(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力を削減しつつ、照明により白飛現象が発生しにくい画像読取装置及び画像読取装置の画像読取方法を提供する。【解決手段】画像読取装置１００は、撮影部１０１と原稿載置面（撮影面）との距離を変化させる方向に伸縮可能なアーム１０２と、アーム１０２に設けられて、撮影面を斜め方向から照らす光源部１０５と、を備える。ＭＰＵは、アーム１０２の長手方向に並んで設けられたＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄのうち、[消灯範囲２]として照明範囲外を照らすＬＥＤ１０５ａを消灯する。また、ＭＰＵは、照明範囲の照度が所定以上の場合、[消灯範囲１]として照明範囲に近いＬＥＤ１０５ｃ，ＬＥＤ１０５ｄを消灯する。【選択図】図１
2013097732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影を行う撮影部と、
前記撮影部を撮影面に対向させた向きで支持するとともに、前記撮影部と前記撮影面との距離を変化させる方向に伸縮可能なアームと、
前記アームに設けられて、前記撮影面を斜め方向から照らすとともに、前記アームの伸縮に伴って移動する光源部と、
前記光源部が、前記撮影面を斜め方向から照らす照明範囲に基づいて、前記光源部の発光状態を変える制御部と、
を備える画像読取装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記光源部の一部又は全部を消灯して発光領域を変える、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記光源部の一部又は全部の光量を変える、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記光源部は、前記アームの長手方向に並んで設けられた複数の発光素子を有し、
前記制御部は、前記照明範囲外を照らす前記発光素子を消灯する、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記アームの長手方向に並んで設けられた複数の発光素子を有し、
前記制御部は、前記照明範囲の照度が所定以上の場合、前記照明範囲に近い前記発光素子を消灯する、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記光源部は、出射する光の法線と前記撮影面との間で形成される角度が、前記撮影部の画角と等しい照射角度で照射する、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記照射角度は、４５°を含む角度である、請求項６記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記アームは、前記撮影面に対して斜めの向きに支持され、
前記光源部は、前記アームの側面部に設けられている、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記アームは、固定アームと前記固定アームに沿ってスライド可能な可動アームとを備え、
前記光源部は、前記可動アームの側面部に設けられている、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項１０】
撮影部を撮影面に対向させた向きで支持するとともに、前記撮影部と前記撮影面との距離を変化させる方向に伸縮可能なアームと、
前記アームに設けられて、前記撮影面を斜め方向から照らすとともに、前記アームの伸縮に伴って移動する光源部と、を備える画像読取装置の画像読取方法であって、
前記撮影面を斜め方向から照らす照明範囲に基づいて、前記光源部の発光状態を変える、画像読取装置の画像読取方法。
【請求項１１】
前記発光状態の変更は、前記照明範囲外を照らす前記光源部の発光素子を消灯する、請求項１０記載の画像読取装置の画像読取方法。
【請求項１２】
前記発光状態の変更は、前記照明範囲の照度が所定以上の場合、前記照明範囲に近い前記光源部の発光素子を消灯する、請求項１０記載の画像読取装置の画像読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を取り込む画像読取装置及びその画像読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等で構成されたエリアセンサを備える撮影部を原稿の上方に配置して原稿の画像を取り込む画像読取装置が開発されている（例えば特許文献１）。特に、最近は私的利用のために書籍をスキャン（走査）してタブレットＰＣ等に読み込む、いわゆる「自炊」が注目されており、従来の書画カメラに代表される教育用途等とは異なる市場、用途が拡大しつつある。特許文献１の画像読取装置は、装置を支える脚部に原稿の２辺を突き当てて原稿の位置決めを行い、アーム部によって撮影部が原稿の上方位置に固定され、書籍等をスキャンするのを意図した構造を備える。
【０００３】
書籍の紙面等の静止画を取り込む場合、紙面の全体を適宜な照明により照らした状態で撮影が行われると好ましい。
【０００４】
一方、紙面に対して撮影部と同一の方向から照明を当てて撮影を行った場合、紙面で直接的に反射された光が撮影部に入射して白飛現象が発生しやすくなることが一般に知られている。白飛現象とは、強い入射光によって撮影部の撮像素子の出力が飽和し、その部分の画像が白く不鮮明になってしまう現象である。
【０００５】
また、撮影対象のサイズが大小変化する場合、撮影部と撮影対象との距離を変化させて、撮影画像中に写る撮影対象の大きさを調整することが一般に行われる。
【０００６】
また、上述した「自炊」は手軽に行えることが重要であり、例えば画像読取装置をわざわざ商用電源に接続することを煩わしく感じるユーザも多い。このため画像読取装置を接続したノートＰＣやタブレットＰＣのＵＳＢ端子から電力を得る（いわゆるＵＳＢバスパワー）構成を採用するのが望ましい。しかし、ＵＳＢバスパワーは電圧５Ｖ±５％、消費電流５００ｍＡ、消費電力２．５Ｗという制限があるため、画像読取装置の消費電力の削減は非常に重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２００２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮影対象のサイズの変更に伴って撮影対象と撮影部との距離を調整する際、照明が撮影対象の全体にいきわたるように、撮影対象と光源部との距離も同時に調整できると便利である。しかし、従来、消費電力を削減しつつ、このように両者を同時に調整することのできる画像読取装置は無かった。
【０００９】
また、撮影部に光源部を設けることで、上記両者を同時に調整することができると考えられる。しかしながら、この構成では上述のように白飛現象が発生しやすくなるという課題が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、消費電力を削減しつつ、照明により白飛現象が発生しにくい画像読取装置及び画像読取装置の画像読取方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像読取装置は、撮影を行う撮影部と、前記撮影部を撮影面に対向させた向きで支持するとともに、前記撮影部と前記撮影面との距離を変化させる方向に伸縮可能なアームと、前記アームに設けられて、前記撮影面を斜め方向から照らすとともに、前記アームの伸縮に伴って移動する光源部と、前記光源部が、前記撮影面を斜め方向から照らす照明範囲に基づいて、前記光源部の発光状態を変える制御部と、を備える構成を採る。
【００１２】
本発明の画像読取方法は、撮影部を撮影面に対向させた向きで支持するとともに、前記撮影部と前記撮影面との距離を変化させる方向に伸縮可能なアームと、前記アームに設けられて、前記撮影面を斜め方向から照らすとともに、前記アームの伸縮に伴って移動する光源部と、を備える画像読取装置の画像読取方法であって、前記撮影面を斜め方向から照らす照明範囲に基づいて、前記光源部の発光状態を変える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源部が撮影面を斜め方向から照らす照明範囲に基づいて光源部の発光状態を変えることにより、消費電力を削減しつつ、白飛現象も発生しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の画像読取装置を示す斜視図
【図２】本実施の形態の画像読取装置の構成を示すブロック図
【図３】本実施の形態の画像読取装置の高さ検出部の構成の一例を示す図
【図４】本実施の形態の画像読取装置の上アームの伸縮状況における検出片とフォトセンサの関係を示す図
【図５】図４のアームの伸縮状態とフォトセンサの出力を表にしてまとめた図
【図６】本実施の形態に係る画像読取装置の状態遷移が起こる場合に一方のセンサのステートのみが変化するような形状の検出片の構成を示す図
【図７】本実施の形態に係る画像読取装置の撮影時の状態の一例を示す平面図
【図８】本実施の形態に係る画像読取装置の動作を説明する図
【図９】本実施の形態に係る画像読取装置のアームの伸縮に伴って光源部を移動させた場合の光の照射範囲の概略を示す説明図
【図１０】本実施の形態に係る画像読取装置の画像読取り処理を示すフロー図
【図１１】本実施の形態に係る画像読取装置の特徴点検出処理及び変換パラメータ生成処理を説明する図
【図１２】本実施の形態に係る画像読取装置において照明によって発生する影の状態を説明する図
【図１３】本実施の形態に係る画像読取装置のエッジ検出処理を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態の画像読取装置を示す斜視図である。本発明に係る画像読取装置を、書籍等を読み取るブックスキャナで具現化した例で説明する。
【００１７】
図１に示すように、画像読取装置１００は、映像を取り込む撮影部１０１と、撮影部１０１を支えるアーム１０２と、アーム１０２を支持する土台部１０４と、土台部１０４から二方向にそれぞれ伸びて装置を支える２つの脚部１０３，１０３と、撮影範囲を照らす光源部１０５と、から主に構成される。
【００１８】
撮影部１０１は、電気的に映像を取り込むカメラ１０１ａ（図２、図８及び図９参照）を備えている。カメラ１０１ａは、カメラレンズ１１１（図２参照）と、カメラレンズ１１１により結像された映像を電気信号に変換して取り込む撮像素子１１２（図２参照）とを備えている。撮像素子１１２は、例えばＣＣＤ（charge-coupled device）、又はＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）などの二次元（エリア）センサである。撮影部１０１は、カメラ１０１ａが下方（脚部１０３，１０３に沿った面（原稿載置面２０。図８等を参照）に対向する方向）を向いた角度で固定的に支持される。
【００１９】
なお、撮影部１０１は、不使用時において、上アーム１０２ａに設けられたヒンジ部を中心に回動して上アーム１０２ａに収納可能にされるが、使用時には、図１、図８、図９に示すように、上アーム１０２ａ（図８、図９においてはアーム１０２）に対して所定の角度で固定される。
【００２０】
アーム１０２は、土台部１０４に支持される下アーム１０２ｂと、撮影部１０１を支持する上アーム１０２ａとから構成される。下アーム１０２ｂは、土台部１０４により所定の角度で固定的に支持される。アーム１０２には、アーム１０２の長さを伸縮可能とする伸縮機構が設けられている。伸縮機構は、具体的にはスライド機構であり、例えば上アーム１０２ａの長手方向（伸縮方向）に設けられた凸部が下アーム１０２ｂの長手方向（伸縮方向）に設けられた凹状のガイド溝（いずれも図示せず）に支持されてアーム１０２の長手方向にスライド可能にされている。上アーム１０２ａは、一定以上の力を加えることで下アーム１０２ｂに対してスライド移動するが、力が加えられなければそのスライド位置が維持される。
【００２１】
アーム１０２のスライド機構には、所定のスライド位置で上アーム１０２ａと下アーム１０２ｂとが係止されるストッパーが設けられている。両者が係止されるスライド位置には、複数の位置が設定されている。この構成により、ユーザは、アーム１０２を規定の複数の長さに段階的に容易に合わせることができる。これらの複数の長さは、撮影対象の書籍が、例えばＡ４サイズ（例えば、ビジネス文書）、Ａ５サイズ（例えば、教科書）、Ａ６サイズ（例えば、文庫）、Ｂ５サイズ（例えば、週刊誌）など、規定のサイズである場合に対応して、撮影部１０１の読取範囲（画角）がこれら規定の書籍サイズと略同一になる高さへ移動できるように設定されている。
【００２２】
なお、アーム１０２は、不使用時において、土台部１０４に設けられたヒンジ部を中心に回動して、脚部１０３，１０３と平行になる位置まで折り畳み可能にされるが、使用時には、所定の角度で土台部１０４に固定的に支持される。アーム１０２が支持される角度は、例えば、画像読込装置１００を水平面に置いたときに、アーム１０２の長手方向が鉛直線に対して斜めになる角度（例えば鉛直線を基準に３０°〜６０°、好ましくは４０°〜５０°など）に設定されている。
【００２３】
脚部１０３，１０３は、各々が一方向に長い形状であり、各々の一端が土台部１０４に接続されている。脚部１０３，１０３は、画像読込装置１００が水平面に置かれた場合に、この水平面上で二方向へ伸びて画像読込装置１００を支える。脚部１０３，１０３の上面は平面状にされて実質的な原稿載置面２０（図８等及び図９参照）を構成し、その土台部１０４に近い箇所には、撮影対象の書籍の一端が合わせられる位置決めマーク１０７，１０７が設けられている。
【００２４】
なお、脚部１０３，１０３は、不使用時において、土台部１０４に設けられた支軸を中心に回動して互いに閉じた状態（脚部１０３，１０３が互いに平行になるように）に畳むことができる。使用時には、所定の角度（例えば６０°〜１２０°、好ましくは８０°〜１００°など）に開かれる。
【００２５】
土台部１０４は、画像読込装置１００の土台となる。土台部１０４は、アーム１０２を支持するとともに、上述のように２つの脚部１０３，１０３が接続される。また、土台部１０４の内側中央の端部（脚部１０３，１０３に挟まれた真ん中の部分）は、撮影対象の書籍の一端が当接されて位置決めされるストッパー１０８として機能する。
【００２６】
光源部１０５は、上アーム１０２ａの一方の面（原稿載置面２０へ向いた面）に設けられている。光源部１０５は、複数の発光素子（例えば白色ＬＥＤ：発光ダイオード）１０５ａ〜１０５ｄを有し、これら複数のＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄがアーム１０２の長手方向に沿って並んで設けられている。光源部１０５は、アーム１０２の伸縮時に上アーム１０２ａに伴って位置を上下に変化させる。もちろん、発光素子の個数は図示する４個に限らず増減してもよい。
【００２７】
このように、本実施の形態の画像読取装置１００は、撮影を行う撮影部１０１と、撮影部１０１（原稿載置面）を撮影面に対向させた向きで支持するとともに、撮影部１０１と撮影面との距離を変化させる方向に伸縮可能なアーム１０２と、アーム１０２に設けられて撮影面を斜め方向から照らすとともに、アーム１０２の伸縮に伴って移動する光源部１０５と、を備える。アーム１０２は、撮影面に対して斜めの向きに支持され、光源部１０５は、アーム１０２の側面部に設けられている。また、アーム１０２は、固定アームである下アーム１０２ｂと、下アーム１０２ｂに沿ってスライド可能な可動アームである上アーム１０２ａとを備え、光源部１０５は、上アーム１０２ａの側面部に設けられている。光源部１０５が、アーム１０２の側面部に設けられていることで、光源部１０５の照明は、書籍の紙面に対して斜め方向から照射される。
【００２８】
なお、光源部１０５に用いた発光素子１０５ａ〜１０５ｄは、所定の光量分布を持っており、この分布に由来して一部の光線（光束）は撮影面と直交する方向に照射され得る。また、書籍の紙面は一般に曲面を構成する。従ってこれらを考慮すると、本発明における光源部１０５は、「光源部１０５を構成する各発光素子１０５ａ〜１０５ｄの光軸を撮影面に対して傾斜させた」構成だといえる。また、光源部１０５に用いられる光源はＬＥＤのような点光源に限らず、有機ＥＬ素子のような面光源であってもよく、このような場合は「光源を備える光源部１０５の主面（発光面）の法線を撮影面に対して傾斜させた」構成だといえる。
【００２９】
ここで、光源部１０５が原稿載置面２０（図８（ｂ）参照）を照射する照射角度は、以下のように定義することができる。本実施の形態では、照射角度は、光源部１０５から出射される光（上述のように発光素子の光軸、または光源部の主面の法線を指す）と原稿載置面２０との間で形成される角度θ１が、カメラ１０１ａの画角の１／２（＝θ１）と等しい関係にある。
【００３０】
画像読取装置１００は、光源部１０５が、原稿載置面２０を照らす場合、最適な光量の照明となるように調整することは勿論のこと、所定斜め方向から照射されるように調整する。換言すれば、画像読取装置１００は、光源部１０５から照射される光量が最適となり、かつ、所定斜め方向から照射されるように調整する。本構成を採る場合、所定斜め方向は、書籍３０の紙面（原稿載置面２０）に対して、例えば４５°程度である。本発明者らによれば、光源部１０５が、原稿載置面に対して照射する角度を４５°とすると、様々な外光があった場合にも、上記エッジを非常に精度良く検出できることが確認できた。
【００３１】
なお、上記照射角度４５°は、一例であり、斜め方向から照射するものであれば、照射角度はどのようなものでもよい。
【００３２】
図２は、画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図２に示すように、画像読取装置１００は、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）１２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２２、キーボタン等からなる操作部１２３、ビデオ入力Ｉ／Ｆ１２４、及びビデオ出力Ｉ／Ｆ１２５を備える。ＭＰＵ１２０は、Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１２０ａを有し、Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ１２０ａには、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）１２６、ＬＡＮ１２７、及び無線ＬＡＮ１２８が接続される。また、画像読取装置１００は、高さ検出部１３１、光源制御部１３２、及び光源部１０５を備える。また、画像読取装置１００は、外部電源から所定ＤＣ電源を生成するＤＣパワー部１４１と、ＤＣパワー部１４１により充電され、外部電源非接続時、各部にＤＣ電圧を供給するバッテリ１４２と、を備える。上記外部電源は、ＵＳＢケーブル通じて給電されるＵＳＢバスパワー（USB bus power）を使用可能である。
【００３４】
ビデオ出力Ｉ／Ｆ１２５は、例えばＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）である。ビデオ出力Ｉ／Ｆ１２５には、デジタルＴＶなどの表示デバイス１５０が接続される。あるいは、表示デバイス１５０は、画像読取装置１００本体に搭載されるＬＣＤ（Liquid Crystal Display）ディスプレイ又は有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイである。
【００３５】
ＵＳＢ１２６、ＬＡＮ１２７、及び無線ＬＡＮ１２８は、各ケーブル、又は無線通信を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１６０に接続される。
【００３６】
ＭＰＵ１２０は、画像読取装置１００全体を制御するとともに、エッジ検出を含む画像読取処理を実行する。ＭＰＵ１２０は、光源部１０５が、撮像対象物を斜め方向から照らして撮像対象物の端部に影部分を発生させ、発生した影部分を含む撮影データをビデオ入力Ｉ／Ｆ１２４を介して取り込むデータ取得部２０１と、取り込んだ撮影データに基づいて、撮像対象物のエッジ特徴を検出するエッジ検出部２０２と、を備える。エッジ検出部２０２は、影部分を２値化処理してエッジ特徴を検出する。エッジ検出部２０２は、２値化データが、撮像対象物の端面のラインに、所定数以上、連続して発生した場合、エッジ特徴を検出する。画像読取処理の詳細については、図１０及び図１３のフローにより後述する。
【００３７】
さらに、ＭＰＵ１２０は、光源部１０５が撮影面２０を斜め方向から照らす照明範囲に基づいて、光源部１０５の発光状態を変える制御を実行する。ＭＰＵ１２０は、光源部１０５の一部又は全部を消灯して発光領域を変える、また、光源部１０５の一部又は全部の光量を変えることで、光源部１０５の発光状態を変更する。具体的には、ＭＰＵ１２０は、アーム１０２の長手方向に並んで設けられたＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄのうち、[消灯範囲２]として照明範囲外を照らすＬＥＤ（例えばＬＥＤ１０５ａ）を消灯する。あるいは、ＬＥＤ１０５ａの光量を低下させる。また、ＭＰＵ１２０は、照明範囲の照度が所定以上の場合、[消灯範囲１]として照明範囲に近いＬＥＤ（例えばＬＥＤ１０５ｃ，ＬＥＤ１０５ｄ）を消灯する。あるいは、ＬＥＤ１０５ｃ，ＬＥＤ１０５ｄの光量を低下させる。
【００３８】
ＲＯＭ１２１は、画像読取装置１００の種々の機能と画像読取制御を実現するためのプログラムやパラメータ等の固定データを記憶する読出し専用の半導体メモリである。
【００３９】
ＲＡＭ１２２は、撮像データ及び演算結果等を一時的に記憶するいわゆるワーキングメモリである。ＲＡＭの一部の記憶領域は、電源バックアップするか、あるいはＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより構成され、電源ＯＦＦ後も設定条件を保持する。
【００４０】
高さ検出部１３１は、上アーム１０２ａの側面部に設けられている光源部１０５の高さを検出する。本実施の形態では、光源部１０５は、上アーム１０２ａの伸縮に伴って移動する。上アーム１０２ａの伸縮に伴って移動する光源部１０５の移動位置を、光源部１０５の高さと、便宜上呼称している。高さ検出部１３１の構成の一例については、図３により後述する。
【００４１】
光源制御部１３２は、複数の発光素子（ここでは、ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄ）を選択的にオン／オフする。更に光源制御部１３２は、ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄに供給する電流を制御して、点灯する際の各ＬＥＤの発光強度を変化させる。
【００４２】
図３は、高さ検出部１３１の構成の一例を示す図である。図３は、アーム１０２の伸縮状況を検出する検出片とフォトセンサの関係を示す図である。
【００４３】
図３に示すように、高さ検出部１３１は、上アーム１０２ａに取付けられ、上アーム１０２ａの伸縮と共に移動する検出片１３５と、アーム１０２のガイドに取付けられ、上アーム１０２ａを伸縮させても変位しない透過型のフォトセンサ（インタラプタ）１３６，１３７とから構成される。なお、インタラプタは発光素子と受光素子を対向させた構成を有し、発光素子と受光素子の間の光路において遮蔽物の有無を検出するものである。
【００４４】
検出片１３５は、フォトセンサ１３６（以下、フォトセンサＡという）の光透過状態を検出する突起１３５ａと、フォトセンサ１３７（以下、フォトセンサＢという）の光透過状態を検出する突起１３５ｂと、を有する。検出片１３５は、上アーム１０２ａの伸縮と共に方向Ｄ１に往復移動する。フォトセンサＡとフォトセンサＢとは、検出片１３５の往復移動方向に対して直交する位置に対向配置されている。
【００４５】
図４は、上アーム１０２ａの伸縮状況における検出片１３５とフォトセンサＡ，Ｂの関係を示す図である。なお、以降の説明において、フォトセンサＡ又はＢの光路が検出片１３５に遮断されたときフォトセンサの出力は“１”になり、光路が解放（透過状態）されたときの出力は“０”になるものとする。
【００４６】
図４（ａ）は、アーム１０２が最も伸びた状態における検出片１３５とフォトセンサＡ，Ｂの関係を示している。フォトセンサＡ，Ｂは、共に検出片１３５で遮断され、フォトセンサＡ，Ｂは、（１，１）を光源制御部１３２に出力する。
【００４７】
図４（ｂ）は、アーム１０２が一段階縮んだ状態における検出片１３５とフォトセンサＡ，Ｂの関係を示している。フォトセンサＡは、検出片１３５で遮断される。フォトセンサＢは、透過状態となり、フォトセンサＡ，Ｂは、（１，０）を光源制御部１３２に出力する。
【００４８】
図４（ｃ）は、アーム１０２が更に一段階縮んだ状態における検出片１３５とフォトセンサＡ，Ｂの関係を示している。フォトセンサＡは、透過状態となり、フォトセンサＢは、検出片１３５で遮断される。フォトセンサＡ，Ｂは、（０，１）を光源制御部１３２に出力する。
【００４９】
図４（ｄ）は、アーム１０２が最も縮んだ状態における検出片１３５とフォトセンサＡ，Ｂの関係を示している。フォトセンサＡ，Ｂは、共に透過状態となり、フォトセンサＡ，Ｂは、（０，０）を光源制御部１３２に出力する。
【００５０】
図５は、図４のアーム１０２の伸縮状態とフォトセンサＡ，Ｂの出力を表にしてまとめた図である。
【００５１】
図５に示すように、光源制御部１３２は、フォトセンサＡ，Ｂの出力から、アーム１０２がどのような長さであっても、アーム１０２の伸縮状態を検知することができる。例えば、光源制御部１３２は、画像読込装置１００の電源投入時にフォトセンサＡ，Ｂの出力を参照すれば、アームの伸縮状態について正確に認識することが可能となる。
【００５２】
ここで、検出片１３５の形成精度によっては、フォトセンサＡ，Ｂの出力を誤検出するおそれがある。一例を挙げると、フォトセンサ出力がＡ，Ｂ＝１，０⇒Ａ，Ｂ＝０，１に変化する場合、Ａ，Ｂの両出力が切り替わる点で誤検出することが考えられる。この場合、検出片１３５を、状態遷移が起こる場合に必ず一方のセンサのステートのみが変化するような形状とすればよい。
【００５３】
図６は、状態遷移が起こる場合に一方のセンサのステートのみが変化するような形状の検出片１３８の構成を示す図である。
【００５４】
図６に示すように、高さ検出部１３１Ａは、上アーム１０２ａに取付けられ、上アーム１０２ａの伸縮と共に移動する検出片１３８と、アーム１０２のガイドに取付けられた透過型のフォトセンサ１３６，１３７とから構成される。
【００５５】
検出片１３８は、フォトセンサＡの光透過状態を検出する突起１３８ａと、フォトセンサＢの光透過状態を検出する突起１３８ｂと、を有する。検出片１３８は、上アーム１０２ａの伸縮と共に方向Ｄ１に往復移動する。フォトセンサＡとフォトセンサＢとは、検出片１３８の往復移動方向に対して直交する位置に対向配置されている。
【００５６】
検出片１３８は、フォトセンサ出力Ａ，Ｂ＝１，１⇒Ａ，Ｂ＝１，０⇒Ａ，Ｂ＝０，０⇒Ａ，Ｂ＝０，１のように変化する形状となっている。光源制御部１３２は、検出片１３８に設けられたパターンを検出することで、アーム１０２の伸縮状態を認識する。
【００５７】
なお、本実施の形態では、アーム１０２の長短４状態を検出するようにしたが、２つの状態を検出するように構成することもできる。この場合、フォトセンサは１つでよい。また、アーム１０２の伸縮状態をより多くの分解能で検出することもできる。但し、検出片１３５の両端部に対応してフォトセンサＡ，Ｂ（インタラプタ）を配置した場合、情報量は２ビットしかないため検出できる状態の数は４以下となる。そこで、４つを超える状態を検出するには、フォトセンサとしていわゆるリフレクタ（反射型センサ）を採用するのが望ましい。リフレクタを検出片１３５の移動方向と直交する方向に複数個配置し、これに対向する面を、例えば黒／白に塗り分けることで、容易に分解能を増加することができる。
【００５８】
以下、上述のように構成された画像読取装置の動作を説明する。
【００５９】
まず、画像読取装置の基本動作について説明する。
【００６０】
図７は、画像読取装置の撮影時の状態の一例を示す平面図である。
【００６１】
図７に示すように、画像読取装置１００は、撮影対象の書籍３０が脚部１０３，１０３に一部をかぶせた状態で載置される。書籍３０は、ストッパー１０８の円弧部分に突き当てられて位置決めされる。位置決めマーク１０７，１０７は、その延長線がストッパー１０８の円弧部分と接するような位置関係となっていることが望ましい。なお、位置決めマーク１０７，１０７は単なるマークであってもよいが、土台部１０４の側を高くした段差構造としてもよい。書籍３０と撮影部１０１との位置合わせについては後述する。
【００６２】
このとき、光源部１０５の照明が書籍３０の紙面に斜め方向から照射される。そして、この状態で、撮影部１０１が動作することで、書籍の紙面の静止画が取り込まれる。ユーザが書籍３０のページをめくりながら、この静止画の取り込みを繰り返すことで、書籍３０の複数ページの紙面の静止画が順次取り込まれていく。これらの静止画は、ＭＰＵ１２０に送られて画像処理により書籍３０の縁部が直線状に補正された平面状かつ矩形の画像に変換される。
【００６３】
図８は、画像読取装置の動作を説明する図である。
【００６４】
図８（ａ）は、アーム１０２を縮めた状態、図８（ｂ）は、アーム１０２を伸ばした状態である。図８では、画像読取装置１００の載置面をＸ−Ｙ平面（水平面）とし、画像読取装置１００の正面に伸びる方向（アーム１０２の長手方向の水平方向成分）をＸ方向とし、画像読取装置１００の高さ方向をＺ方向とする。なお、図８は、説明を簡単にするため、脚部１０３，１０３等のＺ方向の厚み等を省略して描かれている。
【００６５】
画像読取装置１００を使用する際、アーム１０２は、支持部１０４ａに所定角度（カメラ１０１ａの画角と同一の角度）に支持される。支持部１０４ａは、アーム１０２を伸縮方向に移動可能に支持するガイド（図示せず）を備え、アーム１０２は、このガイドに沿って移動する。
【００６６】
原稿載置面２０における実効的な読取範囲は、Ｘ方向についてはＰ０〜ＰＥ１（ＰＥ２）とされ、この読取範囲は、カメラ１０１ａの画角（２×θ１）によって実質的に規定されている。
【００６７】
図８（ｂ）では同（ａ）と比べてアームを伸ばしていることから、同一画角のもとで読取範囲が広くなっている。
【００６８】
以降、図８に図１及び図２を併用して説明を続ける。光源部１０５は、アーム１０２の延伸方向における中間位置に設けられている。光源部１０５は、アーム１０２（上アーム１０２ａ）を伸縮すると、上アーム１０２ａに連動して上下に移動する。光源部１０５の移動範囲は、Ｚ方向にＤｚである。また、光源部１０５は、アーム１０２の延伸方向に沿って配列された複数のＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄを有する。ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄは、個別にＯＮ／ＯＦＦ可能である。ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄは、その駆動電流を可変、あるいは撮像周期よりも十分短く設定された所定時間内のＯＮデューティ比を可変（すなわちＰＭＷ制御可能）に構成されていてもよい。これによって、例えば、図２の光源制御部１３２は、ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄの駆動電流やＯＮデューティ比を個別に制御することで、ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄの光量を変えることができる。また、同様に、ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄを個別に消灯することで、消灯範囲を変えることができる。
【００６９】
また、光源として例えばＥＬ素子を採用する場合、ＥＬ素子を構成する個別電極（制御電極）をアームの伸縮方向に複数並べて配置する構成とする。ＥＬ素子の発光領域は個別電極と共通電極の重畳範囲として画定されるから、個別電極の配置に応じて各個別電極を独立して駆動するドライバを設けることで、発光素子がＬＥＤの場合と同等の効果を得ることができる。
【００７０】
光源部１０５は、Ｘ方向においては主にＰ０〜ＰＥ１（ＰＥ２）の範囲を照射する。本実施の形態では、光源部１０５をアーム１０２の途中に設けた構成を採るので、アーム１０２（上アーム１０２ａ）を縮めたときと伸ばしたときでは、光源部１０５の高さが異なる。結果的には、光の照射範囲が異なることになる。
【００７１】
光源部１０５は、主に白飛防止の観点から消灯範囲１と、消費電力低減の観点から消灯範囲２と、を有する。画像読取装置１００の光源制御部１３２（図２参照）は、高さ検出部１３１により検出された光源部１０５の高さ情報に基づいて、消灯範囲１／消灯範囲２においてＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄを個別に消灯する光源制御を実施する。この光源制御には、各ＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御と、駆動電流制御による光量調整とを含む。また、光源制御部１３２は、ＭＰＵ１２０の指示を受けて光源制御実行の適否を決定する。
【００７２】
[消灯範囲１]
図８（ａ）に示すように、アーム１０２を縮めると、光源部１０５は、土台部１０４に近い位置まで降りてくる。原稿載置面２０において、位置Ｐ０には原稿位置規制部であるストッパー１０８があり、通常はこのストッパー１０８部分に原稿端部を突き当てて原稿を読み取る。ストッパー１０８部分は、光源部１０５（下部）と近接しており、光源部１０５のうちＰ０近傍のＬＥＤ光源を発光させると、Ｐ０周辺の原稿面照度は極めて高くなり、カメラ１０２の撮像素子の出力が飽和する白飛現象が発生する。なお、白飛現象は、言い換えれば、白側（高輝度側）のコントラストが強くなりすぎてダイナミックレンジが低下する現象である。これを防止するため、消灯範囲１のＬＥＤ光源（例えば、ＬＥＤｄ又はＬＥＤｃ，ＬＥＤｄ（図１参照））を、消灯させる。これにより、白飛現象を防止し、ダイナミックレンジを確保することができる。
【００７３】
[消灯範囲２]
一方、図８（ｂ）に示すように、アーム１０２を伸ばすと、光源部１０５は、アーム１０２の変位に従って上方に移動する。このとき、光源部１０５は、最下端のＬＥＤｄまで点灯するように制御される。
【００７４】
図８（ａ）に示す△Ａ１Ｂ１Ｃ１と、図８（ｂ）に示す△Ａ２Ｂ２Ｃ２とは、相似形である。このことから、図８（ａ）の最大読取範囲に対応するＰＥ１から光源部１０５の最上端を結ぶ線分とＸ軸が交差する角度θを、アーム１０２を伸ばした状態である図８（ｂ）の位置ＰＥ２に適用した場合、光源部１０２の上端部に発光が不要な領域（消灯範囲２）が発生する。そこで、光源部１０５のうち上端側に位置するＬＥＤａ（消灯範囲２に含まれるＬＥＤ）は、消灯する。
【００７５】
ここで、アーム１０２を伸ばすと光源部１０５からＰＥ２までの距離は大きくなり、光量は距離の２乗に反比例して減衰するから、消灯範囲２については点灯を維持してもよい。但し、そうすると、Ｘ方向にＰＥ２を超えて光を照射する範囲が拡大することになる。よって、効率を重視するのであれば、消灯範囲２のＬＥＤを消灯したうえ、光源部１０５のうち消灯範囲２以外の部分で、かつ消灯範囲２に近いＬＥＤ（すなわち、なるべく上部のＬＥＤａ）の駆動電流を選択的に増加させるとよい。
【００７６】
なお、前述のようにアーム１０２は、支持部１０４ａに支持されたガイドに沿って伸縮する。ガイドには透過型のフォトセンサＡ，Ｂが設けられている。一方、アーム１０２には、アーム１０２の伸縮と共に移動する検出片１３５（図３参照）が設けられている。光源制御部１３２（図２参照）は、検出片１３５に設けられたパターンを高さ検出部１３１（図２，図３参照）が検出した結果に基づき、アーム１０２の伸縮状態を認識して、ＬＥＤの点灯／消灯位置を制御する。
【００７７】
特に、画像読取装置１００が、ＵＳＢバスパワーなどを採用するもので、余裕のある電源を持たない場合、消費電力の削減は、非常に重要である。消費電力は、主として光源部１０５が消費する。このため、光源部１０５の消費電力削減が求められている。本実施の形態は、消灯範囲２及び消灯範囲１のＬＥＤを消灯することで、消費電力の低減を図っている。
【００７８】
以上、消灯範囲１／消灯範囲２について説明した。次に、オフセット及び光源部１０５の照射角度について説明する。
【００７９】
図８に示すように、画像読取装置１００は、脚部１０３，１０３が載置される面が撮影対象の書籍３０が置かれる原稿載置面２０となり、カメラ１０１ａの撮影方向（カメラレンズの光軸方向）が略鉛直下方に設定される。
【００８０】
また、カメラ１０１ａの画角（図８中に一点鎖線で示す）のうち、アーム１０２側の境界線ｆは、アーム１０２の伸縮方向（本実施の形態では、アーム１０２の長手方向と同一）とほぼ平行に設定される。境界線ｆは、カメラ１０１ａの画角内と画角外との境界を表わしている。
【００８１】
さらに、アーム１０２の先端からカメラ１０１ａまでのオフセットＬ（図８（ａ）の線分ＰＣ１−Ｂ１と図８（ｂ）の線分ＰＣ２−Ｂ２）は、アーム１０２の支持部１０４ａから原稿載置面２０の一端の位置Ｐ０までのオフセット（図８（ａ），Ｂの線分Ｐ０−Ｃ１）とほぼ同一に設定される。言い換えれば、アーム１０２の伸縮経路に沿った直線からカメラ１０１ａのカメラレンズの中心までのオフセットＬと、上記直線から原稿載置面２０の一端の位置Ｐ０までのオフセットとがほぼ同一にされる。ここで、オフセットとは、変位量及び変位方向を表わしている。また、位置Ｐ０は、書籍の端部がストッパー１０８（図７参照）に当接する位置、あるいは、目印（マーク）１０７（図７参照）により位置合わせされる書籍の一辺と支持部１０４ａからＸ方向に伸びる直線との交点の位置である。
【００８２】
図８（ａ）に示すように、アーム１０２を縮めると、カメラ１０１ａから原稿載置面２０までの距離は短くなり、それゆえ、カメラ１０１ａの読取範囲Ｗ１が小さくなる。一方、図８（ｂ）に示すように、アーム１０２を伸ばすと、カメラ１０１ａから原稿載置面２０までの距離は長くなり、それゆえ、カメラ１０１ａの読取範囲Ｗ２が大きくなる。
【００８３】
図８（ａ）と図８（ｂ）とでは、カメラ１０１ａのＺ方向の高さは、距離Ｄｚだけ異なっている。さらに、これら両方の場合において、カメラ１０１ａの読取範囲Ｗ１，Ｗ２の一端は、位置Ｐ０に固定され、他端の位置ＰＥ１，ＰＥ２が変化している。すなわち、アーム１０２の伸縮量を変化させても、カメラ１０１ａの画角の一端と原稿載置面２０との交点は位置Ｐ０に固定される。
【００８４】
したがって、書籍３０と撮影部１０１との位置を調整する場合には、ユーザは、先ず、書籍の一端を位置Ｐ０に合わせて書籍３０を原稿載置面２０に置く。続いて、ユーザは、書籍３０の紙面がカメラ１０１ａの読取範囲に適宜な大きさで収まるように、アーム１０２の伸縮量を調整する。これらの調整だけで、ユーザは、撮影部１０１と書籍３０とを適切な距離及び配置に調整することができる。書籍３０のサイズが異なっても、同様の方法で、ユーザは撮影部１０１と書籍３０とを適切な距離及び配置に容易に調整することができる。
【００８５】
また、図８（ａ）に示すように、アーム１０２が縮んでいるときには、光源部１０５は低い位置から原稿載置面２０を照らす。一方、図８（ｂ）に示すように、アーム１０２が伸びたときには、光源部１０５は高い位置から原稿載置面２０を照らす。
【００８６】
図８（ａ）と図８（ｂ）とでは、光源部１０５の高さは、距離Ｄｚだけ異なっている。したがって、光源部１０５は、アーム１０２を縮めれば、カメラ１０１ａの小さな読取範囲Ｗ１を効率的に照らすことができ、アーム１０２を伸ばせば、照明範囲を広げて大きな読取範囲Ｗ２の全体を照らすことができる。
【００８７】
さらに、光源部１０５は、傾斜したアーム１０２に沿って設けられている。そして、光源部１０５の照明は、アーム１０２の伸縮量に関わらずに原稿載置面２０に対して斜めに照射される。なお、ここでいう「斜めに照射」とは、例えば光源部１０５を構成する各発光素子１０５ａ〜１０５ｄ（図１参照）の光出射軸を撮影面に対してθ１傾斜させることを意味し、また、光源部１０５が有機ＥＬ素子のような面光源である場合は、その発光面の法線を撮影面に対してθ１傾斜させることを意味する。この構成によって以下の作用がある。
【００８８】
（１）書籍３０（図７参照）等の原稿を照射した光の照明の直接的な反射光がカメラ１０１ａに入射することが回避され、書籍３０の紙面における散乱光のみがカメラ１０１ａに入射される。これら（１）及び後述する（３）の構成によって、主にイメージセンサの出力が飽和することで発生する画像の白飛やスミアが生じることが回避され、カメラ１０１ａは、綺麗で正確な画像を取り込むことができる。
【００８９】
（２）光源部１０５は、アーム１０２の側面部に設けられていることで、原稿載置面２０を斜め方向（すなわちθ１の方向（例えば４５°））から照らす構成となっている。一方、原稿載置面２０に載置された書籍３０（図７参照）は、厚みを有している。このため、光源部１０５から原稿載置面２０に、照射光が斜め方向で入射することによって、書籍３０の紙面の端部（書籍の外形部分）から下方（すなわち原稿載置面２０側）に向かって影が発生する。一方、カメラ１０１ａは原稿載置面２０の法線方向にあるから、斜め照射によって生じる影を確実に撮像することができる。この影部分を含む画像データは、ＭＰＵ１２０によって取り込まれ、ＭＰＵ１２０は、２値化処理を行ってエッジを検出する。
【００９０】
上述したように、取り込んだ画像データには、書籍３０の紙面の端部を境界とした影部分が存在する。影部分は、２値化処理の結果、黒データとなり、かつ書籍３０の紙面の端部のラインに連続して発生する。影部分が、２値化処理されることにより、エッジの特徴検出の精度を格段に向上させることができる。書籍３０の紙面の端部を確実に検出することができるので、その後の特徴点検出処理（角交点検出処理、輪郭取得処理、その他の特徴点検出処理など）において検出精度が向上し、延いては画像読取の精度を向上させることができる。
【００９１】
（３）また、光源部１０５が、傾斜したアーム１０２に設けられ、かつＸ方向においてアーム１０２側の境界線ｆからオフセットＬだけ離れていることで、光源部１０５は必ずカメラ１０１ａの画角の外に配置されることになるため、光源部１０５の照射光が直接的にカメラ１０１ａのカメラレンズに入射することが回避される。それゆえ、カメラ１０１ａは、綺麗で正確な画像を取り込むことができる。
【００９２】
（４）また、消灯範囲２のＬＥＤ消灯は、基本的には消費電力低減の観点から実施されるが、以下のような効果もある。すなわち、消灯範囲２のＬＥＤを点灯していると、光源部１０５の発光領域が大きいので、原稿載置面２０に対して斜めに照射した場合に、上記影部分が発生しにくくなる。消灯範囲２のＬＥＤ消灯することで、照射角度を付与することができる。
【００９３】
次に、アーム１０２の伸縮に伴って光源部１０５を移動させた場合の光の照射範囲について説明する。
【００９４】
図９は、画像読取装置においてアーム１０２の伸縮に伴って光源部１０５を移動させた場合の光の照射範囲の概略を示す説明図である。図９（ａ）はアーム１０２を伸ばした状態、図９（ｂ）はアーム１０２を縮めた状態を表している。
【００９５】
図９（ｂ）に示すアーム１０２を縮めた状態において、Ｘ方向の読取範囲Ｗ１は画角との関係で位置Ｐ０から位置ＰＥ１の間となる。このとき位置ＰＥ１における原稿面照度は、カメラ１０１ａの撮影に必要な所望の値を満たすものとなるように、発光素子前面のレンズ形状やＬＥＤの駆動電流等が定められる。このとき光源部１０５の最上部から位置ＰＥ１までを結ぶ線分と、水平面とが成す角度をθとする。
【００９６】
この状態からアーム１０２を伸ばすことで読取範囲は拡大し、図９（ａ）ではＸ方向の読取範囲Ｗ２は位置Ｐ０から位置ＰＥ２の間となる。このとき、読取範囲Ｗ２の最外縁である位置ＰＥ２から角度θの線分を付加すると、この線分は光源部１０５の最上部ではなく光源部１０５の中間位置（Ｐｚ）と交わる。つまり、アーム１０２を伸ばすのに伴って光源部１０５も上方に移動するが、光を照射する範囲の観点では、光源部１０５が必要以上に上方に移動してしまう。このとき、光源部１０５の最上部から位置Ｐｚの間の部分から照射される光は、水平面における位置ＰＥ２から外側に外れた位置ＰＬにも主たる照度分布を持つことになる。すなわち、この部分は、無駄な光を出射する領域（「ロス領域」と称する）だということができる。勿論、アーム１０２を伸ばすことで読取範囲の最外縁である位置ＰＥ２はより遠方になるため、ロス領域から出射される光も位置ＰＥ２の照度増加に寄与することは間違いないが、効率の上では問題がある。
【００９７】
本実施の形態では、上記ロス領域を消灯範囲２とし、消灯範囲２のＬＥＤを消灯するようにしている。
【００９８】
次に、画像読取装置の画像読取処理について説明する。
【００９９】
図１０は、画像読取装置の画像読取り処理を示すフローチャートである。ＭＰＵ１２０により実行される。図中、Ｓはフローの各ステップを示す。
【０１００】
ステップＳ１では、ＭＰＵ１２０は、撮影部１０１により撮像された撮像データを入力する。
【０１０１】
ステップＳ２では、ＭＰＵ１２０は、撮像データからエッジを検出する。本実施の形態では、光源部１０５の照明は、アーム１０２の伸縮量に関わらずに原稿載置面２０に対して斜めに照射される。撮像データには、書籍３０の紙面の端部から下方に向かって発生した影部分が含まれる。この影部分が、２値化処理されることにより、エッジの特徴検出の精度を格段に向上させることができる。ステップＳ２の詳細フローについては、図１３により後述する。
【０１０２】
ステップＳ３では、ＭＰＵ１２０は、エッジ検出に基づいて原稿輪郭を検出する。原稿輪郭検出は、具体的には、角交点検出処理、輪郭取得処理、その他の特徴点検出処理などの特徴点検出処理である。なお、上記ステップＳ２のエッジ検出を、特徴点検出処理の一つに含めてもよい。
【０１０３】
図１１は、特徴点検出処理及び変換パラメータ生成処理を説明する図である。
【０１０４】
図１１（ａ）に示すように、特徴点検出処理では、撮像領域３００の撮像画像に対してエッジ検出を行って撮像対象物である書籍３０の輪郭（以降、原稿輪郭と呼称する）を抽出し、更に輪郭線の形状に基づき主要６ポイント（●印参照）の角交点を検出し、そのＸ，Ｙ座標を特定する。また図１１（ａ）破線に示すように、角交点検出の直線成分分析により、原稿綴じ部分を抽出し、原稿載置面のＸ軸に対する原稿の傾きを求める。また、同様にして、上下ラインを検出する。
【０１０５】
ステップＳ４では、ＭＰＵ１２０は、歪補正パラメータを生成する。歪補正パラメータは、例えばメッシュ構造生成により求める。図１１（ｂ）に示すように、メッシュ構造を生成し、射影変換の座標データを抽出する。
【０１０６】
ステップＳ５では、ＭＰＵ１２０は、射影変換の座標データを、平面展開処理する画像補正を行う。
【０１０７】
ステップＳ６では、ＭＰＵ１２０は、画像補正された表示データを生成する。
【０１０８】
ステップＳ７では、ＭＰＵ１２０は、生成された表示データを、ビデオ出力Ｉ／Ｆ１２５を介して表示デバイス１５０に出力して本フローを終了する。
【０１０９】
図１２は、本実施の形態に係る画像読取装置において照明によって発生する影の状態を説明する図である。図１２は、既に説明した原稿位置規制部であるストッパー１０８の位置Ｐ０に書籍３０を突き当てて、原稿載置面２０に載置した状態を示している。また、アーム１０２を縮めた状態を例示したものである。
【０１１０】
既に説明したように、光源部１０５は書籍３０を斜め方向から照明しており、支持部１０４ａからＸ方向に遠い方の最大読取範囲であるＰＥ１には影Ｓ１が生じる。一方、支持部１０４ａからＸ方向に近い方の最大読取範囲であるＰ０には影Ｓ０が生じる。
【０１１１】
通常は撮像した画像が欠けることを防止するため、カメラ１０１ａの撮像範囲（画角）を若干大きめにすることを考慮すると、Ｘ座標値が大きいＰＥ１に生じる影Ｓ１の方が、Ｘ座標値が小さいＰ０に生じる影よりも大きくなり、影部分を安定して検出することができる。そして書籍３０の原稿輪郭は影Ｓ１，Ｓ０に隣接するから、輪郭線を構成するエッジも影Ｓ０よりも影Ｓ１に基づくものの方が容易に検出でき、検出精度も向上する。後述するように、本実施の形態では、まず影Ｓ１に基づいてエッジを検出し、更に影Ｓ０についてのエッジを検出するにあたって影Ｓ１のエッジ検出結果を参照して原稿輪郭の抽出精度を向上している。
【０１１２】
さて、既に述べたように、本実施形態ではアーム１０２の高さに応じて光源部１０５の点灯範囲を変化させているが、図１２において消灯範囲１に含まれるＬＥＤを点灯させると、影Ｓ０が全く生じない事態が生じうる。逆に言えば、上述したエッジ検出過程を有する前提においては、影Ｓ０が生じるように点灯範囲を決定することが重要である。即ち本発明は、原稿載置面２０に載置された高さがある被写体（書籍３０）の輪郭に基づく影が生じるように、光源部１０５の点灯範囲（あるいは消灯範囲）を制御するものを含む。そして、点灯すべき光源の範囲はアーム１０２の高さに応じて決定してもよいし、カメラ１０１ａで撮像した画像に基づく影Ｓ０の検出状況に応じて決定してもよい。
【０１１３】
図１３は、エッジ検出処理を示すフローチャートである。図１３は、図１０のステップＳ２のサブルーチンである。
【０１１４】
ステップＳ１１では、データ取得部２０１は、撮像データを取得する。
【０１１５】
ステップＳ１２では、エッジ検出部２０２は、全ての撮像データについて２値化処理を行う。
【０１１６】
ステップＳ１３では、エッジ検出部２０２は、２値化処理後のデータに基づいてエッジを検出し、ステップＳ１４でエッジ検出部２０２は、エッジの特徴検出によりエッジを判断する。影の部分は、２値化処理の結果、黒データとなる。この黒データが書籍の端部のライン上に発生し、かつ所定数以上、連続で発生したときにエッジが検出されたとみなす。本実施の形態では、光源部１０５の照明は、原稿載置面２０に対して斜め（例えば４５°）に照射される。上述したように、影部分が、２値化処理されることにより、エッジ検出の精度を格段に向上させることができる。
【０１１７】
以降、図１１と図１２を併用して、影を用いたエッジ検出について詳細に説明する。
【０１１８】
さて、図１１（ａ）等に示すように、書籍３０には厚みがあるため、撮像された画像上でＰＥ１側の上ライン３１ａは一直線にならないことが多いが、図１２を用いて説明したように特に原稿位置規制部から遠い側においてエッジ検出精度が向上し、不定形上である書籍３０の上ライン３１ａを正確に検出することが可能となる。
【０１１９】
一方、Ｐ０側においても、書籍３０の下ライン３１ｂは一直線にはならないことが多い（図７では下ラインは略直線として描かれているが、これは図７の視点を目印１０７やストッパー１０８上としたことによる）。影Ｓ０は光照射角度の関係で安定した形状を保ちにくく、影Ｓ０のみを信頼すると下ライン全体のエッジ検出精度は低下する可能性がある。しかしながら、影Ｓ０が生じるＰ０部分にはストッパー１０８が配置され、また、目印１０７を物理的な段差とすること等により、書籍３０の位置自体を特定しやすい。更に、書籍では綴じ部分の背面である“背”の強度が特に高い等の構造上の特性から、Ｐ１における上ラインの形状とＰ０における下ラインの形状は線対称となっていることが多く、これらを考慮することで、上ラインの形状が特定できれば、これに基づいて下ラインの情報源の不完全性を補って正確なエッジ位置を検出することが可能となる。本実施形態では、このようにして原稿輪郭を抽出している。
【０１２０】
なお、書籍３０を開いたときの右（左）ライン３１ｃは、通常は直線状になるから、辺の全ての位置で高精度にエッジ検出を行う必要がない。
【０１２１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の画像読取装置１００は、撮影部１０１と原稿載置面２０（撮影面）との距離を変化させる方向に伸縮可能なアーム１０２と、アーム１０２に設けられて、撮影面を斜め方向から照らす光源部１０５と、を備える。ＭＰＵ１２０は、光源部１０５が、撮影面２０を斜め方向から照らす照明範囲に基づいて、光源部の発光状態を変える。例えば、ＭＰＵ１２０は、アーム１０２の長手方向に並んで設けられたＬＥＤ１０５ａ〜１０５ｄのうち、[消灯範囲２]として照明範囲外を照らすＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ１０５ａ）を消灯する。また、ＭＰＵ１２０は、照明範囲の照度が所定以上の場合、[消灯範囲１]として照明範囲に近いＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ１０５ｃ，ＬＥＤ１０５ｄ）を消灯する。
【０１２２】
本実施の形態によれば、消灯範囲２及び消灯範囲１のＬＥＤを消灯することで、消費電力の低減を図ることができる。特に、画像読取装置１００が、ＵＳＢバスパワーなど独立電源を持たない場合、消費電力の削減は、非常に重要である。
【０１２３】
また、消灯範囲１のＬＥＤを消灯することで、白飛現象を防止し、ダイナミックレンジを確保することができる。その結果、その後の特徴点検出処理において検出精度が向上し、画像読取の精度を向上させることができる。
【０１２４】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【０１２５】
例えば、上記実施の形態は、アーム１０２に取り付けた光源部１０５が、原稿載置面２０に対して、光を斜めから照射する構成を採っている。光源部１０５が、原稿載置面２０に対して、光を斜めから照射する画像読取装置であれば、どのようなアーム構成であってもよい。
【０１２６】
上記実施の形態では、光源部１０５は複数の発光素子１０５ａが並んで構成されると説明したが、光源部１０５は、例えば、１つの発光素子から構成されてもよい。また、この発光素子は、点状又は球状の素子であってもよいし、棒状の素子であってもよい。また、光源部１０５を複数の発光素子から構成する場合には、複数の発光素子のうちアームの伸縮に伴って不要な部分を消灯して必要な部分のみを点灯させる制御が行われてもよい。また、アームの伸縮に伴って発光素子の発光強度を変化させる制御が行われてもよい。
【０１２７】
また、上記実施の形態では、アームがスライド機構により伸縮する構成としたが、アームは様々な伸縮機構によって伸縮する構成としてもよい。また、アームに二段階のスライド機構を設けて、アームが、固定的に支持される下アームと、下アームに沿ってスライド移動する中アームと、中アームに沿ってスライド移動する上アームとを有する構成としてもよい。この場合、光源部は、中アームに設けて、アームの伸縮に伴う撮影部の移動量よりも光源部の移動量が所定の割合で少なくなる構成としてもよい。
【０１２８】
また、上記実施の形態では、アームの伸縮方向がカメラ１０１ａの画角の境界線ｆに沿った方向である構成を例にとって説明したが、カメラ１０１ａと原稿載置面２０との距離、並びに、光源部１０５と原稿載置面２０との距離を変化できれば、アームの伸縮方向はどの方向であってもよい。
【０１２９】
また、上記実施の形態では、アームの長手方向及び／又はアームの伸縮方向を原稿載置面に対して斜め方向とした構成を例にとって説明したが、例えば、アームの長手方向及び／又はアームの伸縮方向を鉛直方向としてもよい。この場合、光源部は、アームの側面に光の照射方向を斜め下方に向けて設けられるとよい。このような構成でも、光源部は原稿載置面を斜めに照射するとともに、アームの伸縮に伴って光源部の照明範囲を大小に変化させることができる。
【０１３０】
また、上記実施の形態では、書籍の紙面を撮影対象とする例をとって説明したが、本発明の画像読取装置は書籍以外の撮影対象にも適用可能である。
【０１３１】
上記実施の形態では、画像読取装置及びその画像読取方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、装置はブックスキャナ装置、撮像装置等であってもよく、方法は、画像処理方法等であってもよい。
【０１３２】
さらに、上記画像読取装置を構成する各構成部、例えばＭＰＵの種類、その機能ブロックなどは前述した実施の形態に限られない。
【０１３３】
また、本発明の画像読取装置の特徴構成であるデータ取得部、及びエッジ検出部の各機能は、どこに設置されていてもよい。例えば、図２のＰＣ１６０側に持たせてもよい。
【０１３４】
また、以上説明した画像読取装置及びその画像読取方法は、これら画像読取装置及びその画像読取方法を機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、書籍の紙面を撮影する画像読取装置及びその画像読取方法に適用できる。
【符号の説明】
【０１３６】
２０  原稿載置面
３０  書籍
３１ａ  上ライン
３１ｂ  下ライン
１００  画像読取装置
１０１  撮影部
１０１ａ  カメラ
１０２  アーム
１０２ａ  上アーム
１０２ｂ  下アーム
１０３  脚部
１０４  土台部
１０４ａ  支持部
１０５  光源部
１０５ａ〜１０５ｄ  ＬＥＤ（発光素子）
１０７  目印（マーク）
１０８  ストッパー
１２０  ＭＰＵ
１２０ａ  Ｉ／Ｏ−Ｉ／Ｆ
１２１  ＲＯＭ
１２２  ＲＡＭ
１２３  操作部
１２４  ビデオ入力Ｉ／Ｆ
１２５  ビデオ出力Ｉ／Ｆ
１３１，１３１Ａ  高さ検出部
１３２  光源制御部
１３５，１３８  検出片
１３６，１３７  フォトセンサ
１４１  ＤＣパワー部
１４２  バッテリ
１５０  表示デバイス
１６０  パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
２０１  データ取得部
２０２  エッジ検出部
【図１】
2013097732.tif 000003
【図２】
2013097732.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2013097732.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年3月14日(2012.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の画像読取装置は、書籍から静止画を取り込む撮影部と、前記撮影部を前記書籍に対向させた向きで支持するアームと、前記撮影部の画角内と画角外との境界線に対して略平行な傾斜状態で前記アームを支持固定する土台部と、この土台部に設けられた前記書籍の縁部中央を合わせる位置決め部と、前記傾斜状態を変えることなく前記アームを伸縮可能とするアーム伸縮部と、前記アームに設けられて前記書籍を斜め方向から照らすとともに、前記アーム伸縮部の伸縮に伴って移動する光源部と、前記撮影部の画角により規定されるとともに前記アームの伸縮により可変する読取範囲と、前記光源部の前記アームの伸縮により可変する照明範囲とに基づいて、前記光源部の発光状態を変える制御部と、を備える構成を採る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の画像読取装置の画像読取方法は、書籍から静止画を取り込む撮影部を前記書籍に対向させた向きで支持するとともに、前記撮影部と前記書籍との距離を変化させる方向に伸縮可能なアームと、前記撮影部の画角内と画角外との境界線に対して略平行な傾斜状態で前記アームを支持固定する土台部と、この土台部に設けられた前記書籍の縁部中央を合わせる位置決め部と、前記傾斜状態を変えることなく前記アームを伸縮可能とするアーム伸縮部と、前記アームに設けられて、前記書籍を斜め方向から照らすとともに、前記アーム伸縮部の伸縮に伴って移動する光源部と、を備える画像読取装置の画像読取方法であって、前記撮影部の画角により規定されるとともに前記アームの伸縮により可変する読取範囲と、前記光源部の前記アームの伸縮により可変する照明範囲とに基づいて、前記光源部の発光状態を変える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
書籍から静止画を取り込む撮影部と、
前記撮影部を前記書籍に対向させた向きで支持するアームと、
前記撮影部の画角内と画角外との境界線に対して略平行な傾斜状態で前記アームを支持固定する土台部と、
この土台部に設けられた前記書籍の縁部中央を合わせる位置決め部と、
前記傾斜状態を変えることなく前記アームを伸縮可能とするアーム伸縮部と、
前記アームに設けられて前記書籍を斜め方向から照らすとともに、前記アーム伸縮部の伸縮に伴って移動する光源部と、
前記撮影部の画角により規定されるとともに前記アームの伸縮により可変する読取範囲と、前記光源部の前記アームの伸縮により可変する照明範囲とに基づいて、前記光源部の発光状態を変える制御部と、
を備える画像読取装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記光源部の一部又は全部の光量を変える、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記光源部は、前記アームの長手方向に並んで設けられた複数の発光素子を有し、
前記制御部は、前記読取範囲外を照らす前記発光素子を消灯する、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記光源部は、前記アームの長手方向に並んで設けられた複数の発光素子を有し、
前記制御部は、前記光源部による照度が所定以上の場合、前記書籍に近い前記発光素子を消灯する、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記アームは、固定アームと前記固定アームに沿ってスライド可能な可動アームとを備え、
前記光源部は、前記可動アームの側面部に設けられている、請求項１記載の画像読取装置。
【請求項６】
書籍から静止画を取り込む撮影部を前記書籍に対向させた向きで支持するとともに、前記撮影部と前記書籍との距離を変化させる方向に伸縮可能なアームと、
前記撮影部の画角内と画角外との境界線に対して略平行な傾斜状態で前記アームを支持固定する土台部と、
この土台部に設けられた前記書籍の縁部中央を合わせる位置決め部と、
前記傾斜状態を変えることなく前記アームを伸縮可能とするアーム伸縮部と、
前記アームに設けられて、前記書籍を斜め方向から照らすとともに、前記アーム伸縮部の伸縮に伴って移動する光源部と、を備える画像読取装置の画像読取方法であって、
前記撮影部の画角により規定されるとともに前記アームの伸縮により可変する読取範囲と、前記光源部の前記アームの伸縮により可変する照明範囲とに基づいて、前記光源部の発光状態を変える、画像読取装置の画像読取方法。
【請求項７】
前記発光状態の変更は、前記読取範囲外を照らす前記光源部の発光素子を消灯する、請求項６記載の画像読取装置の画像読取方法。
【請求項８】
前記発光状態の変更は、前記光源部による照度が所定以上の場合、前記書籍に近い前記光源部の発光素子を消灯する、請求項６記載の画像読取装置の画像読取方法。