JP4420120B2 - Adjusting method of imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、スキャナや光学式文字読取装置(以下「OCR」という。)等で用いられ、帳票等の画像パターンを光学的に検知する撮像装置の調整方法に関するものである。 The present invention relates to an adjustment method of an imaging apparatus that is used in, for example, a scanner or an optical character reader (hereinafter referred to as “OCR”) and optically detects an image pattern such as a form.
例えば、OCR等において、帳票の画像パターンを光学的に検知する撮像装置(例えば、光学パターン検知部)は、帳票の被撮像面の主走査方向と直交する副走査方向に、該帳票に対して相対的に移動しつつ該主走査方向にライン状の出射光を照射する光源を有している。光源からのライン状の光は、帳票の被撮像面の主走査方向に照射される。この帳票を透過又は反射したライン状の光は反射鏡で反射され、この反射光がレンズで撮像手段(例えば電荷結合素子、以下、これを「CCD」という。)の受光面に集光される。受光面に集光された反射光は、CCDで主走査方向に走査されて画像パターンが検知される。 For example, in an OCR or the like, an imaging device (for example, an optical pattern detection unit) that optically detects an image pattern of a form with respect to the form in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction of the imaged surface of the form. A light source that emits line-shaped emitted light in the main scanning direction while moving relatively is provided. The line-shaped light from the light source is irradiated in the main scanning direction of the imaging surface of the form. The line-shaped light transmitted or reflected through the form is reflected by a reflecting mirror, and the reflected light is collected by a lens on a light receiving surface of an imaging means (for example, a charge coupled device, hereinafter referred to as “CCD”). . The reflected light collected on the light receiving surface is scanned in the main scanning direction by the CCD, and an image pattern is detected.
この光学パターン検知部を製作する場合、反射鏡の取付け方向、CCDの取付け方向及び倍率が設計値になるように組立てることは、殆ど不可能である。そのため、製作終了後、反射鏡の取付け方向、CCDの取付け方向及び倍率の調整を行う必要がある。これらの調整を行う場合、帳票の代わりに調整の基準になる調整用治具を用い、CCDの出力信号をオシロスコープ等で観測しながら試行錯誤的に行われていた。 When manufacturing this optical pattern detection unit, it is almost impossible to assemble so that the mounting direction of the reflecting mirror, the mounting direction of the CCD, and the magnification become design values. Therefore, it is necessary to adjust the mounting direction of the reflecting mirror, the mounting direction of the CCD, and the magnification after the production is completed. When these adjustments are made, an adjustment jig serving as a reference for adjustment is used instead of a form, and the output signal of the CCD is observed with an oscilloscope or the like, and is performed on a trial and error basis.
このような調整方法に関する従来文献としては、例えば、次のようなものがある。 Examples of conventional literature relating to such an adjustment method include the following.
しかしながら、従来の光学パターン検知部の調整方法では、次の(i)〜(iv)のような課題があった。 However, the conventional methods for adjusting the optical pattern detection unit have the following problems (i) to (iv).
(i) 倍率を調整する場合、調整用治具を用いて試行錯誤的に調整しているので、調整に時間がかかり、調整誤差が発生しやすい。 (I) When adjusting the magnification, the adjustment is made by trial and error using an adjustment jig, so that adjustment takes time and adjustment errors are likely to occur.
(ii) 反射鏡の角度を調整する際に調整用治具の位置をずらしながら、試行錯誤的に調整しているので、調整に時間がかかり、調整誤差が発生しやすい。 (Ii) Since adjustment is made by trial and error while shifting the position of the adjustment jig when adjusting the angle of the reflecting mirror, adjustment takes time and adjustment errors are likely to occur.
(iii) CCDの受光面の方向が主走査方向になるように調整する際、CCDの各素子から同時に出力が得られるように、調整用治具の位置をずらしながら試行錯誤的に調整しているので、調整に時間がかかり、調整誤差が発生しやすい。 (iii) When adjusting so that the direction of the light receiving surface of the CCD is in the main scanning direction, adjust the position of the adjustment jig by trial and error so that output can be obtained simultaneously from each element of the CCD. Therefore, adjustment takes time and adjustment errors are likely to occur.
(iv) 調整用治具の材質に紙を用いる場合、この調整用治具の劣化による調整誤差が発生する。 (Iv) When paper is used as the material for the adjustment jig, an adjustment error occurs due to the deterioration of the adjustment jig.
本発明は、前記課題のうちの特に前記(i)、(iii)、(iv)の課題を解決することを目的とする。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems (i), (iii), and (iv).
本発明のうちの請求項1に係る発明は、透光型又は光反射型の撮像対象物の被撮像面から所定間隔隔てた位置に設けられ、該被撮像面の主走査方向と直交する副走査方向に、該撮像対象物に対して相対的に移動しつつ該主走査方向にライン状の出射光を照射する光源と、前記撮像対象物から透光又は反射されたライン状の透過光又は反射光を所定方向に反射してライン状の反射光を出射する反射手段と、前記反射手段から出射された前記ライン状の反射光を受光する位置に設けられ、該反射光を集光して前記被撮像面から所定の距離の結像位置に像面を結像する結像手段と、前記結像位置に対して受光方向が調整可能な受光面が設けられ、前記結像手段で集光された反射光を該受光面で受光し、該反射光を前記主走査方向に走査することによって1画素毎の電気信号に変換する撮像手段と、前記主走査方向及び前記副走査方向における前記電気信号に対して1画素毎に所定の演算処理を行う演算手段と、を備えた撮像装置において、次のような処理を行うようにしている。
The invention according to
前記受光面の方向の設定値に対する誤差を許容する領域であって、前記副走査方向に第1の幅、及び前記主走査方向に第1の長さを持って該主走査方向に延設された前記光源の出射光に対する透光部又は反射部を有する調整用被撮像物を前記撮像対象物として用い、前記透光部を透過した透過光又は前記反射部で反射した反射光を前記反射手段及び前記結像手段を順次経由して前記撮像手段に受光させ、該撮像手段から出力された前記電気信号の波形に対して閾値を設定し、該電気信号の波形と該閾値とが交わる2点の画素の画素位置を検出し、前記演算手段により、該2点の画素の画素位置から画素間距離を求め、該画素間距離が所定値よりも小さいときは、該画素間距離が該所定値になるように前記受光面の前記受光方向を調整するようにしている。 An area that allows an error with respect to a set value in the direction of the light receiving surface and extends in the main scanning direction with a first width in the sub-scanning direction and a first length in the main scanning direction. The adjustment target object having a translucent part or a reflective part for the light emitted from the light source is used as the imaging target object, and the reflected light transmitted through the translucent part or reflected light reflected by the reflective part is used as the reflecting means. And the imaging means via the imaging means sequentially, and a threshold value is set for the waveform of the electrical signal output from the imaging means, and two points at which the waveform of the electrical signal and the threshold value intersect The pixel position of the pixel is detected, the inter-pixel distance is obtained from the pixel position of the two pixels by the calculating means, and when the inter-pixel distance is smaller than a predetermined value, the inter-pixel distance is the predetermined value. to adjust the light receiving direction of the light-receiving surface such that It is.
請求項2に係る発明は、透光型又は光反射型の撮像対象物の被撮像面から所定間隔隔てた位置に設けられ、該被撮像面の主走査方向と直交する副走査方向に、該撮像対象物に対して相対的に移動しつつ該主走査方向にライン状の出射光を照射する光源と、前記撮像対象物から透光又は反射されたライン状の透過光又は反射光を所定方向に反射してライン状の反射光を出射する反射手段と、前記反射手段から出射された前記ライン状の反射光を受光する位置に設けられ、該反射光を集光して前記被撮像面から所定の距離の結像位置に像面を結像する結像手段と、前記結像位置に受光面が設けられ、前記結像手段で集光された反射光を該受光面で受光し、該反射光を前記主走査方向に走査することによって1画素毎の電気信号に変換する撮像手段と、前記主走査方向及び前記副走査方向における前記電気信号に対して1画素毎に所定の演算処理を行う演算手段と、を備えた撮像装置において、次のような処理を行うようにしている。
The invention according to
前記主走査方向及び前記副走査方向における所定の領域であって、前記副走査方向に第1の幅、及び前記主走査方向に第1の長さを持って該主走査方向に延設された前記光源の出射光に対する透光部又は反射部を有する調整用被撮像物を前記撮像対象物として用い、前記透光部を透過した透過光又は前記反射部で反射した反射光を前記反射手段及び前記結像手段を順次経由して前記撮像手段に受光させ、該撮像手段から出力された前記電気信号の波形に対して閾値を設定し、該電気信号の波形と該閾値とが交わる2点の画素の画素位置を検出し、前記演算手段により、該2点の画素の画素位置から画素間距離を求め、更に、該画素間距離を前記第1の長さで除算して倍率を求め、該倍率が所定値よりも小さいときは、該倍率が該所定値になるように前記結像手段の位置を調整するようにしている。 A predetermined area in the main scanning direction and the sub scanning direction, the first width to the sub-scanning direction, and extending in the main scanning direction with a first length in the main scanning direction An adjustment object having a translucent part or a reflective part for the light emitted from the light source is used as the imaging object, and the reflected light transmitted through the translucent part or reflected light reflected by the reflective part is reflected on the reflecting means and The imaging means sequentially receives light through the imaging means, sets a threshold value for the waveform of the electrical signal output from the imaging means, and two points at which the waveform of the electrical signal and the threshold value intersect The pixel position of the pixel is detected, and the calculation means determines the inter-pixel distance from the pixel positions of the two pixels, and further calculates the magnification by dividing the inter-pixel distance by the first length, When the magnification is smaller than the predetermined value, the magnification becomes the predetermined value And to adjust the urchin position of the imaging means.
請求項3に係る発明は、透光型又は光反射型の撮像対象物の被撮像面から所定間隔隔てた位置に設けられ、該被撮像面の主走査方向と直交する副走査方向に、該撮像対象物に対して相対的に移動しつつ該主走査方向にライン状の出射光を照射する光源と、前記撮像対象物から透光又は反射されたライン状の透過光又は反射光を所定方向に反射してライン状の反射光を出射する反射手段と、前記反射手段から出射された前記ライン状の反射光を受光する位置に設けられ、該反射光を集光して前記被撮像面から所定の距離の結像位置に像面を結像する結像手段と、前記結像位置に受光面が設けられ、前記結像手段で集光された反射光を該受光面で受光し、該反射光を前記主走査方向に走査することによって1画素毎の電気信号に変換する撮像手段と、前記主走査方向及び前記副走査方向における前記電気信号に対して1画素毎に所定の演算処理を行う演算手段と、を備えた撮像装置において、次のような処理を行うようにしている。
前記主走査方向及び前記副走査方向における所定の領域に形成された前記光源の出射光に対する透光部又は反射部を有する調整用被撮像物を前記撮像対象物として用い、前記透光部を透過した透過光又は前記反射部で反射した反射光を前記反射手段及び前記結像手段を順次経由して前記撮像手段に受光させ、該撮像手段から出力された前記電気信号に対して前記演算手段で1画素毎に前記所定の演算処理を行うことによって前記結像手段の位置の設定値に対する誤差を求め、該誤差に基づいて該結像手段の位置を調整する撮像装置の調整方法であって、前記撮像手段によって変換された前記電気信号のうちの所定値以上の値を取る前記主走査方向における最初の画素位置を、前記調整用被撮像物に対する読取り開始位置として決定するようにしている。
The invention according to
An adjustment object having a light transmission part or a reflection part for the emitted light of the light source formed in a predetermined region in the main scanning direction and the sub-scanning direction is used as the imaging object, and the light transmission part is transmitted. The transmitted light or the reflected light reflected by the reflecting portion is received by the imaging means sequentially via the reflecting means and the imaging means, and the arithmetic means outputs the electrical signal output from the imaging means. An adjustment method for an imaging apparatus that obtains an error with respect to a set value of the position of the imaging unit by performing the predetermined calculation process for each pixel, and adjusts the position of the imaging unit based on the error, The first pixel position in the main scanning direction that takes a value equal to or greater than a predetermined value of the electrical signal converted by the imaging means is determined as a reading start position for the adjustment object. To have.
請求項1に係る発明によれば、演算手段により、画素間距離を求め、該画素間距離が所定値よりも小さいときは、該画素間距離が該所定値になるように受光面の受光方向を調整するようにしているので、撮像装置の正確な調整を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the inter-pixel distance is obtained by the calculation means, and when the inter-pixel distance is smaller than the predetermined value, the light receiving direction of the light receiving surface is set so that the inter-pixel distance becomes the predetermined value. Therefore, the image pickup apparatus can be accurately adjusted.
請求項2に係る発明によれば、演算手段により、画素間距離を求め、更に、該画素間距離を第1の長さで除算して倍率を求め、該倍率が所定値よりも小さいときは、該倍率が該所定値になるように結像手段の位置を調整するようにしているので、撮像装置の正確な調整を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the inter-pixel distance is obtained by the computing means, and the magnification is obtained by dividing the inter-pixel distance by the first length. When the magnification is smaller than the predetermined value, Since the position of the imaging means is adjusted so that the magnification becomes the predetermined value , the image pickup apparatus can be accurately adjusted.
請求項3に係る発明によれば、撮像手段の位置を主走査方向に調整せずに、撮像手段の電気信号を基にした演算によって読込み開始位置及び終了位置を求めるようにしたので、撮像装置の正確な調整を行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, the reading start position and the end position are obtained by calculation based on the electric signal of the image pickup means without adjusting the position of the image pickup means in the main scanning direction. Can be adjusted accurately.
本発明を実施するための最良の形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.
図1は、本発明の実施例1の撮像装置の調整方法を実施するための撮像装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging apparatus for carrying out the adjustment method of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
この撮像装置は、撮像対象物(例えば、調整シート)SHの被撮像面から所定間隔隔てた位置にライン状の光源1が設けられている。光源1は、調整シートSHの被撮像面の主走査方向(即ち、図1の面に対して垂直方向)と直交する副走査方向に該調整シートSHに対して相対的に移動しつつ該主走査方向にライン状の出射光を照射するものである。調整シートSHは、筐体2の位置決め部2a,2bによって位置が固定されている。調整シートSHから透光されたライン状の透過光ph1は、筐体2の透過窓2cを透過して反射手段(例えば、ミラー)3及び4に順次入射するようになっている。ミラー3,4は、透過光ph1を所定方向に反射してライン状の反射光ph4を出射するものである。
In this imaging apparatus, a line-
反射光ph4を受光する位置には結像手段(例えば、レンズ)5が設けられている。レンズ5は、反射光ph4を集光して調整シートSHの被撮像面から所定の距離の結像位置に像面を結像するものである。この結像位置に受光面が位置するように、撮像手段(例えば、CCD)6が設けられている。CCD6はCCDドライブ回路等を備えた制御基板7に取付けられ、レンズ5で集光された反射光ph4を受光面で受光し、制御基板7の制御に基づいて反射光ph4を主走査方向に走査することによって1画素毎の電気信号S6に変換するものである。CCD6の読取り可能範囲は、レンズ5によって結像した時に、主走査方向の視野範囲及び製造誤差によるずれ量よりも大きく設定されている。ミラー4とレンズ5との距離は、可変できる構造になっており、レンズ5とCCD6とを副走査方向に移動することによって、倍率を調整できる構造になっている。
An imaging means (for example, a lens) 5 is provided at a position where the reflected light ph4 is received. The
電気信号S6は、演算手段(例えば、演算部)9に入力されるようになっている。演算部9は、主走査方向及び副走査方向における電気信号S6に対して1画素毎に所定の演算処理を行い、処理結果を表す出力信号S9を出力するものである。演算部9の出力側には、処理結果を表示する図示しない表示装置が接続されている。
The electric signal S6 is input to a calculation means (for example, a calculation unit) 9. The
図2は、図1の撮像装置の拡大平面図である。
ミラー3は筐体2に対して回転可能な軸3a,3bを有し、固定金具3cとねじ3dとからなる調整機構部によって筐体2に固定されている。
FIG. 2 is an enlarged plan view of the imaging apparatus of FIG.
The
図3は、図2中の調整機構部の構成図である。
固定金具3cは調整用穴3eを有し、軸3a,3bに固定されている。
図4は、図1の撮像装置の拡大右側面図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of the adjustment mechanism unit in FIG. 2.
The
FIG. 4 is an enlarged right side view of the imaging apparatus of FIG.
制御基板7は取付位置の調整用穴7a,7bを有し、ねじ8a,8bによって筐体2に固定されている。
The
図5は、図1中の調整シートSHの拡大構成図である。
この調整シートSHは、光を遮光する剛性部材(例えば、薄い鉄板や樹脂等)で形成され、光源1の出射光を透過する透光部11,12,13と、筐体2の位置決め部2a,2bに嵌合する位置決め穴14a,14b,15a,15b,16a,16bとを有している。これらの各透光部11,12,13及び各位置決め穴14a,14b,15a,15b,16a,16bには、光が拡散しやすい紙等の媒体が貼付されている。透光部11は、主走査方向Gの視野範囲L1の第1の長さ及び副走査方向Nの第1の幅の部分で光を透過させるものであり、位置決め穴14a,14bが位置決め部2a,2bに嵌合された場合に、筐体2の透過窓2cの位置に配置されるようになっている。透光部12は、主走査方向Gの端部からの距離L2で且つ副走査方向Nの位置Qで光を遮光する遮光部12aを有し、他の部分で光を透過させるものであり、位置決め穴15a,15bが位置決め部2a,2bに嵌合された場合に、透過窓2cの位置に配置されるようになっている。透光部13は、主走査方向Gの第1の長さL3及び副走査方向Nの第1の幅L4で形成され、光源1の出射光のラインの方向の主走査方向Gに対する傾きの調整範囲の角度θが、
θ=Tan-1(L4/L3)
で規定されるものであり、位置決め穴16a,16bが位置決め部2a,2bに嵌合された場合に、透過窓2cの位置に配置されるようになっている。
FIG. 5 is an enlarged configuration diagram of the adjustment sheet SH in FIG. 1.
The adjustment sheet SH is formed of a rigid member that shields light (for example, a thin iron plate or resin), and transmits
θ = Tan −1 (L4 / L3)
When the
図6(a),(b),(c),(d)は、図5中の透光部12と図1中の出力信号S9との関係を示す図であり、同図(a)には、透光部12と読取り位置A,B,Cとの関係が示され、同図(b),(c),(d)には、読取り位置A,B,Cにおける出力信号S9がそれぞれ示されている。図7は、誤差角度θを説明する図である。
FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D are diagrams showing the relationship between the light transmitting
これらの図6、図7を参照しつつ、図1の撮像装置におけるミラー3の角度の調整方法を説明する。
A method for adjusting the angle of the
調整シートSHの位置決め穴15a,15bを位置決め部2a,2bに嵌合させた状態で、光源1を発光させる。光源1の出射光は、調整シートSHの透光部12を透過して透過光ph1として出射される。透過光ph1は、ミラー3,4で順次反射されてレンズ5で集光され、CCD6の受光面に結像される。
The
ここで、出力信号S9のスライス値slを設定し、このスライス値slと出力信号S9の波形とが交わる画素の位置の値を、画素位置ia,ib,ic,idとする。この時の透光部12の中央の位置Lcは、次式(1)で表される。
Lc=(ia+id)/2 ・・・(1)
又、遮光部12aの中央の位置L1cは、次式(2)で表される。
L1c=(ib+ic)/2 ・・・(2)
Here, the slice value sl of the output signal S9 is set, and the value of the pixel position where the slice value sl intersects the waveform of the output signal S9 is defined as the pixel position ia, ib, ic, id. The central position Lc of the
Lc = (ia + id) / 2 (1)
The central position L1c of the light shielding part 12a is expressed by the following equation (2).
L1c = (ib + ic) / 2 (2)
図6(b)に示すように、読取り位置が位置Aにある場合、
Lc=L1c ・・・(3)
となり、ミラー3の角度は調整不要である。
When the reading position is at position A as shown in FIG.
Lc = L1c (3)
Thus, the angle of the
図6(c)に示すように、読取り位置が位置Bにある場合、
Lc<L1c ・・・(4)
となり、読取り位置が位置Aになるように、ミラー3の角度を調整する。この場合、CCD6の電気信号S6を読取り、演算部9で次式(5)に示す演算を行って演算結果を表示装置で表示し、Lmが0になるようにミラー3の角度を調整する。
Lm=Lc−L1c ・・・(5)
或いは、調整角度θ0を次式(6),(7),(8)を用いて計算し、結果を表示装置で表示させて調整してもよい。
When the reading position is at position B as shown in FIG.
Lc <L1c (4)
Thus, the angle of the
Lm = Lc−L1c (5)
Alternatively, the adjustment angle θ0 may be calculated using the following equations (6), (7), and (8), and the result may be displayed on the display device for adjustment.
BからAまでの距離をy1とすると、次式(6)のようになる。
y1=(y/x)Lm・δ ・・・(6)
但し、δ;1画素の長さ
図7中の誤差角度θは、次式(7)で表される。
θ=Tan-1(y1/z) ・・・(7)
よって、調整角度θ0は、次式(8)で表される。
θ0=θ/2=(1/2)Tan-1(y・Lm・δ/xz)
・・・(8)
When the distance from B to A is y1, the following equation (6) is obtained.
y1 = (y / x) Lm · δ (6)
However, δ: Length of one pixel The error angle θ in FIG. 7 is expressed by the following equation (7).
θ = Tan −1 (y1 / z) (7)
Therefore, the adjustment angle θ0 is expressed by the following equation (8).
θ0 = θ / 2 = (1/2) Tan −1 (y · Lm · δ / xz)
... (8)
図6(d)に示すように、読取り位置が位置Cにある場合、式(5)〜式(8)と同様の演算を行い、ミラー3の角度を調整する。
As shown in FIG. 6D, when the reading position is at the position C, the calculation similar to the expressions (5) to (8) is performed to adjust the angle of the
以上のように、この実施例1では、CCD6の電気信号S6を基にした演算によってミラー3の調整角度を求めるようにしたので、撮像装置の正確な調整を行うことができる。更に、調整シートSHを鉄板等の剛性部材で形成したので、従来のように紙を使用した場合に比較して、温度、湿度による影響を受けにくい。そのため、安定した調整を行うことができる。
As described above, in the first embodiment, the adjustment angle of the
図8(a),(b),(c)は、本発明の実施例2を示す図5中の透光部13と図1中の出力信号S9との関係を示す図であり、同図(a)には、透光部13と読取り位置A,Bとの関係が示され、同図(b),(c)には、読取り位置A,Bにおける出力信号S9がそれぞれ示されている。
FIGS. 8A, 8B, and 8C are diagrams showing the relationship between the
本実施例2では、図1の撮像装置におけるCCD6の傾きの角度の調整方法を説明する。
In the second embodiment, a method for adjusting the tilt angle of the
調整シートSHの位置決め穴16a,16bを位置決め部2a,2bに嵌合させた状態で、光源1を発光させる。光源1の出射光は、調整シートSHの透光部13を透過して透過光ph1になる。透過光ph1は、ミラー3,4で順次反射されてレンズ5で集光され、CCD6の受光面に結像される。ここで、出力信号S9のスライス値slを設定し、このスライス値slと出力信号S9の波形とが交わる画素の位置の値を、画素位置ia,ibとする。
The
読取り位置が位置Aにある場合、
(ib−ia)・δ=L4
になり、CCD6の受光面の方向を調整する必要はない。
If the reading position is at position A,
(Ib-ia) · δ = L4
Therefore, it is not necessary to adjust the direction of the light receiving surface of the
読取り位置が位置Bにある場合、
(ib−ia)・δ<L4
になり、CCD6の受光面の方向を調整する必要がある。この時のCCD6の傾き角度Ψは、次式(9)で表される。
Ψ=Tan-1(L3/(ib−ia)・δ) ・・・(9)
式(9)によって演算された値を表示装置に表示させ、この値に基づいてCCD6の傾きの角度を調整する。
If the reading position is at position B,
(Ib-ia) · δ <L4
Therefore, it is necessary to adjust the direction of the light receiving surface of the
Ψ = Tan −1 (L3 / (ib−ia) · δ) (9)
The value calculated by the equation (9) is displayed on the display device, and the tilt angle of the
以上のように、この実施例2では、CCD6の電気信号S6を基にした演算によってCCD6の傾きの調整角度Ψを求めるようにしたので、撮像装置の正確な調整を行うことができる。
As described above, in the second embodiment, since the adjustment angle Ψ of the inclination of the
図9は本発明の実施例3を示すレンズ5による反射光ph4の集光を説明する図、及び図10は図1中の演算部9の出力信号S9を示す図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the collection of the reflected light ph4 by the
本実施例3では、図1の撮像装置における倍率の調整方法を説明する。
調整シートSHの位置決め穴14a,14bを位置決め部2a,2bに嵌合させた状態で、光源1を発光させる。光源1の出射光は、調整シートSHの透光部11を透過して透過光ph1になる。透過光ph1は、ミラー3,4で順次反射されてレンズ5で集光され、図9に示すようにCCD6の受光面に結像される。この時の演算部9の出力信号S9は、図10に示すような値になる。
In the third embodiment, a method for adjusting the magnification in the imaging apparatus of FIG. 1 will be described.
The
出力信号S9のスライス値slを設定し、スライス値slを超える値が画素iから画素i+jまである場合、CCD6に集光された光の範囲LCCDは、次式(10)で表される。
LCCD=(i−(i+j))・δ=jδ ・・・(10)
但し、j;画素数
δ;1画素の長さ
When the slice value sl of the output signal S9 is set, and there is a value exceeding the slice value sl from the pixel i to the pixel i + j, the range of CCD light focused on the
LCCD = (i− (i + j)) · δ = jδ (10)
Where j is the number of pixels
δ: Length of one pixel
設計上の光の範囲をLCCD0(=kδ)とすると、以下の方法で、倍率が求められる。
設計上の倍率Mdは、次式(11)で表される。
Md=LCCD0/L1 ・・・(11)
実際の倍率Meは、次式(12)で表される。
Me=LCCD/L1 ・・・(12)
If the design light range is LCCD0 (= kδ), the magnification can be obtained by the following method.
The design magnification Md is expressed by the following equation (11).
Md = LCCD0 / L1 (11)
The actual magnification Me is expressed by the following equation (12).
Me = LCCD / L1 (12)
レンズ5及びCCD6の移動距離ΔLは、次式(13)で表される。
ΔL=f・(1/Md−1/Me)+f・(Md−Me)・・・
但し、
f;レンズ5の焦点距離
f・(1/Md−1/Me);調整シートSHからレンズ5
までの光学距離
f・(Md−Me);レンズ5からCCD6までの光学距離
通常、LCCD0<<L1なので、
f・(1/Md−1/Me)>>f・(Md−Me)
になり、f・(Md−Me)の項は無視できる。従って、式(13)は次式(14)のように表すことができる。
ΔL≠f・(1/Md−1/Me)
=f・L1・(LCCD−LCCD0)/(LCCD・LCCD0)
=f・L1(j−k)/δ・j・k ・・・(14)
The moving distance ΔL between the
ΔL = f · (1 /
However,
f: Focal length of
f · (1 /
Optical distance to
f · (Md−Me); Optical distance from the
f · (1 /
And the term f · (Md−Me) is negligible. Therefore, the equation (13) can be expressed as the following equation (14).
ΔL ≠ f · (1 / Md-1 / Me)
= F ・ L1 ・ (LCCD−LCCD0) / (LCCD ・ LCCD0)
= F · L 1 (j−k) / δ · j · k (14)
式(14)により、レンズ5及びCCD6の移動距離ΔLが演算され、表示装置で表示される。この移動距離ΔLだけレンズ5とCCD6を一緒に移動することにより、倍率を調整する。
The movement distance ΔL of the
以上のように、この実施例3では、CCD6の電気信号S6を基にした演算によってレンズ5及びCCD6の移動距離ΔLを求めるようにしたので、撮像装置の正確な調整を行うことができる。
As described above, in the third embodiment, since the movement distance ΔL between the
本実施例4では、実施例3における倍率調整後、調整シートSHの位置決め穴14a,14bを位置決め部2a,2bに嵌合させた状態で光源1を発光させ、図10に示す出力信号S9を得る。出力信号S9のスライス値slを設定し、スライス値slを超える値が画素iから画素i+jまである場合、これらの画素iから画素i+jまでを不揮発性記憶手段に保持させておき、画素iの位置を調整シートSHの読込み開始位置として使用する。そのため、CCD6の主走査方向Gの位置の調整を行う必要がない。
In the fourth embodiment, after the magnification adjustment in the third embodiment, the
以上のように、この実施例4では、CCD6の位置を主走査方向Gに調整せずに、CCD6の電気信号S6を基にした演算によって読込み開始位置及び終了位置を求めるようにしたので、撮像装置の正確な調整を行うことができる。
As described above, in the fourth embodiment, the reading start position and the end position are obtained by the calculation based on the electric signal S6 of the
尚、本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
(a) 図1中のミラー3,4は、必要に応じて数を増減してもよい。
(b) 図1中のレンズ5は、ロッドレンズアレイ等の他の結像手段でもよい。
(c) 実施例では、撮像装置は、光源1が筐体2の外部にある透光型として説明したが、この光源1を筐体2の内部に設定した光反射型にしても、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。この場合、反射部及び非反射部を有する調整用被撮像物を使用する。
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. Examples of such modifications include the following.
(A) The number of the
(B) The
(C) In the embodiment, the imaging apparatus has been described as a translucent type in which the
1 光源
3,4 ミラー
5 レンズ
6 CCD
9 演算部
11,12,13 透光部
12a 遮光部
SH 調整シート
ph1 透過光
ph4 反射光
G 主走査方向
N 副走査方向
1
9
Claims (3)
前記撮像対象物から透光又は反射されたライン状の透過光又は反射光を所定方向に反射してライン状の反射光を出射する反射手段と、
前記反射手段から出射された前記ライン状の反射光を受光する位置に設けられ、該反射光を集光して前記被撮像面から所定の距離の結像位置に像面を結像する結像手段と、
前記結像位置に対して受光方向が調整可能な受光面が設けられ、前記結像手段で集光された反射光を該受光面で受光し、該反射光を前記主走査方向に走査することによって1画素毎の電気信号に変換する撮像手段と、
前記主走査方向及び前記副走査方向における前記電気信号に対して1画素毎に所定の演算処理を行う演算手段と、を備えた撮像装置において、
前記受光面の方向の設定値に対する誤差を許容する領域であって、前記副走査方向に第1の幅、及び前記主走査方向に第1の長さを持って該主走査方向に延設された前記光源の出射光に対する透光部又は反射部を有する調整用被撮像物を前記撮像対象物として用い、
前記透光部を透過した透過光又は前記反射部で反射した反射光を前記反射手段及び前記結像手段を順次経由して前記撮像手段に受光させ、該撮像手段から出力された前記電気信号の波形に対して閾値を設定し、該電気信号の波形と該閾値とが交わる2点の画素の画素位置を検出し、前記演算手段により、該2点の画素の画素位置から画素間距離を求め、該画素間距離が所定値よりも小さいときは、該画素間距離が該所定値になるように前記受光面の前記受光方向を調整することを特徴とする撮像装置の調整方法。 Relative to the imaging object in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction of the imaging surface, provided at a predetermined distance from the imaging surface of the translucent or light reflection imaging object A light source that emits line-shaped outgoing light in the main scanning direction while moving to
Reflecting means for reflecting the line-shaped transmitted light or reflected light transmitted or reflected from the imaging object in a predetermined direction and emitting the line-shaped reflected light;
An image forming unit that is provided at a position to receive the line-shaped reflected light emitted from the reflecting unit, and that focuses the reflected light to form an image plane at an imaging position at a predetermined distance from the imaging surface. Means,
A light receiving surface whose light receiving direction can be adjusted with respect to the image forming position is provided, and the reflected light collected by the image forming means is received by the light receiving surface, and the reflected light is scanned in the main scanning direction. Imaging means for converting into an electrical signal for each pixel by
In the image pickup apparatus and a calculation means for performing predetermined arithmetic processing for each pixel with respect to the electric signal in the main scanning direction and the subscanning direction,
An area that allows an error with respect to a set value in the direction of the light receiving surface and extends in the main scanning direction with a first width in the sub-scanning direction and a first length in the main scanning direction. Using an object to be adjusted having a light transmitting part or a reflecting part for the emitted light of the light source as the imaging object,
The translucent portion of the reflected light reflected by the transmitted transmission light or the reflection portion through said reflecting means and said image forming means sequentially received by the image pickup means, of the electric signal output from the image pickup means A threshold is set for the waveform, the pixel positions of two pixels where the waveform of the electrical signal and the threshold intersect are detected, and the inter-pixel distance is obtained from the pixel positions of the two pixels by the calculation means. When the distance between the pixels is smaller than a predetermined value, the light receiving direction of the light receiving surface is adjusted so that the distance between the pixels becomes the predetermined value .
前記撮像対象物から透光又は反射されたライン状の透過光又は反射光を所定方向に反射してライン状の反射光を出射する反射手段と、
前記反射手段から出射された前記ライン状の反射光を受光する位置に設けられ、該反射光を集光して前記被撮像面から所定の距離の結像位置に像面を結像する結像手段と、
前記結像位置に受光面が設けられ、前記結像手段で集光された反射光を該受光面で受光し、該反射光を前記主走査方向に走査することによって1画素毎の電気信号に変換する撮像手段と、
前記主走査方向及び前記副走査方向における前記電気信号に対して1画素毎に所定の演算処理を行う演算手段と、を備えた撮像装置において、
前記主走査方向及び前記副走査方向における所定の領域であって、前記副走査方向に第1の幅、及び前記主走査方向に第1の長さを持って該主走査方向に延設された前記光源の出射光に対する透光部又は反射部を有する調整用被撮像物を前記撮像対象物として用い、
前記透光部を透過した透過光又は前記反射部で反射した反射光を前記反射手段及び前記結像手段を順次経由して前記撮像手段に受光させ、該撮像手段から出力された前記電気信号の波形に対して閾値を設定し、該電気信号の波形と該閾値とが交わる2点の画素の画素位置を検出し、前記演算手段により、該2点の画素の画素位置から画素間距離を求め、更に、該画素間距離を前記第1の長さで除算して倍率を求め、該倍率が所定値よりも小さいときは、該倍率が該所定値になるように前記結像手段の位置を調整することを特徴とする撮像装置の調整方法。 Relative to the imaging object in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction of the imaging surface, provided at a predetermined distance from the imaging surface of the translucent or light reflection imaging object A light source that emits line-shaped outgoing light in the main scanning direction while moving to
Reflecting means for reflecting the line-shaped transmitted light or reflected light transmitted or reflected from the imaging object in a predetermined direction and emitting the line-shaped reflected light;
An image forming unit that is provided at a position to receive the line-shaped reflected light emitted from the reflecting unit, and that focuses the reflected light to form an image plane at an imaging position at a predetermined distance from the imaging surface. Means ,
A light receiving surface is provided at the image forming position, the reflected light collected by the image forming means is received by the light receiving surface, and the reflected light is scanned in the main scanning direction to generate an electric signal for each pixel. Imaging means for conversion;
In the image pickup apparatus and a calculation means for performing predetermined arithmetic processing for each pixel with respect to the electric signal in the main scanning direction and the subscanning direction,
A predetermined area in the main scanning direction and the sub scanning direction, the first width to the sub-scanning direction, and extending in the main scanning direction with a first length in the main scanning direction Using an imaging object for adjustment having a translucent part or a reflection part for the emitted light of the light source as the imaging object,
The translucent portion of the reflected light reflected by the transmitted transmission light or the reflection portion through said reflecting means and said image forming means sequentially received by the image pickup means, of the electric signal output from the image pickup means A threshold is set for the waveform, the pixel positions of two pixels where the waveform of the electrical signal and the threshold intersect are detected, and the inter-pixel distance is obtained from the pixel positions of the two pixels by the calculation means. Further, the magnification is obtained by dividing the inter-pixel distance by the first length, and when the magnification is smaller than a predetermined value , the position of the imaging means is set so that the magnification becomes the predetermined value. An adjustment method for an imaging apparatus, wherein the adjustment is performed.
前記撮像対象物から透光又は反射されたライン状の透過光又は反射光を所定方向に反射してライン状の反射光を出射する反射手段と、
前記反射手段から出射された前記ライン状の反射光を受光する位置に設けられ、該反射光を集光して前記被撮像面から所定の距離の結像位置に像面を結像する結像手段と、
前記結像位置に受光面が設けられ、前記結像手段で集光された反射光を該受光面で受光し、該反射光を前記主走査方向に走査することによって1画素毎の電気信号に変換する撮像手段と、
前記主走査方向及び前記副走査方向における前記電気信号に対して1画素毎に所定の演算処理を行う演算手段と、を備えた撮像装置において、
前記主走査方向及び前記副走査方向における所定の領域に形成された前記光源の出射光に対する透光部又は反射部を有する調整用被撮像物を前記撮像対象物として用い、
前記透光部を透過した透過光又は前記反射部で反射した反射光を前記反射手段及び前記結像手段を順次経由して前記撮像手段に受光させ、該撮像手段から出力された前記電気信号に対して前記演算手段で1画素毎に前記所定の演算処理を行うことによって前記結像手段の位置の設定値に対する誤差を求め、該誤差に基づいて該結像手段の位置を調整する撮像装置の調整方法であって、
前記撮像手段によって変換された前記電気信号のうちの所定値以上の値を取る前記主走査方向における最初の画素位置を、前記調整用被撮像物に対する読取り開始位置として決定することを特徴とする撮像装置の調整方法。 Relative to the imaging object in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction of the imaging surface, provided at a predetermined distance from the imaging surface of the translucent or light reflection imaging object A light source that emits line-shaped outgoing light in the main scanning direction while moving to
Reflecting means for reflecting the line-shaped transmitted light or reflected light transmitted or reflected from the imaging object in a predetermined direction and emitting the line-shaped reflected light;
An image forming unit that is provided at a position to receive the line-shaped reflected light emitted from the reflecting unit, and that focuses the reflected light to form an image plane at an imaging position at a predetermined distance from the imaging surface. Means,
A light receiving surface is provided at the image forming position, the reflected light collected by the image forming means is received by the light receiving surface, and the reflected light is scanned in the main scanning direction to generate an electric signal for each pixel. Imaging means for conversion;
In an imaging apparatus comprising: a calculation unit that performs a predetermined calculation process for each pixel on the electrical signals in the main scanning direction and the sub-scanning direction;
Using an imaging object for adjustment having a light transmission part or a reflection part for the emitted light of the light source formed in a predetermined region in the main scanning direction and the sub-scanning direction, as the imaging object,
The transmitted light that has passed through the light transmitting part or the reflected light that has been reflected by the reflecting part is received by the image pickup means via the reflection means and the imaging means in order, and the electric signal output from the image pickup means is received. On the other hand, by performing the predetermined calculation process for each pixel by the calculation means, an error with respect to the set value of the position of the imaging means is obtained, and the position of the imaging means is adjusted based on the error An adjustment method,
Imaging and determining the first pixel position in the main scanning direction takes a predetermined value or more values of said electrical signal converted by the image pickup means, as a read start position relative to the adjustment object to be imaged Device adjustment method .
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