画像読取装置
【課題】撮影対象のサイズに合わせて、撮影部と撮影対象との距離の調整、ならびに、光源部と撮影対象との距離の調整を同時に行うことができ、さらに、照明により白飛現象が発生しにくい画像読取装置を提供すること。
【解決手段】この画像読取装置は、撮影を行う撮影部（１ａ）と、撮影部を撮影面２０に対向させた向きで支持するとともに、撮影部１ａと撮影面２０との距離を変化させる方向に伸縮可能なアーム２と、アーム２に設けられて撮影面２０を斜め方向から照らすとともに、アーム２の伸縮に伴って移動する光源部５と、を具備する。
【解決手段】この画像読取装置は、撮影を行う撮影部（１ａ）と、撮影部を撮影面２０に対向させた向きで支持するとともに、撮影部１ａと撮影面２０との距離を変化させる方向に伸縮可能なアーム２と、アーム２に設けられて撮影面２０を斜め方向から照らすとともに、アーム２の伸縮に伴って移動する光源部５と、を具備する。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
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。しかしながら、従来、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。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の目的は、撮影対象（例えば書籍など）のサイズに合わせて、撮影部と撮影対象との距離の調整、ならびに、光源部と撮影対象との距離の調整を同時に行うことができ、さらに、照明により白飛現象が発生しにくい画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る画像読取装置は、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、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アームを伸縮させて撮影部を移動させることで、撮影部に伴って光源部も移動する。従って、撮影対象と撮影部との距離の調整、ならびに、光源部と撮影対象との距離の調整を同時に行うことができる。また、光源部はアームに設けられて撮影面を斜めに照らすので、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】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の画像読取装置を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１の画像読取装置の撮影時の状態の一例を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態１の画像読取装置の作用を説明する説明図
【図４】本発明の実施の形態２の画像読取装置の作用を説明する説明図
【図５】本発明の実施の形態１の画像読取装置において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６】本発明の実施の形態３に係る画像読取装置の光源部の構成を詳細に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の画像読取装置を示す斜視図である。
【００１５】
この実施の形態１の画像読取装置は、映像を取り込む撮影部１と、撮影部１を支えるアーム２と、アーム２を支持する土台部４と、土台部４から二方向にそれぞれ伸びて装置を支える２つの脚部３,３と、撮影範囲を照らす光源部５と、から主に構成される。
【００１６】
撮影部１は、電気的に映像を取り込むカメラ１ａ（図３参照）を備えている。カメラ１ａは、カメラレンズと、カメラレンズにより結像された映像を電気信号に変換して取り込むイメージセンサとを備えている。イメージセンサは、例えばＣＣＤ（charge-coupled device）、または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１は、カメラ１ａが下方（脚部３，３に沿った面に対向する方向）を向いた角度で固定的に支持される。
【００１７】
なお、撮影部１は、不使用時において、上アーム２ａに設けられたヒンジ部を中心に回動して上アーム２ａに収納可能にされるが、使用時には、図１〜図３に示すように、上アーム２ａに対して所定の角度で固定される。
【００１８】
アーム２は、土台部４に支持される下アーム２ｂと、撮影部１を支持する上アーム２ａとから構成される。下アーム２ｂは、土台部４により所定の角度で固定的に支持される。アーム２には、アーム２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２ａの長手方向に設けられた凸部が下アーム２ｂの長手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２の長手方向にスライド可能にされている。上アーム２ａは、一定以上の力を加えることで下アーム２ｂ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。
【００１９】
アーム２のスライド機構には、所定のスライド位置で上アーム２ａと下アーム２ｂ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２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サイズおよびＢ５サイズなど、規定のサイズである場合に対応して、撮影部１をこれら規定の書籍サイズに合った高さへ移動できる長さに設定されている。
【００２０】
なお、アーム２は、不使用時において、土台部４に設けられたヒンジ部を中心に回動して、脚部３,３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４に固定的に支持される。アーム２が支持される角度は、例えば、画像読込装置を水平面に置いたときに、アーム２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。
【００２１】
光源部５は、上アーム２ａの一方の面（原稿載置面２０（図３参照）へ向いた面）に設けられている。光源部５は、複数の発光素子（例えばＬＥＤ：発光ダイオード）５ａを有し、これら複数の発光素子５ａがアーム２の長手方向に沿って並んで設けられている。光源部５は、アーム２の伸縮時に上アーム２ａに伴って位置を上下に変化させる。
【００２２】
脚部３，３は、各々が一方向に長い形状であり、各々の一端が土台部４に接続されている。脚部３，３は、画像読込装置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を支える。脚部３，３の上面は平面状にされ、その土台部４に近い箇所には、撮影対象の書籍の一端が合わせられる目印（位置決めマーク）７，７が設けられている。
【００２３】
なお、脚部３,３は、不使用時において、土台部４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３，３が互いに平行になるように）に畳むことができるが、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。
【００２４】
土台部４は、画像読込装置の土台となるものであり、上述のようにアーム２を支持するとともに、上述のように２つの脚部３,３が接続される。また、土台部４の内側中央の端部（脚部３，３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８として機能する。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態１の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。
【００２６】
上記構成の画像読取装置においては、図２に示すように、撮影対象の書籍３０が脚部３，３に一部をかぶせた状態で載置される。図示するように書籍３０はストッパー８の円弧部分に突き当てられて位置決めされるが、目印マーク７，７は、その延長線がストッパー８の円弧部分と接するような位置関係となっていることか望ましい。書籍３０と撮影部１との位置合わせについては後述する。このとき、光源部５の照明が書籍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１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、コンピュータ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。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態１の画像読取装置の作用を説明する説明図である。
【００２８】
図３Ａは、アーム２を縮めた状態、図３Ｂは、アーム２を伸ばした状態である。図３において、画像読取装置の載置面をＸ−Ｙ平面（水平面）とし、画像読取装置の正面に伸びる方向（アーム２の長手方向の水平方向成分）をＸ方向とし、画像読取装置の高さ方向をＺ方向とする。なお、図３は説明を簡単にするため、脚部３，３等のＺ方向の厚み等を省略して描かれている。
【００２９】
この画像読取装置は、図３に示すように、脚部３，３が載置される面が撮影対象の書籍が置かれる原稿載置面２０となり、カメラ１ａ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。
【００３０】
また、カメラ１ａの画角（図３中に一点鎖線で示す）のうち、アーム２側の境界線ｆは、アーム２の伸縮方向（この実施の形態ではアーム２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１ａの画角内と画角外との境界を表わしている。
【００３１】
さらに、アーム２の先端からカメラ１ａまでのオフセットＬ（図３Ａの線分ＰＣ１−Ｂ１と図３Ｂの線分ＰＣ２−Ｂ２）は、アーム２の支持部４ａから原稿載置面２０の一端の位置Ｐ０までのオフセット（図３Ａ，Ｂの線分Ｐ０−Ｃ）とほぼ同一に設定される。言い換えれば、アーム２の伸縮経路に沿った直線からカメラ１ａ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、変位量およ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８に当接する位置、或いは、目印７により位置合わせされる書籍の一辺と支持部４ａからＸ方向に伸びる直線との交点の位置である。
【００３２】
この実施の形態１の画像読取装置によれば、図３Ａに示すように、アーム２を縮めると、カメラ１ａ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１ａの読取範囲Ｗ１が小さくなる。一方、図３Ｂに示すように、アーム２を伸ばすと、カメラ１ａ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１ａの読取範囲Ｗ２が大きくなる。図３Ａと図３Ｂとでは、カメラ１ａの高さＡ１，Ａ２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１ａ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２の伸縮量を変化させても、カメラ１ａ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。
【００３３】
従って、書籍と撮影部１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に合わせて書籍を原稿載置面２０に置く。続いて、ユーザは、書籍の紙面がカメラ１ａの読取範囲に適宜な大きさで収まるように、アーム２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１と書籍とを適切な距離および配置に調整することができる。書籍のサイズが異なっても、同様の方法で、ユーザは撮影部１と書籍とを適切な距離および配置に容易に調整することができる。
【００３４】
また、図３Ａに示すように、アーム２が縮んでいるときには、光源部５は低い位置から原稿載置面２０を照らす。一方、図３Ｂに示すように、アーム２が伸びたときには、光源部５は高い位置から原稿載置面２０を照らす。図３Ａと図３Ｂとでは、光源部５の高さは距離Ｄｚだけ異なっている。従って、光源部５は、アーム２を縮めれば、カメラ１ａ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２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。
【００３５】
さらに、光源部５は、傾斜したアーム２に沿って設けられている。そして、光源部５の照明は、アーム２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。そのため、照明の直接的な反射光がカメラ１ａに入射することが回避され、書籍の紙面で照明が散乱した光がカメラ１ａに入射される。それゆえ、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とびやスミアが生じることが回避され、カメラ１ａは、綺麗で正確な画像を取り込むことができる。また、光源部５が、傾斜したアーム２に設けられ、かつＸ方向においてアーム２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５は必ずカメラ１ａの画角の外に配置されることになるため、光源部５の照射光が直接的にカメラ１ａ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１ａは、綺麗で正確な画像を取り込むことができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の画像読取装置の作用を説明する説明図である。
【００３７】
実施の形態２の画像読取装置は、装置が載置されるＸ−Ｙ面を水平面として、脚部３の上面に先端側から根元側（支持部側）へ向かうに従って高くなる傾斜（θｓ）が設けられている。この傾斜により、撮影対象の書籍を載置した際に上記傾斜に沿って書籍が斜めに保持される。すなわち、原稿載置面２０が上記傾斜に沿って斜めに設定される。
【００３８】
実施の形態２の画像読取装置は、さらに、原稿載置面２０の傾斜（θｓ）に対応させて、カメラ１ａを水平方向から同様の角度θｓだけ傾けている。表現を変えれば撮影部１の撮影方向を、脚部３の上面の傾斜に対応して鉛直方向よりアーム２の支持部４ａの方へ傾けている。すなわち、カメラ１ａの撮影方向（カメラレンズの光軸方向、画角θｉ＋θｉの中心方向）が、原稿載置面２０とほぼ直交する向きに設定されている。
【００３９】
ただし、実施の形態２の画像読取装置においても、実施の形態１と同様に、カメラ１ａの画角のうちアーム２側の境界線ｆは、アーム２の伸縮方向と平行に設定されている。さらに、実施の形態１と同様に、アーム２の先端からカメラ１ａまでのオフセットと、アーム２の支持部４ａ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、ほぼ同一にされている（図３Ａ，図３Ｂを参照）。位置Ｐ０は、書籍の端部が当接されるストッパー８の位置、或いは、目印７により位置合わせされる書籍の一辺と支持部４ａからＸ方向に伸びる直線との交点の位置である。
【００４０】
この実施の形態２の画像読取装置によれば、実施の形態１と同様に、ユーザは、書籍の一端を位置Ｐ０に合わせてアーム２の伸縮量を調整するだけで、撮影部１と書籍とを適切な距離および配置に調整することができる。さらに、この実施の形態２の画像読取装置によれば、原稿載置面２０が手前に低く奥に高くなる向きに傾斜しているので、書籍をセットする際および書籍のページをめくる際の作業性が向上し、また、セットされた書籍の視認性が向上する。
【００４１】
また、この実施の形態２の画像読取装置によれば、実施の形態１と同様に、アーム２の伸縮によって照明範囲が大小に変化して、カメラ１ａの読取範囲Ｗ１，Ｗ２の大小の変化に対応することができる。また、光源部５の照明は、アーム２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ので、画像に白飛現象が生じることを防止できる。
【００４２】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態１の画像読取装置においてアーム２の伸縮に伴って光源部５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り、図５Ａはアーム２を伸ばした状態、図５Ｂはアーム２を縮めた状態を表している。
【００４３】
図５Ｂに示すアーム２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１ａの撮影に必要な所望の値を満たすものとする。このとき光源部５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。
【００４４】
この状態からアーム２を伸ばすことで読取範囲は拡大し、図５Ａ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５の最上部ではなく光源部５の中間位置（Ｐｚ）と交わる。つまり、アーム２を伸ばすのに伴って光源部５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５が必要以上に上方に移動してしまう。このとき、光源部５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。もちろん、アーム２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。
【００４５】
図６は、本発明の実施の形態３に係る画像読取装置の光源部５の構成を詳細に示す説明図である。図６において、１２は下アーム２ｂに固定的に取り付けられたガイドアーム、１３は光源部５の側部に設けられたガイド溝、１４は光源部５と上アーム部２ａを回動可能に接続するヒンジ部である。ここで、図６Ａはアーム２を縮めた状態を示し、図６Ｃはアーム２を伸ばした状態を示し、図６Ｂはアーム２を中間位置にした状態を示す。
【００４６】
上記のガイドアーム１２、ガイド溝１３およびヒンジ部１４が、光源部５ａの照射角度を変更する角度変更機構の一実施の形態である。
【００４７】
図示するように、複数の発光素子５ａを備える光源部５は、ヒンジ部１４によって回動方向以外は動きを制限され、かつアーム２の伸縮により、固定されたガイドアーム１２によってガイド溝１３の傾きを変化させる構成とした。この構成から、アーム２を伸ばすと光源部５の光出射面が下を向き、アーム２を縮めると光出射面が上を向くように構成できる。つまり、本構成によれば、アーム２を伸ばすと、複数の発光素子５ａが構成する光出射面は原稿載置面２０と平行に近くなるように回転し、アーム２を縮めると、この光出射面は原稿載置面２０と平行に遠くなるように回転する。これによって、原稿を効率よく照明することが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、光源部５は複数の発光素子５ａが並んで構成されると説明したが、光源部５は、例えば、１つの発光素子から構成されても良い。また、この発光素子は、点状また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５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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、上記実施の形態では、アームの伸縮方向がカメラ１ａ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１ａと原稿載置面２０との距離、ならびに、光源部５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。
【００５２】
また、上記実施の形態では、アームの長手方向および／また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、アームの長手方向および／また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。
【００５３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、書籍の紙面を撮影する画像読取装置に適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 撮影部
１ａ カメラ
２ アーム
３ 脚部
４ 土台部
４ａ 支持部
５ 光源部
５ａ 発光素子
７ 目印
８ ストッパー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を取り込む画像読取装置に関する。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
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。しかしながら、従来、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。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の目的は、撮影対象（例えば書籍など）のサイズに合わせて、撮影部と撮影対象との距離の調整、ならびに、光源部と撮影対象との距離の調整を同時に行うことができ、さらに、照明により白飛現象が発生しにくい画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る画像読取装置は、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、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アームを伸縮させて撮影部を移動させることで、撮影部に伴って光源部も移動する。従って、撮影対象と撮影部との距離の調整、ならびに、光源部と撮影対象との距離の調整を同時に行うことができる。また、光源部はアームに設けられて撮影面を斜めに照らすので、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】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の画像読取装置を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１の画像読取装置の撮影時の状態の一例を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態１の画像読取装置の作用を説明する説明図
【図４】本発明の実施の形態２の画像読取装置の作用を説明する説明図
【図５】本発明の実施の形態１の画像読取装置において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６】本発明の実施の形態３に係る画像読取装置の光源部の構成を詳細に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の画像読取装置を示す斜視図である。
【００１５】
この実施の形態１の画像読取装置は、映像を取り込む撮影部１と、撮影部１を支えるアーム２と、アーム２を支持する土台部４と、土台部４から二方向にそれぞれ伸びて装置を支える２つの脚部３,３と、撮影範囲を照らす光源部５と、から主に構成される。
【００１６】
撮影部１は、電気的に映像を取り込むカメラ１ａ（図３参照）を備えている。カメラ１ａは、カメラレンズと、カメラレンズにより結像された映像を電気信号に変換して取り込むイメージセンサとを備えている。イメージセンサは、例えばＣＣＤ（charge-coupled device）、または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１は、カメラ１ａが下方（脚部３，３に沿った面に対向する方向）を向いた角度で固定的に支持される。
【００１７】
なお、撮影部１は、不使用時において、上アーム２ａに設けられたヒンジ部を中心に回動して上アーム２ａに収納可能にされるが、使用時には、図１〜図３に示すように、上アーム２ａに対して所定の角度で固定される。
【００１８】
アーム２は、土台部４に支持される下アーム２ｂと、撮影部１を支持する上アーム２ａとから構成される。下アーム２ｂは、土台部４により所定の角度で固定的に支持される。アーム２には、アーム２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２ａの長手方向に設けられた凸部が下アーム２ｂの長手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２の長手方向にスライド可能にされている。上アーム２ａは、一定以上の力を加えることで下アーム２ｂ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。
【００１９】
アーム２のスライド機構には、所定のスライド位置で上アーム２ａと下アーム２ｂ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２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サイズおよびＢ５サイズなど、規定のサイズである場合に対応して、撮影部１をこれら規定の書籍サイズに合った高さへ移動できる長さに設定されている。
【００２０】
なお、アーム２は、不使用時において、土台部４に設けられたヒンジ部を中心に回動して、脚部３,３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４に固定的に支持される。アーム２が支持される角度は、例えば、画像読込装置を水平面に置いたときに、アーム２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。
【００２１】
光源部５は、上アーム２ａの一方の面（原稿載置面２０（図３参照）へ向いた面）に設けられている。光源部５は、複数の発光素子（例えばＬＥＤ：発光ダイオード）５ａを有し、これら複数の発光素子５ａがアーム２の長手方向に沿って並んで設けられている。光源部５は、アーム２の伸縮時に上アーム２ａに伴って位置を上下に変化させる。
【００２２】
脚部３，３は、各々が一方向に長い形状であり、各々の一端が土台部４に接続されている。脚部３，３は、画像読込装置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を支える。脚部３，３の上面は平面状にされ、その土台部４に近い箇所には、撮影対象の書籍の一端が合わせられる目印（位置決めマーク）７，７が設けられている。
【００２３】
なお、脚部３,３は、不使用時において、土台部４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３，３が互いに平行になるように）に畳むことができるが、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。
【００２４】
土台部４は、画像読込装置の土台となるものであり、上述のようにアーム２を支持するとともに、上述のように２つの脚部３,３が接続される。また、土台部４の内側中央の端部（脚部３，３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８として機能する。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態１の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。
【００２６】
上記構成の画像読取装置においては、図２に示すように、撮影対象の書籍３０が脚部３，３に一部をかぶせた状態で載置される。図示するように書籍３０はストッパー８の円弧部分に突き当てられて位置決めされるが、目印マーク７，７は、その延長線がストッパー８の円弧部分と接するような位置関係となっていることか望ましい。書籍３０と撮影部１との位置合わせについては後述する。このとき、光源部５の照明が書籍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１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、コンピュータ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。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態１の画像読取装置の作用を説明する説明図である。
【００２８】
図３Ａは、アーム２を縮めた状態、図３Ｂは、アーム２を伸ばした状態である。図３において、画像読取装置の載置面をＸ−Ｙ平面（水平面）とし、画像読取装置の正面に伸びる方向（アーム２の長手方向の水平方向成分）をＸ方向とし、画像読取装置の高さ方向をＺ方向とする。なお、図３は説明を簡単にするため、脚部３，３等のＺ方向の厚み等を省略して描かれている。
【００２９】
この画像読取装置は、図３に示すように、脚部３，３が載置される面が撮影対象の書籍が置かれる原稿載置面２０となり、カメラ１ａ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。
【００３０】
また、カメラ１ａの画角（図３中に一点鎖線で示す）のうち、アーム２側の境界線ｆは、アーム２の伸縮方向（この実施の形態ではアーム２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１ａの画角内と画角外との境界を表わしている。
【００３１】
さらに、アーム２の先端からカメラ１ａまでのオフセットＬ（図３Ａの線分ＰＣ１−Ｂ１と図３Ｂの線分ＰＣ２−Ｂ２）は、アーム２の支持部４ａから原稿載置面２０の一端の位置Ｐ０までのオフセット（図３Ａ，Ｂの線分Ｐ０−Ｃ）とほぼ同一に設定される。言い換えれば、アーム２の伸縮経路に沿った直線からカメラ１ａ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、変位量およ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８に当接する位置、或いは、目印７により位置合わせされる書籍の一辺と支持部４ａからＸ方向に伸びる直線との交点の位置である。
【００３２】
この実施の形態１の画像読取装置によれば、図３Ａに示すように、アーム２を縮めると、カメラ１ａ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１ａの読取範囲Ｗ１が小さくなる。一方、図３Ｂに示すように、アーム２を伸ばすと、カメラ１ａ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１ａの読取範囲Ｗ２が大きくなる。図３Ａと図３Ｂとでは、カメラ１ａの高さＡ１，Ａ２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１ａ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２の伸縮量を変化させても、カメラ１ａ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。
【００３３】
従って、書籍と撮影部１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に合わせて書籍を原稿載置面２０に置く。続いて、ユーザは、書籍の紙面がカメラ１ａの読取範囲に適宜な大きさで収まるように、アーム２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１と書籍とを適切な距離および配置に調整することができる。書籍のサイズが異なっても、同様の方法で、ユーザは撮影部１と書籍とを適切な距離および配置に容易に調整することができる。
【００３４】
また、図３Ａに示すように、アーム２が縮んでいるときには、光源部５は低い位置から原稿載置面２０を照らす。一方、図３Ｂに示すように、アーム２が伸びたときには、光源部５は高い位置から原稿載置面２０を照らす。図３Ａと図３Ｂとでは、光源部５の高さは距離Ｄｚだけ異なっている。従って、光源部５は、アーム２を縮めれば、カメラ１ａ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２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。
【００３５】
さらに、光源部５は、傾斜したアーム２に沿って設けられている。そして、光源部５の照明は、アーム２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。そのため、照明の直接的な反射光がカメラ１ａに入射することが回避され、書籍の紙面で照明が散乱した光がカメラ１ａに入射される。それゆえ、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とびやスミアが生じることが回避され、カメラ１ａは、綺麗で正確な画像を取り込むことができる。また、光源部５が、傾斜したアーム２に設けられ、かつＸ方向においてアーム２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５は必ずカメラ１ａの画角の外に配置されることになるため、光源部５の照射光が直接的にカメラ１ａ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１ａは、綺麗で正確な画像を取り込むことができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の画像読取装置の作用を説明する説明図である。
【００３７】
実施の形態２の画像読取装置は、装置が載置されるＸ−Ｙ面を水平面として、脚部３の上面に先端側から根元側（支持部側）へ向かうに従って高くなる傾斜（θｓ）が設けられている。この傾斜により、撮影対象の書籍を載置した際に上記傾斜に沿って書籍が斜めに保持される。すなわち、原稿載置面２０が上記傾斜に沿って斜めに設定される。
【００３８】
実施の形態２の画像読取装置は、さらに、原稿載置面２０の傾斜（θｓ）に対応させて、カメラ１ａを水平方向から同様の角度θｓだけ傾けている。表現を変えれば撮影部１の撮影方向を、脚部３の上面の傾斜に対応して鉛直方向よりアーム２の支持部４ａの方へ傾けている。すなわち、カメラ１ａの撮影方向（カメラレンズの光軸方向、画角θｉ＋θｉの中心方向）が、原稿載置面２０とほぼ直交する向きに設定されている。
【００３９】
ただし、実施の形態２の画像読取装置においても、実施の形態１と同様に、カメラ１ａの画角のうちアーム２側の境界線ｆは、アーム２の伸縮方向と平行に設定されている。さらに、実施の形態１と同様に、アーム２の先端からカメラ１ａまでのオフセットと、アーム２の支持部４ａ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、ほぼ同一にされている（図３Ａ，図３Ｂを参照）。位置Ｐ０は、書籍の端部が当接されるストッパー８の位置、或いは、目印７により位置合わせされる書籍の一辺と支持部４ａからＸ方向に伸びる直線との交点の位置である。
【００４０】
この実施の形態２の画像読取装置によれば、実施の形態１と同様に、ユーザは、書籍の一端を位置Ｐ０に合わせてアーム２の伸縮量を調整するだけで、撮影部１と書籍とを適切な距離および配置に調整することができる。さらに、この実施の形態２の画像読取装置によれば、原稿載置面２０が手前に低く奥に高くなる向きに傾斜しているので、書籍をセットする際および書籍のページをめくる際の作業性が向上し、また、セットされた書籍の視認性が向上する。
【００４１】
また、この実施の形態２の画像読取装置によれば、実施の形態１と同様に、アーム２の伸縮によって照明範囲が大小に変化して、カメラ１ａの読取範囲Ｗ１，Ｗ２の大小の変化に対応することができる。また、光源部５の照明は、アーム２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ので、画像に白飛現象が生じることを防止できる。
【００４２】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態１の画像読取装置においてアーム２の伸縮に伴って光源部５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り、図５Ａはアーム２を伸ばした状態、図５Ｂはアーム２を縮めた状態を表している。
【００４３】
図５Ｂに示すアーム２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１ａの撮影に必要な所望の値を満たすものとする。このとき光源部５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。
【００４４】
この状態からアーム２を伸ばすことで読取範囲は拡大し、図５Ａ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５の最上部ではなく光源部５の中間位置（Ｐｚ）と交わる。つまり、アーム２を伸ばすのに伴って光源部５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５が必要以上に上方に移動してしまう。このとき、光源部５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。もちろん、アーム２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。
【００４５】
図６は、本発明の実施の形態３に係る画像読取装置の光源部５の構成を詳細に示す説明図である。図６において、１２は下アーム２ｂに固定的に取り付けられたガイドアーム、１３は光源部５の側部に設けられたガイド溝、１４は光源部５と上アーム部２ａを回動可能に接続するヒンジ部である。ここで、図６Ａはアーム２を縮めた状態を示し、図６Ｃはアーム２を伸ばした状態を示し、図６Ｂはアーム２を中間位置にした状態を示す。
【００４６】
上記のガイドアーム１２、ガイド溝１３およびヒンジ部１４が、光源部５ａの照射角度を変更する角度変更機構の一実施の形態である。
【００４７】
図示するように、複数の発光素子５ａを備える光源部５は、ヒンジ部１４によって回動方向以外は動きを制限され、かつアーム２の伸縮により、固定されたガイドアーム１２によってガイド溝１３の傾きを変化させる構成とした。この構成から、アーム２を伸ばすと光源部５の光出射面が下を向き、アーム２を縮めると光出射面が上を向くように構成できる。つまり、本構成によれば、アーム２を伸ばすと、複数の発光素子５ａが構成する光出射面は原稿載置面２０と平行に近くなるように回転し、アーム２を縮めると、この光出射面は原稿載置面２０と平行に遠くなるように回転する。これによって、原稿を効率よく照明することが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、光源部５は複数の発光素子５ａが並んで構成されると説明したが、光源部５は、例えば、１つの発光素子から構成されても良い。また、この発光素子は、点状また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５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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、上記実施の形態では、アームの伸縮方向がカメラ１ａ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１ａと原稿載置面２０との距離、ならびに、光源部５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。
【００５２】
また、上記実施の形態では、アームの長手方向および／また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、アームの長手方向および／また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。
【００５３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、書籍の紙面を撮影する画像読取装置に適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 撮影部
１ａ カメラ
２ アーム
３ 脚部
４ 土台部
４ａ 支持部
５ 光源部
５ａ 発光素子
７ 目印
８ ストッパー
【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、
を具備する画像読取装置。
【請求項２】
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３】
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４】
前記光源部は、
複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子が前記アームの長手方向に並んで設けられている
請求項１記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記アームの伸縮に伴って前記光源部の照射角度を変更する角度変更機構を、
さらに具備する請求項１記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記角度変更機構は、
前記アームを伸ばすことで前記光源部の照射角度を前記撮影面の垂直方向へ近づく方へ変更する
請求項５記載の画像読取装置。
【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、
を具備する画像読取装置。
【請求項２】
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３】
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４】
前記光源部は、
複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子が前記アームの長手方向に並んで設けられている
請求項１記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記アームの伸縮に伴って前記光源部の照射角度を変更する角度変更機構を、
さらに具備する請求項１記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記角度変更機構は、
前記アームを伸ばすことで前記光源部の照射角度を前記撮影面の垂直方向へ近づく方へ変更する
請求項５記載の画像読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６２７８３（Ｐ２０１３−６２７８３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１７３１（Ｐ２０１１−２０１７３１）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【特許番号】特許第４９９１０１７号（Ｐ４９９１０１７）
【特許公報発行日】平成２４年８月１日（２０１２．８．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【特許番号】特許第４９９１０１７号（Ｐ４９９１０１７）
【特許公報発行日】平成２４年８月１日（２０１２．８．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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