(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮像媒体を保持する凹曲面を備えた保持部材と、
前記保持部材に保持された前記被撮像媒体を撮像する撮像部と、
前記撮像部と前記保持部材との間を一定間隔で離間させる間隔保持部と、を具備し、
前記保持部材の前記凹曲面は円弧状の断面を有し、前記撮像部の光学的焦点から前記凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さが前記凹曲面の曲率半径と等しくなっていることを特徴とする非接触スキャナ。
【請求項２】
前記凹曲面は円筒凹曲面であることを特徴とする請求項１に記載の非接触スキャナ。
【請求項３】
前記保持部材は保持治具であり、
前記保持治具が載置されるマット部をさらに具備し、
前記撮像部の上空から所定角度で前記保持治具に保持された前記被撮像媒体へ照明光が照射されている状態において、前記円筒凹曲面の弧状側面間の長さは、当該長さ方向における前記撮像部の前記マット部に写る影により生じる前記照明光の無反射領域の長さ以下であることを特徴とする請求項２に記載の非接触スキャナ。
【請求項４】
前記マット部および前記保持治具は、前記保持治具を前記マット部に対して着脱自在とする着脱機構を具備することを特徴とする請求項３に記載の非接触スキャナ。
【請求項５】
前記マット部の表面に前記保持治具の設置位置を示すマーカが印刷されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の非接触スキャナ。
【請求項６】
前記保持治具は、前記被撮像媒体を押圧することにより、前記被撮像媒体を前記凹曲面に密着させる押圧部を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の非接触スキャナ。
【請求項７】
被撮像媒体を保持する凹曲面を備えたマット部と、
前記マット部に保持された前記被撮像媒体を撮像する撮像部と、
前記撮像部と前記マット部との間を一定間隔で離間させる間隔保持部と、を具備し、
前記マット部の前記凹曲面は円弧状の断面を有し、前記撮像部の光学的焦点から前記凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さが前記凹曲面の曲率半径と等しくなっていることを特徴とする非接触スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非接触スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
帳票等に記載された内容を画像データとして保存するために、撮像面を上に向けて帳票等を載置するためのマット部と、このマット部の上空一定高さに設置されたデジタルカメラ等の撮像部とを有する非接触スキャナが用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような非接触スキャナでは、通常の室内照明光等に由来する帳票表面からの反射光を利用して帳票の画像データを取得している。
【０００３】
この非接触スキャナを用いて、免許証等のように光沢のある撮像面を撮像する場合、撮像面からの反射光によって撮像面の一部が所謂白飛びを起こしてしまい、画像の一部が薄く写っていたり、白く抜けてしまったりして、視認性に問題が生じることがある。このような問題を解決する方法として、撮像面からの反射が起こりにくい撮像部の直下に被撮像媒体を載置して撮像を行う方法が考えられる。
【０００４】
しかしながら、被撮像媒体を撮像部の直下に載置しても、被撮像媒体の反り等によって部分的に白飛びが発生する場合がある。また、撮像部を大きくすることによって撮像部の影を大きくし、この影に被撮像媒体の撮像面が収まるようにすれば、白飛びを抑制することはできるが、撮像部が大きくなることによって撮像面の照度の確保が困難となり、明瞭な画像を得ることが難しくなるという新たな問題が生じる。
【特許文献１】特開２００２−３４４７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、撮像部に入射する被撮像媒体からの反射光を低減することができる非接触スキャナ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】
【０００６】
本発明による非接触スキャナは、被撮像媒体を保持する凹曲面を備えた保持部材と、前記保持部材に保持された前記被撮像媒体を撮像する撮像部と、前記撮像部と前記保持部材との間を一定間隔で離間させる間隔保持部とを具備し、前記保持部材の前記凹曲面は円弧状の断面を有し、前記撮像部の光学的焦点から前記凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さが前記凹曲面の曲率半径と等しくなっていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像部に入射する被撮像媒体からの反射光を低減することができる。したがって、被撮像媒体を撮像した際に白飛びのない明瞭な画像を得ることができる。また、保持部材の凹曲面が円筒凹曲面である場合には、被撮像媒体にしわが生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に非接触スキャナの概略構造を表した正面図を示し、図２に非接触スキャナの概略構造を表した平面図を示す。非接触スキャナ１０は、被撮像媒体としての撮像原稿２１を保持するための円筒凹曲面を有する保持部材である保持治具１４と、保持治具１４を載置するためのマット部（ステージ）１３と、保持治具１４に保持された撮像原稿２１を撮像する撮像部１１と、撮像部１１と保持治具１４との間を一定間隔で離間させて撮像部１１を保持する間隔保持具としての支柱部１２とを備えている。
【０００９】
撮像原稿２１とは、ここでは、免許証やラミネート処理が施されたカード、所定の画像や写真が印刷された光沢用紙等であって、表面に光沢のあるものをいう。
【００１０】
図３に保持治具の概略構造を表した斜視図を示す。保持治具１４の形状と設置方向は、撮像部１１の形状および設置高さ，設置方向と密接に関係する。そこで、これらの関係を考慮しながら非接触スキャナ１０の構成を簡単かつ明確に説明するために、図１〜３に示される通り、マット部１３の上面（水平面）をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面と直交する方向（鉛直方向）をＺ方向とする３次元直交座標系を定める。
【００１１】
保持治具１４は、曲率半径Ｒの円筒凹曲面が撮像部１１側（Ｚ方向）を向くように、かつ、円弧状の側面（以下「弧状側面」という）がＸ方向と平行になるように、直線上の側面（以下「直線状側面」という）がＹ方向と平行になるように、マット部１３に装着されている。図１に示されている円Ｓは、保持治具１４の内周を弧の一部とする半径Ｒの円であり、その中心は、後述する通り、撮像部１１の光学的焦点Ｐと一致する。
【００１２】
保持治具１４はマット部１３に対して着脱自在である。この着脱機構として、保持治具１４の裏面のＸ方向中央においてＹ方向に離間した２カ所に突起部１６が形成されており、マット部１３にはこの突起部１６を嵌め込むための穴部１７が形成されている。この着脱機構は、保持治具１４をマット部１３に対して位置決めする役割をも果たす。
【００１３】
保持治具１４の円筒凹曲面上の一方の直線状側面近傍には、撮像用紙２１を保持治具１４の円筒凹曲面に押圧する機能を有するクリップ部１５が、Ｙ方向に延在するように設けられている。撮像原稿２１において撮像の必要のない余白部分をクリップ部１５に挟み込むと、撮像原稿２１の位置が固定されるとともに、撮像原稿２１が保持治具１４の円筒凹曲面に沿って密着して保持される。このようにして撮像原稿２１を保持治具１４に固定することにより、撮像原稿２１にしわが発生することを抑制することができる。
【００１４】
撮像部１１は、回転楕円体の形状を有するハウジング２５の内部に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子に複数のレンズからなる光学系を用いて撮像画像を写し込む所謂デジタルカメラ２６が内蔵されたものが好適に用いられる。デジタルカメラ２６は、その光学系焦点Ｐがハウジング２５の中央真下に位置するように、ハウジング２５の内部に収容されている。
【００１５】
撮像部１１は、ハウジング２５の長径軸がＹ方向と平行となるように、かつ、保持治具１４の円筒凹曲面の中心の直上にデジタルカメラ２６の光学的焦点Ｐが位置するように、かつ、この光学的焦点Ｐから保持治具１４の円筒凹曲面に対し垂直に下ろした法線の長さがこの円筒凹曲面の曲率半径Ｒと等しくなるように、支柱部１２によって位置決めされ、保持されている。逆に言えば、撮像部１１が一定位置に設置された場合に、前記の条件が満たされるように、保持治具１４はマット部１３に装着される必要がある。
【００１６】
なお、撮像原稿２１には一定の厚みがあるが、撮像原稿２１が円筒凹曲面に沿って密着している限りは、デジタルカメラ２６の光学的焦点Ｐから撮像原稿２１の表面までの法線の長さと撮像原稿２１の表面の曲率半径とは等しくなる。また、複数の撮像原稿２１が冊子状に束ねられており撮像に必要な頁を開いて撮像しなければならない場合でも、束ねられた撮像原稿２１が円筒凹曲面に沿って密着して保持されていれば、デジタルカメラ２６の光学的焦点Ｐから最も上の撮像原稿２１の表面までの法線の長さとその撮像原稿２１の表面の曲率半径とは等しくなる。
【００１７】
次に、保持治具１４と撮像部１１の各形状とこれらの設置条件について説明する。図１，２に示されるように、保持治具１４の直線状側面間長さ（Ｘ方向長さであって、保持治具１４の円筒凹曲面に沿った長さではない）を“Ｄ”とし、弧状側面間長さ（Ｙ方向長さ）を“Ｌ”とする。また、撮像部１１の短径を“Ｘ１”とし、長径を“Ｙ１”とする。なお、撮像部１１の短径，長径はそれぞれ、ハウジング２５の短径，長径に等しい。
【００１８】
Ｘ方向においては保持治具１４の円筒凹曲面は常にデジタルカメラ２６の光学的焦点Ｐと正対しているので、照明光が撮像原稿２１上のある点に直接反射してデジタルカメラ２６に入射するためには、光源は撮像原稿２１上のある点とデジタルカメラ２６のレンズとを結ぶ線上に存在しなければならない。このため、室内照明光等の照明光が撮像部１１の上方からマット部１３に向けて照射されている場合には、照明光の照射角度に関係なく照明光がハウジング２５によって遮られることによって、保持治具１４の円筒凹曲面のＸ方向においては保持治具１４の円筒凹曲面に保持された撮像原稿２１の光沢表面での反射が起こりにくい。つまり、Ｘ方向において、保持治具１４の円筒凹曲面に保持された撮像原稿２１の光沢表面からの反射光（直接反射光）は、デジタルカメラ２６の光学的焦点Ｐに入射しにくい。
【００１９】
したがって、Ｘ方向において保持治具１４の円筒凹曲面に保持された撮像原稿２１に対して白飛びを発生させることなく撮像が可能な範囲、すなわち、保持治具１４の直線状側面間長さＤは、撮像部１１のＸ方向の影の範囲に限られない。よって、撮像部１１の短径Ｘ１の制限を受けることなく、理論的には、Ｄ＜２Ｒ（Ｒ：保持治具１４における円筒凹曲面の曲率半径）であればよい。ただし、撮像原稿２１全体を撮像する場合、保持治具１４の直線状側面近傍では撮像原稿２１に描かれている文字や図形等の情報の歪みが大きくなり、また、撮像原稿２１全体にピントを合わせることが困難になる。そのため、現実的には、保持治具１４の直線状側面間長さＤは、許容される画像を撮像可能な値に設定することが好ましい。
【００２０】
一方、保持治具１４のＹ方向には曲率が設けられていないために、室内照明光等の照明光が撮像部１１の上方からマット部１３に向けて照射されている場合に、保持治具１４の円筒凹曲面に保持された撮像原稿２１の表面からの反射光が撮像部１１の光学的焦点Ｐに入射しないように、保持治具１４の弧状側面間長さＬを定める必要がある。ハウジング２５の形状が回転楕円体であるために、撮像部１１のＹ方向長さはＸ方向位置にしたがって変化する。このため、撮像部１１の影のＹ方向長さもＸ方向位置によって変化する。しかし、デジタルカメラ２６の光学的焦点Ｐは、撮像部１１の長径軸を含み、Ｘ軸と直交する面内に位置するため（図２参照）、撮像部１１の長径Ｙ１のみを考慮すればよい。
【００２１】
図４にＹ方向における撮像部の形状と照明光の入反射の関係を模式的に示す。この図４には保持治具１４がＸ方向で二等分された断面が示されている。撮像部１１の上方に設けられた光源からマット部１３に向けて照明光が照射されたときに、マット部１３に写る撮像部１１の長径Ｙ１に起因する影により生じる照明光の無反射領域の領域内に、保持治具１４の各弧状側面が収まっていれば、反射条件（光の入射角＝光の反射角）を成立させる照明光が撮像原稿２１に入射しないため、撮像原稿２１の表面からの反射光が撮像部１１の光学的焦点Ｐに入射することもない。
【００２２】
したがって、撮像部１１の長径Ｙ１に起因する影により生じる照明光の無反射領域のＹ方向長さが、保持治具１４の弧状側面間長さＬとして許容される最大長さとなる。こうして保持治具１４の円筒凹曲面の形状が決定され、この円筒凹曲面の領域内に撮像原稿２１が保持されていれば、撮像原稿２１からの反射が低減されて、白飛びの発生が抑制された明瞭な画像が得られる。
【００２３】
このように保持治具１４の形状を円筒凹曲面とするのは、撮像対象のカードや用紙を球面状に湾曲させるのは難しく、円筒状とするのが現実的であるためである。このため、図１や図２のように例えばＸ方向を湾曲させてＹ方向を湾曲させないような形状とした場合、湾曲させた方向については保持治具１４の湾曲により反射を低減させ、湾曲させない方向については、ハウジング２５の影を利用した照明光の無反射領域により反射を低減させる。このように、保持時具１４の形状とハウジングの形状の組み合わせることにより、効果的な反射低減が実現できる。
【００２４】
続いて、非接触スキャナ１０による撮像原稿２１の撮像手順について説明する。図５に非接触スキャナによる撮像手順を表したフローチャートを示す。最初に、使用する保持治具１４の円筒凹曲面の曲率半径Ｒに合わせて、撮像部１１を所定位置に設置し、撮像部１１の長径Ｙ１に起因してマット部１３に写る影のＹ方向長さが、保持治具１４の弧状側面間長さＬ以上となっていることを確認する（ＳＴ１）。撮像原稿２１を保持治具１４にセットし（ＳＴ２）、これをマット部１３に装着し（ＳＴ３）、撮像を行う（ＳＴ４）。
【００２５】
なお、撮像部１１により撮像された画像データは、撮像部１１に内蔵されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存されてもよいし、撮像部１１から有線または無線を問わず画像データがコンピュータシステムに送信されて、そのコンピュータシステムを構成するコンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存されてもよい。
【００２６】
保持治具１４をマット部１３から取り外し（ＳＴ５）、撮像済みの撮像原稿２１を抜き取る（ＳＴ６）。次の撮像原稿２１がなければ、ここで作業は終了し、一方、次の撮像原稿２１がある場合にはＳＴ２に戻る。なお、保持治具１４をマット部１３に装着した状態で、撮像原稿２１の取り付け、撮像、取り外しを繰り返す方法を用いてもよい。
【００２７】
このように撮像部１１の形状と設置位置を考慮して保持治具１４の形状を定め、保持治具１４の円筒凹曲面に密着させて撮像原稿２１を保持することにより、撮像原稿２１からの反射光を抑えて、明瞭な画像を得ることができる。
【００２８】
なお、保持治具１４を用いずに、撮像原稿２１を低反射で半透明なフォルダに収容し、このフォルダをマット部１３上に載置して撮像部１１による撮像を行う方法によっても、撮像原稿２１からの反射光を低減することができるが、このような方法では、撮像面の文字や画像が不明瞭になるという問題や、半透明フォルダに撮像原稿２１を入れたり出したりする等の作業に対する負荷が大きくなる等の問題がある。これに対して、保持治具１４を用いた撮像では、このような問題が生じないという利点がある。
【００２９】
次に、非接触スキャナ１０に用いられる保持治具１４の変形例について説明する。図６に非接触スキャナに用いられる別の保持治具およびその周辺部の斜視図を示す。保持治具３１の上面は円筒凹曲面となっており、その直線状側面部にクリップ部１５が設けられている。保持治具３１は、マット部１３上に安定して載置することができるように、平坦な底部を備えた構造を有している。
【００３０】
保持治具３１をマット部１３上の一定位置に容易に載置することができるように、マット部１３の表面に載置位置を示すマーカ１８が印刷されている。保持治具３１として大きさの異なる複数のものが準備されている場合には、それぞれの大きさに応じた載置位置を示すマーカをマット部１３上に印刷しておくことが好ましい。なお、保持治具３１をマット部１３の一定位置に載置する方法としては、前記した突起部１６と穴部１７とによる着脱機構を用いることもできる。
【００３１】
図６では、マット部１３の表面に保持治具３１をその四隅で位置決めするマーカ１８を印刷しているが、これに限られず、例えば、マット部１３の表面に保持治具３１を載置すべき位置のＸ方向とＹ方向の中心線をそれぞれ示す十字の線を印刷し、他方、保持治具３１の側面にそれぞれの中央を示すマーカを印刷しておき、これらのマーカどうしを合わせる構成としてもよい。
【００３２】
前記実施の形態では、マット部１３に保持治具１４，３１を装着する構成としたが、これらを一体化させた構造とすることも好ましい。すなわちマット部そのものが保持部材となる。図７に別のマット部の概略構造を表した断面図を示す。このマット部３２は中空構造となっており、上面に形成されている円筒凹曲面の中央部の一定範囲に複数の吸着孔３３が設けられている。マット部３２の内部を吸引ポンプ等の減圧機構３４によって減圧することにより、撮像原稿２１（図７には図示せず）を円筒凹曲面に沿って確実に吸着保持することができる。マット部３２の円筒凹曲面には、種々の大きさの撮像原稿２１をそれぞれ適切な位置に保持するためのマーカ（図示せず）が印刷されていることが好ましい。
【００３３】
このようなマット部３２を用いれば、円筒凹曲面にクリップ部１５が設けられていないために、撮像原稿２１の周囲に余白がない場合にも、撮像原稿２１の全面を明瞭に撮像することができる利点がある。なお、マット部３２を平板で覆えば、撮像原稿を平坦に載置する非接触スキャナとして用いることができる。勿論、マット部３２の円筒凹曲面にクリップ部１５を設けた構造としてもよい。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。例えば、保持治具１４，３１として円筒凹曲面を有するものを取り上げたが、保持治具１４，３１の形状はこれに限定されるものではなく、撮像原稿２１を載置する凹曲面として球状凹曲面を有するものを用いることができる。このようにすれば、ハウジング２５の影による照明光の無反射領域を利用する必要がなくなるため、原稿サイズに必要な分のハウジングサイズを確保する必要がなくなり、ハウジング２５を小型化することができる。ただし、平らな撮像原稿２１を球状凹曲面に押し当てると撮像原稿２１にしわが発生しやすくなるため、球状凹曲面の曲率半径は所望される画像を得ることができる範囲において定める必要がある。このような構成では、球状凹曲面に保持された撮像原稿２１の表面は全ての方向で撮像部１１の光学的焦点Ｐと正対することから、ハウジング２５として、回転楕円体を用いる必要はなく、例えば球形のものを用いることができる。 
【００３５】
また、例えば、撮像部１１として回転楕円体の形状を有するハウジング２５を用いたものを取り上げたが、ハウジング２５の形状は、これに限定されるものではない。ハウジング２５の形状は、デジタルカメラ２６を収容することができ、かつ、保持治具１４，３１の円筒凹曲面における弧状側面間長さＬよりも長い影をその長さ方向においてマット部１３の表面に作ることができる形状であればよい。そのようなハウジング２５の形状としては、例えば、扁平楕円体や円柱等の形状であってもよい。また、ハウジング２５として、デジタルカメラ２６を傘のように覆う形状のものを用いることもできる。
【００３６】
さらに、保持治具１４として、円筒凹曲面上の一方の直線状側面近傍にのみクリップ部１５を備えた構造のものを取り上げたが、その変形例として、両方の直線状側面の近傍にクリップ部１５を設けた構造としてもよい。このような構成とすることにより、例えば、撮像原稿２１が硬質である場合やバネ性がある場合でも、撮像原稿２１を確実に円筒凹曲面に密着させることができる。保持治具１４の別の変形例として、両方の直線状側面の近傍にクリップ部１５を設け、さらに一方の弧状側面近傍にも曲率に沿った湾曲クリップ部を設けて、撮像原稿２１を３方向で保持する構造とすることも好ましい。この場合、撮像原稿２１は、湾曲クリップ部が設けられていない方の弧状側面から挿入すればよい。
【００３７】
なお、クリップ部１５に透明な材料を使用すれば、撮像原稿２１を押さえている部分についても画像を取得することができる。その場合、クリップ部１５のサイズを大きめにできるので、より保持治具１４に密着させることが可能となる。
【００３８】
保持治具１４やハウジング２５、デジタルカメラ２６のサイズについては、また、曲率半径やその中心については、厳密に一致していなくても、本発明の効果を奏する範囲で略一致していれば足りることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る非接触スキャナの概略構造を示す正面図である。
【図２】非接触スキャナの概略構造を示す平面図である。
【図３】保持治具の概略構造を示す斜視図である。
【図４】Ｙ方向での撮像部の形状と照明光の入反射の関係を模式的に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る非接触スキャナによる撮像手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る非接触スキャナに用いられる別の保持治具およびその周辺部の斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る非接触スキャナに用いられる別のマット部の概略構造を示す断面である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    非接触スキャナ
１１    撮像部
１２    支柱部
１３    マット部
１４    保持治具
１５    クリップ部
１６    突起部
１７    穴部
１８    マーカ
２１    撮像原稿
２５    ハウジング
２６    デジタルカメラ
３１    保持治具
３２    マット部
３３    吸着孔
３４    減圧機構
【図１】
0004973473.tif 000002
【図２】
0004973473.tif 000003
【図３】
0004973473.tif 000004
【図４】
0004973473.tif 000005
【図５】
0004973473.tif 000006
【図６】
0004973473.tif 000007
【図７】
0004973473.tif 000008