JP2010109784A - Stand-type scanner, imaging method and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体から空間的に離れた位置で被写体を撮像する書画カメラなどのスタンド型スキャナ装置及び撮像方法、撮像装置に関する。 The present invention relates to a stand-type scanner device such as a document camera that captures an image of a subject at a position spatially separated from the subject, an imaging method, and an imaging device.
被写体から空間的に離れた位置で被写体を撮像するスタンド型スキャナ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この種のスタンド型スキャナ装置は、被写体から空間的に離れて配置されるスキャナヘッド内に、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、被写体の光学像を撮像素子の撮像面に結像させるレンズ群とを備えており、取得する画像の高解像度化やスキャナヘッドの小型化が望まれている。
A stand-type scanner device that captures an image of a subject at a position spatially separated from the subject is known (see, for example, Patent Document 1).
This type of stand-type scanner device includes an image sensor that converts an optical image of a subject into an electrical signal in a scanner head that is spatially separated from the subject, and an optical image of the subject that is connected to the imaging surface of the image sensor. And a lens group for imaging, and it is desired to increase the resolution of an image to be obtained and to reduce the size of a scanner head.
なお、撮像素子としては、2次元のCCD素子やCMOS素子を用いることができる。CCD素子とCMOS素子は、半導体のプロセスによる違いが主な違いであり、本発明が解決しようとする課題に直接影響するような違いはないので、以下の説明では、撮像素子としてCCD素子を用いた場合について記述する。 Note that a two-dimensional CCD element or CMOS element can be used as the imaging element. The difference between the CCD element and the CMOS element is mainly due to the difference in the semiconductor process, and there is no difference that directly affects the problem to be solved by the present invention. Therefore, in the following description, the CCD element is used as the imaging element. Describe the case.
スタンド型スキャナ装置において高解像度で画像を取得するためのひとつの方法としては、撮像素子自身の画素数を高くすることが考えられる。
しかしながら、撮像素子であるCCDを単板で用い、その画素数を多くすることは、少ない画素数のCCDと比較してデバイスの製造において歩留まり悪くなり、CCDが高価となってしまう。また、CCDの受光面積も大きくなるため、スキャナヘッドが大型化するおそれがある。
One method for acquiring an image with high resolution in a stand-type scanner device is to increase the number of pixels of the image sensor itself.
However, using a CCD, which is an image sensor, on a single plate and increasing the number of pixels results in poor device yield in comparison with a CCD having a small number of pixels, and makes the CCD expensive. Further, since the light receiving area of the CCD becomes large, the scanner head may be increased in size.
また、高画質・高感度の要求性能を満たすために、3つの撮像素子を用いた3板方式を採用することも可能である。3板方式は、RGB各色それぞれに1枚のCCDを用意し、分光プリズムにより分離した各色の光学像をそれぞれのCCDに受光させて、RGBそれぞれの色信号を取り出す方式である。
しかしながら、この方式では、3つのCCDを設けなければならないため、装置が高価になるとともに、装置が大きくなってしまうという問題がある。
また、3板方式では、RGBそれぞれの色ずれを防止するために、3つのCCDに対する位置決め精度も要求されるため、組立てには高度な技術が必要となる。
In order to satisfy the required performance of high image quality and high sensitivity, it is also possible to adopt a three-plate method using three image sensors. The three-plate method is a method in which one CCD is prepared for each of RGB colors, and each color optical signal separated by the spectroscopic prism is received by each CCD, and RGB color signals are extracted.
However, in this method, since three CCDs must be provided, there is a problem that the apparatus becomes expensive and the apparatus becomes large.
Further, in the three-plate method, in order to prevent color misregistration of RGB, positioning accuracy with respect to the three CCDs is also required, so that a high level of technology is required for assembly.
また、RGBそれぞれの色に対応する受光素子を縦に並べた構造をもつCCDも知られている。本方式は、原色に対応する3層の光検出器で構成され、一つの素子の位置で1画素の色をフルカラーで検知することができる。
したがって、近傍の3点の色情報を合成して画素の色を検出していたこれまでの方式よりも、位置的に正確な色情報を再現することが可能であるが、3層のうち上層2層においては特定の波長の光を透過させる必要があり、かつ、光電素子において特定の波長の光を吸収しなければならないため、分光波長の透過・吸収特性に影響を受け、各色の検出精度に差異が生じやすい。
また、この方式のCCDは、撮像素子全体からすると少ない数量しか市場になく、高価なものとなっている。
A CCD having a structure in which light receiving elements corresponding to RGB colors are arranged vertically is also known. This system is composed of three layers of photodetectors corresponding to primary colors, and can detect the color of one pixel in full color at the position of one element.
Therefore, it is possible to reproduce color information more accurately than the conventional methods in which the color information of three neighboring points is combined to detect the color of the pixel. In the two layers, it is necessary to transmit light of a specific wavelength, and the photoelectric element must absorb light of a specific wavelength. Therefore, the detection accuracy of each color is affected by the transmission and absorption characteristics of the spectral wavelength. Differences are likely to occur.
In addition, this type of CCD has a small quantity on the market compared to the entire imaging device, and is expensive.
また、モノクロCCDからカラーCCDへ移行した場合、印鑑照合画像などの過去のデータベースとの互換性が問題となる。例えば、金融機関においては、印鑑照合の用途において、予め印鑑の画像が登録されており、現時点で登録されているデータの大半は、モノクロCCDの分光波長を持つスキャナで取得された画像が基本となっている。
このため、モノクロ専用の画像取得でなく、カラーCCDによって取得された画像においては、画像処理でモノクロ画像を生成することになり、異なる分光波長特性による差異が問題となる。
この差異をなくすために、一つの装置にカラー用の光学ユニットとモノクロ用の光学ユニットを持たせることも考えられるが、装置が高価になるとともに、装置が大きくなってしまうという問題がある。
Further, when shifting from a monochrome CCD to a color CCD, compatibility with past databases such as seal collation images becomes a problem. For example, in a financial institution, an image of a seal stamp is registered in advance for the purpose of stamp verification. Most of the data registered at present is based on an image acquired by a scanner having a spectral wavelength of a monochrome CCD. It has become.
For this reason, a monochrome image is generated by image processing in an image acquired by a color CCD instead of monochrome image acquisition, and a difference due to different spectral wavelength characteristics becomes a problem.
In order to eliminate this difference, it is conceivable that a single device has a color optical unit and a monochrome optical unit, but there is a problem that the device becomes expensive and the device becomes large.
さらに、高解像度の画像を得るために、画素ずらしを行う方法も知られている(特許文献1参照)。
この方法は、2枚の撮像間で斜め方向に画素ずらしを行い、もともと撮像素子の中心がない点を撮像の空間サンプル点とする手法であり、水平、垂直方向の解像度の向上を図る方法である。
しかしながら、ずらしの回数を増大させるにつれて、ずらしによる画素同士の重なりが多くなってしまい解像度の低下をまねく結果となるほか、ずらしの回数が増えてくると、ミクロン単位で繰り返し行うずらし量に高い精度が必要とされるため、画素ずらしのみによる高解像度化には限界がある。
Furthermore, a method of performing pixel shifting to obtain a high-resolution image is also known (see Patent Document 1).
This method shifts pixels in an oblique direction between two images and uses a point that originally has no center of the image sensor as an imaging space sample point, and is a method for improving the resolution in the horizontal and vertical directions. is there.
However, as the number of shifts increases, the overlap between pixels increases due to the shift, resulting in a decrease in resolution. When the number of shifts increases, the amount of shift repeatedly performed in micron units is highly accurate. Therefore, there is a limit to increasing the resolution only by shifting pixels.
上記以外に解像度を高くする方法としては、回転フィルタとモノクロCCDとを組み合わせる方法が知られている。回転フィルタは、回転方向に並ぶ複数色のフィルタによって、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離することが可能であるため、モノクロCCDであってもカラー撮像が実現される。
例えば、特許文献2においては、カメラレンズと撮像素子との間に回転フィルタを配置する構成において、撮像とフィルタとの制御を工夫することによって、撮像時間を短縮する技術が開示されている。
また、特許文献3においては、白黒ビデオカメラで高精度のカラー静止画像を得るために、ビデオカメラのCCDと赤外カットフィルタとの間に回転フィルタを配置する構成が示されている。
In addition to the above, as a method of increasing the resolution, a method of combining a rotary filter and a monochrome CCD is known. Since the rotation filter can separate a plurality of colors included in the optical image of the subject by a plurality of color filters arranged in the rotation direction, color imaging can be realized even with a monochrome CCD.
For example, Patent Document 2 discloses a technique for shortening an imaging time by devising control of imaging and a filter in a configuration in which a rotary filter is disposed between a camera lens and an imaging element.
しかしながら、回転フィルタを用いる方式においては、図9に示すように、CCD100とレンズ群101との間に回転フィルタ102が配置されているので、回転フィルタ102の直径(各色フィルタ部分の直径方向の寸法)が、CCD100の有効撮像面積、或いはCCD100と対向するレンズ101aの有効透過面積によって決定される。
このため、回転フィルタの直径が大きくなり、装置が大型化するという問題がある。特に、スタンド型スキャナ装置においては、スキャナヘッド内に回転フィルタが配置されることになるので、スキャナヘッドの大型化を回避するために、回転フィルタの直径を可及的に小さくすることが要求される。
However, in the method using the rotation filter, as shown in FIG. 9, since the rotation filter 102 is disposed between the
For this reason, there exists a problem that the diameter of a rotary filter becomes large and an apparatus enlarges. In particular, in a stand-type scanner device, since a rotary filter is disposed in the scanner head, it is required to reduce the diameter of the rotary filter as much as possible in order to avoid an increase in the size of the scanner head. The
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、回転フィルタを用いて光学像に含まれる複数の色を分離するものでありながら、回転フィルタの直径を可及的に小さくし、スキャナヘッドを小型化することができるスタンド型スキャナ装置及び撮像方法、撮像装置の提供を目的とする。 The present invention has been considered in view of the above circumstances, and uses a rotating filter to separate a plurality of colors included in an optical image, while reducing the diameter of the rotating filter as much as possible. An object of the present invention is to provide a stand-type scanner device, an imaging method, and an imaging device that can be reduced in size.
上記目的を達成するため本発明のスタンド型スキャナ装置は、被写体から空間的に離れて配置されるスキャナヘッドと、このスキャナヘッド内に配設される、
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、被写体の光学像を撮像素子の撮像面に結像させるレンズ群と、回転方向に並ぶ複数色のフィルタによって、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する回転フィルタとを備え、回転フィルタは、レンズ群に含まれる2枚のレンズの間に配置される構成としてある。
In order to achieve the above object, a stand-type scanner device of the present invention is provided with a scanner head disposed spatially away from a subject, and disposed in the scanner head.
An image sensor that converts an optical image of the subject into an electrical signal, a lens group that forms the optical image of the subject on the imaging surface of the image sensor, and a plurality of color filters arranged in the rotation direction. And a rotation filter that separates the colors of the lens, and the rotation filter is arranged between two lenses included in the lens group.
また、上記目的を達成するため本発明の撮像方法は、被写体から空間的に離れた位置に、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、被写体の光学像を撮像素子の撮像面に結像させるレンズ群と、回転方向に並ぶ複数色のフィルタによって、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する回転フィルタとを配置して被写体を撮像するにあたり、回転フィルタを、レンズ群に含まれる2枚のレンズの間に配置して、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する方法としてある。 In order to achieve the above object, the imaging method of the present invention includes an imaging device that converts an optical image of a subject into an electrical signal at a position spatially separated from the subject, and an optical image of the subject on the imaging surface of the imaging device. When imaging a subject by arranging a lens group to form an image and a rotary filter that separates a plurality of colors included in the optical image of the subject by a plurality of color filters arranged in the rotation direction, the rotational filter is arranged in the lens group. This is a method of separating a plurality of colors included in an optical image of a subject by arranging between two included lenses.
また、上記目的を達成するため本発明の撮像装置は、被写体を撮像するスキャナ装置のスキャナヘッド内に配設される撮像装置であって、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、被写体の光学像を撮像素子の撮像面に結像させるレンズ群と、回転方向に並ぶ複数色のフィルタによって、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する回転フィルタとを備え、回転フィルタは、レンズ群に含まれる2枚のレンズの間に配置される構成としてある。 In order to achieve the above object, an imaging device of the present invention is an imaging device disposed in a scanner head of a scanner device that images a subject, and an imaging device that converts an optical image of the subject into an electrical signal; A lens group that forms an optical image of a subject on an imaging surface of an image sensor, and a rotation filter that separates a plurality of colors included in the optical image of the subject by a plurality of color filters arranged in the rotation direction. In this configuration, the lens group is disposed between two lenses included in the lens group.
本発明によれば、回転フィルタを用いて、光学像に含まれる複数の色を分離するものでありながら、回転フィルタの直径を可及的に小さくし、スキャナヘッドを小型化することができる。 According to the present invention, while using a rotation filter to separate a plurality of colors included in an optical image, the diameter of the rotation filter can be made as small as possible and the scanner head can be downsized.
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
まず、本発明の第一実施形態に係るスタンド型スキャナ装置について、図1〜図6を参照して説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
First, a stand-type scanner device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の第一実施形態に係るスタンド型スキャナ装置の斜視図である。
図2は、本実施形態に係るスキャナヘッド内の配置構成を示す概略側面図、図3は、本実施形態に係るスキャナヘッドの内部構成を示す一部切り欠き側面図、図4は、本実施形態に係るスキャナヘッドの内部構成を示す斜視図、図5は、本実施形態に係る回転フィルタの正面図、また、図6は、本実施形態に係る回転フィルタが備える各色フィルタの開き角度を示す表である。
FIG. 1 is a perspective view of a stand type scanner device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic side view showing an arrangement configuration in the scanner head according to the present embodiment, FIG. 3 is a partially cutaway side view showing the internal configuration of the scanner head according to the present embodiment, and FIG. FIG. 5 is a front view of a rotary filter according to the present embodiment, and FIG. 6 illustrates an opening angle of each color filter included in the rotary filter according to the present embodiment. It is a table.
図1に示すように、本発明の第一実施形態に係るスタンド型スキャナ装置1は、原稿(被写体)を密着させることなく、原稿から空間的に離れた位置で原稿を撮像する画像入力装置である。
具体的には、本実施形態のスタンド型スキャナ装置1は、原稿をセットする原稿台2と、原稿台2の端部に立設されるアーム3と、アーム3の上端部に設けられるスキャナヘッド4とを備えて構成されている。
図2〜図4に示すように、スキャナヘッド4には、CCD(撮像素子)5、レンズ群6及び回転フィルタ7が内蔵されている。これらCCD5、レンズ群6及び回転フィルタ7が、本発明の撮像装置を構成している。
As shown in FIG. 1, a stand-type scanner device 1 according to the first embodiment of the present invention is an image input device that captures an image of a document at a position spatially separated from the document without closely contacting the document (subject). is there.
Specifically, the stand-type scanner device 1 of the present embodiment includes a document table 2 on which a document is set, an
As shown in FIGS. 2 to 4, the scanner head 4 includes a CCD (imaging device) 5, a lens group 6, and a
CCD5は、原稿の光学像を電気信号に変換する撮像素子である。
ここで、本実施形態では、撮像素子としてCCD5を採用しているが、CMOSであっても本発明の内容を同様に適用することができる。
また、CCDには、モノクロ方式とカラー方式があるが、本発明のスタンド型スキャナ装置1は、回転フィルタ7を用いて色を分離し、カラー画像を取得する方式であるので、CCD5はモノクロ方式のものが用いられる。
The
Here, in the present embodiment, the
There are monochrome and color CCDs, but the stand-type scanner device 1 according to the present invention uses a
レンズ群6は、原稿の光学像をCCD5の撮像面に結像させる。
本実施形態のレンズ群6は、4枚のレンズ6a〜6dを備えて構成されており、これらのレンズ6a〜6dを2つの筒体6e、6fで保持している。
The lens group 6 forms an optical image of the original on the imaging surface of the
The lens group 6 of the present embodiment includes four lenses 6a to 6d, and these lenses 6a to 6d are held by two
回転フィルタ7は、回転方向に並ぶ複数色の色フィルタ7a〜7dによって、原稿の光学像に含まれる複数の色を分離する円盤状の部材であり、図示しないモータなどの回転駆動機構によって一定速度で回転される。
例えば、回転方向に赤色フィルタ7a、緑色フィルタ7b及び青色フィルタ7cを並べた回転フィルタ7によれば、原稿の光学像に含まれる3原色(RGB)を分離できるので、モノクロ方式のCCD5であってもカラー画像の取得が可能になる。
The
For example, the
本発明のスタンド型スキャナ装置1においては、レンズ群6に含まれる2枚のレンズ6a〜6dの間に回転フィルタ7が配置される。
このようにすると、回転フィルタ7を用いて光学像に含まれる複数の色を分離するものでありながら、回転フィルタ7の直径を可及的に小さくし、スキャナヘッド4を小型化することができる。
In the stand type scanner device 1 of the present invention, the
In this way, while the
すなわち、CCD5とレンズ群6との間に回転フィルタ7を配置する場合には、回転フィルタ7の直径(各色フィルタ部分の直径方向の寸法)が、CCD5の有効撮像面積、あるいはCCD5と対向するレンズ6aの有効透過面積によって決定される。ところが、レンズ群6に含まれる2枚のレンズ6a〜6dの間においては、光束が細くなる任意の位置を選択して回転フィルタ7を配置することができる。
これにより、回転フィルタ7の各色フィルタ部分の直径方向の寸法を小さくでき、ひいては、回転フィルタ7の直径を小さくすることが可能となる。
That is, when the
Thereby, the dimension of each color filter portion of the
また、回転フィルタ7は、レンズ群6に含まれる2枚のレンズ6a〜6dの間のうち、レンズ群6の中で光束が最も細くなる位置を含む2枚のレンズ6a〜6dの間に配置することが好ましい。
例えば、本実施形態では、CCD5側から見て2番目のレンズ6bと3番目のレンズ6cとの間で光束が最も細くなるので、ここに回転フィルタ7を配置する。
このようにすると、回転フィルタ7の各色フィルタ部分の直径方向の寸法をさらに小さくできるので、回転フィルタ7の直径をさらに小さくすることができる。
The
For example, in this embodiment, the light beam becomes the thinnest between the
In this way, the diameter dimension of each color filter portion of the
また、回転フィルタ7を透過する光束の断面積は、CCD5の有効撮像面積よりも小さく、かつ、CCD5と対向するレンズ6aの有効透過面積よりも小さいことが好ましい。
このようにすると、CCD5とレンズ群6との間に回転フィルタ7を配置する場合に比べ、回転フィルタ7の直径を確実に小さくすることができる。
The cross-sectional area of the light beam that passes through the
In this way, the diameter of the
また、回転フィルタ7は、図5に示すように、カラー撮像用の複数の色フィルタ7a〜7cに加え、可視波長全域を通過させるモノクロ撮像用のクリアフィルタ7dを備えることが好ましい。
このようにすると、モノクロ用の光学ユニットを別途設けることなく、モノクロ撮像を行うことができる。
In addition to the plurality of
In this way, monochrome imaging can be performed without separately providing a monochrome optical unit.
モノクロ画像は、カラー方式のCCDで取得した各色の画像を合成して得ることも可能であるが、各色から白黒濃度を算出する割合に工夫をこらしても、可視領域全域を連続して通過させているモノクロ方式のCCDとは特性に相違がある。
例えば、金融機関などで用いている印鑑の印影データベースは、モノクロ方式のCCDで撮像された画像を登録画像としている場合が多いため、カラー方式のCCDから合成されるモノクロ画像と、クリアフィルタ7dを透過させてモノクロ方式のCCDで取得したモノクロ画像とを比較すると、もともとの印影データベースに近い波長特性をもつのは後者ということになる。
したがって、モノクロ方式のCCDで取得されたデータベースと照会するようなアプリケーションに対しては、モノクロ方式のCCD5にクリアフィルタ7dを組み合わせた本実施形態のモノクロ画像取得方式が有利である。
A monochrome image can be obtained by combining images of each color acquired with a color CCD, but even if the ratio of calculating the black and white density from each color is devised, the entire visible region is passed continuously. There is a difference in characteristics from the monochrome CCD.
For example, a seal stamp database used in a financial institution or the like often uses a monochrome CCD image as a registered image, so a monochrome image synthesized from a color CCD and a
Therefore, the monochrome image acquisition method of this embodiment in which the
また、回転フィルタ7において、各フィルタ7a〜7dによって透過する光のエネルギー量(色感度)が異なっている。
例えば、白帳票をスキャナに読み込ませ、取得画像においても同じように白画像を再現させるためには、それぞれの色に対するレベルをあわせる必要があり、取得された色別の画像のゲイン値を変化させることでもあわせることは可能である。
しかしながら、例えば、白い基準の帳票画像を取得させた場合において、緑の画像に対して青の画像レベルが極端に小さい場合、取得された画像をゲイン値によってのみ持ち上げようとすると、ゲイン値が高くなり過ぎることによって画像のノイズが目立ちはじめる。
このため、青色フィルタ7cによる画像取得の場合には、取得する際のCCD5に対する露光時間を他の色に比較して多くとることが必要となる。
In the
For example, in order to read a white form into the scanner and reproduce the white image in the same manner in the acquired image, it is necessary to match the level for each color, and the gain value of the acquired image for each color is changed. It is possible to combine them.
However, for example, when a white reference form image is acquired, if the blue image level is extremely small with respect to the green image, if the acquired image is lifted only by the gain value, the gain value is high. Image noise starts to stand out when it becomes too much.
For this reason, in the case of image acquisition by the
回転フィルタ7を用いた画像取得において、各色の露光時間を調整する方法としては、回転フィルタ7の回転速度を制御して各色フィルタ7a〜7dの通過時間を調整する方法や、各色フィルタ7a〜7dの回転方向の長さを定める開き角度を変えて各色フィルタ7a〜7dの通過時間を調整する方法が考えられる。
前者の方法では、一回のカラー画像取得において、早い回転部分と遅い回転部分とを設ける必要があるので、回転速度の制御が複雑になり、また、加速領域、減速領域を設ける必要があるので、回転フィルタ7に加速・減速用の余分な領域を設ける必要がある。
このため、回転フィルタ7の直径が大きくなり、スキャナヘッド4の大型化をまねくおそれがある。
In the image acquisition using the
In the former method, since it is necessary to provide a fast rotation portion and a slow rotation portion in one color image acquisition, control of the rotation speed becomes complicated, and it is necessary to provide an acceleration region and a deceleration region. It is necessary to provide an extra area for acceleration / deceleration in the
For this reason, the diameter of the
一方、後者の方法では、回転フィルタ7における各色フィルタ7a〜7dの開き角度を、各色の色感度に反比例するように設定すれば、一定速度で回転フィルタ7を回転させても、色感度に応じて各色の露光量(露光時間)を変えることができるので、高画質なカラー撮像を行うことができる。
例えば、各色フィルタ7a〜7dの開き角度を、各色の色感度に応じて図6に示すように設定する。
On the other hand, in the latter method, if the opening angle of each
For example, the opening angle of each of the
以上のように構成された本実施形態のスタンド型スキャナ装置1によれば、原稿から空間的に離れて配置されるスキャナヘッド4内に、原稿の光学像を電気信号に変換するCCD5と、原稿の光学像をCCD5の撮像面に結像させるレンズ群6と、回転方向に並ぶ複数色のフィルタ7a〜7dによって、原稿の光学像に含まれる複数の色を分離する回転フィルタ7とを備え、回転フィルタ7は、レンズ群6に含まれる2枚のレンズ6a〜6dの間に配置されるので、回転フィルタ7を用いて光学像に含まれる複数の色を分離するものでありながら、回転フィルタ7の直径を可及的に小さくし、スキャナヘッド4を小型化することができる。
According to the stand type scanner apparatus 1 of the present embodiment configured as described above, the
つまり、CCD5とレンズ群6との間に回転フィルタ7を配置する場合には、回転フィルタ7の直径(各色フィルタ部分の直径方向の寸法)が、CCD5の有効撮像面積、或いはCCD5と対向するレンズ6aの有効透過面積によって決定されるが、レンズ群6に含まれる2枚のレンズ6a〜6dの間においては、光束が細くなる任意の位置を選択して回転フィルタ7を配置することができるので、回転フィルタ7の各色フィルタ部分の直径方向の寸法を小さくでき、ひいては、回転フィルタ7の直径を小さくすることができる。
That is, when the
また、回転フィルタ7は、レンズ群6に含まれる2枚のレンズ6a〜6dの間のうち、レンズ群6の中で光束が最も細くなる位置を含む2枚のレンズ6a〜6dの間に配置されるので、回転フィルタ7の直径をさらに小さくすることができる。
また、回転フィルタ7を透過する光束の断面積は、CCD5の有効撮像面積よりも小さく、かつ、CCD5と対向するレンズ6aの有効透過面積よりも小さいので、CCD5とレンズ群6との間に回転フィルタ7を配置する場合に比べ、回転フィルタ7の直径を確実に小さくすることができる。
The
Further, since the cross-sectional area of the light beam passing through the
また、回転フィルタ7は、カラー撮像用の複数の色フィルタ7a〜7cに加え、モノクロ撮像用のクリアフィルタ7dを備えるので、モノクロ用の光学ユニットを別途設けることなく、モノクロ撮像を行うことができる。
さらに、回転フィルタ7の各色フィルタ7a〜7dは、回転方向の長さを定める開き角度が、各色の色感度にもとづいて設定されるので、一定速度で回転フィルタ7を回転させても、色感度に応じて各色の露光量(露光時間)を変え、高画質なカラー撮像を行うことができる。
Further, since the
Further, the
[第二実施形態]
つぎに、本発明の第二実施形態に係るスタンド型スキャナ装置について、図7及び図8を参照して説明する。ただし、前記実施形態と共通の構成については、前記実施形態と同じ符号を用いることにより、前記実施形態の説明を援用する。
[Second Embodiment]
Next, a stand type scanner device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, about the same structure as the said embodiment, description of the said embodiment is used by using the same code | symbol as the said embodiment.
図7は、本発明の第二実施形態に係るスキャナヘッド内の配置構成を示す概略斜視図であり、図8は、本実施形態に係る画素ずらし機構の作用を示す説明図である。
図7に示すように、第二実施形態に係るスタンド型スキャナ装置は、CCD5と、その撮像面に結像される被写体の光学像との相対位置をずらす画素ずらし機構8を備える点が前記実施形態と相違している。
このようにすると、高解像度の大きなCCDを用いることなく、解像度を高くすることができる。これにより、CCDの大型化に伴うレンズ群6や回転フィルタ7の大型化も回避することができる。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing the arrangement configuration in the scanner head according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an explanatory view showing the operation of the pixel shifting mechanism according to this embodiment.
As shown in FIG. 7, the stand type scanner device according to the second embodiment is provided with a pixel shifting mechanism 8 for shifting the relative position between the
In this way, the resolution can be increased without using a large CCD with a high resolution. Thereby, the enlargement of the lens group 6 and the
本実施形態の画素ずらし機構8は、CCD5を動かすものであるが、CCD5を動かすことなく、光学像を光学的に動かす画素ずらし機構としてもよい。
画素ずらし機構8は、CCD5の画素同士の距離に対して丁度半分となるような距離だけCCD5を動かすことにより、画素ずらしを実現することができる。
本実施形態では、格子状の画素配列に対して対角で画素間の半分の距離だけCCD5を動かすことにより、画素ずらしを実現している。
なお、スキャナヘッド4の一端部には、光路をほぼ90゜屈曲させるミラー9が配置されている。
The pixel shifting mechanism 8 of the present embodiment moves the
The pixel shifting mechanism 8 can realize pixel shifting by moving the
In the present embodiment, pixel shifting is realized by moving the
A mirror 9 is disposed at one end of the scanner head 4 to bend the optical path by approximately 90 °.
以上、本発明に係るスタンド型スキャナ装置及び撮像方法、撮像装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係るスタンド型スキャナ装置及び撮像方法、撮像装置は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。 The preferred embodiments of the stand-type scanner device, imaging method, and imaging device according to the present invention have been described above. However, the stand-type scanner device, imaging method, and imaging device according to the present invention are limited to the above-described embodiments. However, it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the present invention.
本発明は、スキャナヘッド内に撮像素子、レンズ群及び回転フィルタを備え、被写体から空間的に離れた位置で被写体を撮像する書画カメラなどのスタンド型スキャナ装置及び撮像方法に適用することができる。 The present invention can be applied to a stand-type scanner device such as a document camera that includes an image sensor, a lens group, and a rotation filter in a scanner head and images a subject at a position spatially separated from the subject, and an imaging method.
1 スタンド型スキャナ装置
2 原稿台
3 アーム
4 スキャナヘッド
5 CCD
6 レンズ群
6a〜6d レンズ
7 回転フィルタ
7a〜7c 各色フィルタ
7d クリアフィルタ
8 画素ずらし機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stand type scanner apparatus 2
6 Lens group 6a-
Claims (10)
このスキャナヘッド内に配設される、
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
被写体の光学像を前記撮像素子の撮像面に結像させるレンズ群と、
回転方向に並ぶ複数色のフィルタによって、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する回転フィルタと、を備え、
前記回転フィルタは、
前記レンズ群に含まれる2枚のレンズの間に配置される
ことを特徴とするスタンド型スキャナ装置。 A scanner head arranged spatially away from the subject;
Disposed in the scanner head,
An image sensor that converts an optical image of a subject into an electrical signal;
A lens group that forms an optical image of a subject on the imaging surface of the image sensor;
A rotation filter that separates a plurality of colors included in an optical image of a subject by a plurality of color filters arranged in a rotation direction;
The rotary filter is
A stand type scanner device, which is disposed between two lenses included in the lens group.
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
被写体の光学像を前記撮像素子の撮像面に結像させるレンズ群と、
回転方向に並ぶ複数色のフィルタによって、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する回転フィルタと、を配置して被写体を撮像するにあたり、
前記回転フィルタを、前記レンズ群に含まれる2枚のレンズの間に配置して、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する
ことを特徴とする撮像方法。 In a position spatially away from the subject,
An image sensor that converts an optical image of a subject into an electrical signal;
A lens group that forms an optical image of a subject on the imaging surface of the image sensor;
When arranging a rotation filter that separates a plurality of colors included in an optical image of a subject by a plurality of color filters arranged in a rotation direction, the subject is imaged.
An image pickup method comprising: disposing a plurality of colors included in an optical image of a subject by disposing the rotation filter between two lenses included in the lens group.
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
被写体の光学像を前記撮像素子の撮像面に結像させるレンズ群と、
回転方向に並ぶ複数色のフィルタによって、被写体の光学像に含まれる複数の色を分離する回転フィルタと、を備え、
前記回転フィルタは、
前記レンズ群に含まれる2枚のレンズの間に配置される
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging device disposed in a scanner head of a scanner device that images a subject,
An image sensor that converts an optical image of a subject into an electrical signal;
A lens group that forms an optical image of a subject on the imaging surface of the image sensor;
A rotation filter that separates a plurality of colors included in an optical image of a subject by a plurality of color filters arranged in a rotation direction,
The rotary filter is
An imaging apparatus, wherein the imaging apparatus is disposed between two lenses included in the lens group.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180059059A (en) | 2016-11-25 | 2018-06-04 | (주)지홈 | An industrial safety menagemnt service system using QR code For Claasified user |
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- 2008-10-31 JP JP2008280688A patent/JP2010109784A/en active Pending
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