CN1012252B - 原稿读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的原稿读取装置是用原稿放置台和透明的平板保持原稿，而使原稿的读取面保持朝上。该原稿读取装置具有传感装置(通过透明的平板，对读取面的图像信息进行读取)和驱动机构(与平板相平行地驱动传感装置)，还具有可透视的平板(tablet)(通过透明的平板，用可见光指示读取面上的任意位置，并在离开透明平板的位置上可检测其位置)，可在放置了原稿的状态下进行位置输入和读取。

Description

本发明是关于构成下列图像处理***的图像输入装置，即计算机的输入终端、高速传真、电子外存储器***、智能复写机等信息机器的图像处理***的图像输入装置。

近年来，随着数字回路网络的普及，各种报刊杂志上发表了许多关于智能复写机、数字传真和电子外存储器***方面的文章。用在上述用途方面的原稿读取装置，在读取原稿时，在图像信息输入的同时，大多还要进行图像上的位置的输入。

以往，把有原稿的图像信息变为影像等电信号的原稿读取扫描***，以及将原稿上的位置进行输入的平板（tablet）输入装置是大家所熟悉的。例如，日经电子设备1984年9月10日号第161～194页上所登载的那种原稿读取装置，以及日经电子计算机1985年10月14日号第75～91页上登载的使用了上述原稿读取装置的图像处理***等，将读入的图像信息存储在半导体存储器等记忆装置以后，用平板（tablet）或接口（mouth），在显示屏（CRT）之类的显示装置上进行编辑作业。在这种情况下，当原稿放置错了，显示屏（CRT）上的图像上下颠倒，或原稿的垂直、水平位置与CRT上所显示的图像的垂直、水平位置不一致时，给编辑作业造成困难。此外，还有把平板（日本特许公开昭和57年-38065或日本特许公开昭和57年-180269中所示的那种平板）和原稿读取手段结合起来的装置，平板和原稿读取装置可以自由开闭。但是，众所周知，平板装置读取的有效高度较低，只适合于读取较薄的原稿。这种装置存在着以下缺点，即对厚书籍来说，不能进行位置输入;由于位置输入之后，要压住读取面，因此会产生原稿错动现象。此外，在原稿的读取面朝上放置的例子中，还有指针扫描器（hand    scanner）、日本特许公开昭和58年-43657、日本特许公开昭和58年141075等例子。在上述例子中，原稿的读取面都是朝上的，虽然原稿的放置位置可以用眼睛看出，但是不能进行位置输入。

览于上述问题，本发明提供下述原稿读取装置，这种装置在把原稿保持在原稿放置台上的状态下，可以读取图像信息和进行原稿上的位置输入。

为了达到上述目的，本发明装置具有使原稿保持朝上的手段、读取原稿的手段和可以透视并能输入原稿上的位置的手段，而且读取手段和输入位置的手段与保持手段处于同一侧，保持为一体。最理想的是，读取手段处在保持手段和输入手段之间，输入手段具有发光元件（发出可见光的发光元件）和聚光手段，表示在原稿上指示的位置的同时，还能认识这个位置。另外，原稿保持手段是由平面限制手段和输入部保持手段构成的。输入部保持手段具有自由旋转的铰链（hinge）或与读取面垂直、可自由移动、并且能自由旋转的连接装置。

本发明的原稿读取装置，由于采取了上述结构形式，所以它可以一面认识原稿读取面，一面放置原稿，不会产生放置错误的现象，而且输入部保持手段是垂直地按压原稿及其读取面。所以，即使是很厚的书籍，也能正确地进行按压。另外，在读取书籍等重量较重的原稿时，可以在放置状态下进行掀页。所以，可以大大减轻操作人员的劳动强度。同时，在保持原稿的状态下，还可以进行图像信息输入和原稿读取面上的位置输入，不会产生原稿放置时的位置错动现象（采用以往的原稿读取方法时，容易产生这种现象）。另外，还可以不依据原 稿的厚度而进行原稿面上的位置指定。特别是操作人员可以根据原稿面上的指示，来认识想要指示的位置，在离开原稿面的位置上可以自动地检测出与想要指示的位置相对应的位置。这样，操作人员便可以一面直接在原稿读取面上进行指示，一面进行位置的输入。这种读取方法与以往的方法不一样，以往是在显示屏（CRT）等显示装置上，一面进行位置输入，一面对一项存储的读取信息进行编辑。而本发明方法对操作人员来说，是一种直接的而且是易懂的输入方式。换句话说，本方式可以省略以往的编辑作业所必须的读取范围以外的存储装置和显示装置，也不需要设置位置输入装置（mouse和tablet）的地方，所以与具有同样功能的原稿读取装置相比，体积可以大大减小，价格便宜，而且可以组成多功能的原稿读取装置。如果原稿读取装置的结构是把读取手段的可动部分设在保持原稿的手段和位置输入手段之间，那么便可以把读取手段密封起来。这样便可以防止装置内部被污染，而且由于操作人员不与可动部分接触，因此，这个部分可以高速化，可以高速地读取原稿。

图1所示为本发明的原稿读取装置的概略斜视图，图2所示为图1中传感装置的断面图，图3是图1的断面图，图4是位置输入手段的概略斜视图，图5是位置输入手段的断面图，图6是放有原稿时的原稿读取装置的概略斜视图，图7表示控制回路基板与其它部分相连接的方框图，图8和图10是其它位置指示手段及位置表示手段的实施例断面图，图9所示为图8使用的焦点板的图，图11是在位置输入手段上设置了编辑命令用领域时的原稿读取装置的概略斜视图;图12是其它实施例的输入部保持手段的概略断面图，图13表示在读取很厚书籍的情况下，按压读取面时容易发生的书页位置错动状况的图。

图1中，1是底座，2框架，3控制盘，4原稿按压玻璃，5传感装置，6位置检测手段，7位置指示手段，8支持框架用铰链（hinge），9传感装置的导向轨，10是使传感装置移动的电动机，11是用马达的动力驱动传感装置的钢丝，12是支承传感装置导轨的轴承。底座1、框架2和铰链8相当于输入部保持手段，三者被连接在一起，但又可以自由地转动。原稿被放置在底座1和框架2之间，读取面朝上。原稿读取面通过原稿按压玻璃4保持为平面，原稿按压玻璃位于透明平板上，该平板被支持在框架2的下面。传感装置5的内部设有原稿照明装置和光电转换装置。构成导向装置的导轨9和轴承12支承着传感装置5，使该装置可以相对于玻璃4（压原稿用的）平行地移动。通过马达10和钢丝11（构成驱动装置），可以按规定的速度驱动传感装置5。读取原稿的主要动作可以通过控制盘3进行指示。

图2中，13是光电转换元件，14是支承光电转换元件的氧化铝板，15是密封光电转换元件用的保护玻璃，16是限制光电转换元件高度的调整片，17是光电转换元件的光轴调整螺丝，18是调整光轴用的弹簧，19是调整光电转换元件高度用的弹簧，20是光电转换元件的罩子，21是遮光板，22是萤光灯，23是等倍型棒式透镜列（rod    lens    array），24是光轴，25是光电转换元件输出信号用的前置放大器。上述部件中，萤光灯22是照明原稿的装置，其它部件相当于把原稿反射出的反射光进行光电转换的装置。

氧化铝基板14（支承光电转换元件13用的）与棒式透镜列（rod    lens    array）23的光轴24的位置错动，可通过光轴调整螺丝17和弹簧18进行调整。氧化铝基板14与焦点方向的错动，可通过调整片16和弹簧19（调整高度用的）进行调整对位。光电转换元件的罩子20、遮光板21、萤光灯22、棒式透镜列23（rod    lens    array）和前置放大器25均由传感装置5支承着。

图3中，26为原稿放置台，27是原稿放置面上粘贴的弹性构件，28是原稿，29是支承原稿放置台的平行连杆，30是支承平行连杆的支柱，31是使支柱和平行连杆结合的销，32是使原稿放置台与平行连杆结合的销，33是向上推压原稿放置台的弹簧，34是控制整个装置的控制回路基板。上述部件中，原稿放置台26、弹性部件27、平行连杆29、支柱30、销子31、32以及弹簧33，是将原稿按压在透明平板上的手段。原稿放置台26（由固定在框架1上的支柱30，并通过平行连杆29支承着）在保持原稿放置面呈水平的状态下，几乎是垂直地移动，它的作用是利用弹簧33的推压力将原稿28向上推。控制回路基板34将在后面做介绍。

图4中，35是位置指示框架，36是位置 （point）指示用的开关，37是携带波线圈（pick-upcoil），38是透明刻度板（透明scale板），39是接线用的导线，由这些部件组成位置指示装置。操作人员使这种位置指示装置在图1所示的位置检测装置上移动，进行位置输入。这时，位置检测装置检测出箭头所指示的位置。

图5中，40是发出可见光的LED（发光二极管），41是带孔的焦点板，42是LED（发光二极管）聚光用的透镜，43是反光镜，44是光轴，45是组成位置检测装置6的位置检测用的图形配线（pattern配线），46是支承图形配线的透明板，47是保持刻度板与透明板之间的间隔辊。在与图4所示的箭头B相对应的位置，图5中也相应地用箭头做了表示。位于发光元件上的LED（发光二极管）40和焦点板41、位于聚光装置上的LED（发光二极管）集光用的透镜42和反射镜43组成了位置表示装置。通过透镜42和反射镜43进行调整，以便使焦点板41的投影像位于原稿面上的位置上，该原稿面处在箭头B指示的拾波（pickup）线圈37的中心位置的正下方。位置检测用的图形配线（Pattern配线）45和支承它的透明板46，在支承原稿的情况下，为了与原稿读取面保持平行位置，在位置检测装置6上，无论将位置指示用框架35朝哪个方向，投影像在原稿面上的位置总是在拾波线圈的正下方。

图6表示将图1所示的原稿读取装置的框架向上方移动、并放置了原稿的状态图。铰链8支承着底座1和框架2，而且它们可以自由转动。在移动的下端，弹性部件27的上面与原稿按压玻璃4的下面是紧密地贴在一起的。

图7所示为控制电路基板34和其它部分相连接的方框图。对操作人员来说，该图中各方框的具体电路是可以很容易地进行设计的。本实施例中，控制电路基板34可以对原稿读取装置的全部动作进行控制，如利用控制盘3进行各种命令的输入，以及关于命令输入的信息输入;读取动作中的光电转换元件13的驱动，以及读取信号的交流/直流转换;马达10的启动;定速控制及反转时的控制;萤光灯22的开和关，以及开灯时的光量控制;位置输入手段的图形配线45的顺序驱动，以及通过拾波线圈37的检测电压进行位置判断;通过位置指示手段发光二极管40的亮灯和开关36进行输入判断;对各种编辑命令进行交流/直流转换后，再进行读取信号的处理加工;各种命令与***机器之间的应答，以及读取信号的输出控制等。

下面用上述图来说明各种动作

首先，像图6所示那样，把原稿28放置在原稿放置台26上，并将原稿读取面朝上。移动框架2，使原稿推压玻璃4和原稿28的读取面贴紧。当原稿28是很厚的书籍时，原稿放置面上粘贴的弹性材料27发生变形，与此同时平行连杆29向下方活动，通过弹簧33对原稿进行推压。这时，操作人员通过可以透视的位置检测手段6和原稿推压玻璃4，可以确认原稿28的放置状态。

然后进入读取动作，电动机10起动，通过钢丝11，传感装置5开始向图1的箭头A所指示的方向移动。同时，在传感装置5的内部，萤光灯22亮灯，光电转换元件13开始驱动，被萤光灯22照亮部分的图像，通过棒式透镜列（rod    lens    array）23在光转换元件13上成像，于是便开始了读取原稿28的动作。读取动作结束之后，移动框架2，交换原稿28，或者翻开一页（在读取书籍的情况下），然后指令下一个原稿（或下一页）的读取动作。

下面介绍进行简单的编辑工作时的情况（抽出一部分原稿、移动或反转等）。同前面所介绍的情况一要，将原稿28放置好之后，通过控制盘3下编辑指令，于是开始位置输入动作。位置检测手段6，具有格子状（在图1中表示出一部分）配线的图形配线45。位置指示装置7带有拾波（pickup）线圈37，该线圈的位置示于图4。位置输入动作一旦开始，便在图形配线45上外加一个瞬时电压，由于电磁感应作用，可以检测出拾波线圈37上产生的电流，因此，用开关36可以识别当信号输入时，位置检测装置6上的拾波线圈37的位置（图4和图5中箭头B的位置）。关于检测该位置的动作原理，在日本特许公开昭和58年-201187号中作了介绍。在检测拾波线圈37的位置时，通常由于视差关系，位置检测装置6上的拾波线圈37的位置与操作人员想要指示的原稿上的位置之间会产生偏差。在与拾波线圈37相对应的原稿上面的部位上，被发光二极管照明的焦点板41的图像是通过透镜42（发光二极管集光用的）进行投影的，因此，与视差无关，操作人员可以进行 正确的位置输入。这样，操作人员操作指示用的框架35，对编辑所必要的数量，进行原稿上的位置输入，然后开始读取原稿。

图8所示的位置指示装置和位置表示装置，是采用具有图9中的十字线状图形的焦点板48来取代带孔的焦点板41。位置指示装置虽然与图5中所表示的一样，但由于焦点板48透光部分的面积大，通过发光二极管照明的原稿面上的面积大，因此，可以做成识别性能良好的位置指示装置。

图10所示位置指示装置和位置表示装置，是把位置指示用框架做成圆筒形的。从发光二极管40发出的光照明焦点板41，焦点板的图形系通过发光二极管的聚光透镜42，在原稿面上投影。拾波线圈38位于透镜42的正下方，其读取中心在透镜42的光轴44上。此外，圆筒形位置指示用框架35，是通过间隔辊47和刻度板38垂直地支承着位置检测装置，该装置与原稿读取面保持平行。因此，透镜的光轴44与原稿读取面经常是垂直的，通过位置检测装置检测出的位置和原稿上所表示的位置经常是一一对应的，这与图4和图5所表示的实例一样。本实施例与图4和图5所表示的位置指示装置及位置检测装置相比较，具有以下优点：由于光学***中不使用镜子，所以光轴容易调整;位置指示装置所指示的位置和位置表示装置所表示的位置之间的误差很小;由于光轴与原稿读取面垂直，所以表示出来的焦点板投影像是没有焦点误差的。但是，由于所表示的位置是在位置指示用框架的正下方，所以表示位置的识别性能比图4所示实例的稍稍差一些。

图11是为了在位置检测装置6上输入编辑用的指令而设置领域49的情况。在领域49中表示有编辑用的各种指令。例如，读取次数和读取领域的指定、读取书籍时限定位置的指定、书籍向右打开或向左打开的指定、读取的图像的位置移动的指定、读取的图像编辑后的发送对象（例如G3可G4FAX线路网、打印机、文字图形识别装置、光盘装置等）的指定等。操作者在表示这些指令的领域中，配置了位置指示装置的拾波线圈的位置检测位置（图4的箭头B），通过合上开关36下这些指令，然后按这些指令输入必要的原稿上的位置，从而可以进行这些指令的编辑读取。在这种情况下，操作者不用操作控制盘3，通过位置指示装置，只用对领域49的指示，也可控制装置的动作。

图12是其他实施例的输入部保持装置剖面图。在该图中，50是支承在基础上的销，51是设在框架上的导向用的长孔，52是支承在长孔51上的销，用来进行导向，可以自由移动，53是设在基础上的导向用的长孔，54是支承在长孔53上的销，用来进行导向，可以自由移动，55是固定在框架上的销，56是连接销54与销55的连杆A，57是连接销50和销52的连杆B，58是将连杆A56和连杆B57在中央可自由活动地连接在一起的销，59是平衡用的压缩弹簧，60是固定在框架上的销，61是支承在销60上、能自由旋转的弹簧夹具A，62是支承在销52上、能自由旋转的弹簧夹具B。在该图中，相对于基础1来说，框架2上方打开状态用实线表示，框架2关闭上而保持原稿的状态用点划线表示。下面，对关闭框架2时的动作进行说明。首先，本图所示的框架2为打开状态时，销54位于长孔53的右端，销52位于长孔51的右端。虽然由于框架2的重量而产生的力，通过连杆B57而使销52向长孔51的左上方移动，通过连杆A56而使销54向长孔53的左方移动，但由于该力与弹簧59的反作用力相平衡，因此框架2被支承在本图所示的位置上。弹簧59用弹簧夹具A61和弹簧夹具B62支承在销60与销52之间。操作者放置了原稿后把框架2推向下方时，销52沿着长孔51向左上方移动，销54与沿着长孔53向左方移动，因此弹簧59被压缩，与此同时，连杆A56和连杆B57相对于销58旋转。由于框架2的姿势是由销52和销55的位置决定的，故操作者把框架2压下时，框架2一面向下方移动，一面以销55为中心，沿反时针方向旋转，使框架2的下表面与基础1的上表面成平行的状态，然后，框架2保持平行状态而向垂直下方移动，使框架2的下表面与基础1的上表面贴紧，即成为本图以点划线所示的状态。这时，销52位于长孔51的左端，销54位于长孔53的左端，通过框架2作用的重力而使销52向左方移动的作用力达到最大，同时弹簧59处于最大压缩状态，与作用力相平衡。因此，操作者开闭框架2时，并没有感觉到框架2的重量，可容易地进行操作。另外，由于与读取面相垂直地按压原稿，因此，放置位置不会错动。在放置并按压较厚书籍时，还可防止如图13 所示的读取页四周部分发生水平垂直错位的现象，对于较宽的原稿，可以稳定地进行保持。取出原稿时，进行与上述动作相反的动作，框架2的上下动作和开闭移动是连续进行的，因此容易进行操作。

以上所说明的是本发明的一个实施例。本发明并不限于实施例的情况。例如，读取原稿的装置，既可以采用CCD等光电转换元件和缩小透镜的结构，也可以采用不带光学***的完全密合型光电转换元件的结构。关于光源，也可以使用发光二极管列（LDEarray）和卤素灯、热阴极管、冷阴极管等的结构。此外，还可以通过使用线性马达，使导向装置和驱动装置构成一体。关于输入部的保持装置，除本实施例所示的以外，既可以使用其他的连杆配合机构，也可使用能上下移动的进给丝杆机构与旋转铰链相配合的机构。关于透明的平板，也可以采用除玻璃以外的其他材质。关于按压原稿的装置，可以采用只用了弹性部件的机构，以及用压缩空气和马达能使原稿放置台上下移动的机构。此外，表示位置用的光学***，若在原稿面上以可见光表示位置的话，哪一种结构都可以。

Claims (23)

1、一种原稿读取装置，它有把原稿的读取面保持向上的原稿保持装置，读取上述原稿的装置，以及包含对上述原稿上的位置进行检测的位置检测板的、把上述原稿上的位置进行输入的位置输入装置，本发明的特征是，

上述位置检测板是透明板，上述位置检测板和上述原稿读取装置被放置在保持在上述原稿保持装置上的原稿的同一侧，

上述原稿读取装置被放置在所述原稿保持装置上保持着的上述原稿和上述位置检测板之间，

原稿读取装置还包括把上述原稿读取装置和上述位置输入装置相互间的相对位置关系不变地、对于保持在上述原稿保持装置上的原稿可移动地进行保持的输入部支承装置。

2、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是读取原稿的装置具有对原稿进行照明的装置、将原稿反射出的反射光进行光电转换的光电转换装置、支承照明装置和光电转换装置的并可相对于原稿保持装置平行地移动的导向装置和沿着导向装置驱动照明装置和光电转换装置的驱动装置。

3、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是位置输入装置是由可透视的平面状的位置检测装置、对位置检测装置上的任意位置可进行指示的位置指示装置和对于在位置检测装置上用位置指示装置所指示的位置并可相应表示出在原稿上的位置的位置表示装置所组成的。

4、根据权利要求3所述的原稿读取装置，其特征是在位置输入时，位置检测装置的位置相对于原稿的读取面是平行的。

5、根据权利要求3所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由发可见光的发光元件和将发光元件发出的光聚集到原稿面上的聚光装置所组成的。

6、根据权利要求3所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由发可见光的发光元件、将发光元件发出的光聚集到原稿面上的取光装置和位于发光元件和聚光装置之间的焦点板所组成的。

7、根据权利要求3所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由位置指示装置支承的。

8、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是读取原稿的装置具有原稿照明装置、将原稿反射出的反射光进行光电转换的光电转换装置、支承照明装置和光电转换装置的可平行于原稿保持装置进行移动的导向装置和沿着导向装置而驱动照明装置和光电转换装置的驱动装置。

9、根据权利要求6所述的原稿读取装置，其特征是位置输入装置是由可透视的平面状的位置检测装置、对位置检测装置上的任意位置可进行指示的位置指示装置和对于在位置检测装置上用位置指示装置所指示的位置可相应表示出在原稿上的位置的位置表示装置所组成的。

10、根据权利要求9所述的原稿读取装置，其特征是在位置输入时，位置检测装置的位置与原稿的读取面是平行的。

11、根据权利要求9所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由发可见光的发光元件和将发光元件发出的光聚集到原稿面上的聚光装置所组成的。

12、根据权利要求9所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由发可见光的发光元件、将发光元件发出的光聚集到原稿面上的聚光装置和位于发光元件和聚光装置之间的焦点板所组成的。

13、根据权利要求9所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由位置指示装置支承的。

14、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是读取原稿的装置具有原稿照明装置、将原稿反射出的反射光进行光电转换的光电转换装置、支承照明装置和光电转换装置的并可平行于原稿保持装置进行移动的导向装置和沿着导向装置驱动照明装置和光电转换装置的驱动装置。

15、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是位置输入装置是由可透视的平面状位置检测装置、对位置检测装置上的任意位置可进行指示的位置指示装置和对于在位置检测装置上用位置指示装置所指示的位置可相应表示出在原稿上的位置的位置表示装置所组成的。

16、根据权利要求15所述的原稿读取装置，其特征是，在位置输入肘位置检测装置的位置与原稿的读取面是平行的。

17、根据权利要求15所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由发可见光的发光元件和将发光元件发出的光聚集在原稿面上的聚光装置所组成的。

18、根据权利要求15所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由发可见光的发光元件、将发光元件发出的光聚集在原稿面上的聚光装置和位于发光元件和聚光装置之间的焦点板所组成的。

19、根据权利要求15所述的原稿读取装置，其特征是位置表示装置是由位置指示装置支承的。

20、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是平面限制装置是由透明的平板和把原稿按压在透明平板上的装置所组成的。

21、根据权利要求20所述的原稿读取装置，其特征是透明的平板是由输入部支承装置支承的。

22、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是输入部支承装置具有铰链机构，可沿着导向装置进行以平行方向为中心的旋转移动和在旋转移动过程中进行支承。

23、根据权利要求1所述的原稿读取装置，其特征是输入部支承装置具有连接装置，可沿着导向装置进行以平行方向为中心的旋转移动和可在旋转移动过程中进行支承，而且可垂直于原稿面进行移动和可在移动过程中进行支承。

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