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発明の名称 画像読み取り装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−162614
公開日 平成7年(1995)6月23日
出願番号 特願平5−302748
出願日 平成5年(1993)12月2日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 井上 雅之 / 角田 剛
要約 目的
湾曲面から正確に画像を読み取れる画像読み取り装置を提供することを目的とする。

構成
本1から画像を読み取るスキャナ装置6と、スキャナ装置6を読み取り対象に摺接させる支持部材7と、本1をスキャナ装置6の副走査方向に相対的に移動させるモータ3と、スキャナ装置6の傾きを検出する角度検出手段17と、角度検出手段17の出力に基づいて、スキャナ装置6が本1を等速で移動するようにモータ3を制御するモータ制御部40とを有する。
特許請求の範囲
【請求項1】読み取り対象から画像を読み取るスキャナ装置と、前記スキャナ装置を読み取り対象に摺接させる支持部材と、読み取り対象を前記スキャナ装置の副走査方向に相対的に移動させるモータと、前記スキャナ装置の傾きを検出する検知手段と、前記検知手段の出力に基づいて、前記スキャナ装置が読み取り対象上を等速で移動するように前記モータを制御するモータ制御部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】ページめくり機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、本のように湾曲した読み取り対象から正確に画像を読み取れるようにした画像読み取り装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】まず本明細書において、次のように方向を定義する。まず、正面図である図13(a)において、1は台座2上にセットされた読み取り対象としての本、6は本1の見開きから情報を読み取るスキャナ装置である。さて、本明細書において水平方向とは、台座2の移動方向とし、垂直方向とはこの移動方向に垂直な方向とする。また、平面図である図13(b)に示すように、水平面内のスキャナ装置6の読み取り方向を主走査方向、それと直角な方向を副走査方向とする。
【0003】従来の画像読み取り装置では、本1に対して相対的に副走査方向にスキャナ装置を送る速度を一定に保った方式が行われていた。図14を用いて従来の画像読み取り装置を詳細に説明する。
【0004】さて図14中、10は筐体、2は筐体10の中段を水平方向(図13(a)左右方向)に移動自在に支持され、下部にラックギア21が設けられた台座であり、台座2の上面には本1が載置される。3は筐体10の下部に配設されるモータであり、その出力軸はギア31に軸着される。また、台座2の下部のラックギア21とモータ3側のギア31との双方に、ピニオンギア32が回転自在に歯合している。したがって、モータ3を駆動すると、筐体10に対し台座2および台座2に載置された本1を水平方向に移動することができる。
【0005】また、91は筐体10の上部に固定されるバネ格納部材であり、このバネ格納部材91には、スキャナ装置6の支持部材7の上部に固定されたバネ受け72が昇降自在に挿入されるとともに、このバネ受け72を下方に付勢するバネ9が収納されている。また、支持部材7の下部にはスキャナ装置6が軸7aにより首振自在に枢支されている。
【0006】したがって、本1を開いて台座2上に載置し、スキャナ装置6の読み取り面61を本1に接触させ、モータ3を駆動すると、読み取り面61を、湾曲している本1の表面にならわせながら、本1に対して副走査方向に移動させることができる。
【0007】なお、11は筐体10の所定位置に固定されるフォトインタラプタ、12a,12bは台座2の下部に設けられる突起であり、これらの突起12a,12bは、本1の左右両端に位置している。そして、フォトインタラプタ11は、突起12a,12bにより遮光されると、読み取り面61が本1の左右両端のいずれかに達した旨、モータ3の制御装置4に出力する。また、13はスキャナ装置6が出力する画像データを取得し、データ格納手段14に格納するデータ取得手段である。
【0008】次に、従来の画像読み取り装置における動作を図15を用いて説明する。なお実際には台座2が移動するが、以下説明を簡単にするため、スキャナ装置6が本1の上を移動していくものとする。
【0009】図15においてスキャナ装置6がBの状態とCの状態のそれぞれにある場合を考える。ここで、本1の表面は図示しているように湾曲しているものとする。Bの状態では本1の表面は左上に傾斜しており、それにならってスキャナ装置6も左上に動いている。一方、Cの状態は本1の表面が水平であるので、スキャナ装置6は水平方向にのみ移動する。ここで本1は台座2が水平に一定速度で移動することにより、スキャナ装置6は本1に対して移動するのであり、B,C等どのような状態であってもスキャナ装置6の本1に対する水平方向の速度成分は一定である。Bの状態でのスキャナ装置6の本1の表面に対する速度成分を求めると、スキャナ装置6は、上述したように垂直方向に自由に昇降できるため、水平方向の速度成分v1と垂直方向の速度成分v2の合成成分v3となる。Cの状態では合成成分v4は、本1の表面上の速度成分v1と一致する。図からも明らかなようにv4<v3(=v1+v2=v4+v2)であり、本1の表面上のスキャナ装置6の速度(合成成分)は、本1の表面上で変化するものである。一方、スキャナ装置6のデータ取得は、スキャナ装置6の電気的制限により一定期間毎に行われる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】したがって、スキャナ装置6のデータ取得における単位時間中に、スキャナ装置6が本1の表面上を移動する距離が一定しないことになる。例えば、上記単位時間中にスキャナ装置6が本1の表面上を進む距離は、Cの状態よりBの状態の方が長い。つまりCの状態で台座2の速度を最適化した場合、Bの状態では取り込んだデータは副走査方向に対して縮んだ形でデータとして取り込まれてしまう。したがって、図16(a)に示す本1の表面のイメージを取り込むと、同図(b)のように副走査方向に伸縮するという問題点があった。
【0011】上記問題点に鑑み、本発明は湾曲した読み取り対象についても、正確に画像を取込める画像読み取り装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、読み取り対象から画像を読み取るスキャナ装置と、スキャナ装置を読み取り対象に摺接させる支持部材と、読み取り対象をスキャナ装置の副走査方向に相対的に移動させるモータと、スキャナ装置の傾きを検出する検知手段と、検知手段の出力に基づいて、スキャナ装置が読み取り対象上を等速で移動するようにモータを制御するモータ制御部を具備している。
【0013】
【作用】上記構成により、モータ制御部の制御によって、スキャナ装置は、湾曲した読み取り対象上を等速で移動するので、画像が伸縮することなく正確に読み取られる。
【0014】
【実施例】本発明の第1実施例を図1〜図4を参照しながら、説明する。図1において従来技術を示す図14と同様の構成要素には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0015】本手段では、スキャナ装置6の傾きを検出する検知手段として、角度検出手段17が設けられ、フォトインタラプタ11の出力のみならず、角度検出手段17の出力も入力して、スキャナ装置6が本1の表面上を等速移動するようにモータ3を制御するモータ制御部40が設けられている。
【0016】図2は角度検出手段17の拡大側面図である。図2に示すように、角度検出手段17の入力軸17aはスキャナ装置6を枢支する軸7aに直結されており、スキャナ装置6が傾けばそれと一体的に、角度検出手段17の入力軸17aが回転し、その回転角度に呼応した信号をモータ制御部40へ出力するようになっている。17bは角度検出手段17を支持部材7に固定するネジである。
【0017】次に、角度検出手段17の一例について、図3を用いて説明する。角度検出手段17は、単位長さ当りの抵抗値が一定である抵抗を半円状に形成した抵抗体18を備え、抵抗体18の第1の端子Dに5ボルト、第2の端子Eに0ボルトを入力する。そして、その分圧信号端子である第3の端子Fを出力端子とすると共に、この第3の端子Fが抵抗体18に電気的に接続される位置が入力軸17aの角度に比例して変化するようにし、第3の端子Fの電圧をモータ制御部40に入力する。ここで角度検出手段17の内部構造を図3の構造とした場合、モータ制御部40内部では入力信号が2.5ボルトの時、1の回転数で回転させた(正規化する)とすると、角度45度(出力信号1.25ボルトもしくは3.75ボルト)ではルート2分の1、角度60度では2分の1の速度になるように設定する。つまり、本実施例のモータ制御部40は、入力された角度信号の余弦で表される数値でモータ3の回転数を制御する。
【0018】次に、図2と図3に基づきモータ制御部40について説明する。まず角度検出手段17からのアナログ信号をアナログ/デジタル変換器(ADC)41を通し、デジタル信号に変換する。そこから出力されたデジタル信号を、計算手段としてのROM(読み出し専用メモリ)42に入力する。本実施例においてROM42には予めアドレスの値の余弦解がデータとして書き込まれている。次にROM42から出力されるデータ(アドレスの余弦解)を、スキャナ装置6の速度制御部43へ出力する。速度制御部43ではこの信号を受け取り、この値に呼応したモータ回転数の制御信号を変化させ、モータ3の回転数を調節し、台座2の速度を制御する。
【0019】このようにして、得られる速度状態を図4に示す。図4では、図15に比べ、Cの状態において、Bの状態と本1の表面に沿った速度が等しい点(v3=v4)が相違する。図4が示すように、スキャナ装置6がどのように傾いていても角度検出手段17がその角度を検出し、モータ制御部40がスキャナ装置6の本1の表面方向の速度を等速に保つ制御を行うので、本1の表面上の画像データが副走査方向に伸縮することもなく、良好な読み取り結果を得ることができる。
【0020】以下に図5〜図12を用いて本発明の第2実施例を説明する。まず、図5において、本1の表面を読み取るスキャナー機構部について説明する。122はスキャナ装置6を保持するスキャナー取付け部材、123,124はスキャナ装置6が本1の表面上を移動する移動距離を計測する距離計測カウンタ、125は距離計測カウンタ123,124が本1の凸凹に追従するように距離計測カウンタ123,124を下方へ付勢するスプリング、127はスキャナ装置6、距離計測カウンタ123,124を支持する読み取り部ベース部材、128は読み取り部ベース部材127を上下動させるモータ、129はスキャナ装置6が本1の表面を押圧する押圧力を感知する押圧センサー、130は距離計測カウンタ123内に収納された距離計測用ゴムローラ、131は距離計測用ゴムローラ130の回転距離を感知するカウンターである。
【0021】次にページめくり機構部について説明する。140は本1のページを吸着する金属のばね部材で作られたページ吸着部材である。このページ吸着部材140は、図11(a),(b)に示すように次の要素を備えている。即ち、141は本1の表面とページ吸着部材140の押圧を緩衝するスポンジ性のばね圧緩衝部材、142は本1のページに対し繰り返し粘着/剥離できるように形成された半粘着性テープである。また図5において、143はページ吸着部材140を保持するページめくりベース部材、144はページ吸着部材140が本1の表面を押圧する押圧力を感知する押圧センサー、146はページめくりベース部材143を上下動させるモータ、150は本1のページに当接して、ページを送るページめくり用バット、151はページめくり用バット150を駆動するモータである。
【0022】ここで、開かれた本は常に閉じようとする傾向があるために、本を開いた状態に保持する部材が必要となる。160はスキャナ装置6の下方に本1を誘導するページ誘導部材、161は本1のページを閉じることを抑制するページ押圧部材である。
【0023】次に動作の概略について説明する。図6(a)に示すように最初に本1の左ページ1aを本1の中心から左方向へスキャナ装置6で読み取り、次に図6(b)のように本1の右ページ1bを本1の中心から右方向へ読み込み、さらに図6(c)のように右ページ1bの読み込みと同時にページめくりの動作を行う。なお、図6(c)において、1cは右ページ1bの次ページ、1dは次ページ1cの次ページ(左ページ1aの裏ページ)である。これら一連の動作により、本1の表面の画像読み込みとページめくりとを最も効率的に行うことができる。
【0024】次に左ページ1aの読み取り動作を詳細に説明する。図7(a)のように台座2の中心部がスキャナ装置6の真下部に来たとき、モータ128を駆動して、スキャナ装置6を本1に接触するまで下ろす。本1とスキャナーの接触圧は押圧センサー129で感知され、一定の圧力でスキャナ装置6と本1は接触する。すると、図7(b)のようにモータ3が作動して、台座2が右方向へ移動を開始する。すると本1の設置状態、本1の紙質等の条件により、スキャナ装置6と本1の接触圧が変化する。ここで、押圧センサー129の信号が設定された押圧力以下になったことを示すとモータ128を駆動して、本1とスキャナ装置6の接触圧を上げる。逆に押圧センサー129が感知する押圧力が設定された値以上になれば本1とスキャナ装置6の接触圧を下げ、図7(c)のようにページの左端まで画像の読み込み作業を行う。
【0025】本1とスキャナ装置6が接触するとき、図8(a)に示すようにスキャナー取り付け部材122の両端に設けられた軸122aが読み取り部ベース部材127の長穴部127aを上下動したり、回転動可能にすることにより、図8(b)のようにスキャナ装置6は常に本1の表面に対して密着する。また、スキャナ装置6が読み込みを行う場合、距離計測カウンタ123の距離計測用ゴムローラ130が本1の表面上を回転することにより、スキャナ装置6の読み取り距離を計測する。距離計測用ゴムローラ130の回転はカウンター131に伝達され、スキャナ装置6の単位距離当たりのデータを正確に読み込む。さらに、図9に示すように距離計測カウンタ123もスキャナ装置6と同様にスプリング125により、上下動し、本1の表面の形状変化に追従する構造となっている。
【0026】次に本1の右ページ1bをスキャナ装置6で読み込む場合について説明する。スキャナ装置6の基本動作は左ページ1aの読み込みと同様に図10のようになる。なお、台座2が左方向へ移動する場合、スキャナ装置6の移動距離を計測するために距離計測カウンタ124を使用するものである。
【0027】最後に本1のページめくり機能について説明する。ページめくり機構は図11(a)に正面図として、また図11(b)に側面図として示すように、ページ吸着部材140がページめくりベース部材143に対して上下移動可能に垂下されている。次に動作について説明する。台座2が左方向に移動し、本1がページ吸着部材140の下に移動してきたとき、図12(a)に示すようにモータ146よりページめくり機構部が下方向へ移動する。ページ吸着部材140がページに密着し、押圧センサー144に一定の押圧力が感知されたとき、ページめくりベース部材143が下方向への移動を中止する。ページがページ吸着部材140に吸着した状態で、さらに台座2は左方向へ移動する。そして図12(b)に示すように、ページ吸着部材140が上方向へ移動し他のページとの分離を行った後、再びページ吸着部材140は下方向へ移動し、図12(c)のようにめくるページを軽く曲げ、モータ151を駆動させて、曲がったページの下の空間にページめくり用バット150を挿入する。次にページめくり用バット150は、ページに当接しながら水平面内を回転し、図12(d)のようにページがめくられる。このとき、本のページは剥離可能な半粘着性テープ142と粘着しているために、ページめくり用バット150の回転力によって、容易に剥離され、剥離時にページを損傷することはない。また、半粘着性テープ142の信頼性をさらに向上させたい場合、真空吸着手段を用いても良い。
【0028】ページがめくられた後、ページめくり用バット150は図12(e)に示すように、本1の右端部がページ誘導部材160の下に送られてくるまで、この状態を保つ。本1の右端部がページ誘導部材160の下に送られた後、ページめくり用バット150は図12(f)のように送られてくる本1の表面を押さえ付ける役目を果たしながら、初期の位置に戻され、本1が閉じようとする動きを抑制する。また、ページ押圧部材161は、台座2が右方向へ移動したとき、本1のページが閉じないようにするものである。
【0029】第2実施例では、スキャナ装置6を本1の形状に従って、追従させることにより、本1の綴じ込み部に近い文字まで鮮明に読み取ることができる。さらにスキャナ装置6の移動距離を正確に計測することにより、正確に読み取ることができる。
【0030】さらにページめくりを行う際、ページを吸着し、完全に他ページと分離することにより重送の問題を解消する。また、本1が読み取り機構部とページめくり機構部の間を移動する際に読み取り機構部、ページめくり機構部、ページ誘導部材160を利用することにより、本の閉じぐせを抑えることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成したので、湾曲した読み取り対象に対しても正確な画像読み取りを行うことができ、良質な画像データを得ることができる。




 

 


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