、ユーザからの読み取り開始要求を受け付けるため入力手段である。また、制御部２３０はこれら構成要素の連携処理を行うものである。
【００１７】
次に、実際の画像読み取り動作を説明する。まず、ユーザは読み取り部２４０を、透明底面が読み取り対象面に接するように上から被せる。続いて、ユーザは操作検出部２２０に対し、読み取り処理の開始を指示するための操作を行ない操作検出部２２０がそれを検出する。これを受けて、操作検出部２２０は、制御部２３０に対して読み取り開始要求を通知する。読み取り開始要求を受けた制御部２３０は、読み取り部２００に対し読み取りの実施を指示する。読み取り部２４０が読み取り実施の指示を受けると、個々の微小三角錘が読み取り処理を前述した方法で実施し、その結果として得られた１画素毎の情報は制御部２３０を経由して情報記憶部２１０に蓄積され、情報記憶部２１０には読み取り部２００が読み取る全体の情報が蓄積され、画像読み取り装置としての動作が完了する。
この動作により、微小三角錘の組み合わせによる、面としての画像取り取り装置が実現できる。
【００１８】
なお、図７に、示すように、電気配線、および隣合う三角錘同士の接合部に柔軟性のある素材を用いれば、補助線３１０、または補助線３２０、または補助線３３０に沿って曲げることができ、面全体として柔軟性のある画像読み取り装置の実現が可能となる。この結果、図８に示すように、円柱上の読み取り対象物４１０に対し、柔軟性のある画像読み取り装置４００を、曲面に沿って密着させ、曲面上にある画像の読み取りを行なうことが可能となり、柔軟性のある画像読み取り装置が実現できる。
【００１９】
また、前述した説明では三角錐構造において、三原色の側面と透明底面に囲まれた中空構造のような記述となっているが、透明な素材によって三角錐の内部を充填し、それによって透明底面まで含めて構成する構造であってもよい。
【００２０】
このように、一つの画素の構造が、底面が正三角形の三角錐形状であり、底面を透明な読み取り面とし、三角錐の三つの側面にそれぞれ赤、緑、青の発光体を備え、三角錐の頂点に光電変換素子を備えることにより、印刷物や手書き文字などの面上の画像情報を読み取る装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
印刷物や手書き文字など、面上に記録されている画像情報を、コンピュータ等による記憶や加工処理が可能なデータとして読み取る時に利用するための画像読み取り装置、あるいは画像スキャナー装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】微小三角錘の内部構成を、赤色発光面を取り外し、側面から示した図である。
【図２】微小三角錘の内部構造を、透明底面を取り外し、下方から示した図である。
【図３】微小三角錘の断面図で、発光面が発する光、光電変換素子が受ける光の進み方を示す図である。
【図４】微小三角錘の断面図で、光電変換素子とレンズを組み合わせた場合の集光のしかたを示す図である。
【図５】微小三角錘を同一平面上に敷き詰め、読み取り対象物と接する透明底面の向きから微小三角錘の並びを示す図である。
【図６】ユーザインタフェースを含めた、画像読み取り装置としてのシステム構成を示す図である。
【図７】微小三角錐を敷き詰めた場合において、柔軟性を得ることが可能であることを示す説明図である。
【図８】柔軟性のある画像読み取り装置によって、円柱側面の曲面にある画像の読み取りが可能であることを示す説明図である。
【図９】従来の画像読み取り装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１０・・・赤色発光面
１２０・・・緑色発光面
１３０・・・青色発光面
１４０・・・透明底面
１５０・・・光電変換素子
２１０・・・情報記憶部
２２０・・・操作検出部
２３０・・・制御部
２４０・・・読み取り部
【図１】
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【図２】
2005100020.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005100020.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005100020.tif 000008
【図７】
2005100020.tif 000009
【図８】
2005100020.tif 000010
【図９】
2005100020.tif 000011