(57)【要約】【課題】  原稿の読み取り面を上向きにしたまま画像を読み取り、画像読み取り位置を決定する回転ミラーの回転角作動と光路長伸縮部材の光軸方向の作動を独立に制御可能な画像読取方法及び画像読取装置を提供すること。【解決手段】  被写体を配置する基準面９９の斜め上方に設けられ、像を筐体の略垂直方向に反射する第１の回転ミラー２１と、反射された像の光路を伸縮可能であると共に、像を筐体に垂直な方向にさらに反射する第１の光路長伸縮部２６と、象の光路に配置された撮像レンズ２４と、反射された象が結象する１次元固体撮像素子２５と、第１の回転ミラー２１の回転位置を被写体の読み取り位置に応じて制御する第１回転ミラー制御手段１２０と、被写体の読み取り位置に応じて第１の光路長伸縮部２６を筐体に垂直な方向に駆動して被写体から１次元固体撮像素子２５までの光路長を一定に制御する第１の光路長伸縮部制御手段１１０とを有することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を光学的に走査して得られる像を撮像して前記被写体の画像を取得する画像読み取り装置において、
前記被写体を配置する基準面の斜め上方に設けられ、前記像を当該画像読み取り装置の筐体の略垂直方向に反射する第１の回転ミラーと、
前記第１の回転ミラーにより反射された前記像の光路を伸縮可能であると共に、前記像を前記筐体に垂直な方向にさらに反射する第１の光路長伸縮部と、
前記象の光路に配置された撮像レンズと、
前記第１の光路長伸縮部により反射された象が結象する１次元固体撮像素子と、
前記第１の回転ミラーの回転位置を前記被写体の読み取り位置に応じて制御する第１回転ミラー制御手段と、
前記被写体の読み取り位置に応じて前記第１の光路長伸縮部を前記筐体に垂直な方向に駆動して前記被写体から前記１次元固体撮像素子までの光路長を一定に制御する第１の光路長伸縮部制御手段と、
を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記被写体の種類を入力する被写体種別入力手段と、
前記被写体と前記第１の回転ミラーとの距離を検出する距離測定手段とを有し、
前記被写体種別入力手段により立体的な前記被写体が入力された場合、前記画像を読み取る前に前記距離測定手段により前記被写体と前記第１の回転ミラーとの距離を検出する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記画像の画像データを前記被写体別入力手段により入力された前記被写体の種類、及び、距離測定手段により前記距離が検出された場合には当該距離の距離情報、を所定のメモリに記録する、ことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記第１の光路長伸縮部制御手段は、前記距離測定手段により検出された前記距離に基づき、前記光路長が一定となるように前記第１の光路長伸縮部の駆動量を制御する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記距離測定手段により測定された前記距離及び前記第１の回転ミラーの回転位置に基づき副走査方向の前記読み取り位置を算出し、該読み取り位置の像を併せて前記画像を生成する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
前記距離測定手段による前記距離の測定、又は、前記被写体の走査は読み取り開始位置から一方向及びその逆方向に行う、
ことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
前記被写体種別入力手段により平面的な前記被写体が入力された場合、前記第１回転ミラー制御手段は、所定の基準位置から前記第１の回転ミラーの回転位置を制御し、予め定めた数の走査が終了したら前記被写体の走査を終了する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項８】
前記被写体別入力手段は、立体物が被写体として入力された場合、斜視形状撮影又は表面焦点撮影のいずれかを選択する手段を有する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。
【請求項９】
前記撮像レンズを光軸方向に駆動する撮像レンズ制御手段を有し、
斜視形状撮影が選択された場合、前記撮像レンズ制御手段は前記距離測定手段による前記距離情報に基づき前記撮像レンズを駆動して前記被写体の表面に合焦させると共に、前記第１の光路長伸縮部制御手段は、前記距離情報に関わらず前記第１の光路長伸縮部の位置を固定している、
ことを特徴とする請求項８記載の画像読み取り装置。
【請求項１０】
前記第１の回転ミラーはミラーカムにより、前記第１の光路長伸縮部は光路長カムにより、それぞれ独立して駆動される、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項１１】
前記光路長カムは２つのカム面を持ち、前記２つのカム面の間が、画像読み取り装置が画像の読み取りを開始する場合、前記第１の光路長伸縮部を所定の退避位置から測定初期位置へ作動させる準備作動面で連結された形状である、
ことを特徴とする請求項１０記載の画像読み取り装置。
【請求項１２】
前記被写体種別入力手段により平面的な前記被写体が入力された場合、前記光路長カムの一方の面を使用し、立体的な前記被写体が入力された場合、前記光路長カムの他方の面を使用する、
ことを特徴とする請求項１１記載の画像読み取り装置。
【請求項１３】
前記被写体種別入力手段により平面的な前記被写体が入力された場合に使用されるカム面は、前記被写体と前記第１の回転ミラーとの前記距離の変化の略半分の移動距離で前記第１の光路長伸縮部を駆動するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１０記載の画像読み取り装置。
【請求項１４】
前記基準面に配置された前記被写体を撮像する2次元固体撮像素子を有し、
前記2次元固体撮像素子により撮影された画像に基づき、前記被写体の原稿種別等の属性情報を検出する属性情報検出手段と、
前記属性情報検出手段により検出された前記属性情報に基づき前記１次元固体撮像素子による撮像条件を決定する撮像条件決定手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項１５】
前記属性情報検出手段は、前記2次元固体撮像素子により撮像された１つの前記画像から前記属性情報の異なる領域を検出する像域分離手段を有し、前記撮像条件決定手段は前記像域分離手段により分離された前記領域毎の前記属性情報に基づき撮像条件を決定する、
ことを特徴とする請求項１４記載の画像読み取り装置。
【請求項１６】
前記2次元固体撮像素子により撮像された１つの前記画像から領域を指定する領域指定表示を検出する領域指定表示検出手段を有し、
前記撮像条件決定手段は、前記領域指定表示検出手段により検出された前記領域の前記属性情報に基づき前記撮像条件を決定する、
ことを特徴とする請求項１４記載の画像読み取り装置。
【請求項１７】
前記被写体にパターン光を照射するパターン光照射手段と、
前記2次元固体撮像素子により撮像された前記パターン光が照射された前記被写体の画像に基づき、前記被写体の３次元形状を検出する３次元形状検出手段と、を有し、
前記撮像条件決定手段は、前記３次元形状検出手段により検出された前記３次元形状に基づき前記１次元固体撮像素子による撮像条件を決定する、
ことを特徴とする請求項１４記載の画像読み取り装置。
【請求項１８】
被写体を光学的に走査して得られる像を撮像して前記被写体の画像を取得する画像読み取り装置において、
前記像を画像読み取り装置の長手方向に平行な方向に反射するミラーと、
前記ミラーにより反射された前記像を反対方向に反射する光路長伸縮部と、
前記象の光路に配置された撮像レンズと、
前記光路長伸縮部により反射された象が結象する１次元固体撮像素子と、
前記被写体の読み取り位置に応じて前記光路長伸縮部を画像読み取り装置の長手方向に平行な方向に駆動して前記被写体から前記１次元固体撮像素子までの光路長を一定に制御する光路長伸縮部制御手段と、
前記被写体を撮像する2次元固体撮像素子と、
前記2次元固体撮像素子により所定の時間間隔で連続的に撮像された前記画像の変化に基づき、前記被写体の入れ替えを検出する被写体入れ替え検出手段と、
前記被写体入れ替え検出手段により前記被写体の入れ替えが検出された場合、前記１次元固体撮像素子による画像入力を開始する、
ことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１９】
所定の位置に設けられた前記２次元固体撮像素子及び前記１次元固体撮像素子により撮像された２つの画像に基づき前記２次元固体撮像素子及び前記１次元固体撮像素子の視差を検出し、該視差を利用したステレオ法により前記被写体の三次元形状を復元する、
ことを特徴とする請求項１４ないし１８いずれか記載の画像読み取り装置。
【請求項２０】
原稿を挿入する原稿挿入手段を有し、
前記原稿挿入手段により挿入される前記原稿の読み取りが指定された場合、前記第１の回転ミラーから前記第１の光路長伸縮部への光路を、挿入された前記原稿面から前記第１の光路長伸縮部へ切り替える光路切り替え手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項２１】
前記撮像レンズを駆動する撮像レンズ駆動手段を有し、
前記原稿挿入手段は、画像読み取り装置の略垂直方向を長手方向として配置された紙送りローラと、前記紙送りローラに前記原稿を送り込む挿入口と前記原稿を排出する排出口を有し、
前記光路切り替え手段は、前記第１の回転ミラーからの像を遮ると共に、前記挿入口から挿入された前記原稿の像を前記第１の光路長伸縮部に反射するように反射ミラーを所定量駆動し、
前記撮像レンズ駆動手段は焦点が合うように前記撮像レンズを駆動する、
ことを特徴とする請求項２０記載の画像読み取り装置。
【請求項２２】
前記原稿挿入手段から挿入された原稿を当該画像読み取り装置内で照射する照明手段を有する、ことを特徴とする請求項２０又は２１画像読み取り装置。
【請求項２３】
前記紙送りローラはステップモータにより駆動され、前記ステップモータは前記１次元固体撮像素子の走査に連動して前記紙送りローラを制御する、
ことを特徴とする請求項２１又は２２記載の画像読み取り装置。
【請求項２４】
前記原稿挿入手段を使用しない場合、前記挿入口を閉塞する挿入口蓋を有し、
前記原稿挿入手段を使用する場合、前記挿入口蓋が当該画像読み取り装置に対し略直角に開き、開かれた前記挿入口蓋は前記原稿を前記挿入口にガイドするガイド溝を有し、
前記原稿は前記１次元固体撮像素子の主走査方向に対し略直角な方向に前記紙送りローラにより送出される、
ことを特徴とする請求項２１ないし２３いずれか記載の画像読み取り装置。
【請求項２５】
前記原稿挿入手段を使用しない場合、前記排出口を閉塞する排出口蓋を有し、
前記原稿挿入手段を使用する場合、前記排出口蓋が当該画像読み取り装置の垂直方向の一辺を支点にして直角より小さい角度で開く排出口蓋駆動手段を有する、
ことを特徴とする請求項２１ないし２４いずれか記載の画像読み取り装置。
【請求項２６】
前記排出口蓋は前記挿入口蓋が開いた場合に開く、ことを特徴とする請求項２５記載の画像読み取り装置。
【請求項２７】
前記挿入口の高さ方向の大きさは、前記基準面に配置した場合に読み取り可能な平面的な前記被写体の短手方向の長さと同じか又は若干大きい、
ことを特徴とする請求項２１ないし２６いずれか記載の画像読み取り装置。
【請求項２８】
当該画像読み取り装置を前記基準面に向けて一定角度傾倒させる傾倒手段を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項２９】
前記傾倒手段により画像読み取り装置が傾倒された場合、傾倒を検知する傾倒スイッチを有する、
ことを特徴とする請求項２８記載の画像読み取り装置。
【請求項３０】
前記第１の回転ミラーは前記ミラーカムにより前記被写体を所定の速度で走査するよう駆動され、
前記ミラーカムのカム面は初期位置を決定する初期カム部を有し、該初期カム部を挟んで一方に画像読み取り装置が正立時の正立カム作動部が、他方に画像読み取装置が傾倒時の傾倒カム作動部がそれぞれ形成されている、
ことを特徴とする請求項２８記載の画像読み取り装置。
【請求項３１】
前記正立カム作動部は、前記被写体の像を読み込む走査速度が前記ミラーカムを駆動するモータの一定角度の動きに対し一定となるように形成されている、
ことを特徴とする請求項３０記載の画像読み取り装置。
【請求項３２】
前記傾倒カム作動部は、前記被写体の像を読み込む走査速度が前記ミラーカムを駆動するモータの一定角度の動きに対し一定となるように形成されていると共に、傾倒時のピッチ幅が正立時のピッチ幅の１／２又は１／３となっている、
ことを特徴とする請求項３１記載の画像読み取り装置。
【請求項３３】
前記被写体と前記第１の回転ミラーとの距離を検出する距離測定手段を有し、
前記距離測定手段により測定された前記被写体と前記第１の回転ミラーとの距離に基づき立体的な前記被写体の表面形状を前記基準面の平面座標に置き換える座標変換手段を有し、
前記１次元固体撮像素子により撮像された画像の画像データが平面座標に対応する測定点を有さない場合、当該測定点の近傍の画素値に基づき対応する前記測定点の画像データを生成する、
ことを特徴とする請求項２８ないし３２いずれか記載の画像読み取り装置。
【請求項３４】
前記傾倒時の傾倒角度は、画像読み取り装置を前記基準面に投影した場合に、前記基準面に配置された立体的な前記被写体の綴じ込み部を超えない、
ことを特徴とする請求項２８ないし３３いずれか記載の画像読み取り装置。
【請求項３５】
画像読み取り装置に対し略垂直に長手方向が装着されるアダプタであって、装着された場合、前記被写体の像を前記第１の回転ミラーに反射する第２の回転ミラーを有し、
前記アダプタが画像読み取り装置に脱着可能である、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３６】
前記アダプタが装着されたことを検知する装着検出手段を有し、  
前記アダプタ装着検出手段により前記アダプタが装着されたことが検知された場合、
前記第１の光路長伸縮部制御手段は、前記第１の光路長伸縮部の初期位置を前記アダプタの装着による光路長の延長分を補正するよう変更する、
ことを特徴とする請求項３５記載の画像読み取り装置。
【請求項３７】
前記アダプタ装着検出手段により前記アダプタが装着されたことが検知された場合、
前記第１回転ミラー制御手段は、前記第２の回転ミラーからの像を前記第１の光路長伸縮部に反射する角度に前記第１の回転ミラーの回転位置を固定する、
ことを特徴とする請求項３６記載の画像読み取り装置。
【請求項３８】
前記第２の回転ミラーを駆動して回転位置を前記被写体の読み取り位置に応じて制御する第２回転ミラー制御手段を有し、
前記アダプタ装着検出手段により前記アダプタが装着されたことが検知された場合、前記第２回転ミラー制御手段は、前記第２の回転ミラーの回転位置を制御する、
ことを特徴とする請求項３６又は３７記載の画像読み取り装置。
【請求項３９】
前記被写体と前記第１の回転ミラーとの距離を検出する距離測定手段と、
前記被写体の読み取り位置に読み取り光を照射する読み取り光照射手段と、を有し、
前記距離測定手段は、前記第１の回転ミラーから前記被写体までの距離を予め定めた読み取り位置毎に測定し、
前記読み取り位置毎の前記距離の差が所定より大きくなった場合、前記読み取り光照射手段は、距離の差が所定より大きくなる前の読み取り位置を照射する、
ことを特徴とする請求項３５ないし３８いずれか記載の画像読み取り装置。
【請求項４０】
前記撮像レンズと前記１次元固体撮像素子の光路の間に、前記像の光路を伸縮可能であると共に、前記撮像レンズを通過した像を前記筐体に略垂直な方向に反射する第２の光路長伸縮部と、
前記第２の光路長伸縮部を前記基準面に垂直な方向に駆動する第２の光路長伸縮部制御手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項４１】
前記第１の光路長伸縮部制御手段は、前記第２の光路長伸縮部の位置に応じて前記第１の光路長伸縮部を合焦位置に駆動し、又は、
前記第２の光路長伸縮部制御手段は、前記第１の光路長伸縮部の位置に応じて前記第２の光路長伸縮部を合焦位置に駆動する、
ことを特徴とする請求項３９記載の画像読み取り装置。
【請求項４２】
操作者の入力により読み取り範囲を指定する読み取り範囲指定手段と、
前記読み取り範囲指定手段により指定された前記読み取り範囲に対応づけて、前記第１の光路長伸縮部制御手段又は前記第２の光路長伸縮部制御手段の制御情報を格納した設定テーブルと、を有し、
前記第１の光路長伸縮部制御手段又は前記第２の光路長伸縮部制御手段は、指定された前記読み取り範囲に基づき前記設定テーブルを参照し、前記第１の光路長伸縮部又は前記第２の光路長伸縮部を制御する、
ことを特徴とする請求項４０記載の画像読み取り装置。
【請求項４３】
操作者の入力により前記第１又は第２の光路長伸縮部の位置を移動する光路長伸縮部位置指定手段と、
前記光路長伸縮部位置指定手段により、前記第１又は第２の光路長伸縮部の位置が所定量移動された場合、前記第２又は第１の光路長伸縮部の合焦位置を算出する演算手段を有し、
前記第２の光路長伸縮部制御手段は、前記演算手段が算出した合焦位置に前記第１の光路長伸縮部を駆動し、又は、
前記第１の光路長伸縮部制御手段は、前記演算手段が算出した合焦位置に前記第２の光路長伸縮部を駆動する、
ことを特徴とする請求項４０記載の画像読み取り装置。
【請求項４４】
被写体を光学的に走査して得られる像を撮像して前記被写体の画像を取得する画像読み取り方法において、
前記被写体を配置する基準面の斜め上方に設けられた回転ミラーの回転位置を読み取り位置に応じて制御して、前記像の光路長を伸縮する光路長伸縮部に反射し、
前記光路長伸縮部により前記読み取り位置に応じて前記被写体から１次元固体撮像素子までの光路長を一定に制御すると共に、反射された前記像の光路をさらに逆方向に反射し、
反射された象を撮像レンズを介して１次元固体撮像素子に結象させる、
ことを特徴とする画像読み取り方法。
【請求項４５】
前記基準面に配置された前記被写体を2次元固体撮像素子により撮像し、
前記2次元固体撮像素子により撮影された画像に基づき、前記被写体の原稿種別等の属性情報を検出し、
検出された前記属性情報に基づき前記１次元固体撮像素子による撮像条件を決定する、
ことを特徴とする請求項４４記載の画像読み取り方法。
【請求項４６】
前記回転ミラーを前記基準面に向けて一定角度傾倒させてから、当該回転ミラーの回転位置を読み取り位置に応じて制御して、前記像を前記光路伸縮部に反射する、
ことを特徴とする請求項４４記載の画像読み取り方法。
【請求項４７】
前記撮像レンズを通過した像を、前記像の光路を伸縮する第２の光路長伸縮部で逆方向に反射する、
ことを特徴とする請求項４４記載の画像読み取り方法。
【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、その画像を表す電気信号を取得する画像読取装置及び画像読み取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原稿に記録された画像を読み取り電気信号を取得し、取得した電気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電気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光を照射し、読取面から反射する反射光による等倍の正立像を固体撮像素子の受光面に結像させて電気信号を得るか、あるいは原稿を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電気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、高精細な原稿に忠実な画像を再現したいという要請から、原稿を高解像度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電気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て等倍の正立像を固体撮像素子の受光面に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、書籍を損傷させる恐れがある。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、取得した電気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、見にく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２次元固体撮像素子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（例えば、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（例えば、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（例えば、特許文献３参照）。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、原稿面を上向きにして読み取る場合に使用される２次元固体撮像素子や２次元固体撮像素子を内蔵する電子カメラは、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。かかる画素数では、撮影領域が小さいときは高い解像度が得られるが、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。
【００１１】
したがって、特許文献１や特許文献２に開示された方法では、２次元固体撮像素子が使用されるため解像度がそれほどよくない上、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、その処理に時間がかかるという難点がある。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。
【００１２】
本出願人は上記事情に鑑み、本願に先立ち、リニアセンサを用いることにより画像読取時の解像度を高めるとともに、読取面を領域区分することなく読み取ることにより、貼り合せる際に必要なソフトウエア処理を不要にして読み取り時間の短縮を図り、かつ机上に載せたまま原稿を読み取ることが可能で、持ち運びが容易な画像読取方法及び画像読取装置を提案した。
【００１３】
従来のスキャナーのように原稿台ガラス面に原稿面を押し当て、ガラス台下面より原稿を照明しその反射映像をミラー、レンズ等により反射、結像する方式の機器に比べ、出願人が提案した斜め上方からの映像取り込みには、映像面の副走査方向によって、ミラー回転角変化と、それによる撮像レンズから原稿面までの距離変化が簡単な関係ではなくなってしまう。また、副走査方向の画像読み込みピッチを一定とする為にはミラーの回転ピッチ角も傾き角度に応じた変化が必要となる。また、書籍の見開き面の映像を取り込む場合のように、撮像レンズと原稿との距離を不定形に変化させるものの場合においては、撮像レンズから原稿面までの距離変化は、反射ミラーの回転角に対しさらに複雑なものとなってしまう。
【００１４】
また、従来のプラテンガラスに原稿読取面を密着させるスキャナーの光学系の作動では、読み込み位置を一定速度で移動させれば一義的に光路長伸縮部材の作動量、位置が決まっていたが、同じ理由により、原稿面を斜め情報から読み取る方式では、画像取り込み部の決定を行う反射ミラーの回転角作動と光路長伸縮部材の光軸方向の作動とが一義的に定まる関係にない。
【００１５】
本発明は、上記課題に鑑み、原稿の読み取り面を上向きにしたまま読み取る方法において、画像取り込み部の決定を行う回転ミラーの回転角作動と光路長伸縮部材の光軸方向の作動を独立に制御可能な画像読取方法及び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】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は、被写体を光学的に走査して得られる像を撮像して被写体の画像を取得する画像読み取り装置において、被写体を配置する基準面の斜め上方に設けられ、像を当該画像読み取り装置の筐体の略垂直方向に反射する第１の回転ミラーと、第１の回転ミラーにより反射された像の光路を伸縮可能であると共に、像を筐体に垂直な方向にさらに反射する第１の光路長伸縮部と、象の光路に配置された撮像レンズと、第１の光路長伸縮部により反射された象が結象する１次元固体撮像素子と、第１の回転ミラーの回転位置を被写体の読み取り位置に応じて制御する第１回転ミラー制御手段と、被写体の読み取り位置に応じて第１の光路長伸縮部を筐体に垂直な方向に駆動して被写体から１次元固体撮像素子までの光路長を一定に制御する第１の光路長伸縮部制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、反射ミラーの回転角作動と光路長伸縮部材の光軸方向の作動をそれぞれ独立に制御できるので、撮像レンズから原稿面までの距離変化があっても、読み込みピッチを一定にして回転ミラーの回転位置を制御できる。
【００１８】
また、本発明の画像読み取り装置の一形態において、基準面に配置された被写体を撮像する2次元固体撮像素子を有し、2次元固体撮像素子により撮影された画像に基づき、被写体の原稿種別等の属性情報を検出する属性情報検出手段と、属性情報検出手段により検出された属性情報に基づき１次元固体撮像素子による撮像条件を決定する撮像条件決定手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、高解像度化の面で有利な1次元固体撮像素子により画像を取り込め、読み取り速度の面で有利な2次元固体撮像素子を1次元撮像素子による入力の為の補助的な手段として用いることにより、より高速で、高機能な画像入力が行える。
【００２０】
また、本発明の画像読み取り装置の一形態において、原稿を挿入する原稿挿入手段を有し、原稿挿入手段により挿入される原稿の読み取りが指定された場合、第１の回転ミラーから第１の光路長伸縮部への光路を、挿入された原稿面から第１の光路長伸縮部へ切り替える光路切り替え手段と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、上向き原稿だけでなく原稿挿入口２０１から挿入された原稿を専用照射光により読み取ることができ、撮影対象や要求される画質の程度に応じて、読み取り方式を選択可能となる。
【００２２】
また、本発明の画像読み取り装置の一形態において、当該画像読み取り装置を基準面に向けて一定角度傾倒させる傾倒手段を有する、ことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、被写体の形状に応じて傾倒させることができるので、本ののどのような読み取りの困難な部分も簡単な操作により読み取りやすい状態にすることができ、立体物の画像劣化を改善することが可能となる。
【００２４】
また、本発明の画像読み取り装置の一形態において、画像読み取り装置に対し略垂直に長手方向が装着されるアダプタであって、装着された場合、被写体の像を前記第１の回転ミラーに反射する第２の回転ミラーを有し、アダプタが画像読み取り装置に脱着可能である、ことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、書籍などの平面でない原稿ののど部のような読み取り困難な部位であっても、原稿全面にわたり読み取りが可能となる。また、アダプタ４００は脱着可能であり、かつ、装着の要否を容易に判断できるため、平面原稿を読み取るときなどアダプタ４００が不要な場合はアダプタ４００が取り外し省スペースに使用でき、必要な場合にのみ用することができる。
【００２６】
また、本発明の画像読み取り装置の一形態において、撮像レンズと１次元固体撮像素子の光路の間に、像の光路を伸縮可能であると共に、撮像レンズを通過した像を筐体に略垂直な方向に反射する第２の光路長伸縮部と、第２の光路長伸縮部を基準面に垂直な方向に駆動する第２の光路長伸縮部制御手段とを有する、ことを特徴とする。
【００２７】
２つの光路長伸縮部により光路を折り返すため、画像読み取り装置の高さを最小限度に抑えることが可能となる。また、撮像レンズ２４及び１次元固体撮像素子２５を固定したまま拡大及び縮小することができ、部分拡大・縮小読み込みを行う場合、簡単な駆動で拡大・縮小設定が可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
原稿の読み取り面を上向きにしたまま読み取る方法において、画像読み取り位置の決定を行う回転ミラーの回転角作動と光路長伸縮部材の光軸方向の作動を独立に制御可能な画像読取方法及び画像読取装置を提供すること。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら実施例をあげて説明する。本発明の画像読読み取り方法は、本発明の画像読み取り装置の実施形態に用いられているので、本発明の画像読み取り方法の実施形態は、本発明の画像読み取り装置の実施形態の中で併せて説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１は画像読み取り装置の概略外観図を示す。本実施の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、原稿等の被写体（平面又は立体を問わない）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。
【００３１】
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。
【００３２】
正面の壁面２の上部には、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ている。
【００３３】
また、本実施の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、液晶パネルや有機ＥＬ等により構成された画像表示部９を備えている。
【００３４】
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、本実施の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ボタン１０が設けられている。なお、操作ボタン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ボタン、原稿のサイズを指定する指定ボタン、及び反射ミラーを読取開始位置にセットする初期設定ボタンがある。
【００３５】
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。また、画像読取装置には、画像読取部で使用する商用電源を得るための電源コード１１が接続されているがバッテリにより駆動されてもよい。
【００３６】
本実施の形態の画像読取装置は、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、その画像を表わす電気信号を取得することができるように構成されている。また、机の上に載せて、その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、原稿の読取面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を読み取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。
【００３７】
本実施の形態の画像読取装置においては、フラットな読取面を有する原稿を読み取るのか、読取面に凹凸がある原稿を読み取るかの選択は操作ボタン１０の操作により行い、フラットな読取面を有する原稿の場合には、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レンズ位置に合焦するようにプログラムされている。一方、読取面に凹凸がある原稿を読み取る場合には、予め読取面各位置の基準面９９からの高さを測定し、その測定結果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、斜光を走査することによる一般的な画像歪みは、反射ミラーを斜光の走査に合わせて回転させることにより矯正し、読取面に凹凸がある原稿を読み取る場合には、測定された高さに応じて、読み取られた電気信号にディストーション補正が施される。
【００３８】
図２は、画像読み取り装置の概略断面図を示す。本実施の形態の画像読取装置は、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の読み取り面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に向けて配置されている。なお、窓部６は、原稿の読取面１００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。
【００３９】
筐体１内部には、筐体１の上部側から光路順に、回転ミラー２１、反射ミラー２２、反射ミラー２３、レンズ２４、及び1次元固体撮像素子２５の順序で画像読取部を構成する各部が配置され、回転ミラー２１は、原稿の読取面１００の何れの位置からでも見通せる位置に配置されている。一体に上下動する反射ミラー２２、２３は光路長伸縮部材２６を構成する。なお、回転ミラー２１の上方には、読み取り光を放射する読み取り光源２０が配置され原稿の読み取り位置を照射している。
【００４０】
読み取り光源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、壁面２の幅方向に軸支されている。したがって、窓部６から読取面１００に向けて読取面１００の幅方向に細長い読取光を照射する一方、軸支する軸の回転に伴って照射された細長い読取光で読取面を線順次に隈なく走査することができる。
【００４１】
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、壁面２の幅方向に読取光を同じ条件で照射することができる。
【００４２】
回転ミラー２１は、平面状の反射ミラーで、読取光源より下部側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３に軸支されている。そして、読取光源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次元固体撮像素子２５で捉えることができる。
【００４３】
上記したように、回転ミラー２１は１次元固体撮像素子２５の素子配列方向と平行な回転軸を中心に回転可能であり、読み取り面１００から入射した読み取り光を基準面９９に直角なｃ方向に反射する。その後、読み取り光は、光路長伸縮部材２６の反射ミラー２２、２３により反射され読み取り面１００に直角方向に反射され撮像レンズ２４に入り集光し固体撮像素子２５に結像する。
【００４４】
続いて、本実施の形態の画像読み取り装置の構成について説明する。図３は、画像読み取り装置の概略機能ブロック図を示す。本実施の形態の画像読み取り装置の各回路および各機構は、ＣＰＵ５０により制御されている。
【００４５】
画像読取装置は、回転ミラー２１を回転駆動し、回転ミラー２１を回転させるミラー用モータ３８、光路長伸縮部材２６を上下に駆動する光路長伸縮用モータ４６を有し、また、ミラー用モータ３８の回転を制御するモータ駆動回路６３及び光路長伸縮用モータ４６の回転を制御するモータ駆動回路６４を有する。
【００４６】
また、光路長伸縮部材２６の位置を検出する位置検出センサ４５、読取光源２０、読取光源２０を回転させるランプ駆動回路５９、撮像レンズ２４の位置を変えるレンズ機構５６、レンズ機構５６をモータの駆動により撮像レンズ２４を移動させたり合焦させたりするズーム・ＡＦモータ駆動回路５７を有する。
【００４７】
また、撮像レンズ２４により結像された像に基づく電荷を蓄積する１次元固体撮像素子（ＣＣＤ等による光電変換素子）２５、１次元固体撮像素子２５に所定の信号を送り駆動するＣＣＤ駆動回路５４、１次元固体撮像素子２５に蓄積された電荷を読み出した電気信号をデジタル化するとともに、所定のゲインコントロールを行う画像処理回路５３、画像処理回路５３で処理されたデジタル信号及び読取面のサイズ毎の結像レンズの合焦位置を記憶するメモリ３８、読取面各位置の基準面９９からの高さを測定するＡＦ投光ランプ６２、読取面の明るさを測定するＡＥ受光素子５８を有する。
【００４８】
また、メモリ３８に記憶されたデジタル信号をモニタ画面に表示する画像表示部９、この画像読取装置に操作者からの操作を入力する操作パネル１０、外部装置とデジタル信号の送受を行う外部入出力５１とを有する。
【００４９】
読取光源２０は、ＡＥ受光素子５８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次元固体撮像素子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６２を点灯させて読取面の高さ測定を行った際の１次元固体撮像素子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。
【００５０】
画像処理回路５３は、レンズ機構５６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次元固体撮像素子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、測定部により測定された高さに基づいて、１次元固体撮像素子２５で撮像して取得した電気信号に補正を施す。操作パネル１０には、読み取る原稿の種別（平面、立体）を設定する原稿選択ボタン１０ａと、原稿サイズを指定する指定ボタン１０ｂと、回転ミラー２１及び光路長伸縮部材２６を読取開始位置にセットする初期設定ボタン１０ｃとがある。
【００５１】
操作パネル１０における原稿選択ボタン１０ａを操作することにより立体が選択されたときは、ＡＦ投光ランプ６２を点灯させて読取面の高さを測定した後、読取光源を点灯させ、ミラー用モータ３８を回転駆動して回転ミラー２１を回転させ、また、後述するように光路長伸縮用モータ４６を立体カム側に切り替え、光路長伸縮用モータ４６を回転駆動する。
【００５２】
また、測定された読取面各位置に応じてズーム・ＡＦモータ駆動回路５７に予めプログラムされているレンズ機構５６のレンズ位置に修正を施すことができる。
【００５３】
ランプ駆動回路５９により読取光源２０が点灯されると、ＡＥ受光素子５８は、読取面全体の平均的な明るさを測定する。そして、その測定結果に応じてランプ駆動回路５９は、読取光が読取面に照射されたときに、その照射された読取面が適切な明るさとなり、１次元固体撮像素子２５に結像される像により適正な電気信号が得られるように、読取光源２０に印加される電圧又は電流を調整する。また、ランプ駆動回路５４の調整結果に応じて、読取光源２０により読取面が走査され、読取面に記録された画像を読み取る速度が設定される。
【００５４】
例えば、本を開いた状態のように立体的な書籍を選択するボタンが押下されると、距離を測定する測定光源（ＡＦ投光ランプ）６２が点灯し、回転ミラー２１、光路長伸縮部２６及び撮像レンズ２５が所定の動作を行い、ＡＦ投光ランプ６２による読取面各位置（凹凸が生じている）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、そのずれから、凹凸のある読取面各位置の高さが求められる。
【００５５】
その場合、モータ駆動回路６３は所定の回転速度となるようモータを駆動し、回転ミラー２１を駆動する。また、モータ駆動回路６４は、読み取り位置から撮像レンズ２５までの光路長が一定となるように、光路長伸縮モータ４６を回転駆動し、光路長伸縮部２６を駆動する。また、ＡＦモータ駆動回路５７は、予めプログラムされた通りにレンズの合焦機構を駆動する。
【００５６】
画像処理回路５３は、１次元固体撮像素子２５から電荷を読み出して電気信号を得ると共に、デジタル化してメモリ５２に蓄積する。
【００５７】
ＲＯＭ６４にはＣＰＵ５０が実行するプログラムが格納されている。ＣＰＵ５０はプログラムを実行して例えば操作パネル１０に表示する画面を生成し、また、被写体と回転ミラー２１との距離を検出する距離測定手段として機能させる。なお、特許請求の範囲における第１の光路長伸縮部制御手段１１０はモータ駆動回路６４及び光路伸縮用モータ４６が相当し、第１回転ミラー制御手段１２０はモータ駆動回路６３及びミラー用モータ３８が相当し、被写体種別入力手段は操作パネル１０が相当し、撮像レンズ制御手段はＡＦモータ駆動回路５７及びレンズ機構５６が相当する。
【００５８】
図４は、回転ミラー２１及び光路長伸縮部材２６の作動方向を示す図である。回転ミラー２１は軸２１ａを中心にモータ（不図示）により回動され、光路長伸縮部材２６は上下方向に別のモータ（不図示）により駆動する。したがって、回転ミラー２１及び光路長伸縮部材２６の作動は独立した駆動源により別々に作動出来うる構造となっている。
【００５９】
撮影される像の大きさについて説明する。図５は、図４の光路を簡略化した光路を示す図である。撮影される像の大きさは、読み取り面１００からレンズ前側主点までの長さとレンズ後側主点から１次元固体撮像素子２５までの長さの比によって決まる。図４では、レンズ前側主点をｅ１、レンズ後側主点をｅ２、また、読み取り面１００から回転ミラー２１間での距離をｌａ、回転ミラー２１から反射ミラー２２間での距離をｌｂ、反射ミラー２２から反射ミラー２３間での距離をｌｃ、反射ミラー２３からレンズ前側主点ｅ１までの距離をｌｄ、レンズ後側主点ｅ２から１次元固体撮像素子２５までの距離をｌｅとした。
【００６０】
しかしながら、本実施の形態の画像読み取り装置のように、斜め方向の撮影を行う場合、読み取り面１００からレンズ前側主点ｅ１まで光路長は、回転ミラー２１から読み取り面１００までの距離ｌａにより変動する。したがって、光路長伸縮部材２６が固定されているとすると、斜視角度により倍率が変化するため、１次元固体撮像素子２５に結像する像の大きさが変化し、本来方形である原稿の映像が台形の形の映像となる。また、ピントもずれていく事になる。
【００６１】
そこで、上記の欠点を補正するため、本実施の形態の画像読み取り装置は、光路長伸縮部材Ｂを反射ミラーＡの回転角に合わせ駆動し、原稿からレンズ前側主点ｅ１までの光路長を一定に保ち、像の大きさの変化、ピントのずれを防止する。 
すなわち、読み取り面１００から回転ミラー２１間での距離ｌａがＬ長くなったら、モータ駆動回路６４は光路長伸縮部材２６をＬ／２下方向へ駆動し、読み取り面１００から回転ミラー２１間での距離ｌａがＬ短くなったら、光路長伸縮部材２６をＬ／２上方向へ駆動する。これにより、原稿からレンズ前側主点ｅ１までの光路長が一定に保たれる。読み取り面１００から回転ミラー２１間での距離ｌａは、回転ミラー２１の高さが固定されているので回転ミラー２１の回転角度に応じて、入射角と反射角の関係から容易に算出される。
【００６２】
続いて、原稿が本のように立体的であり、原稿面が基準面９９より浮き上がっている場合について説明する。図６は画像読み取り装置の基準面９９に本を開いて配置した図を示す。図６では、本の厚みがＡｍｍとなっており、基準面９９からの高さとして無視できない。撮影者は、本のような原稿を読み取る場合、操作ボタン１０を操作して原稿の種類を指定する。画像読み取り装置は、本のように基準面９９から厚みがある原稿を撮影する指定された場合、原稿の基準面９９からの浮き状態を測定するため焦点をあわせる合焦動作を行い、原稿の表面高さ状態を測定する。
【００６３】
合焦動作についてはどのような手法を用いてもよいが、例えば、１次元固体撮像素子２５が出力する映像信号を利用する。図７は合焦動作を説明するための図である。図７のような画像では、文字と背景の境では映像信号の輝度が急激に変化する。画像読み取り装置は、ラインＢのように映像信号を横切るライン方向の輝度を微分処理することで、映像信号が急激に変化するか否か判定できる。したがって、画像読み取り装置は、撮像レンズ２４を上下方向に移動しながら、かかる微分処理を繰り返し映像信号が最も又はそれに近く急激に変化する撮像レンズ２４の位置をフォーカスのあった位置として決定する。
【００６４】
画像読み取り装置は、焦点のあう撮像レンズ２４の位置が分かれば、本の厚みＡを算出できる。例えば、焦点距離は変わらないので、撮像レンズ２４をａ動かした場合、本の厚みはａとなる。したがって、画像読み取り装置は、読み取り面１００からレンズ前側主点ｅ１までの距離がＡ短いものとして、副走査方向に走査した場合の光路長が一定となるように光路長伸縮部材２６を駆動する。
【００６５】
また、本の厚みＡは次のように算出してもよい。図８は、本実施の形態の画像読取装置の距離測定手段が、本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り、図８（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８（ｂ）は、ＡＦ投光ランプ６２の分解図である。
【００６６】
図８（ａ）に示すように、本実施の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（のど）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。
【００６７】
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。
【００６８】
図８（ａ）に示すように、測定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、読み取り面の高さに応じて図のように曲線となる。
【００６９】
また、図８（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。
【００７０】
図９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。図９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。
【００７１】
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。
【００７２】
図１０は、図９に示した読取面ＡＢＣＤの正投影図であり、図１０（ａ）は真上から見た平面図、図１０（ｂ）はｘ方向から見た右側面図、図１０（ｃ）はｙ方向から見た正面図である。
【００７３】
図１０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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
図１１は、読み取り位置の高さ及び回転ミラー２１の回転位置に基づき副走査方向の読み取り位置を算出し、読み取り位置の像を併せて画像を生成する様子を説明するための図である。
【００８２】
図１１（ａ）は読み込み位置における原稿と回転ミラー２１の回転位置の関係を示す。位置Ａ１の回転位置をθ１、基準面９９からの高さをＨ１、位置Ａ２の回転位置をθ２、基準面９９からの高さをＨ２、基準面９９から回転ミラー９９までの高さをＬとする。
【００８３】
原稿面の２点、Ａ１とＡ２の副走査方向の距離Ｘ１は、
Ｘ１＝（Ｌ−Ｈ１）tanθ１−（Ｌ−Ｈ２）tanθ２  となる。
また、Ａ１とＡ２の高さ方向の距離Ｙ１は、
Ｙ１＝Ｈ２−Ｈ１  となる。θ１とθ２の差が微少であればＡ１とＡ２を結ぶ線は直線と見なしてよいので、Ａ１とＡ２間の直線距離√（Ｘ１２＋Ｙ１２）が読み取り面１００における読み取り位置間の長さとなる。画像読み取り装置は、読み取り位置に応じて読み取った像をＡ１、Ａ２…と足し併せていけば原稿の画像を得られる。
【００８４】
したがって、読み取り面の高さが算出され、そのときの回転ミラー２１の回転位置が分かれば、読み取り面の３次元の位置が分かるので、図１１（ｂ）のように平面に展開できる。このように平面展開することで、湾曲した原稿であっても平面の画像として読み取ることができる。
【００８５】
測距動作が終了すると、それに続く画像読み取り動作として、画像読み取り装置のスタート位置からの一方向のミラースキャン動作及びその逆方向に走査することでスキャン動作を行う。
【００８６】
本実施の形態の画像読み取り装置において、基準面上のシート原稿画像を取り込むときの画像取り込み開始位置は、回転ミラー２１の傾き角度（又は角度を作り出している部材）の基準位置からの変位を検知して行い、終了位置は原稿の読み取り面１００を走査しうる主操作方向読み込み動作の規定数の終了を持って行う。
【００８７】
すなわち、画像読み込みの開始位置は、回転ミラー２１の回転角度が大きく現れる部分にエンコーダなどの位置検出センサ４５を設け決定する。これによりスタート位置のばらつきを少なくすることができる。また、終了位置は回転ミラー２１の位置やカムの位置で行うのではなく、規定のライン読み込み数が終了した時点を持って定義する。終了位置をミラー角度等で定義した場合、読み込みライン数が大きいと読み込みライン数のばらつきが大きくなり読み込みライン数の過不足が発生するが、規定のライン数により読み込みの終了を判定することでかかる不都合を防止できる。
【００８８】
また、本実施の形態の画像読み取り装置は、撮影者が操作パネル１０から立体物の撮影を選択した場合、さらに、操作者は、撮影方法を選択できる。撮影方法とは、例えば、斜視形状撮影又は表面焦点撮影である。
立体物撮影においては、撮影映像を斜視補正しないような映像（撮影方向からみて手前側は大きく、奥側は小さく写る遠近感のある映像）が欲しい場合が生じる。この場合、光路長伸縮部材２６を駆動させ読み取り面１００からレンズ前側主点ｅ１までの光路長を一定としないか、撮影距離の補正を行っても光路長を一定とはしない撮影を行い遠近感のある映像を得ることが出来る。
しかしながら、斜視補正しない映像は、立体物の表面に焦点が合わず表面がボケた映像となることが多い。この欠点を改善するため、撮像レンズ２４を測距データに基づき駆動させることにより、撮影倍率を大きく変化させずに（遠近感のある映像を残したまま）表面に焦点の合った映像が得ることができる。
図１２は、立体物を撮影する様子及び撮影された立体図を示す。図１２（ａ）に示すように、画像読み取り装置は立方体３１を撮影している。立方体の各面には１〜６の数字が記されており、壁２と平行に対峙する面には「５」が、基準面９９と平行で上向きの面には「１」がそれぞれ記されている。
【００８９】
図１２（ｂ）は、画像読み取り装置に読み取られた画像で、光路長伸縮部材２６を駆動させた映像の略図を示す。光路長伸縮部材２６を駆動したため光路長が一定となり、立方体３１の手前側稜線３２と後ろ側稜線３３が同じ長さに撮影され遠近感の無い映像となっている。また、焦点の合った明瞭な映像となるため、表面の数字がはっきり読みとれる。
図１２（ｃ）は、光路長伸縮部材２６を作動させず撮影した映像の略図を示す。光路長伸縮部材２６を駆動していないため、立方体の手前側稜線３２と後ろ側稜線３３の長さが違っており奥ゆき感がある。また、例えば、手前画稜線３２に焦点を合わせてあれば、後ろ側稜線３３に近付くにつれ表面の映像はボケたものになる。
【００９０】
図１２（ｄ）は、光路長伸縮部材２６を作動させず撮像レンズ２４を駆動させて撮影した映像の概略を示す。光路長伸縮部材２６を駆動しないため光路長が一定でなく、立方体の手前側稜線３２と後ろ側稜線３３の長さが違っており奥ゆき感がある。一方で、撮像レンズ２４が駆動されるので焦点の合った明瞭な映像となるため、表面の数字がはっきり読みとれる。したがって、光路長伸縮部材２６を作動させず撮像レンズ２４を駆動させて撮影することで、遠近感のある映像のまま、表面に焦点の合った映像が得ることができる。撮像レンズ２４の駆動量は、測距情報に基づき行えばよい。
【００９１】
続いて、光路長伸縮部材２６の駆動方法と回転ミラー２１の駆動方法について説明する。回転ミラー２１と光路長伸縮部２６は作動量をコントロールしやすいパルスモータ等で駆動する。しかしながら、スキャン速度と回転ミラー２１の回転角変化、スキャン速度と光路長伸縮部材２６の位置変化には、線形な関係がないためカム面によって、スキャン速度に基づく回転ミラー２１の回転角変化、スキャン速度に基づく光路長伸縮部材２６の位置変化を生み出す。すなわち、光路長伸縮部材２６と撮像レンズ２４は、それぞれ独立した駆動源及びカムによって駆動される。
光路長伸縮部材２６を駆動させる光路長カムは２つのカム面を持ち、２つのカム面の間にはカム部材が駆動したとき、光路長伸縮部２６を退避位置から測定初期位置へ駆動させる準備作動面でつないだ形態である。
【００９２】
光路長伸縮部材２６の駆動は、原稿が平面の場合と立体の場合によって異なる。平面を撮影する場合、回転ミラー２１から基準面９９までの長さを補正するよう光路長伸縮部材２６をうごかせばよい。
【００９３】
立体物を撮影する場合、測距結果に従い光路長伸縮部材２６を駆動させると共に、必要となる回転ミラー２１の駆動角の幅は大きくなリ、かつ位置も違ってくる。このため、カム部材には２つのカム面を作成し、それを原稿の選択（平面又は立体物）により切り替えて使用することとなる。
【００９４】
また、光路長カム４３の駆動により光路長伸縮部材２６を駆動させ、平面を撮影する場合、読み取り面１００から撮像レンズ２４のレンズ前側主点ｅ１までの距離（読み取り面１００からＣＣＤ受光面までの距離）を一定に保つようにする。
【００９５】
図１３は、回転ミラー２１及びその駆動系の概略図を示す。反射ミラー２１は保持版３５に固定されている。回転ミラー２１は壁２の幅方向に設けられた円筒２１ａに軸支されており、円筒２１ａと一体に回転する。円筒２１ａの両端部は回動自在に画像読み取り装置に保持されている。
【００９６】
パルスモータ３８の回転部と減速ギア３７と、減速ギア３７とミラーカム３６が噛合しており、パルスモータ３８の回転がミラーカム３６が回転駆動される。ミラーカム３６の外縁は、ミラーカム３６の回転中心との距離がなだらかに増加するような形状である。保持版３５に一体に設けられたカムフォロワ３５ａはバネ３９によりミラーカム３６の外縁に付勢されて接している。なお、所定以上ミラーカム３６が回転するとストッパ４０に係止される。
【００９７】
以上のような構成により、パルスモータ３８によりミラーカム３６がＡ方向に回転すると、カムフォロワＣが上方向に移動して回転ミラー２１は画像読み取り装置に近い読み取りラインを反射する。パルスモータ３８によりミラーカム３６がＢ方向に回転すると、カムフォロワＣが下方向に移動して回転ミラー２１は画像読み取り装置に遠い読み取りラインを反射する。
【００９８】
図１４（ａ）は、光路長伸縮部材及びその駆動系の概略図を示す。光路長伸縮部材２６の両端は、ガイド部材４１に固定されている。ガイド部材４１は貫通孔を有し、読取面に垂直なガイド軸４２が遊びをもって貫通している。したがって、光路長伸縮部材２６は読取面に垂直な２本のガイド軸４２により軸支されている。
【００９９】
ガイド部材４１はカムフォロワ４４を一体に有し、ガイド部材４１に接続されたバネ４７により下方向に付勢され、光路長カム４３と接している。光路長カム４３は、減速ギア（不図示）を介し又は直接にパルスモータ４６の回転軸と噛合しており、回転駆動される。また、ガイド部材４１は出発位置センサ４５により高さ方向の位置を監視されており、ガイド部材４１が所定の位置に達すると出発位置検出センサ４５が出発位置に達した旨の信号を画像読み取り装置に送出する。
【０１００】
図１４（ｂ）は、光路長カム４３の平面図を示す。パルスモータ４６の回転軸と噛合する回転中心４３ａから長手方向上部には準備作動面（ｃ−ａ）を有する。準備作動面（ｃ−ａ）の一方の脇には平面状の原稿を撮影する場合に使用する平面カム（図中ａ−ｂ部）が設けられている。また、もう一方の脇には立体物を撮影する場合に使用する立体カム（ｃ−ｄ部）が設けられている。すなわち、撮影する原稿に応じて、画像読み取り装置はパルスモータ４６の回転方向を切り替える。
【０１０１】
回転中心４３ａから外縁までの距離に示されるように、カム面c-dを使用する立体物カムは、カム面a-bの平面カムに比べ、カム落差が大きく光路長伸縮部材２６を広い範囲で駆動させることが出来る。
【０１０２】
パルスモータ４６が回転すると、減速系を介して光路長カム４３が回転し、そのカム面を受けたカムフォロワ４４により、光路長伸縮ミラー２６がガイド軸４２に沿って上下する。これにより、平面原稿又は立体原稿に応じて光路長を調整できる。
【０１０３】
以上のように本実施例の画像読み取り装置によれば、反射ミラーの回転角作動と光路長伸縮部材の光軸方向の作動をそれぞれ独立に制御できるので、撮像レンズから原稿面までの距離変化があっても、読み込みピッチを一定にして回転ミラーの回転位置を制御できる。
したがって、平面な原稿や立体物のゆがみを少なくスキャンする事ができる。被写体は上向きでよく、また、画像読み取り装置の光路長伸縮部２６は素直方向に駆動されるので設置面積を抑えることができ、机の上等に常においていても他の作業の邪魔にならないコンパクトな画像入力機器を得ることが出来る。このコンパクト性により可搬性に優れ、また、操作の簡易さより多くの場所での使用、他の映像機器との組み合わせての仕様など利用範囲を広げる事が可能となる。また、プラテンガラスに原稿等を押し当てる形式のスキャナでは困難は斜視形状撮影又は表面焦点撮影も可能となる。
【実施例２】
【０１０４】
実施例１で説明したように画像読み取り装置は１次元固体撮像素子２５により斜め方向から平面及び立体の原稿を読み取ることができる。1次元固体撮像素子２５を用いた画像読み取り装置は、原稿面を含む所定の領域を１次元固体撮像素子と垂直な方向に副走査することにより、１次元固体撮像素子で得られる1次元画像を継ぎ合わせ2次元画像として取り込んでいる。一方、エリアセンサ（以下、2次元固体撮像素子という）では副走査することなく1回の露光により2次元に配列された画素からの平面又は立体の原稿を2次元画像として取り込む。
【０１０５】
２次元固体撮像素子の光蓄積時間は、1枚の画像を読み出す時間である1/30sec程度であるのに対して、１次元固体撮像素子の１ラインの走査周期時間は〜1msec程度となり、例えば1000ラインの読み取りでは〜1sec程度の時間を要することになる。したがって、１次元固体撮像素子は高解像度化の面では有利である反面、読み取り速度の面では不利になる。一般的なフラットベットスキャナでは、１次元固体撮像素子により、撮像を行っているが、各ライン毎に副走査方向に駆動して撮像する為、撮像に時間がかかってしまうという問題がある。
【０１０６】
また、フラットベットスキャナのように原稿を背面から１次元固体撮像素子によって画像読み取りを行う構成では、光源や素子のレイアウト等のハードウェア上の制約により１次元固体撮像素子の撮像領域を２次元固体撮像素子により撮影することは難しい。
【０１０７】
そこで、本実施例では、被写体画像を情報から撮影し、高解像度化の面で有利な１次元固体撮像素子をメインの撮像手段とし、読み取り速度の面で有利な２次元固体撮像素子を１次元固体撮像素子による入力の為の補助的な手段として用いることにより、より高速で、高機能な画像入力が行えるようにすることを目的とする。
【０１０８】
図１５は、本実施例の画像読み取り装置の概略構成図を示す。なお図１５において、図２と同一構成部分には同一の符号を伏しその説明は省略する。図１５では、画像読み取り装置の上部に２次元固体撮像素子２００を有する点で実施例と異なる。２次元固体撮像素子２００は、１次元固体撮像素子２５が走査する範囲を一回の撮影により撮影可能な光電変換素子が２次元に配列された2次元固体撮像素子である。
【０１０９】
なお、本実施例のように予め2次元固体撮像素子で原稿を撮影する場合、原稿を上向きにして読み取る場合だけでなく、いわゆるフラットベッド型の読み取り装置にも適用できる。図１６は、原稿をコンタクトガラスに伏せた状態で原稿を読み取るフラットベッド型の読み取り装置の概略構成図を示す。
【０１１０】
図１６の読み取り装置は、一次元撮像素子１０４、レンズ１０３、第一キャリッジ（少なくとも第一ミラー１０１ｂ、光源及び反射ミラー１０１ａを具備）１０１、第二キャリッジ（少なくとも第二ミラー１０２ａ及び第三ミラー１０２ｂを具備）１０２、コンタクトガラス１０６の取り込み原稿領域外に設けられ第一キャリッジ１０１、第二キャリッジ１０２を矢印方向に駆動することで一次元撮像素子１０４に結像できる基準白板１０８と、各キャリッジのホームポジションを検出するホームポジションセンサ１０９、各キャリッジを矢印方向に駆動するモータ１０５と原稿台カバー９８を有する。そして、図１８の画像読み取り装置は、取り込み原稿領域を二次元的に撮像できる2次元固体撮像素子２００を有する。
【０１１１】
２次元撮像手段２００は取り込み原稿領域を少なくとも撮像できる構成であれば良く、広角レンズにより画角を広くし、第一キャリッジ、第二キャリッジがホームポジション位置した状態で2次元固体撮像素子２００の撮像領域が死角にならないような配置に設けられる。図１６では、取り込み原稿１０７の中心下部に設けられている。１次元固体撮像素子１０４により取得した2次元画像データと2次元固体撮像素子２００により取得した2次元画像データの各画素の関係は予め求めておくことができる。また、２次元撮像手段２００に回転及び/又は平行移動の駆動機構を設け、取り込み原稿領域を複数領域に分割して取り込み、分割画像を合成して取り込み原稿領域の画像を生成するような構成にしても良い。なお、以下では、図１５の構成に基づき説明する。
【０１１２】
図１７は、本実施例の画像読み取り装置の概略機能ブロック図を示す。なお図１７において、図３と同一部分には同一の符号を付しその説明は省略する。図１７ではＣＣＤ駆動回路５４に２次元固体撮像素子２００が接続されており、２次元固体撮像素子２００により撮像された画像はメモリ５２に保持される。なお、特許請求の範囲における属性情報検出手段は、後述のように画像処理回路５３が相当する。
【０１１３】
また、ＲＯＭ６４には、ＣＰＵ５０を、属性情報検出手段により検出された属性情報に基づき１次元固体撮像素子２５による撮像条件を決定する撮像条件決定手段、2次元固体撮像素子２００により撮像された１つの画像から領域を指定する領域指定表示を検出する領域指定表示検出手段、2次元固体撮像素子２００により撮像されたパターン光が照射された被写体の画像に基づき、2次元固体撮像素子２００により所定の時間間隔で連続的に撮像された画像の変化に基づき、被写体の入れ替えを検出する被写体入れ替え検出手段、被写体の３次元形状を検出する３次元形状検出手段、として機能させる各手段が格納されている。
【０１１４】
はじめに、本実施例の画像読み取り動作の流れを図１８のフローチャート図に基づき説明する。走査パネル１０によりスキャン開始が指示されると、１次元固体撮像素子２５の走査に先立ち、まず2次元固体撮像素子２００により画像を撮影する（Ｓ１１）。撮影された画像を入力画像Ａとする。入力画像Ａは2次元固体撮像素子により記録したものなので、高速に入力ができる。
【０１１５】
撮像した画像領域には少なくとも原稿領域が含まれるような撮像倍率であるようにし、原稿領域を精度良く抽出する為に、原稿のエッジ部を認識し易いような背景色（例えば、黒色）の原稿台に原稿を配置する。
【０１１６】
属性情報検出手段は、撮像画像から、先ずはエッジ抽出の処理を実施し、エッジ抽出結果を用いて原稿領域を抽出する（Ｓ１２）。エッジ抽出処理としては微分フィルタ、Sobelフィルタ等のデジタルフィルタによる汎用的な画像処理手法を用いる。
【０１１７】
次いで、属性情報検出手段は入力画像Aから被写体の属性情報を検出する（Ｓ１３）。属性情報としてはモノクロのテキストと図面、網点画像等から構成されるモノクロ原稿、カラーのテキストや写真、カラーの図面から構成されるカラー原稿、印画紙や普通紙全面に印刷された写真等が挙げられ、撮像された2次元固体撮像素子の各画素データを基に属性情報の判定が可能である。
【０１１８】
更に原稿がモノクロかカラーかの判定には、2次元固体撮像素子の各画素データのRGBの強さの比を変数とした数値を定義し、この数値に対して閾値処理を行う。例えば各画素が8bitのデータで構成されているとした場合に各色の和を算出すると、白の場合、R+B+G = 255+255+255 = 765、黒の場合、R+B+G = 0+0+0 =0となる。各画素に対して、R+B+G>765-ΔxとR+B+G>0+Δyの判定条件のORを取り、この判定条件が総画素数の所定の割合以上である場合に、モノクロと判定する。逆に所定の割合以下の場合にはカラーと判定する。また、全面が写真であるか否かについてもモノクロ、カラーの判定で用いた閾値を用い、適当な判定条件となる数値を設けることで判定できる。
【０１１９】
なお、属性情報検出手段は、撮影された原稿の大きさ、撮影距離等に基づき被写体の原稿サイズ（Ａ４，Ｂ５等）を検出できる。
【０１２０】
2次元固体撮像素子により被写体の属性情報を検出した後、撮像条件決定手段は、１次元固体撮像素子２５における被写体の属性に適した撮像条件を決定する（Ｓ１４）。撮像条件は、被写体の属性情報に基づき予めＲＯＭ６４に保持されている。
【０１２１】
次いで、１次元固体撮像素子２５による画像入力を行い入力画像Bとして撮像し、例えばメモリ５２に記録する（Ｓ１５）。なお、入力画像Aは、被写体の属性情報を検出する為に用いたものであるので、属性情報の検出が完了した段階で削除してもよい。
【０１２２】
撮像条件について説明する。図１９は、撮像条件の一例を示す図である。撮像条件は、例えば、原稿の種類を示す被写体の属性情報１、原稿サイズを示す被写体の属性情報２とこれらに対応した１次元固体撮像素子２５の撮像条件１、２、３が記録されたルックアップテーブルである。これにより原稿の属性に応じて最適な撮像条件で撮像することができる。
【０１２３】
このように、本実施例の画像読み取り装置は、操作者が読み取り条件を設定することなく、原稿の種類に適した撮像条件で自動的に画像を取得できるようになる。また、1次元撮像素子で撮像するよりもより高速化に有利な構成になる。
【０１２４】
一枚の画像に複数の領域がある場合、属性情報検出手段が有する像域分離手段は領域分離を行う。像域分離手段が行う像域分離手法に関しては、電子情報通信学会論文誌Vol.J75-DII No.1 p.39-47の『文字/絵柄（網点、写真）混在画像の像域分離方式』に記載されている方法を使用する。
【０１２５】
１次元固体撮像素子の画像入力系には、１次元固体撮像素子２５の各画素からのデータを転送し一次的に記憶するテンポラリメモリと該テンポラリメモリのデータに所定の演算処理を施し、２次元画像の画素データとして記録するバッファメモリから構成され、2次元固体撮像素子により像域分離された画像データに基づいて前記テンポラリメモリからバッファメモリにデータを転送する際の演算処理を2次元固体撮像素子により取得された画像の像域分離結果に基づき適応的に変化させる。また、画像データをテンポラリメモリに転送する際に演算処理を行うようにハードウェアを構成するようにしても良い。
【０１２６】
１次元固体撮像素子により取得される２次元画像データと2次元固体撮像素子により取得される２次元画像データとの各画素の対応関係は、各撮像素子により取得された各画像間の対応に基づく線形の変換式を予め求めて置き、同一の座標系に変換した後で、前記演算処理を施すようにする。
【０１２７】
対応関係を求める場合、千鳥格子（チェッカーフラグ）のような複数の格子との連結点等、各画素の演算処理により容易に検出できるような基準被写体を利用する。基準被写体の画像の特徴点を取り込み、各撮像素子により撮像した画像間での画素位置の特徴点の対応を導出し、関係式を算出することが可能になる。
【０１２８】
図２０は、本実施例の画像処理回路５３が行う処理の処理ブロック図を示す。１次元固体撮像素子２５の各画素から光電変換された信号はCDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)回路７１に入力され、信号に含まれるノイズ成分であるリセットノイズを除去する。具体的には、１次元固体撮像素子２５の映像信号期間をサンプリングしたものと、基準期間をサンプリングしたものとを引き算することによりノイズを除去する。
【０１２９】
また、CDS回路７１を通過した信号は、AGC(Auto Gain Control:自動利得可変制御)回路７１に入力され、信号の大きさによってその利得を変化させて最適な大きさの信号にする。例えば、周囲の環境光の明るさを検出する光検出素子を設け、周囲の明るさに応じて、AGC７１により最適な利得に制御する。
【０１３０】
１次元固体撮像素子２５の各画素を駆動するためにTG(Timing Generator)７６及びDriver７５を介して水平、垂直の各種駆動パルスならびにアナログ信号処理を行う際のパルスを、基準クロックに同期させて発生させるロジック回路７７、７８を用いる。
【０１３１】
CDS及びAGC７１を通過したアナログ信号はバッファメモリ７２に転送され、A/D変換器７３によりデジタル信号に変換され２次元画像データとしてメモリ５２に合成される。
これらの制御は図示したCPU５０、PLD(Programmable Logic Device)７７、７８により行うものとし、メモリ５２に蓄積されたデータを外部デバイスに転送する際に、2次元固体撮像素子により撮像した画像データによるレイアウト解析結果（像域分離結果）を用いて領域の属性情報に応じて画像データの解像度、圧縮率、圧縮方法等を適応的に決定する。
【０１３２】
図２１は、像域分離手段における処理手順を示す図である。2次元固体撮像素子により撮像された画素データ（RGB）のG成分のデータは、MTF（Modulation Transfer Function）補正によりエッジ抽出・網点検出を容易に行う為のエッジ強調処理を行い、その結果を用い、エッジ抽出処理、孤立点除去処理を行う。
【０１３３】
各画素データ（RGB）及び、G成分のMTF補正処理を行ったデータは網点分離処理が行われる。また、G成分のMTF補正処理を行ったデータは白背景分離処理が行われる。また、各画素データは色判定処理部に入力することで、原稿に有彩画像が含まれるか、無彩画像のみで構成されているか否かを判定される。
【０１３４】
これらの処理が終わると各入力データに基づき、像域分離手段は、原稿の全領域の黒文字、色文字、網点、写真等の領域に分割する総合判定処理を行い、その領域の画像上の座標データを演算する。これは2次元固体撮像素子上の座標であるので、像域分離手段は、１次元固体撮像素子の撮像領域に相当する座標に変換し、１次元固体撮像素子の入力条件を各領域に応じて適応的に変化させるものとする。
【０１３５】
取得された画像データは、画像表示部９に表示される。画像表示部９には2次元固体撮像素子により撮影された画像（動画像含む）を表示できるとともに、表示状態を変更する為のプッシュボタン等の指示手段を設ける。
【０１３６】
また、画像表示部９に座標入力手段を設け、１次元固体撮像素子により入力する領域を指示し、指示された領域の属性情報により１次元固体撮像素子の撮像条件を決定し、１次元固体撮像素子の動作をさせるようにする。
【０１３７】
2次元固体撮像素子により画像を撮像する際に、被写体を設置する前と設置した後の差分を計算し、この計算結果により、被写体の境界領域を判定してもよい。
【０１３８】
上述した構成を用いて、2次元固体撮像素子により抽出された画像データに基づき原稿領域内をテキスト、写真、図（網点領域）等の複数の属性情報の異なる領域に分離し、各領域の属性情報に応じて１次元固体撮像素子の撮像条件を決める処理について説明する。
【０１３９】
複数の属性情報の異なる領域に分離する為には、デジタル複写機等で用いられている像域分離技術を用いる。文字エッジ検出処理や網点領域検出処理等、図２１の処理を行うことにより、文字領域なのか網点領域なのかを検出することができる。
【０１４０】
このように2次元固体撮像素子により撮像した原稿の画像データから、原稿全体のレイアウト及び各領域の構成属性情報を予め求めておき、この構成属性情報に基づき、1次元撮像手段により撮像する際の撮像条件を決める。
【０１４１】
像域分離技術により背景として認識された領域や撮影者が必要ないと判断している領域は、1次元撮像手段２５により読み取る必要がないので、この領域を読み取らないように1次元撮像手段２５により読み取る際のデータ処理方法を変更する。
【０１４２】
また、文字領域か写真領域かに応じて、１次元固体撮像素子２５の各画素からの読み取り密度を変化させてもよい。文字領域は、最終的に2値画像として利用する場合が多いので、文字領域の場合には読み取り密度を低くできる。これに対し写真領域は、高解像度と高い諧調が要求されるので、１次元固体撮像素子の性能をすべて使用して撮像することで、原稿の各領域の属性情報に適した撮像を行うことができる。
【０１４３】
図２２は原稿を像域分離して各領域に適した画像処理を行う処理のフローチャート図を示す。まず、被写体原稿を2次元固体撮像素子（Xi、Yiの画素座標）により撮像する（Ｓ２１）。図２３（ａ）は、2次元固体撮像素子の平面図を示す。2次元固体撮像素子２００の各画素は座標（Xi、Yi）により指定できる。
【０１４４】
次いで、像域分離手段は、該入力画像Aを像域分離手法により文字領域、写真領域等の各領域に抽出する（Ｓ２２）。図２３（ｂ）は像域分離された入力画像Ａを示す。図２３（ｂ）に示すように、入力画像Ａは像域分離によりテキスト領域1、写真領域、図領域、テキスト領域2に分離された。
【０１４５】
次いで、画像読み取り手段は、各領域の頂点座標を2次元固体撮像素子の（Xi、Yi）座標系の座標値として求める（Ｓ２３）。
【０１４６】
画像読み取り手段は、１次元固体撮像素子の（Xs、Ys）座標系と2次元固体撮像素子の座標系（Xi、Yi）とを変換する座標変換式を予め算出（キャリブレーション）してあるので、2次元固体撮像素子の各領域の頂点座標から１次元固体撮像素子の主走査方向（Ｘｓ）、及び、副走査方向（Ｙｓ）の位置関係を求めることができる。すなわち、各領域毎に、（Xi、Yi）と（Xs、Ys）の対応関係が分かる。１次元固体撮像素子により撮影された画像の走査条件及び各画素から転送するデータのビット数等の特性を各領域に対して決定する（Ｓ２４）。これにより、例えば、テキスト領域であれば取り込むビット数を少なくできる。
【０１４７】
決定された条件を１次元固体撮像素子の撮像条件として設定し、１次元固体撮像素子による画像入力を行い、入力画像Bを取得し、メモリ５２に記録する（Ｓ２５）。
【０１４８】
以上のような処理により、一枚の原稿であっても、テキストや写真などの各領域に対して1次元撮像手段の撮像条件を変えることができる。これにより、効率的な画像入力が行えるようになる。また、原稿を一つの単一画像として扱わないので、テキストや写真などの領域属性に応じたデータ圧縮の適用も容易となり、データのハンドリング性が向上する。
【０１４９】
続いて、原稿上にマーカ等で加筆された情報を2次元固体撮像素子により撮像した画像から認識し、この認識結果に基づき１次元固体撮像素子の撮像条件を決定する画像の入力について説明する。
【０１５０】
図２４（ａ）は、一部がマーカにより囲まれている原稿の一例を示す。マーカは、各色のマジック、蛍光マーカ等どのようなペンで記入したものであってもよい。マーカが一カ所しかなければ、他の文字等よりも太い（又は細い）ラインをマーカとして検出したりループ状の描画をパターン認識してマーカとして検出し、マーカに囲まれた領域を一元撮像素子により撮像する対象領域とする。
【０１５１】
また、操作者により指定されたマーカの色に基づき当該マーカに囲まれた領域を撮像対象としてもよい。画像読み取り装置は、2次元固体撮像素子により撮像された入力画像Ａから指定された色の蛍光マーカを検出し、この色の領域を座標データとして取得する。
【０１５２】
また、マーカの形態は図２４（ｂ）、（ｃ）のようにカギ括弧や「＋」であってもよい。マーカの形態は予め画像読み取り装置に定義しておけば、パターンマッチングなどにより種々のマーカを検出できる。
【０１５３】
図２５は、一部がマーカにより囲まれている原稿を１次元固体撮像素子により撮像する処理の流れを示すフローチャート図を示す。
【０１５４】
まず、画像読み取り装置は、被写体原稿を2次元固体撮像素子（Xi、Yiの画素座標）により撮像する（Ｓ３１）。次いで、入力画像Ａから加筆マーカを検出し（Ｓ３２）、加筆マーカ内の領域の領域情報（テキスト領域、写真領域、図領域等）を検出する（Ｓ３３）。
【０１５５】
次いで、原稿から像域を分離した場合と同様に、蛍光マーカで囲まれた領域の2次元固体撮像素子の（Xi、Yi）座標と１次元固体撮像素子により撮像される領域の（Ｘｓ、Ｙｓ）座標とを対応づけ、当該領域の撮像条件を決定する（Ｓ３４）。これにより、当該領域を１次元固体撮像素子で走査する際の画像取込条件を領域情報に応じて変化させることができる。
【０１５６】
次いで、決定された条件を１次元固体撮像素子の撮像条件として設定し、１次元固体撮像素子による画像入力を行い、入力画像Bを取得し、メモリ５２に記録する（Ｓ３５）。
【０１５７】
以上のような処理により、蛍光マーカで指定された領域以外の領域や背景等の不要な部分の画像データを無くすとともに、各領域の属性に応じた撮像条件で画像入力することができ、高品質な画像が獲得できる。すなわち、ユーザが指定した領域を、領域情報に応じて高速、高精細に取得できる。
【０１５８】
続いて、撮像対象が立体である場合について説明する。図２で説明したように、画像読み取り装置はＡＦ投光ランプ６２を有するが、さらに、画像読み取り装置は複数のスリット光からなるパターン光を投影するパターン光投光器を有する。
【０１５９】
パターン光投光器は、2次元固体撮像素子２００と所定の間隔で設けられ、2次元固体撮像素子２００の撮像範囲に所定のパターン光を照射することができる。画像読み取り装置は、当該パターン光を解析することにより被写体の三次元形状を検出する。
【０１６０】
図２６は、パターン光が投光された立体の一例を示す。図２６のパターン光は複数の直線状の光による縞模様であり、パターン光は輝度に基づき検出され、平面であれば直線となるパターン光が立体の形状に応じて屈曲や湾曲することから、各直線の光から屈曲点等の特徴点を抽出することで、例えば立方体の各辺を抽出できる。
【０１６１】
図２７は、３次元形状を取得する画像読み取り装置の構成及び原理説明図を示す。図２７は、被写体、2次元固体撮像素子２００及びパターン投光器１１１を壁２に垂直な方向から見た平面図である。
【０１６２】
パターン投光器１１１は、2次元固体撮像素子２００に対して所定の位置関係で配置され、パターン投光器１１１は、2次元固体撮像素子の撮像領域の被写体に対して複数のスリット光を照射する。パターン投光器１１１から照射されるパターン光は複数の直線状の光による縞模様とする。パターン光を被写体に照射し、それを2次元固体撮像素子２００（１次元固体撮像素子で撮影してもよい）で撮像することにより、被写体の高さ変化により歪んだパターン光が撮影される。この歪の程度より被写体表面上の点の3次元的な位置を検出できる。
【０１６３】
パターン投光器１１１からスリット光が照射された部分は2次元固体撮像素子の点(u.v)で結像する。2次元固体撮像素子の光学中心Ｏを原点とする座標系を定義し、スリット光が照射された被写体１００の部分の座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とすると、スリット光が照射された被写体上の奥行き距離Zは次式で表せられる。
Z=d/(tanθ1+tanθ2)
ここで、ｆは2次元固体撮像素子の焦点距離、tanθ2=v/f  である。
【０１６４】
Zが求まると、次式によりX,Yが求まる。
X=(u/f)×Z
Y=(v/f)×Z
この計算を各スリット光について行うと、被写体上の3次元位置が求まる。
【０１６５】
そして、３次元形状に基づき、１次元固体撮像素子２５の撮像条件を決めることができる。例えば、被写体の3次元位置が分かれば、１次元固体撮像素子２５までの光路長が判明するので、画像読み取り装置は、３次元形状に応じて光路長伸縮部２６を駆動して光路長を一定とすることができる。また、撮像レンズ２４を駆動して合焦してもよい。
【０１６６】
したがって、2次元固体撮像素子２００及びパターン光投影器１１１により被写体表面の三次元形状を計測することで、本のような表面が湾曲している原稿に対しても高品位な画像データを取得できるようになる。
【０１６７】
続いて、2次元固体撮像素子２００により所定の時間間隔で被写体を撮像し、原稿の入れ替えが検出されたら１次元固体撮像素子２５により撮像する画像読み取り装置について説明する。
【０１６８】
2次元固体撮像素子２００は所定の時間間隔で連続的な画像を取得できる動画像入力が可能である。例えば1秒間に５〜３０フレームの画像が撮影されればよい。
【０１６９】
そして、画像読み取り装置は、連続して撮影された画像（時系列画像データ）の差分を計算し、この差分を所定の閾値と比較し、差分が閾値より大きい画像データが所定の時間にどの程度の頻度で発生しているかをカウントし、ある所定のカウント以上の場合に原稿の入れ替えであると判定する。このように判定することで、原稿の入れ替わりを確実に検出できる。入れ替えがあったと判定された後、入れ替えられた次の原稿が安定して設置される程度の時間が経過したら、１次元固体撮像素子による画像入力を開始する。これにより、ユーザが画像入力の開始を指示しなくても、原稿の入れ替わりを検出して原稿の画像入力を開始できる。なお、例えば、原稿に書き込み等があった場合に、ある程度の書き込みが終わったら読み込みを開始するように、差分が所定の閾値より大きくなった場合に１次元固体撮像素子による画像入力を開始してもよい。
【０１７０】
図２８は、原稿の入れ替えを検出し１次元固体撮像素子により撮像する撮像処理の流れを示すフローチャート図である。図２８の処理は、例えば、自動で撮影を行う自動スキャンモードを操作者が選択すると開始する。
【０１７１】
自動スキャンモードが設定されると2次元固体撮像素子による動画像入力が開始される（Ｓ４１）。画像読み取り装置は、2次元固体撮像素子により撮影された画像に基づき、原稿が設置されているか否かを判定する（Ｓ４２）。画像読み取り装置は、予め、原稿台の画像を記憶しているので、原稿台の画像と2次元固体撮像素子による画像との差分を求め、差分を閾値と比較することで原稿の設置の有無を容易に判定することができる。
【０１７２】
図２６は、2次元固体撮像素子に撮影される画像の時系列変化を示す図である。画像の時系列変化は、各画素の画素値の和を画像毎に求め、連続する画像間で画素値の和の差分を求めることで示す。Σ(Image(x,y,t)は、ある時刻ｔにおける2次元固体撮像素子の各画素の和を、Image(x,y,t-1)は時刻ｔより１フレーム前の時刻における2次元固体撮像素子の各画素の和を示す。したがって、「ΣImage(x,y,t)−Image(x,y,t-1)」により2次元固体撮像素子に撮影された画像の時系列変化が算出される。
【０１７３】
図２９は、t=0では原稿が設置されていない状態とし、次いで、時間の経過と共に、原稿の設置及び原稿の取り除き動作を行った場合のΣ(Image(x,y,t)-Image(x,y,t-1))の変化（以下、単にΔＩとする）を示している。
【０１７４】
時刻ｔ１で原稿の設置動作を開始するとΔＩが大きくなりかつ変動する。画像読み取り装置は、所定の閾値以上のΔＩが所定以上の頻度で現れた場合、原稿の設置がされたと判定する。そして、ｔ＝２のようにΔＩが小さくなると、原稿の設置動作が終了したと判定する。
【０１７５】
ところで、原稿が設置されていない場合及び原稿が設置されていたが取り除き動作が検出された場合、原稿設置動作開始/終了検出により、原稿の設置開始と設置の終了を検出すると効率がよい。このためΔＩが所定の閾値よりも大きくなる点の所定時間間隔内の比率を求め、このような時間を考慮した比率に対する閾値を新たに設け、この閾値により原稿の設置動作の開始を判定するとともに原稿の設置動作の終了も判定する（Ｓ４３）。
【０１７６】
原稿の設置動作の終了が検出された場合（Ｓ４３のＹｅｓ）、所定時間Δtの後（ｔ＝３）に１次元固体撮像素子２５により原稿を撮影し（Ｓ４４）、原稿の属性情報を検出する（Ｓ４５）。次いで、属性情報に応じて１次元固体撮像素子２５の撮像条件を決定し（Ｓ４６）、撮像する（Ｓ４７）。１次元固体撮像素子２５による撮像は時刻ｔ４で終了する。以上で図２８のフローチャート図に基づく処理は終了する。
【０１７７】
次いで、操作者が原稿の取り除き動作を開始すると（ｔ＝ｔ５）、画像読み取り装置はΔＩが所定の閾値以上となる頻度に基づき原稿の取り除きを検出する（ｔ＝ｔ６）。
【０１７８】
以上のように、2次元固体撮像素子２００により原稿を動画像のように撮影することで、原稿の入れ替えを自動的に検出し、検出結果に基づき１次元固体撮像素子の画像入力を開始することができ、操作性が著しく向上する。
【０１７９】
続いて、ステレオ法による３次元形状の検出について説明する。複数のスリット光によるパターン光を投光して３次元形状を検出する方法については上記したが、ここでは、複数のカメラを用いて３次元形状を検出する。
【０１８０】
図３０（ａ）は、ステレオ法による距離情報の求め方を説明するための図である。一般に、ステレオ法による三次元形状検出は、複数台（図では２台）のカメラを用い、カメラ間隔Ｂ、カメラの焦点距離ｆ、被写体の同一位置の各カメラ上での位置に基づき被写体の三次元形状（距離情報）を算出する。例えば、図３０（ｂ）（ｃ）に示すように左右のカメラにより被写体が撮影された場合、図３０（ｄ）のように左右のカメラで撮影された被写体の同一部分のずれ（視差Ｚ）を算出する。視差Ｚは図３０（ｂ）（ｃ）のような画像を、一画素ずつずらして画素値（輝度等）のシティブロック距離などを算出し、シティブロック距離が最小となるずれ量を決定する。距離ＤはＤ＝Ｂ×ｆ／Ｚの関係により求められるので、これを画素毎に行えば画像の３次元情報を得られる。
【０１８１】
本実施例では、１次元固体撮像素子２５と2次元固体撮像素子２００とを用いて、撮影された画像から得られる視差にステレオ法を適用して、被写体の三次元形状を検出する。
【０１８２】
図３１は、１次元固体撮像素子２５の撮像領域及び2次元固体撮像素子２００の撮像領域の一例を示す。図３１（ａ）のように2次元固体撮像素子と１次元固体撮像素子の撮像範囲が平行でない場合、距離情報を算出することが困難となる。そこで、図３１（ｂ）のように、通常の2眼ステレオ法の演算を適用するため、１次元固体撮像素子、2次元固体撮像素子の撮像面の垂直二等分線が平行になるように2次元固体撮像素子により撮像される画像を変換する。
【０１８３】
例えば、１次元固体撮像素子２５に対しθ傾いているとすれば、撮影高さｈ（既知）をθにかけることで2次元固体撮像素子により撮像される視差をｈ・θ大きくする。また、視覚がθ変化した分をアフィン変換することで、画像を変換できる。なお、各撮像素子の像倍率、及び、焦点距離も同一になるように各撮像素子に対する光学特性に応じて画像を整形する。
【０１８４】
このような処理をすることで、ステレオ法による３次元形状を検出できる。したがって、パターン投光器を用いなくても、2次元固体撮像素子と１次元固体撮像素子によるステレオ法により簡易な三次元画像入力機能が実現できる。
【０１８５】
以上のように、本実施例によれば、高解像度化の面で有利な1次元固体撮像素子により画像を取り込め、読み取り速度の面で有利な2次元固体撮像素子を1次元撮像素子による入力の為の補助的な手段として用いることにより、より高速で、高機能な画像入力が行える。
【実施例３】
【０１８６】
本実施の形態の画像形成装置は原稿のセットが容易である等の利点を有するが、原稿面を上向きにしているため、外光による影響を受けやすくなってしまうことがある。外光の影響は、照射光の強度化、電子的方法による外光ノイズ（フリッカー等）の除去といった方法により低減できるが、専用照明光だけによる従来の原稿台押し当て方式ではそもそも外光の影響がなく優位となっている。特に、カラー映像画像のような原稿では原稿台押し当て方式が優位となる。
【０１８７】
本実施例ではこの点を考慮し、実施例１及び２で説明した画像読み取り装置に専用照明光で画像を取り込む手段を加え、撮影対象や要求される画質の程度に応じて、読み取り方式を選択可能とすることを目的とする。
【０１８８】
すなわち、実施例１又は２では、１次元固体撮像素子２５により読み取られる画像は基準面９９に設置されたものだけであったが、本実施例では基準面以外の経路からも画像の読み取りを可能とする画像読み取り装置について説明する。本実施例の画像読み取り装置により、画像読み込み方法を複数備え、被写体の特質に合わせて原稿を入力することができる。
【０１８９】
図３２は本実施例の画像読み取り装置の概略外観図を、図３３は画像読み取り装置の概略構成図をそれぞれ示す。なお図３２において図１と同一構成部分には同一の符号を伏しその説明は省略する。
【０１９０】
なお、本実施例の画像読み取り装置の概略機能ブロック図は図３と同様であるが、ＲＯＭ６４にＣＰＵ５０を、光路長切り替え手段として機能させる光路長切り替え手段が格納されている。
【０１９１】
図３２の画像読み取り装置は、窓部７の下部に原稿を挿入する原稿挿入口２０１を有する。また、壁２と平行に対峙する反対面の同じ位置に原稿挿入口２０１から挿入されたシート状の原稿２０８を排出する原稿排出口（後述する原稿排出ガイド２０９）を有する。原稿挿入口２０１は使用しない場合、原稿挿入口２０１は挿入口蓋２０１ａにより閉塞されている。
【０１９２】
原稿挿入口２０１の高さはＡ４サイズの原稿を横方向にして挿入可能な高さにすることが好適である。すなわち、１次元固体撮像素子２５の主走査方向の向きが原稿の短手方向として構成される。これにより光路の切替による撮影光路長の変化に対応した撮影範囲を確保することができ、また、読み込み画像の高解像度化にも対応することができる。また、画像読み取り装置の高さを低減できる。なお、画像の読み取り解像度は確保しうる。
【０１９３】
原稿挿入口２０１と原稿排出口の間には原稿を送り出す原稿送りローラ２０２を備え、原稿送りローラ２０２はステップモータなど原稿送りモータ２０３により回転駆動される。また、本実施例の画像読み取り装置は光路切り替えミラー２０４を有し、光路切り替えモータ２０５により駆動される。光路切り替えミラー２０４は端部２０４ａを壁２に垂直な方向に軸支されており、光路切り替えモータ２０５が回転駆動すると減速ギア２０７を介して端部２０４ａを中心に回動する。画像読み取り装置が上向き原稿を読み取る場合は、光路切り替えモータ２０５は光路切り替えミラー２０４を矢印Ａ方向に駆動して光路切り替えミラー２０４を垂直に維持する。また、画像読み取り装置が原稿挿入口２０１から挿入された原稿を読み取る場合は、光路切り替えモータ２０５は光路切り替えミラー２０４を矢印Ｂ方向に駆動して光路切り替えミラー２０４を水平に対し略４５度に維持する。したがって、光路切り替えミラー２０４は、回転ミラー２１から垂直下方向に反射される光路と原稿挿入口から挿入された原稿の像の光路を切り替える。
【０１９４】
光路切り替えミラー２０４のもう一方の端部にはライト２１０が配設されており、原稿２０８の原稿面を照らす照明光を照射する。これにより外光の影響を受けない画像の取り込みが行える。
【０１９５】
続いて、原稿挿入口２０１から挿入された原稿を読み取る場合の光路について説明する。図３４（ａ）は図３１の画像形成装置の概略側面図を、図３４（ｂ）は図３１の画像形成装置の概略正面図をそれぞれ示す。
【０１９６】
原稿挿入口２０１から原稿を読み取る場合、操作者は操作パネル１０から原稿挿入口２０１からの原稿読み取りを指定する。画像読み取り装置は光路切り替えモータ２０５を駆動して、光路切り替えミラー２０４を略垂直状態から４５度回転変化させ、回転ミラー２１からの光路を光路切り替えミラー２０４により遮断する。これにより、原稿挿入口２０１から挿入した原稿の像が光路切り替えミラー２０４に入射する。
【０１９７】
図３４（ｂ）のように光路が切り替えられた場合、１次元固体撮像素子２５から原稿までの光路長が短く変化するため、光路切り替え手段は、新たな原稿の原稿面に焦点が合うよう撮像レンズ２４の位置（又は一次元撮像素子２５）を調整し合焦させる。
【０１９８】
なお、Ｂ点から入射する光とＢ’点から入射する光では、撮像面までの距離が異なるため、Ｂ’点から入射する光の方が画像が小さくなり、いわゆる台形ひずみを生じさせる。このため、画像読み取り装置は、光路切り替えミラー２０４の角度に応じて台形補正する処理を予め備える。
【０１９９】
原稿を挿入する場合、原稿挿入口２０１へ閉塞する挿入口蓋２０１ａが例えば図３２の矢印Ｃ方向に開く。図３５は、挿入口蓋２０１ａが開いた図の一例を示す。また、原稿送りローラ２０２が回転駆動され、原稿が原稿挿入口２０１から挿入されるようになる。なお、操作パネル１０でなく、原稿挿入口２０１を操作者が開いたことを光路切り替え手段が検知し、光路切り替えミラー２０４等が駆動されることとしてもよい。
【０２００】
原稿挿入口２０１の挿入口蓋２０１ａは、図３５（ａ）のように開いた状態で壁２及び基準面９９に垂直な方向にガイド溝を有し、原稿を垂直方向に保持しやすくしている。また、図３５（ｂ）は原稿挿入口２０１の概略側面図を示す。原稿挿入口２０１の挿入口蓋２０１ａは、開いた場合に挿入口蓋２０１ａの厚みＤにより壁２に係止して壁２に対し略直角な位置で止まりそれ以上開かないように保持される。壁２に対し略直角に停止するようにストッパを設けてもよい。
【０２０１】
なお、原稿挿入口２０１はモータ（不図示）により駆動可能であり、操作パネル１０からの操作信号により、該モータが駆動され開閉する。
【０２０２】
ガイド溝に原稿を設置するとガイド溝が原稿送りローラ２０２までのガイドとなり、原稿を適切な位置に保持したまま原稿送りローラ２０２に送出できる。
【０２０３】
例えば、原稿送りローラ２０２に原稿を押し当てると、原稿送りローラ２０２が回動してスイッチが入り、１次元固体撮像素子２５の読み込みに合わせ原稿送りローラ２０２が回転し、挿入された原稿の読み込みを行うことになる。
【０２０４】
図３６は壁２と平行な面に設けられた原稿排出口の一例を示す。図３６（ａ）は原稿排出口が閉じた状態を、図３６（ｂ）は原稿排出口が開いた状態をそれぞれ示す。原稿排出口２０９は使用しない場合、排出口蓋２０９ａにより閉塞されており、原稿を排出する場合、垂直方向の一辺を支点にして直角より小さいで開く。図３６（ｃ）に示すように長手方向の端部をガイド開閉モータ２１１により軸支されており、ガイド開閉モータ２１１の回転駆動により開閉可能となっている。排出口蓋２０９ａが開くと、排出口蓋２０９ａにより原稿がガイドされ、所定の位置に原稿が排出されるようになっている。
【０２０５】
上向き原稿を読み取る場合又は画像読み取り装置を使用してない場合は、排出ガイド２０９により原稿排出口は閉じた状態となる。原稿挿入口２０１から原稿を読み取る場合、
ガイド開閉モータ２１１が回転駆動し、原稿排出ガイドが所定の角度（２０度から９０度程度）開き、原稿をガイドして排出する。
【０２０６】
以上のような構成に基づき、原稿挿入口２０１から原稿２０８を挿入し画像を読み取り原稿排出口から排出する処理の流れを図３７のフローチャート図に基づき説明する。
【０２０７】
まず、操作者が操作パネル１０により原稿挿入口２０１からの原稿読み取りを指定する（Ｓ５１）。なお、原稿挿入口２０１を開くことで同様の指示としてもよい。
【０２０８】
原稿読み取りが指定されると、光路切り替え手段は、光路切り替えモータ２０５を駆動して光路切り替えミラー２０４を垂直から略４５度の位置に駆動する。これにより、回転ミラーからの光路を遮断すると共に、原稿２０８からの光路を光路長伸縮部２６に反射できる。また、原稿挿入口２０１のカバーが開かれていない場合、光路切り替え手段はモータを駆動して原稿挿入口２０１を開く。また、画像読み取り装置は、ガイド開閉モータ２１１を回転駆動して、ガイド２０９を開く（Ｓ５２）。
【０２０９】
次いで、光路切り替え手段は、ライト２１０により原稿２０８に照明光を照射し、合焦処理を行う（Ｓ５２）。合焦処理については実施例１において説明したので省略する。
【０２１０】
焦点があったら画像読み取り装置は読み取りを開始する。１次元固体撮像素子２５により１ライン毎に画像データを取り込み、素子の荷電を１ライン分所定のメモリに送出する毎に
原稿送りモータ２０３を駆動して原稿を送る（Ｓ５４）。原稿面をすべて走査したら原稿２０８は排出ガイド２０９によりガイドされ原稿２０８が排出される（Ｓ５５）。
【０２１１】
以上のように本実施例の画像読み取り装置は、上向き原稿だけでなく原稿挿入口２０１から挿入された原稿を専用照射光により読み取ることができ、撮影対象や要求される画質の程度に応じて、読み取り方式を選択可能となる。例えば、基準面９９でなんらかの作業を行い、上向き原稿を読み取れない場合であっても、原稿挿入口２０１から原稿の読み取りができる。原稿挿入口２０１や光路切り替えミラー２０４を設けても、１次元固体撮像素子２５や撮像レンズ等は共通して使用できるので、増設機器や大きさ及びコストを低減できる。
【実施例４】
【０２１２】
撮影する被写体が本のような立体物であり、本ののどのように原稿面が基準面９９に対し大きな傾きを持つ場合、特にその傾き方向が画像読み取り装置の画像読み取り方向に対し不利な方向が生じることがある。
【０２１３】
本ののどなどでは、原稿面の表面形状と読み取り方向とが近い角度になってしまい、画像の取り込み品質が低下する場合がある。のどでも画質を低下させずに読み取るため、画像取り込み部を原稿である本の上部に移動することができれば、原稿の厚みの問題は改善できる。本実施例では、画像読み取り装置を傾けることを可能として、画像読み取り部を厚みのある原稿の上部に移動する画像読み取り装置について説明する。
【０２１４】
なお、本実施例の画像読み取り装置の概略機能ブロック図は図３と同様であるが、画像読み取り装置の傾倒を検知する傾倒スイッチがＣＰＵ５０に接続されている。
【０２１５】
図３８（ａ）は正立した画像読み取り装置の側面図を、図３８（ｂ）は傾倒した画像読み取り装置の側面図をそれぞれ示す。画像読み取り装置は、正立した状態と傾倒した状態の２つの状態を取り、それぞれの状態で回転ミラー２１の角度を調整して原稿を読み取る。なお、２つの状態だけでなく図３８（ａ）から図３８（ｂ）に至る傾倒位置で無段階に固定され読み取り可能としてもよい。図３８（ｂ）のように傾倒することで、回転ミラー２１が原稿の上部に移動する。
【０２１６】
なお、傾倒時の傾倒角度は、画像読み取り装置の最上部の基準面９９に対する投影位置が、基準面９９に配置された本の綴じ込み部を超えないような角度である。ほんの綴じ込む部を超えて、傾倒する必要はないからである。
【０２１７】
図３９は、画像読み取り装置の傾倒動作を説明するための図である。画像読み取り装置は両側面３を１対のサポータ３０１に傾倒可能に支持されている。サポータ３０１は上方端部に貫通孔を有し、該貫通孔と同じ位置に設けられた側面３の貫通孔とボルトとナット、ベアリング等により軸支されている（以下、軸支されている部分を保持部３０１ａという）。
【０２１８】
また、図３９（ｂ）に示すように、両側面３又は側面３の一方には、その内側に回転制限手段３０２を有する。回転制限手段３０２は、保持部３０１ａの回転中心から延設してサポータ３０１に固定されたピン部３０２ｂと側面３の内側に固定された制限部３０２ａを有する。制限部３０２ａは両端が厚くなっている。
【０２１９】
画像読み取り装置が保持部３０１ａを中心に回動すると、ピン部３０２ｂはサポータ３０１に固定されているので動かないが、制限部３０２ａが側面３と共に矢印の方向に移動する。制限部３０２ａは両端が厚くなっているため、ピン部３０２ｂと３０２ａが係止され、画像読み取り装置は所定の傾倒角度に制限される。
【０２２０】
また、制限部３０２ａは、ピン部３０２ｂと接触可能な位置に傾倒スイッチ３０４を有し、ピン部３０２ｂにより傾倒スイッチ３０４が押下、接触等されることで画像読み取り装置が傾倒を検知する。画像読み取り装置の傾倒は操作者が手動作して傾倒させてもよいし、モータにより駆動されてもよい。
【０２２１】
続いて、画像読み取り装置の傾倒と回転ミラー２１の回転角の制御について説明する。図４０は本実施例のミラーカム３１０と回転ミラー２１の作動関係略図を示す。なお、図３９において、図１１と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。
【０２２２】
保持版３５は、バネ３１１により矢印Ａ方向に付勢されており、保持板３５に一体に固定されたカムフォロワ３５ａがミラーカム３１０の外縁と接している。ミラーカム３１０は回転中心３１０ａを中心にステップモータなどのモータ（不図示）により回転する。ミラーカム３１０が回転すると、点２１ａを中心に回転ミラー２１が回転すると共に、バネ３１１の付勢力によりカムフォロワ３５ａがミラーカム３１０の外縁に沿って動作し、それに応じて回転ミラー２１の回転角が制御される。
【０２２３】
画像読み取り装置は正立状態と傾倒状態とで基準面９９に対する回転ミラー２１の位置が異なることとなるが、１次元固体撮像素子では副走査方向の走査速度が一定であることが望ましいので、少なくともそれぞれの状態で走査速度が一定となるようにミラーカム３１０の外縁形状が決定されている。
【０２２４】
図４１は、ミラーカム３１０の正面図を示す。ミラーカム３１０は、読み取りを開始する場合にカムフォロワ３５ａが位置する初期位置を挟んで、正立カム作動部と傾倒カム作動部を有する。ミラーカム３１０の正立カム作動部は、画像読み取り装置が正立している状態で使用する範囲であり、傾倒カム作動部は傾倒している状態で使用する範囲である。画像読み取り装置は正立又は傾倒状態を傾倒スイッチ３０４により判定しミラー用モータ３８を回転駆動して、正立カム作動部又は傾倒カム作動部でカムフォロワ３５ａを従動させる。
【０２２５】
正立カム作動部及び傾倒カム作動部は、前記被写体の像を読み込むピッチ幅がミラー用モータ３８の一定角度の動きに対し一定となるように形成されていると共に、傾倒カム作動部のピッチ幅は、成立カム作動部のピッチ幅の１／２又は１／３となるように傾倒カム作動部が形成されている。
【０２２６】
ところで、本のような厚みのある被写体の場合、ＡＦ投光ランプ６２及び距離測定手段による表面状態の測定機能により得られた表面状態に基づき、得られた画像を平面展開座標データにあわせ座標修正を行う。
【０２２７】
図４２は本のような立体物の画像の読み込みを行う場合の説明図を示す。図４２（ａ）は開いた本の側面図を示す。読み取り面の湾曲した形状は表面状態の測定機能により計測されているので、図４２（ｂ）のように平面の画像に座標修正することができる。これにより、表面が湾曲した本を読み取っても文字等の変形が修正された画像が得られる。
【０２２８】
しかしながら、立体的な被写体では等間隔に画像を取り込んだ場合に、平面に展開するための画素が得られていない場合がある。そこで、本実施例では、平面に展開する測定点が得られていない場合、近傍でえられた測定点の画像で算出する。
【０２２９】
例えば、図４２（ｃ）のＡ点、Ｂ点は画像を平面展開した場合に必要な点であるとする。これに対し、実際に読み込んだ画像の測定点がN点とM点であった場合、A点のデータはN,M点の演算によって求める。Ａ点のデータは、Ｍ点とＮ点の中間の画素値やＭ点とＮ点の画素値とＭ点又はＮ点までの距離に応じて演算された画素値等である。
【０２３０】
この演算によるA点の画素値は、N点、M点のような実読み込み点が多いほど正確なものとなるため、本のような立体物の画像読み込みにおいては、読み込みポイントを平面画像の規定読み込み点より多く設け、その画像データの演算により平面展開画像を得る。この処理により本のような立体物の画像も表面形状による劣化の少ない画像を得ることが出来る。
【０２３１】
以上のように、本実施例の画像読み取り装置は、被写体の形状に応じて傾倒させることができるので、本ののどのような読み取りの困難な部分も簡単な操作により読み取りやすい状態にすることができる。立体物の画像劣化を改善することが可能となる。
【０２３２】
また、本のような立体物の画像取り込みにおいては、のど以外にも面の傾きにより画像の読み込み密度が粗くなる部分が発生することが起こりえるが、これに対して読み込みピッチ巾を細かくして読み込みを行った画像データと、表面状態の測定機能によって得られる原稿表面の形状に基づき画像を平面展開することで画像の劣化を防ぐことができる。
【実施例５】
【０２３３】
実施例４では、画像読み取り装置を傾倒させて立体的な被写体の読み取りの困難な部分を高画質に撮像することとしたが、本実施例ではアダプタを装着することで立体物の読み取りを容易にする。
【０２３４】
斜め上方からの映像取り込みを行うため、書籍などの立体原稿を読み込む場合、回転ミラー２１から本ののどを読み取る場合、ほんの湾曲部分が光路を遮りのど部の画像を読み取れない場合がある。
【０２３５】
このような場合に対応するため、本実施例では回転ミラー２１を有するアダプタを装着して、回転ミラー２１が書籍の一番高い部分（のど部の両脇）付近の上方に位置するようにする。
【０２３６】
図４３は、アダプタを装着しないで読み取ることができる立体物の範囲を説明するための図である。図４３において図２と同一部分には同一の符号を付しその説明は省略する。  
図４３では、読み取り光源４０１が光路の終端に配置され、また、１次元固体撮像素子２５が光路と垂直に設けられている。撮像レンズ２４と読み取り光源４０１との間には光路に対し４５度の角度でハーフミラー４０２が配置され、読み取りランプ４０１からの読み取り光を通過させる一方、撮像レンズ２４を通過してた光を１次元固体撮像素子２５に反射する。
【０２３７】
図４３では読み取り可能範囲を書籍の端からノドの手前部分Ｌとする。読み取り可能範囲Ｌの最も装置側の点をＰとし、ＰからＬまでの回転ミラー２１の回転角度をθｎとする。したがって、読み取り開始位置からθｎだけ回転させたｎライン目までは読み取り可能であるが、θｎ＋１だけ回転させたｎ＋１個目のラインは反対側のページの原稿面をよみとってしまうため、読み取りの困難領域Ｍが生じてしまう。
【０２３８】
そこで、本実施例では読み取り困難領域Ｍの部分を撮影するための読み取り手段として、アダプタを装着する。図４４はアダプタを装着した画像読み取り装置の概略顔面図を示す。装着したアダプタ４００は、図４２と同様な回転ミラ−４０３を有していて、アダプタ４００が取り付けられていない場合と同様に、開始位置Ｐから規定されたライン数だけ読み取りを行う。
【０２３９】
アダプタ４００は、窓部６の上方、回転ミラー２１の略中心に回転ミラー４０３が配置されかつ壁２に対し長手方向が垂直となるよう装着される。アダプタの装着はどのように行ってもよいが、例えば、図４５に示すように装着する。図４５（ａ）（ｂ）は画像読み取り装置へのアダプタ４００の装着方法を示す。
【０２４０】
図４５（ａ）では、画像読み取り装置の装着面に返し部４０５ａを有する凹部４０５を、アダプタ４００の端部の形状を凹部と同じ形状の凸部４０６とし凸部４０６に突出部４０６ａを設けた。アダプタ４００は画像読み取り装置の側面から凹部を摺動案内されて画像読み取り装置に装着される。装着されると返し部４０５ａと突出部４０６ａとが係止して脱落や移動等せずに固定される。
【０２４１】
図４５（ｂ）は上方からアダプタを装着する場合を示す。画像読み取り装置は壁２の両端部に取り付け部４０７を有し、アダプタ４００は端部に取り付け部４０７より若干小さい切り欠き部４０８を有する。アダプタ４００は、取り付け部４０７が切り欠き部４０８に挿入され、画像読み取り装置に装着される。
【０２４２】
アダプタ４００を装着すると撮像レンズ２４から原稿面までの光路長がＳ１だけながくなる。本実施例の画像読み取り装置は、アダプタ４００が装着されたことを検出可能な回路を有しているので、アダプタ４００が装着された場合、光路長伸縮部２６の位置をＳ２だけ上方向に移動する。これにより、アダプタ４００を装着した場合とアダプタ４００を装着しない場合とで、撮像レンズ２４から原稿面までの距離を同じすることができる。
【０２４３】
図４６は、本実施例の画像読み取り装置の概略機能ブロック図を示す。なお、図４６において図３と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。本実施例の画像読み取り装置はアダプタ検出スイッチ４１０を有し、アダプタの装着を画像形成装置に伝達する。
【０２４４】
図４７は、アダプタの装着を検出する検出回路の一例を示す。アダプタ４００は少なくとも２カ所に導電性の接点４２１を有し、接点４２１をアダプタ４００内で電気的に接続しておく。また、画像読み取り装置はアダプタ４００が装着された場合に接点４２１と接触する位置に接点４２２を有する。一方の接点４２２は抵抗Ｒ１を介してＣＰＵ５０に接続され、ＣＰＵ５０と抵抗Ｒ１の間に直列に抵抗Ｒ２及び電源Ｖｃｃが接続されている。また、もう一方の接点４２２にグラウンドＧＮＤに接続されている。したがって、アダプタ４００が装着されると、端子４１１と４２２がそれぞれ導通し、電圧ＶｃｃからグラウンドＧＮＤに電流が流れ、それに伴いＣＰＵ５０が電圧の変化を検出し、アダプタ４００の装着を検出する。
【０２４５】
すなわち、アダプタ４００が装着されるとＧＮＤが接続されて抵抗Ｒ１に電流が流れ、検出ポートは“Ｌ”となる。アダプタ４００が装着されない場合、抵抗Ｒ１に電流が流れないため、検出ポートは“Ｈ”となる。
【０２４６】
アダプタ４００が取り付けられたことを自動的に検出できるので、アダプタ４００の取り付けの有無を画像読み取り装置の制御部（ＣＰＵ５０）に伝える操作者が操作するスイッチを不要とすることができる。
【０２４７】
図４８は、アダプタ４００の機能ブロック図の一例を示す。アダプタ内部のモータ駆動部分は、アダプタ内部の回転ミラー４０３を回転させる回転ミラーモータ４０６、回転ミラーモータ４０６の駆動を制御する回転ミラーモータドライバ４０８、回転ミラー２の角度を検出する位置検出エンコーダ４０５とで形成されている。
【０２４８】
画像読み取り装置とのインターフェースには、電源、グランドＧＮＤ、モータ位置エンコーダ出力、モータ正／逆信号、モータ制御信号、一対のアダプタ検出端子４２２がある。これらのインターフェイスは画像読み取り装置のＣＰＵ５０に接続される。回転ミラーモータドライバ４０８は、ＣＰＵ５０から１ラインの走査毎に信号を入力され、回転ミラーモータ４０６を回転制御し、回転ミラー４０３の回転を制御する。回転ミラー４０７の回転位置は位置検出エンコーダ４０５によりＣＰＵ５０に送出されるので、回転ミラー４０３のフィードバック制御を可能としている。
【０２４９】
図４４に示したようにアダプタ４００が装着されると、点Ｐまでの光路長Ｌａがアダプタ長Ｓ１＋回転ミラー４０３から点Ｐまでの距離Ｌｂに変更される。このため、アダプタ４００の装着が検出されると、（Ｓ１＋Ｌｂ）−Ｌａを補正するよう光路長伸縮部制御手段１１０が光路長伸縮部２６をＳ２だけ移動して画像読み取りを開始する初期位置を変更する。
アダプタ４００を装着した場合の回転ミラー４０３の制御について説明する。画像読み取り装置は、画像読み取り装置が回転ミラー２１を制御するか又はアダプタ４００の回転ミラー４０３を制御するかを切り替えるかを、回転ミラー２１の位置情報とアダプタ検出の有無により決定する。
【０２５０】
図４９は、アダプタ装着の有無と回転ミラー２１の回転位置に基づき制御される回転ミラー２１又は回転ミラー４０３の制御について規定する図である。
【０２５１】
画像読み取り装置の回転ミラー２１は、アダプタ４００の回転ミラー４０３からの像を反射して光路長伸縮部２６に照射する角度θａに固定される。したがって、画像読み取り装置は、ＣＰＵ５０がアダプタ４００の装着を検出した場合（検出ポートが“Ｌ”の場合）であって、回転ミラー２１の位置がθａでない場合、画像読み取り装置は回転ミラー２１をθａに固定する。検出ポートが“Ｌ”の場合であって、回転ミラー２１の位置がθａの場合、画像読み取り装置は回転ミラー４０３を制御する。画像読み取り装置は、アダプタ４００の位置検出エンコーダ４０５の検出値に基づき、読み取り開始位置Ｐから回転ミラー４０３に入射する光路と、回転ミラー４０３から回転ミラー２１に反射される光路とのなす角が角度θｂに相当する値になるように、回転ミラー４０３を制御する。この場合、光路長伸縮部２６はＳ２だけ移動した変更された初期位置にある。
【０２５２】
アダプタ装着が検出されない場合（（検出ポートが“Ｈ”の場合）、回転ミラー２１の回転位置に関係なく回転ミラー２１を制御する。
【０２５３】
ところで、アダプタ４００を装着することで本ののどのように読み取りが困難な部分も読み取ることが可能となるが、読み取りが困難なことが明らかな場合にのみアダプタを装着する方が机上を有効に使用できる。このため、読み取りが困難か否かを判定できれはアダプタ４００の装着の必要性を判定でき都合がよい。
【０２５４】
まず、画像読み取り装置は、アダプタ４００を装着せずに読み取る書籍の読み取り範囲内の原稿面までの距離を予め定められた読み取り位置（ライン数）毎に測定する。図５０において、ｎ−１個目の走査のおける原稿面までの距離をＬ（ｎ−１）、ｎ個目の走査における原稿面までの距離をＬ（ｎ）、ｎ＋１個目の走査における距離をＬ（ｎ＋１）とする。読み取りの困難な領域を境界として、原稿面までの距離が急に大きくなるので、
Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１）＜＜Ｌ（ｎ＋１）−Ｌ（ｎ）
となる読み取り位置（走査ライン）を検出する。すなわち、図５０においてｎ＋１個目の走査は、原稿の反対側の原稿面を読み取るため、ｎ個目とｎ＋１個目の距離差はｎ−１個目とｎ個目との距離差より著しく大きくなる。
【０２５５】
この方法により、読み取り可能領域が判明するので、回転ミラー２１をｎ個目の走査位置まで回転して画像読み取り装置の読み取り光源４０１により原稿面のｎ番目の走査位置を照射する。
【０２５６】
図５１は、ｎ個目の走査位置を読み取り光源４０１により照射した図を示す。図５１（ａ）はアダプタ４００の装着が必要な場合を、図５１（ｂ）はアダプタ４００の装着が必要でない場合をそれぞれ示す。図５１（ａ）では光源の照射位置の外に原稿の記載領域があるため、アダプタ４００の装着が必要であると判断できる。図５１（ｂ）では光源の照射位置の内側に原稿の記載領域があるため、アダプタ４００の装着が必要でないと判断できる。操作者は、図５１のように照射された光源の位置を見てアダプタ４００を使用するか否かを判断できる。
【０２５７】
このように、原稿面の高さを測定して一番高いところを検出することにより、本などの立体原稿を読み取る場合、アダプタ４００装着の要否を容易に判断できる。
【０２５８】
以上のように、本実施例の画像読み取り装置は、アダプタ４００を取り付けることにより、書籍などの平面でない原稿ののど部のような読み取り困難な部位であっても、原稿全面にわたり読み取りが可能となる。また、アダプタ４００は脱着可能であり、かつ、装着の要否を容易に判断できるため、平面原稿を読み取るときなどアダプタ４００が不要な場合はアダプタ４００が取り外し省スペースに使用でき、必要な場合にのみ用することができる。
【実施例６】
【０２５９】
実施例１ないし５では、光路長伸縮部２６を撮像レンズ２４より前に配置したが、このように光路長伸縮部２６を配置すると、部分拡大読み取りなどを行う場合に撮像レンズ２４又は１次元固体撮像素子２５の位置を移動する必要が生じる。本実施例では簡単な構成及び簡単な制御により変倍操作を実現する。
【０２６０】
図５２は、本実施例の画像読み取り装置の概略断面図を示す。なお図５２において図２と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。図５２では、撮像レンズ２４の前側と後ろ側にそれぞれ光路長伸縮部を有する。原稿面から入射する像は回転ミラー２１により光路長伸縮部材２６に反射され、光路長伸縮部材２６から垂直上方向に反射された像は撮像レンズ２４を通過して光路長伸縮部５００に反射される。光路長伸縮部５００により再び垂直下方向に反射された像は１次元固体撮像素子２５に結象する。
【０２６１】
読み取りを開始して回転ミラー２１を制御している場合、撮像レンズ２４と原稿面との光路長を一定に保つように光路長伸縮部２６を駆動する。この場合、光路長伸縮部５００は特に駆動されず固定であるが、撮像レンズ２４から１次元固体撮像素子２５までの光路を折り返しているため、画像読み取り装置の高さを最小限にすることに寄与している。なお、本実施例では、光路長伸縮部５００の位置に応じて光路長伸縮部２６を合焦位置に駆動してもよいし、光路長伸縮部２６の位置に応じて光路長伸縮部５００を合焦位置に駆動してもよい。
【０２６２】
図５３は、本実施例の画像読み取り装置の機能ブロック図を示す。なお図５３において、図３と同一部分には同一の符号を付しその説明は省略する。本実施例の画像読み取り総理は、光路長伸縮部５００を制御するための光路長伸縮用モータ５０１及び光路長伸縮用モータ５０１を駆動するモータ駆動回路５０２を有する。なお、特許請求の範囲の第２の光路長伸縮部制御手段５１０は、光路長伸縮用モータ５０１及びモータ駆動回路５０２が相当する。また、光路長伸縮部位置指定手段は走査パネル１０により構成され、操作者より光路長伸縮部の位置又は移動が指定される。
【０２６３】
ＲＯＭ６４には、ＣＰＵ５０を、光路長伸縮部２６の位置が所定量移動された場合、光路長伸縮部５００の合焦位置を算出する演算手段として機能させる演算手段が格納されている。また、ＲＯＭ６４には原稿読み取り領域に対応づけて光路長伸縮部制御手段１１０及び５１０が光路長伸縮部２６及び５００の制御位置を定めた制御情報が設定テーブル５０３として格納されている。
【０２６４】
続いて、本実施例の画像読み取り装置において、原稿の一部を拡大又は縮小して読み取る読み取り範囲の選択について説明する。操作者が、原稿の一部を拡大又は縮小する場合、操作者は操作パネル１０から所望の領域を選択できる。
【０２６５】
図５４は、操作パネル１０に表示された領域の選択画面の一例を示す。図５４では操作者が選択して表示したＡ４サイズの原稿がＲ１〜Ｒ８の８つの領域に分割されており、操作者はタッチパネルやカーソルキーなどで変倍したい領域を選択する。また、変倍率を指定する入力欄があってもよい。
【０２６６】
例えばＲ１が選択された場合、画像読み取り装置は、設定テーブル５０３から選択された設定を抽出して、モータ駆動回路５０２及びモータ駆動回路６４にそれぞれの設定テーブルを送信する。
【０２６７】
モータ駆動回路５０２及びモータ駆動回路６４は制御テーブル５０３に基づき、光路長伸縮用モータ５０１及び光路長伸縮用モータ４６を制御し、設定された位置に光路長伸縮部５００と光路長伸縮部２６を移動する。それぞれを制御すべき位置は設定テーブルに予め設定されているため、光路長伸縮用モータ５０１と４６は同時に駆動可能となっている。
【０２６８】
次に、操作者の操作により、光路長伸縮部２６、５００を移動させ任意の原稿幅を読み取る制御例について説明する。図５５は、光路長伸縮部が２つある画像読み取り装置の別の概略断面図を示す。なお図５５において図５２と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。
【０２６９】
図５５では、画像読み取り装置は、光路長伸縮部５００に垂直に光源を照射する読み取り光源６１を有し、読み取り光源６１と光路長伸縮部５００との間の光路にはハーフミラー５０５が配置されている。光路に対し垂直に、ハーフミラー５０５から反射された光が入射する位置に１次元固体撮像素子２５が配置される。
【０２７０】
原稿面から入射する像は回転ミラー２１により光路長伸縮部材２６に反射され、光路長伸縮部材２６から垂直上方向に反射された像は撮像レンズ２４を通過して光路長伸縮部５００に反射される。ハーフミラーは１次元固体撮像素子２５の略中央に設けられている。
【０２７１】
１次元固体撮像素子２５から撮像レンズ２４までの距離をａ、撮像レンズ２４から原稿面までの距離をｂ、撮像レンズ２４の焦点距離をＦとすると
１／ａ＋１／ｂ＝１／Ｆ        ・・・（１）
となる。ここで光路長伸縮部２６をΔＬ１だけ下に移動した場合、光路長伸縮部５００をΔＬ２移動することで焦点が合う。式（１）は
１／（ａ＋２ΔＬ１）＋１／（ｂ＋２ΔＬ２）＝１／Ｆ・・・・（２）
となり、
ΔL2＝F(a＋2ΔL1)(a−F)−Fa((a＋2ΔL1)−F)／2(a−F)((a＋2ΔL1)−F)・・・（３）
となる。ΔＬ１を下方に移動した場合は画像が縮小され、ΔＬ１を上方に移動した場合は画像が拡大される。なお、回転ミラー２１の回転位置は予め所望の位置（例えば、回転可動範囲の中央）に固定しておく。
【０２７２】
したがって、光路長伸縮部２６を移動最小単位ΔＬ１移動させるごとに光路長伸縮部２６の移動量を検出して、式（３）によりΔＬ２を算出し、光路長伸縮部５００をΔＬ２制御することができる。この動作を繰り返し行うことにより、原稿面の読み取り範囲の所定の領域に光源が照射されるので、操作者は希望する原稿読み取り範囲に光源が照射されたら、光路長伸縮部２６の操作をやめて原稿読み取りを開始する。操作者は、画像を所望の範囲で拡大又は縮小することができる。
【０２７３】
以上のように本実施例によれば、２つの光路長伸縮部により光路を折り返すため、画像読み取り装置の高さを最小限度に抑えることが可能となる。なお、光路長伸縮部は３つ以上配置されていてもよい。
【０２７４】
また、撮像レンズ２４及び１次元固体撮像素子２５を固定したまま拡大及び縮小することができ、部分拡大・縮小読み込みを行う場合、簡単な駆動で拡大・縮小設定が可能となる。さらに、撮像レンズ２４の位置を移動させて部分拡大読み取りを行う場合、レンズを移動させる範囲が限定されるが、本実施例の場合、光路長伸縮部を２個使用するので、簡単な構造で幅広い範囲で光路長を変更することができる。
【０２７５】
また、本実施例では、上記の実施例と同様に、原稿を走査する位置に応じて光路長伸縮部２６、５００を移動させることにより撮像レンズ２４と原稿面の距離を一定に保っているが、部分拡大読み取りを行うときも光路長伸縮部２６、５００を移動させるという同一の機構で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０２７６】
【図１】画像読み取り装置の概略外観図である。
【図２】画像読み取り装置の概略断面図である。
【図３】画像読み取り装置の概略機能ブロック図である。
【図４】回転ミラー及び光路長伸縮部の作動方向を示す図である。
【図５】図４の光路を簡略化した光路を示す図である。
【図６】画像読み取り装置の基準面に本を開いて配置した図である。
【図７】合焦動作を説明するための図である。
【図８】本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９】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１０】図９に示した読取面ＡＢＣＤの正投影図である。
【図１１】読み取り位置の高さを算出して平面座標に変換する場合の変換例である。
【図１２】立体物を撮影する様子及び撮影された立体図である。
【図１３】回転ミラー及びその駆動系の概略図である。
【図１４】光路長伸縮部材及びその駆動系の概略図である。
【図１５】実施例２の画像読み取り装置の概略構成図である。
【図１６】原稿をコンタクトガラスに伏せた状態で原稿を読み取るフラットベッド型の読み取り装置の概略構成図である。
【図１７】実施例２の画像読み取り装置の概略機能ブロック図である。
【図１８】画像読み取り動作の流れを示すフローチャート図の一例である。
【図１９】撮像条件の一例を示す図である。
【図２０】画像処理回路が行う処理の処理ブロック図である。
【図２１】像域分離手段における処理手順を示す図である。
【図２２】原稿を像域分離して各領域に適した画像処理を行う処理のフローチャート図である。
【図２３】2次元固体撮像素子の平面図及び像域分離された入力画像の一例を示す図である。
【図２４】一部がマーカにより囲まれている原稿の一例である。
【図２５】一部がマーカにより囲まれている原稿を１次元固体撮像素子により撮像する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図２６】パターン光が投光された立体の一例を示す図である。
【図２７】３次元形状を取得する画像読み取り装置の構成及び原理説明図である。
【図２８】原稿の入れ替えを検出し１次元固体撮像素子により撮像する撮像処理の流れを示すフローチャート図である。
【図２９】画素値の経時的変化の一例を示す図である。
【図３０】ステレオ法による距離情報の求め方を説明するための図である。
【図３１】１次元固体撮像素子の撮像領域及び2次元固体撮像素子の撮像領域の一例を示す図である。
【図３２】実施例３の画像読み取り装置の概略外観図である。
【図３３】実施例３の画像読み取り装置の概略構成図である。
【図３４】実施例３の画像形成装置の概略側面図及び概略正面図である。
【図３５】挿入口蓋が開いた図の一例である。
【図３６】壁と平行な面に設けられた原稿排出口の一例である。
【図３７】原稿挿入口から原稿を挿入し画像を読み取り原稿排出口から排出する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３８】傾倒時の画像読み取り装置の側面図である。
【図３９】画像読み取り装置の傾倒動作を説明するための図である。
【図４０】実施例４のミラーカムと回転ミラーの作動関係略図である。
【図４１】実施例４のミラーカムの正面図である。
【図４２】本のような立体物の画像の読み込みを行う場合の説明図である。
【図４３】アダプタを装着しないで読み取ることができる立体物の範囲を説明するための図である。
【図４４】アダプタを装着した画像読み取り装置の概略顔面図である。
【図４５】アダプタの装着方法を示す図である。
【図４６】実施例５の画像読み取り装置の概略機能ブロック図である。
【図４７】アダプタの装着を検出する検出回路の一例である。
【図４８】アダプタの機能ブロック図の一例である。
【図４９】アダプタ装着の有無と回転ミラーの回転位置に基づき制御される回転ミラ−の制御について規定する図である。
【図５０】立体的な原稿面までの距離の一例を示す図である。
【図５１】ｎ個目の走査位置を読み取り光源４０１により照射した図である。
【図５２】実施例６の画像読み取り装置の概略断面図である。
【図５３】実施例６の画像読み取り装置の機能ブロック図である。
【図５４】操作パネルに表示された領域の選択画面の一例である。
【図５５】光路長伸縮部が２つある画像読み取り装置の別の概略断面図である。
【符号の説明】
【０２７７】
２    壁
３    側面
４    上面
５    底面
６    読み取り光の窓部
７    測定光が出射される窓部
８    ＡＥセンサ用の窓部
９    画像表示部
１０  操作パネル
２０  読み取り光源
２１、４０３  回転ミラー
２４  撮像レンズ
２５  １次元固体撮像素子
２６、５００  光路長伸縮部
【図１】
2007082005.tif 000003
【図２】
2007082005.tif 000004
【図３】
2007082005.tif 000005
【図４】
2007082005.tif 000006
【図５】
2007082005.tif 000007
【図６】
2007082005.tif 000008
【図７】
2007082005.tif 000009
【図８】
2007082005.tif 000010
【図９】
2007082005.tif 000011
【図１０】
2007082005.tif 000012
【図１１】
2007082005.tif 000013
【図１２】
2007082005.tif 000014
【図１３】
2007082005.tif 000015
【図１４】
2007082005.tif 000016
【図１５】
2007082005.tif 000017
【図１６】
2007082005.tif 000018
【図１７】
2007082005.tif 000019
【図１８】
2007082005.tif 000020
【図１９】
2007082005.tif 000021
【図２０】
2007082005.tif 000022
【図２１】
2007082005.tif 000023
【図２２】
2007082005.tif 000024
【図２３】
2007082005.tif 000025
【図２４】
2007082005.tif 000026
【図２５】
2007082005.tif 000027
【図２６】
2007082005.tif 000028
【図２７】
2007082005.tif 000029
【図２８】
2007082005.tif 000030
【図２９】
2007082005.tif 000031
【図３０】
2007082005.tif 000032
【図３１】
2007082005.tif 000033
【図３２】
2007082005.tif 000034
【図３３】
2007082005.tif 000035
【図３４】
2007082005.tif 000036
【図３５】
2007082005.tif 000037
【図３６】
2007082005.tif 000038
【図３７】
2007082005.tif 000039
【図３８】
2007082005.tif 000040
【図３９】
2007082005.tif 000041
【図４０】
2007082005.tif 000042
【図４１】
2007082005.tif 000043
【図４２】
2007082005.tif 000044
【図４３】
2007082005.tif 000045
【図４４】
2007082005.tif 000046
【図４５】
2007082005.tif 000047
【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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