JP2005300968A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 机上を占有することなく撮像ヘッドを任意の撮像位置に保持することができると共に、その任意の撮像位置に対応する撮像範囲を正確に把握することができる画像入力装置を提供すること。
【解決手段】
撮像ヘッド２は、取着部材３をＰＣ５の蓋部分５ａに取着することで撮像位置にセットされる。よって、机上を占有することなく撮像ヘッド２を撮像位置にセットすることができる。また、その撮像位置における撮像領域は、２本のスリット光の軌跡７０ａ，７１ａを利用して検出される撮像ヘッド２の位置情報に基づいて、補正されたフレーム光Ｆによって整った矩形状のフレーム像Ｓとして机上面に投影される。よって、任意の撮像位置に対応する撮像範囲を正確に把握することができる。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、机上を占有することなく撮像ヘッドを任意の撮像位置に保持することができると共に、その任意の撮像位置に対応する撮像範囲を明確に把握することができる画像入力装置に関する。

従来より、被写体としての原稿を載置する原稿台と、原稿台に載置した原稿をを撮像する撮像手段を内包する撮像ヘッドと、その撮像ヘッドを原稿台の真上にセット可能に撮像ヘッドと原稿台とを連結する支柱とを備えた画像入力装置が知られている。

この画像入力装置によれば、原稿台に載置させた原稿の真上から撮像手段によって原稿を撮像し、その撮像した画像データを外部演算装置に送信し、その外部演算装置において撮像した画像データを処理、表示させることができる。

しかし、この画像入力装置では、撮像手段による撮像可能範囲を示す撮像領域は、予め原稿台の載置面に印刷されたスケールによって形成されていたので、そのスケールより原稿が大きかったり小さかったりすると、原稿のどの部分が撮像されるのかが分かり難いという問題点があった。

そこで、かかる問題点を解決すべく、次の特許文献１には、撮像手段による撮像領域を明示するための光を照射する光照射手段を撮像ヘッド内に備え、原稿台に載置させた原稿の上方から撮像領域を明示するための撮像領域光を照射することで、撮像領域を確実に明示することができる装置が開示されている。
特開平７−２９８１０３号公報（第００１９段落、図１０等）

しかしならがら、上述した特許文献１に開示された装置には、撮像ヘッドと原稿台とが一体に構成されており、撮像ヘッドによって撮像を行う場合には、その原稿台を机上に載置するスペースが必要であり、その原稿台によって机上が占有されてしまうという問題点があった。

そこで、机上を占有することなく撮像ヘッドを任意の撮像位置に保持する保持手段を備えた装置が要望される。しかし、その保持手段によって撮像ヘッドを任意の撮像位置に保持させた場合、例えば、その撮像位置が机上に載置されている原稿に対して斜め上方向であった場合には、撮像領域を明示する撮像領域光による撮像領域像は、歪みが発生し、撮像領域を正確に把握することができないという問題が生ずる。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、特に、机上を占有することなく撮像ヘッドを任意の撮像位置に保持することができると共に、その任意の撮像位置に対応する撮像範囲を正確に把握することができる画像入力装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載の画像入力装置は、被写体を撮像する撮像手段およびその撮像手段によって撮像可能な撮像領域を示すための撮像領域像を投影面に投影する撮像領域像投影手段を有する撮像ヘッドと、その撮像ヘッドを任意の撮像位置に保持する保持手段と、前記保持手段によって所定の撮像位置に保持された前記撮像ヘッドと前記投影面との相対的な位置情報を算出するためのパターン光を投影面に投影するパターン光投影手段と、そのパターン光投影投射手段によって投影面にパターン光を投影している状態を前記撮像手段によって撮像した撮像画像に基づき、前記位置情報を算出する位置情報算出手段と、その位置情報算出手段によって算出される位置情報に基づいて、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正する撮像領域像補正手段とを備えている。

この請求項１記載の画像入力装置によれば、撮像可能な撮像領域を示すための撮像領域像を撮像領域像投影手段によって投影面に投影する前に、保持手段によって任意の撮像位置に保持されている撮像ヘッドと、撮像領域像投影手段によって撮像領域を示すための撮像領域像が投影される投影面との相対的な位置情報が、パターン光投影手段によって投影面に投影されるパターン光を撮像した撮像画像に基づき算出される。そして、その算出された位置情報に基づき、撮像領域像補正手段によって投影面に投影される撮像領域像が補正され、その補正された撮像領域像が撮像領域像投影手段によって投影面に投影される。

請求項２記載の画像入力装置は、請求項１記載の画像入力装置において、前記撮像領域像投影手段は、投影面に投影される撮像領域像を形成するための撮像領域像形成手段を備え、前記撮像領域像補正手段は、前記位置情報算出手段によって算出される位置情報に基づいて、前記撮像領域像形成手段に形成される前記撮像領域画像を補正することで、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正する。

請求項３記載の画像入力装置は、請求項１に記載の画像入力装置において、前記撮像領域像投影手段は、投影面に投影される撮像領域像を形成するための撮像領域像形成手段と、その撮像領域像形成手段に向けて光を投光する光源と、その光源から投光される光路に対する前記撮像領域像形成手段の角度を変更する変更手段とを備え、前記撮像領域像補正手段は、前記位置情報算出手段によって算出される位置情報に基づいて、前記変更手段によって前記光源から投光される光路に対する前記撮像領域像形成手段の角度を変更することで、前記投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正する。

請求項４記載の画像入力装置は、請求項２に記載の画像入力装置において、前記撮像領域像形成手段は、投影面に投影されるパターン光を形成するためのパターン光画像をも形成可能に構成されており、前記撮像領域像投影手段と前記パターン光投影手段とは、その撮像領域像形成手段を共有して構成されている。

請求項５記載の画像入力装置は、請求項２に記載の画像入力装置において、前記撮像領域像投影手段と前記パターン光投影手段とは、前記撮像領域像形成手段を共有して構成されており、前記パターン光投影手段によって投影面に投影されるパターン光は、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域の少なくとも一部であり、前記位置情報算出手段は、前記撮像領域像投影手段によって投影面に撮像領域を投影している状態を前記撮像手段によって撮像した撮像画像に基づき、前記位置情報を算出する。

請求項６記載の画像入力装置は、請求項１から３のいずれかに記載の画像入力装置において、前記パターン光投影手段は、光ビームを出力する光出力手段と、その光出力手段から出力される光ビームを所定角度で略直線状に放射される光束であるスリット光に変換するスリット光変換手段とを備え、前記パターン光投影手段によって投影面に投影されるパターン光は、前記スリット光変換手段によって投影面に投影される前記スリット光の軌跡によって構成されている。

請求項７記載の画像入力装置は、請求項１から６のいずれかに記載の画像入力装置において、撮像する被写体のサイズを指定するサイズ指定手段と、そのサイズ指定手段によって指定された被写体のサイズおよび前記位置情報算出手段によって算出された位置情報に基づいて、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域のサイズを調節する調節手段とを備えている。

請求項８記載の画像入力装置は、請求項１から７のいずれかに記載の画像入力装置において、前記撮像領域像投影手段は、本装置の操作手順や操作状況を含む所定情報をも投影可能に構成されており、前記撮像領域像補正手段は、前記位置情報算出手段によって算出された位置情報に基づいて、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される前記所定情報を補正する。

請求項１記載の画像入力装置によれば、投影面に投影される撮像領域像は、投影面に投影されたパターン光から算出される撮像ヘッドの位置と投影面との相対的な位置情報に基づいて、撮像領域像補正手段によって補正された撮像領域像が投影されるので、撮像ヘッドが任意の撮像位置に保持されている場合にも、その撮像領域像を歪みなく投影面に投影できる。よって、撮像領域像を正確にユーザに明示するこができるという効果がある。

請求項２記載の画像入力装置によれば、請求項１に記載の画像入力装置の奏する効果に加え、撮像領域像補正手段は位置情報に基づいて撮像領域像形成手段に形成される撮像領域画像を補正することで、撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正するので、撮像ヘッドの位置を移動させることによって撮像領域像を補正する場合に比べて、確実に撮像領域像を補正することができるという効果がある。

請求項３記載の画像入力装置によれば、請求項１に記載の画像入力装置の奏する効果に加え、撮像領域像補正手段は算出される位置情報に基づいて、光源から投光される光路に対する撮像領域像形成手段の角度を変更することで、投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正するので、機械的に補正することができ、ソフトウェア的に補正する場合に比べて演算装置への負担を軽減することができるという効果がある。

請求項４記載の画像入力装置によれば、請求項２に記載の画像入力装置の奏する効果に加え、撮像領域像形成手段は、投影面に投影されるパターン光を形成するためのパターン光画像をも形成可能に構成されており、撮像領域像投影手段とパターン光投影手段とは、その撮像領域像形成手段を共有して構成されているので、撮像領域像を形成するための撮像領域像形成手段とは別に、パターン光を形成するために必要な手段を搭載する必要はなく、部品点数を削減でき、製造コストを低減することができる。また、部品の配置スペースに関する自由度を向上させ、装置を小型にすることができるという効果がある。

請求項５記載の画像入力装置によれば、請求項２に記載の画像入力装置の奏する効果に加え、位置情報は、パターン光として撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域像の少なくとも一部を利用して算出されるので、撮像領域像とは別に、位置情報を算出するためのパターン光を投影する必要はなく、位置情報を算出するためのステップを簡略化することができる。よって、位置情報を算出するために必要な処理に対する負担を軽減することができるという効果がある。

請求項６記載の画像入力装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の画像入力装置の奏する効果に加え、パターン光投影手段によって投影面に投影されるパターン光は、スリット光変換手段によって投影面に投影されるスリット光の軌跡によって構成されているので、パターン光を作成するための光ビームの出力が小さなものでも対応することができるという効果がある。

請求項７記載の画像入力装置によれば、請求項１から６のいずれかに記載の画像入力装置の奏する効果に加え、撮像領域像補正手段は、サイズ指定手段によって指定された被写体のサイズに基づいて、撮像領域像のサイズを補正するので、ユーザーよって指定されたサイズに対応する撮像領域像を投影することができる。よって、一層、明確に撮像手段によって撮像可能な領域を明示することができるという効果がある。

請求項８記載の画像入力装置によれば、請求項１から７のいずれかに記載の画像入力装置の奏する効果に加え、撮像領域像補正手段は、位置情報算出手段によって算出された位置情報に基づいて、撮像領域像投影手段によって投影面に投影される所定情報を補正するので、撮像領域像に加え、その所定情報をも明確にユーザーに表示することができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は画像入力装置１の使用状態を示す外観斜視図である。

画像入力装置１は、後述するスリット光投光ユニット１４や画像撮像投影ユニット１５を内部に内包する撮像ヘッド２と、その撮像ヘッド２を任意の撮像方向に位置決めするために所定の支持体に取着する取着部材３と、その取着部材３と撮像ヘッド２とを連結する連結部材４とを備えている。

尚、本実施例では、取着部材４を取着する支持体として、ノート型パーソナルコンピュータ５（以下、単に「ＰＣ５」と称す）の蓋部分５ａを用いる場合について説明するが、取着部材３を取着する支持体としては、ＰＣ５の蓋部分５ａに限定されるものではない。

画像入力装置１によって、机上に載置した被写体としての原稿Ｐを撮像する場合には、撮像ヘッド２の撮像面（撮像ヘッド２を形成する面の内、後述する撮像レンズ２３の一部が外部に露出する面）が机上側の撮像方向に向くように、取着部材３をＰＣ５の蓋部分５ａに取着する。

このように、取着部材３をＰＣ５の蓋部分５ａに取着して撮像するので、従来のように原稿Ｐを載置する原稿台と撮像装置との配置が固定されることなく、原稿Ｐを任意の場所に配置できるため、机上のスペースを有効に利用することができる。

また、原稿Ｐを撮像する場合には、撮像ヘッド２からは、フレーム光Ｆと第１スリット光７０と第２スリット光７１とが机上面に向けて投光される。

フレーム光Ｆは、撮像領域を示すフレーム状のフレーム像Ｓを机上面に投影するためのものである。ユーザーは、このフレーム像Ｓの大きさを手掛かりに撮像領域を確認することができる。

第１スリット光７０と第２スリット光７１とは、机上面に対する撮像ヘッド２の位置を検出するために机上面に向けて投光される所定の角度幅で略直線状に放射される光束のスリット光である。この第１スリット光７０と第２スリット光７１によって、机上面には、略平行に延びる２本の直線状の第１スリット光の軌跡７０ａと第２スリット光の軌跡７１ａとが形成される。

画像入力装置１は、この第１スリット光の軌跡７０ａと第２スリット光の軌跡７１ａとに基づき、机上面に対する撮像ヘッド２の位置を検出し、後述する方法でフレーム像Ｓが机上面に矩形状に形成されるようにフレーム光Ｓを投光することで、ユーザーに撮像領域を確実に把握させることができる装置である。

尚、図１では、画像入力装置１における最大撮影範囲を点線で示し、撮像領域を示すフレーム像Ｓは、その撮影範囲よりひと回り小さく投影する場合を図示しているが、フレーム像Ｓは撮像範囲と同一、或いは、撮像範囲よりひと回り大きいものであっても良い。

図２は、画像入力装置１の外観斜視図である。上述した通りに、画像入力装置１は、撮像ヘッド２と、取着部材３と、連結部材４とを備えている。

撮像ヘッド２の上面には、撮像タイミングを規定するレリーズボタン１０と、サイズ設定ダイヤル１１とが配置されている。

レリーズボタン１０は、押しボタン式のスイッチで構成されている。レリーズボタン１０の状態は後述するプロセッサ３０によって管理され、プロセッサ３０によってレリーズボタン１０が押し下げられたことが検出されると撮影が行われる。

サイズ設定ダイヤル１１は、撮影する原稿Ｐの大きさをを設定するものであり、使用者の操作によって両方向に回転可能な円盤型に構成されている。また、その表面には、「Ａ４」、「Ａ３」、「Ｂ５」等の撮影する原稿Ｐの大きさを表す表示が印刷されている。

サイズ設定ダイヤル１１の検出位置は、プロセッサ３０によって管理されており、サイズ設定ダイヤル１１に隣接するリブ１１ａに印刷されている設定パターン光１１ｂの位置に、使用者が設定したい大きさの表示を並べることで、その大きさがプロセッサ３０によって検出されるように構成されている。

取着部材４は、逆コの字状に形成され、所定間隔を開けて互いに対向するプレート部分の一方には、蝶ネジ１２が取着されており、その蝶ネジ１２の端部には挟持プレート１３が他方のプレート部分の内面と対向するように取付られている。

よって、挟持プレート１３と他方のプレート部分との間にＰＣ５の蓋部分５ａを挟み、蝶ねじ１２を締めつけることで、取着部材３を強固にＰＣ５の蓋部分５ａに取着させることができる。

また、挟持プレート１３と他方のプレート部分との互いに対向する面には、各々クッション部材１３ａが固着されている。よって、取着部材３を取着する際に、ＰＣ５の蓋部分５ａを傷付けるのを防止することができると共に、クッション部材１３ａの弾性変形により挟持プレート１３と他方のプレート部分とは、ＰＣ５の蓋部分５ａの形状に沿って密着し、より強固に取着部材３をＰＣ５の蓋部分５ａに取着させることができる。

連結部材４は、棒状に構成されており、その一端は取着部材３に連結され、他端は撮像ヘッド２に回転軸２ａを介して連結されている。即ち、撮像ヘッド２は回転軸２ａを中心に矢印Ａまたは矢印Ｂ方向に回転可能に構成されており、撮像ヘッド２を上下方向に回転させることで、その撮像範囲を調節することができるように構成されている。

図３は、撮像ヘッド２の内部構成を示す図である。撮像ヘッド２の内部には、主に、スリット光投光ユニット１４と、画像撮像投影ユニット１５とが内蔵されている。

スリット光投光ユニット１４は、レーザーダイオード１６と、コリメートレンズ１７と、アパーチャ１８と、シリンドリカルレンズ１９と、ハーフミラー２０と、全反射ミラー２１とを備えている。

レーザーダイオード１６は、レーザー光線を放射する光源であり、プロセッサ３０からの指令に応じて、レーザー光線の放射及び停止を切り換える。

コリメートレンズ１７は、レーザダイオード１６の下流側に配置され、レーザーダイオード１６から放射されるレーザー光線を平行光にするレンズである。

アパーチャ１８は、コリメートレンズ１７の下流側に配置され、矩形に開口された板状に構成されている。コリメートレンズ１７を通過して平行光化されたレーザー光線から不必要な光を除去するためのものである。

シリンドリカルレンズ１９は、アパーチャ１８の下流側に配置され、負の焦点距離となるように一方向の面が凹形状に形成されたレンズであり、その凹形状の面がアパーチャ１８と対向するように配置されている。シリンドリカルレンズ１９は、アパーチャ１８を通過したレーザ光線を、この凹形状のレンズ面において所定の方向のみを所定の広がり角度になる様に整形する。

ハーフミラー２０は、シリンドリカルレンズ１９の下流側において、レーザーダイオード１６からのレーザー光線の光路に対して略４５度傾けて配置されている。ハーフミラー２０は、シリンドリカルレンズ１９を通過したレーザ光線を、その入射方向に対して直線的に通過する方向と、入射方向に対して略９０度屈曲した方向との２方向に分割する。尚、このハーフミラー２０を直線的に通過して外部に放射されるレーザ光線を第１スリット光７０と呼ぶ。

全反射ミラー２１は、ハーフミラー２０の下流側において、その傾きがハーフミラー２０と略平行になるようにハーフミラー２１と所定間隔を開けて並べて配置されている。全反射ミラー２１は、ハーフミラー２０において反射されたレーザ光線を、略４５度の傾きで全反射して外部に放射する。尚、この全反射ミラー２１によって全反射したレーザー光線を第２スリット光７１と呼ぶ。

このように構成されたスリット光投光ユニット１４において、プロセッサ３０からの指令に応じて、レーザーダイオード１６からレーザー光線が放射されると、そのレーザ光線は、コリメートレンズ１７と、アパーチャ１８と、シリンドリカルレンズ１９を通過し、シリンドリカルレンズ１９を通過したレーザ光線の一部はハーフミラー２０を通過して第１スリット光７０として外部に放射される。

また、ハーフミラー２０において反射した光は、全反射ミラー２１によって全反射され、第１スリット光７０と平行な第２スリット光７１として外部に放射される。そして、この第１，第２スリット光７０，７１によって形成される軌跡の３次元空間における位置を検出することで、机上面に対する撮像ヘッド２の位置を検出することができる。

画像撮像投影ユニット１５は、その一部が撮像ヘッド２から露出する撮像レンズ２３と、その撮像レンズ２３の後方に配置されるハーフミラー２８と、そのハーフミラー２８の後方に配置されているＣＣＤ画像センサ２２と、ハーフミラー２８に対して横方から光を投光する光源２４と、光源２４から投光される光の下流側に配置される集光レンズ２６と、更に集光レンズ２６の下流側に配置される液晶パネル２７とを備えている。

尚、上述した構成の内、撮像レンズ２３、ＣＣＤ画像センサ２２により撮像手段が構成され、光源２４、集光レンズ２６、液晶パネル２７、撮像レンズ２３によって投影手段が構成され、撮像レンズ２３は投光レンズとしても機能するものである。

撮像レンズ２３は、複数枚のレンズで構成され、周知のオートフォーカス機能を有し、自動で焦点距離及び絞りを調整して外部からの光をＣＣＤ画像センサ２２上に結像するレンズである。

ハーフミラー２８は、光源２４からの光の光路に対して略４５度傾けて配置され、撮像レンズ２３を介してＣＣＤ画像センサ２２に結像される光をそのまま通過させると共に、光源２４から直線的に投光される光の光路を撮像レンズ２０に向けて略９０度屈曲させる。

ＣＣＤ画像センサ２２は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）素子などの光電変換素子がマトリクス状に配列されてなる構成で、表面に結像される画像の光の色及び強さに応じた信号を生成し、これをデジタルデータに変換するセンサである。尚、ＣＣＤ素子一つ分のデータが画像を形成する画素の画素データであり、画像データはＣＣＤ素子の数の画素データで構成される。

光源２４は、光を発光する光源であり、その周りをリフレクタ２５によって囲まれている。このリフレクタ２５によって光源２４から投光される光は集中的に集光レンズ２６に向けて投光される。尚、光源２４としては、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等を使用することができる。

集光レンズ２６は、光源２４から投光せられた光を集光するレンズであり、例えば、フレネルレンズで構成できる。このフレネルレンズは、薄く平らなアクリル樹脂の板状シートに、同芯円状に全て角度の違うプリズムの山が一定間隔に施されている。そのプリズムの山が小さな屈曲面として作用し集光レンズとして機能する。

液晶パネル２７は、集光レンズ２６を通過して集光された光に空間変調を施して、撮像レンズ２３に向けて画像信号光を出力する空間変調素子である。この液晶パネル２７を利用して、整った矩形状のフレーム光Ｆを撮像ヘッド２の位置に応じて補正することで、机上に整った矩形状のフレーム像Ｓを投影することができる。

このように構成された画像撮像投影ユニット１５により、原稿Ｐの画像を撮像レンズ２３を介してＣＣＤ画像センサ２２上に結像することで原稿Ｐの撮像データを取得することができる。

また、光源２４から光を投光し、集光レンズ２６によって集光され光に液晶パネル２７において空間変調を施し、フレーム光Ｆや所定のメッセージ等の画像信号光を撮像レンズ２３を介して机上に投影することで撮像領域を示すフレーム像Ｓや所定のメッセージを机上面に投影することができる。

図４は、画像入力装置１とＰＣ５との電気的構成を示したブロック図である。
画像入力装置１の撮像ヘッド２には、プロセッサ３０を構成するＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３とがバスライン介して接続されており、その他にもバスラインを介して光源２４、液晶パネル２７、ＣＣＤ画像センサ２２、サイズ設定ダイヤル１１、レリーズボタン１０、スリット光投光ユニット１４、バッテリ３４、ＵＳＢ用インターフェイス３５が接続されている。尚、ＵＳＢ用インターフェイス３５には、無線インターフェイスとしてのＵＳＢ／ＢＴ変換部３６と、アンテナ３７とが接続されている。

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムによる処理に応じて、ＲＡＭ３３を利用して、レリーズボタン１０の押し下げ操作の検知、ＣＣＤ画像センサ２２から画像データの取り込み、レーザーダイオード１６の起動／停止、光源２４の起動／停止等の各種処理を行う。

ＲＯＭ３３には、カメラ制御プログラム３２ａと、三角測量演算プログラム３２ｂと、位置情報演算プログラム３２ｃと、フレーム画像補正演算プログラム３２ｄとが格納されている。

カメラ制御プログラム３２ａは、図５に示す原稿撮像処理（詳細は後述する。）を含む撮像装置１全体の制御に関するプログラムである。三角測量演算プログラム３２ｂは、ＣＣＤ空間上のスリット光の軌跡の各画素に対する座標を３次元空間上の座標に変換し、３次元空間上でのスリット光の軌跡の座標を演算するプログラムである。

位置情報演算プログラム３２ｃは、第１，第２スリット光の軌跡７０ａ，７１ａの３次元空間における座標から、机上面に対する撮像ヘッド２の位置情報を推定して求めるプログラムである。フレーム光補正演算プログラム３２ｄは、フレーム光Ｆによって机上面に形成されるフレーム像Ｓが矩形状になるように液晶パネル２７を制御するプログラムである。

ＲＡＭ４２には、スリット光有画像格納部３３ａと、三角測量演算結果格納部３３ｂと、位置情報演算結果格納部３３ｃと、静止画像格納部３３ｄと、フレーム光補正演算結果格納部３３ｅと、ワーキングエリア３３ｆとが記憶領域として割り当てられている。

スリット光有画像格納部３３ａは、スリット光投光ユニット１４からスリット光が投影されている状態を撮像したスリット光有画像の画像データをＣＣＤ画像センサ２２から格納する。三角測量演算結果格納部３３ｂは、三角測量演算プログラム３２ｂによる演算結果として、スリット光有画像における第１，第２スリット光の軌跡７０ａ，７１ａの３次元空間における３次元座標を格納する。

位置情報演算結果格納部３３ｃは、位置情報演算プログラム３２ｃによる演算結果として算出される机上面に対する撮像ヘッド２の位置情報を格納する。静止画像格納部３３ｄは、スリット光が投光されていない状態を撮像した静止画像の画像データをＣＣＤ画像センサ２２から格納する。ワーキングエリア３３ｅは、ＣＰＵ３１での演算のために一時的にデータを格納する。

一方、ＰＣ５には、ＣＰＵ４０と、ＲＯＭ４１と、ＲＡＭ４２と、ハードディスク４３と、画像入力装置１に内蔵されたＵＳＢ用インターフェイス３５と接続されるＵＳＢ用インターフェイス４６と、ＣＲＴディスプレイ４４と、キーボード４５とが各々入出力ポート４９を介して電気的に接続されている。尚、ＵＳＢ用インターフェイス４６には、無線インターフェイスとしてＵＳＢ／ＢＴ変換部４７と、無線通信アンテナ４８とが接続されており、画像入力装置１との間でデータの無線通信が可能に構成されている。

ハードディスク４３は、書き替え可能な不揮発性のメモリであり、画像入力装置１から送信される画像データに基づき、その画像データを処理する画像処理プログラム４３ａと、画像受信常駐プログラム４３ｂとが記憶されている。

画像処理プログラム４３ａは、図１３に示すフローチャートの処理を実行するプログラムであり、撮像した画像の品質を向上させるためのプログラムである。

画像受信常駐プログラム４３ｂは、画像入力装置１から無線通信または有線通信によって送信される画像データに先立ち、その画像データをＰＣ５において受信可能か否かを判定するために、画像入力装置１から送信される受信要求信号の着信を監視するプログラムである。尚、この画像受信常駐プログラム４３ｂは、ＰＣ５の起動時に自動的にバックグランドで起動するように構成されている。

図５は、原稿撮像処理のフローチャートである。尚、この処理は画像入力装置１の電源を投入すると開始される処理であるが、「原稿撮像モード」や「通常撮像モード」等のモードを切替可能なモード切替スイッチを設け（図示せず）、このモード切替スイッチを「原稿撮像モード」に設定することで、この処理を開始するように構成することもできる。

この処理では、まず、レーザーダイオード１６を起動し、スリット光投光ユニット１４から第１，第２スリット光７０，７１を机上面に向けて投光する（Ｓ５０１）。

次に、この第１，第２スリット光７０，７１によって机上面に形成される第１，第２スリット光の軌跡７０ａ，７１ａを撮像し、その撮像画像データに基づき、机上面に対する撮像ヘッド２の位置情報を検出する位置情報検出処理を行う（Ｓ５０２）。位置情報検出処理を終了すると、スリット光の投光を停止し（Ｓ５０３）、スリット光を投光するために必要な消費電力を必要最小限に抑制する。

次に、サイズ設定ダイヤル１１の設定を検出し（Ｓ５０４）、その検出されたサイズ情報および位置情報とに基づき、机上面に形成するフレーム像Ｓがそのサイズになるように液状パネル上におけるフレーム像Ｓの座標を決定するフレーム光補正処理を行う（Ｓ５０５）。

そして、光源２４を起動して、集光レンズ２６を介して光源２４からの光を液晶パネル２７に投光し、その光を液晶パネル２７において空間変調を施すことにより、補正されたフレーム光Ｆを机上面に向けて投光する（Ｓ５０６）。

また、フレーム光Ｆの投光に合わせて、所定のメッセージの表示を開始する（Ｓ５０７）。具体的には、「フレーム像Ｓに沿って原稿をセットして下さい。」等の所定のメッセージを机上面に投影する。このメッセージを投影することにより、使用者にとっては操作マニュアル等を開くことなく、操作手順を把握することができる。

次に、レリーズボタン１０が押下げられたか否かを判断し（Ｓ５０８）、押し下げられていなければ（Ｓ５０８：Ｎｏ）、Ｓ５０７の処理を繰り返し、押下げられていれば（Ｓ５０９：Ｙｅｓ）、オートフォーカス（ＡＦ）および自動露出（ＡＥ）機能を起動し、ピント、シャッター速度、露出を調節する（Ｓ５０９）。そして、フレーム光Ｆの投光を停止し（Ｓ５０９）、図１１において説明する撮像処理を実行して（Ｓ５１０）、当該処理を終了する。

尚、連続原稿撮像処理モードを設け、このモードに設定されている場合には、Ｓ５１１までの処理の終了後に、再び、Ｓ５０６からの処理を繰り返すように処理しても良い。かかる場合には、再び、撮像ヘッド２の位置情報を検出すべく、スリット光を投光する必要はなく、連続して原稿の撮像を実行することができる。

図６は、前記位置情報検出処理（図５のＳ５０２）を詳細に説明するフローチャートである。この処理では、まず、机上面にスリット光が投光されている状態を撮像し、その撮像画像をスリット光有画像としてスリット光有画像格納部３３ａに格納する（Ｓ６０１）。

次に、三角測量演算処理を実行する（Ｓ６０２）。この処理では、スリット光有画像格納部３３ａに格納されているスリット光有画像において、第１スリット光の軌跡７０ａ及び第２スリット光の軌跡７１ａを構成する画素に関し、その画素毎に３次元空間における３次元座標を三角測量の原理を利用して演算する。この処理において得られる演算結果としての３次元座標は、三角測量演算結果格納部３３ｄに格納される。尚、この三角測量の原理を利用した演算については図７において説明する。

次に、位置情報演算処理を実行する（Ｓ６０３）。この処理では、三角測量演算結果格納部３３ｂに格納されている第１，第２スリット光の軌跡７０ａ，７１ａに関する３次元座標に基づいて、位置情報演算プログラム３３ｃにより、机上面に対する撮像ヘッド２の位置情報を求める。尚、この演算結果としての位置情報は位置情報演算結果格納部３３ｃに格納される。こうして、当該処理を終了する。

図７は、三角測量演算処理（図６のＳ６０２）において利用する三角測量の原理ついて説明するための図である。

本実施例では、机上面に対する画像入力装置１の座標系を、撮像レンズ２３の光軸方向をＺ軸として、画像入力装置１から基準距離ＶＰ離れた位置をＸ，Ｙ，Ｚ軸の原点位置として、画像入力装置１に対して水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする。

そして、ＣＣＤ画像センサ２２のＸ軸方向の画素数をＲｅｓＸ、Ｙ軸方向の画素数をＲｅｓＹと呼び、Ｘ−Ｙ平面に、撮像レンズ２３を通してＣＣＤ画像センサ２２を投影した位置の上端をＹｆｔｏｐ、下端をＹｆｂｏｔｔｏｍ、左端をＸｆｓｔａｒｔ、右端をＸｆｅｎｄと呼ぶ。

また、撮像レンズ２３の光軸から、スリット光投光ユニット１４から出射される第１スリット光７０の光軸までの距離をＤ、第１スリット光７０がＸ−Ｙ平面に交差するＹ軸方向の位置をｌａｓ１、第２スリット光７１がＸ−Ｙ平面に交差するＹ軸方向の位置をｌａｓ２とする。

このとき、第１スリット光の軌跡７０ａの画像の画素の１つに注目した注目点１のＣＣＤ画像センサ３２上の座標（ｃｃｄｘ１，ｃｃｄｙ１）に対応する３次元空間位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を、ＣＣＤ画像センサ２２の結像面上の点と、第１スリット光７０及び第２スリット光７１の出射点と、Ｘ−Ｙ平面に交差する点とで形成される三角形について立てた次の５つの連立方程式の解から導き出す。
（１）Ｙ１＝−（（ｌａｓ１＋Ｄ）／ＶＰ）Ｚ１＋ｌａｓ１
（２）Ｙ１＝−（Ｙｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ１＋Ｙｔａｒｇｅｔ
（３）Ｘ１＝−（Ｘｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ１＋Ｘｔａｒｇｅｔ
（４）Ｘｔａｒｇｅｔ＝Ｘｆｓｔａｒｔ＋（ｃｃｄｘ１／ＲｅｓＸ）×（Ｘｆｅｎｄ−Ｘｆｓｔａｒｔ）
（５）Ｙｔａｒｇｅｔ＝Ｙｆｔｏｐ―（ｃｃｄｙ１／ＲｅｓＹ）×（Ｙｆｔｏｐ−Ｙｆｂｏｔｔｏｍ）
尚、本実施例では、第１スリット光７０がＺ軸に対して平行のためｌａｓ１＝−Ｄであり、Ｙ１＝−Ｄである。

同様に、ＣＣＤ画像センサ２２上の第２スリット光の軌跡７１ａの画像の画素の一つに注目した注目点２の座標（ｃｃｄｘ２，ｃｃｄｙ２）に対応する３次元空間位置（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を、次に５つの連立方程式の解から導き出す。
（１）Ｙ２＝−（（ｌａｓ２＋Ｄ）／ＶＰ）Ｚ２＋ｌａｓ２
（２）Ｙ２＝−（Ｙｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ２＋Ｙｔａｒｇｅｔ
（３）Ｘ２＝−（Ｘｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ２＋Ｘｔａｒｇｅｔ
（４）Ｘｔａｒｇｅｔ＝Ｘｆｓｔａｒｔ＋（ｃｃｄｘ２／ＲｅｓＸ）×（Ｘｆｅｎｄ−Ｘｆｓｔａｒｔ）
（５）Ｙｔａｒｇｅｔ＝Ｙｆｔｏｐ―（ｃｃｄｙ２／ＲｅｓＹ）×（Ｙｆｔｏｐ−Ｙｆｂｏｔｔｏｍ）
こうして算出された各スリット光の軌跡７０ａ，７１ａに関する３次元空間座標を、三角測量演算結果格納部３３ｂへ書き込み、当該処理を終了する。

図８は、位置情報演算処理（図６のＳ６０３）について説明するための図である。この位置情報演算処理では（Ｓ１７０）、例えば、三角測量演算結果格納部３３ｂのデータから、第１，第２スリット光の軌跡７０ａ，７１ａに関する３次元空間位置の各点を結んで形成される２つの近似式を求め、この２つの近似式のＸ軸方向の位置が各々「０」における点を結ぶ直線Ｘを想定し、この直線がＺ軸と交わる点、つまり、光軸と机上面と交点を（０，０，Ｌ）とし、撮像ヘッド２から机上面までの距離をＬとする。

また、この直線ＸがＹ軸となす角を、Ｘ軸を回転軸とする傾きθとする（図８（ａ）参照）。また、図８（ｂ）に示すように、２つの近似式の一方がＸ軸となす角を、Ｙ軸を回転軸とする傾きφとする。

こうして、机上面に対する撮像ヘッド２の位置情報として、距離Ｌと、Ｘ軸を回転軸とする傾きθと、Ｙ軸を回転軸とする傾きφとが演算される。

図９は、フレーム光補正処理（図５のＳ５０５）について説明するための図である。この処理は、位置情報演算処理（図６のＳ６０３）によって演算された位置情報に基づき、液晶パネル２７を利用して、フレーム光Ｆの形状を補正する処理である。

この処理では、第１のステップとして、撮像ヘッド２（撮像レンズ２３の中心）から距離Ｌ離れた位置に、仮想平面としてＸＹ平面を形成し、そのＸＹ平面における画像入力装置１の撮像範囲を表す４つの頂点座標をＰ０（Ｘｆｓｔｒａｔ，Ｙｆｔｏｐ）、Ｐ１（Ｘｆｅｎｄ，Ｙｆｔｏｐ）、Ｐ２（Ｘｆｅｎｄ，Ｙｆｂｏｔｔｔｏｍ）、Ｐ３（Ｘｆｅｎｄ，Ｙｆｂｏｔｔｏｍ）をとる。

次に、第２のステップとして、撮像範囲を示すＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各点について、Ｘ軸を回転軸とする傾きθとＹ軸を回転軸とする傾きφとに関するアフィン変換を行い（（ｄ）参照）、その結果をＰ０’，Ｐ１’，Ｐ２’，Ｐ３’とする。

次に、第３のステップとして、撮像レンズ２３の中心座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，Ｌ）と、第２のステップで求めたＰ０’，Ｐ１’，Ｐ２’，Ｐ３’の各頂点とを結ぶ直線における仮想平面との交点を求め、その各々をＰ０’’，Ｐ１’’，Ｐ２’’，Ｐ３’’とする。

次に、第４のステップとして、第３のステップで求めたＰ０’’，Ｐ１’’，Ｐ２’’，Ｐ３’’の各点を結んで形成される矩形形状が、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各点を結んで形成される撮像範囲内に収まるように、且つ、サイズ設定ダイヤル１１で設定された大きさに合うようにスケーリングし、その結果をＰ０’’’，Ｐ１’’’，Ｐ２’’’，Ｐ３’’’とする。

次に、第５のステップとして、仮想平面上に、第４のステップで求めたＰ０’’’，Ｐ１’’’，Ｐ２’’’，Ｐ３’’’に対応する液晶パネル２７上の画素を求める。仮想平面と液晶パネル平面とは相似の関係にあることから、それぞれ、Ｐｌ０，Ｐｌ１，Ｐｌ２，Ｐｌ３とすることができる。

こうして、第５のステップで求めたＰｌ０，Ｐｌ１，Ｐｌ２，Ｐｌ３の各点を順に結んで形成されるフレーム形状になるように、液晶パネル２７を通過する光を液晶パネル２７によって空間変調することで、その光は補正されたフレーム光Ｆとして机上面に投影され、そのフレーム光Ｆによって机上面に形成されるフレーム像Ｓを整った矩形状に投影することができる。

図１０（ａ１）は、液晶パネル２７に形成されるフレーム画像と所定のメッセージとしての「ＡＢＣ」とを示す図であり、（ａ２）は、（ａ１）の液晶パネル２７に形成されている画像を机上面に投影した状態を示す図である。（ｂ１）は（ａ１）と同様に、液晶パネル２７に形成されるフレーム画像と所定のメッセージとしての「ＡＢＣ」とを示す図であり、（ｂ２）は、（ｂ１）の液晶パネル２７に形成されている画像を机上面に投影した状態を示す図である。

本実施例のように、取着部材３をＰＣ５の蓋部材５ａに取着させた場合には、撮像ヘッド２を机上面の真上にセットすることが困難であるため、撮像ヘッド２は机上面に対して斜め上方にセットされることになる。

この場合、（ａ１）に示すように、液晶パネル２７に矩形状のフレーム画像と各々が同じ大きさの文字「ＡＢＣ」とを形成し、それらを机上面に向けて投影した場合には、（ａ２）に示すように、矩形状のフレーム画像は、撮像ヘッド２から遠ざかる程その形状は歪み、結局、台形状のフレーム像Ｓとして投影される。また、「ＡＢＣ」の文字も、撮像ヘッド２から遠ざかる程その文字が大きく投影されることになる。よって、使用者にとっては撮像領域を明確に把握することができず、また、メッセージも読みにくいという問題点がある。

そこで、上述した位置情報検出処理により（図５のＳ５０２）、机上面に対する撮像ヘッド２の位置を検出し、その検出結果に応じて、フレーム光補正処理により（図５のＳ５０５）、例えば、（ｂ１）に示すように、液晶パネル２７に、台形状のフレーム画像と撮像ヘッド２から離れて投影される文字ほど小さくなるような「ＡＢＣ」の文字（「Ｃ」「Ｂ」「Ａ」の順番で小さく）とを形成する。

こうして、（ｂ１）に示すように液晶パネル２７に形成された画像を、机上面に投影することで、机上面に対して斜め上方向から画像を投影したとしても、机上面に（ｂ２）に示すような、矩形状のフレーム像Ｓと同じ大きさの文字「ＡＢＣ」とを投影することができる。よって、使用者に明確に撮像領域を把握させることができると共に、読みやすい状態の所定のメッセージを投影することができる。

図１１は、撮像処理（図５のＳ５１１）のフローチャートである。この処理では、撮像した画像を読み込む（Ｓ１１０１）。具体的には、レリーズボタン１０を押し下げた時のＣＣＤ画像センサ２２に結像した画像を電子信号に変換し、その画像を画像データとして静止画像格納部３３ｄへ格納する。

次に、ＰＣ５側に受信要求信号を送信する（Ｓ１１０２）。この際、液晶パネル２７、撮像レンズ２３を介して「ＰＣ５に受信要求信号を送信中です」等の所定のメッセージを表示する（Ｓ１１０３）。

次に、ＰＣ５から受信可能応答信号があったか否かを検出する（Ｓ１１０４）。受信可能応答信号が検出されると（Ｓ１１０４：Ｙｅｓ）、液晶パネル２７、撮像レンズ２３を介して「ＰＣ５にデータを送信します」等の所定のメッセージを表示し（Ｓ１１０５）、静止画像格納部３３ｄ格納された画像データをＰＣ５に送信する（Ｓ１１０６）。尚、この場合、液晶パネル２７、撮像レンズ２３を介して「画像データをＰＣ５に送信中です」或いは「画像データをＰＣ５に送信しました」等の所定のメッセージを表示する（Ｓ１１０７）。

このように、ＰＣ５に画像データを送信するに前に、画像入力装置１からＰＣ５に受信要求信号を送信し、ＰＣ５から受信可能応答信号が返信された場合に、初めて画像データをＰＣ５に送信するので、画像データを確実にＰＣ５に送信することができる。

また、たとえ、ＰＣ５が起動されていない状態であっても、画像入力装置１だけを起動させて撮像を行い、その後、ＰＣ５を起動させて、撮像した画像データをＰＣ５に送信することもできる。

また、画像入力装置１には、無線インターフェイスとしてのＵＳＢ／ＢＴ変換部３６およびアンテナ３７が搭載されているので、画像データの送信は、無線通信によって送信することができ、画像入力装置１とＰＣ５とをＵＳＢ用ケーブル等で接続する手間を省くことができる。

更に、長いＵＳＢ用ケーブル等で接線することなく、画像入力装置１をＰＣ５と離して設置することも可能となる。こうして、ＰＣ５に画像データの送信を終了すると、静止画像格納部３３ｄから画像データを消去して（Ｓ１１０８）、当該処理を終了する。

一方、ＰＣ５において受信可能応答がない場合には（Ｓ１１０４：Ｎｏ）、エラー処理（Ｓ１１０９）を実行し、当該処理を終了する。

このエラー処理としては、フレーム光Ｆを点滅させるための信号を光源２４に送信してフレーム光Ｆを点滅させたり、「ＰＣ５から受信可能応答がありません。ＰＣ５の状態を確認して下さい。」等のエラーメッセージを表示させたりして、使用者にＰＣ５の状態を確認させるように告知する。こうして、当該処理を終了する。

図１２は、画像受信常住プログラムのフローチャートである。この処理では、まず、画像入力装置１から受信要求信号が送信されたか否かを検出する（Ｓ１２０１）。受信要求信号が検出された場合には（Ｓ１２０１：Ｙｅｓ）、受信可能応答信号を画像入力装置１に返信する（Ｓ１２０２）。尚、受信要求信号が検出されない場合には（Ｓ１２０１：Ｎｏ）、再びＳ１２０１の処理を繰り返す。

次に、その受信可能応答信号を受けて画像入力装置１から送信される画像データを受信する（Ｓ１２０３）。そして、受信した画像データの品質を向上すべく受信した画像データに対して図１３のフローチャートで説明する画像処理を施した後（Ｓ１２０４）、その画像処理を施した画像データを保存し（Ｓ１２０５）、画像入力装置１側の受信要求信号待ち状態へ戻り（Ｓ８０１）、Ｓ１２０１から処理を繰り返す。

図１３は、画像処理（図１２のＳ１２０４）のフローチャートである。この処理では、まず、撮像レンズ２３の持つレンズの歪みを補正する歪曲収差補正をする（Ｓ１３０１）。次に、原稿Ｐにおける照明の偏りを補正するシェーディング補正をする（Ｓ１３０２）。次に、画像中の文字や輪郭を明確にする処理し（Ｓ１３０３）、当該処理を終了する。尚、Ｓ１３０３の処理の後に、処理した画像をＰＣ５のモニタ上に表示し、処理した画像を使用者に確認するように促すような処理を行うようにしても良い。

以上、説明した通りに、この画像入力装置１によれば、たとえ撮像ヘッド２を机上面に対して斜めに設置したとしても、フレーム光Ｆによって机上面に投影されるフレーム像Ｓは、整った矩形状に形成されるので、使用者に撮像範囲を確実に明示することができる。

図１４は、第２実施例の画像入力装置の内部構成を示す図である。尚、上述した構成と同一な構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

第２実施例の画像入力装置は、第１実施例の画像入力装置１に搭載された液晶パネル２７に代えて、フィルムシート５０を使用している。フィルシート５０には、予め、整った矩形状のフレーム画像が形成されており、また、フィルシート５０は回転軸５０ａを中心として回転可能に構成されている。

この第２実施例の画像入力装置は、検出された位置情報に応じて、光源２４からの光の光路に対するフィルムシート５０の角度を調節することで、机上面に整った矩形状のフレーム像Ｓを投影するものである。

具体的には、（ａ）に示すように、机上面に対して撮像レンズ２３が鉛直に設置されている場合には、光源２４から投光される光は、フィルムシート５０に大して略垂直に投光され、その光はフィルムシート５０を通過し整った矩形状のフレーム光に形成され、ハーフミラー２８によって、その進行方向を略９０度曲げられた後に、撮像レンズ２３を介して鉛直に机上面に投光される。よって、そのフレーム光によって机上面に投影されるフレーム像Ｓを整った矩形状に形成できる。

一方、（ｂ）に示すように、机上面に対して撮像レンズ２３が傾いているような場合には、その傾きを上述した方法と同じ方法で検出し、その位置情報によりその傾きと同じ角度で、反対方向にフィルムシート５０を回転軸５０ａを中心に回転させる。

このようにフィルムシート５０を回転させることで、フィルムシート５０を通過するフレーム光Ｆの形状は、整った矩形状のフレーム光を机上面に対して傾けて投光した場合に形成される形状と略同一の形状のフレーム光として生成される。よって、この形状のフレーム光Ｆを、そのまま傾けて投影することで、その傾きは相殺され、結果的に、机上面に投影されるフレーム像Ｓを整った矩形状に形成できる。

尚、本第２実施例では、フィルムシート５０をＸ軸を回転軸とする方向に回転する場合について説明したが、フィルムシート５０をＹ軸を回転軸とする方向に回転可能に構成しても良い。このように構成することで、検出される位置情報に応じて、フィルムシートを両方向に回転させれば、一層、整った矩形状のフレーム像Ｓを机上面に投影させることができる。また、フィルムシート５０に代えて、上述した液晶パネル２７を回転可能に構成するようにしても良い。

また、第２実施例において設定されたサイズとなるようにフレーム像Ｓを机上面に投影するためには、例えば、撮像ヘッド２に昇降装置を設け、撮像手段による撮像範囲の大きさを変更することによっても対応することが可能である。

図１５は、第３実施例の画像入力装置の内部構成を示す図である。尚、上述した構成と同一な構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

上述した第１、第２実施例の画像入力装置１では、画像撮像投影ユニット１５として、撮像レンズ２３に投影レンズとしての機能を持たせる場合について説明した。

この第３実施例の画像入力装置は、撮像レンズ２３とは別に投影レンズ５１を備え、画像撮像投影ユニット１５を、ＣＣＤ画像センサ２２と、撮像レンズ２３とからなる画像撮像ユニット１５ａと、光源２４と、リフレクタ２５と、集光レンズ２６と、液晶パネル２７と、投影レンズ５１とからなる画像投影ユニット１５ｂとに分離したものである。

このように、撮像系と投影系とを分離することで、第１、第２実施例には備えられているスリット光投光ユニット１４を搭載することなく、位置情報を検出することができる。

つまり、この第３実施例の画像入力装置は、スリット光投光ユニット１４から投光されるスリット光に代えて、画像投影ユニット１５ｂに備えられている液晶パネル２７を利用してスリット光に相当する形状のパターン光光を机上面に投影し、そのパターン光光によって机上面に投影されるパターン光の軌跡に基づき、上述したのと同様な方法で撮像ヘッド２の位置情報を検出するものである。

この第３実施例の画像入力装置１によれば、撮像レンズ２３と投光レンズ５１とを別々に設けることで、上述した三角測量の原理を利用して、パターン光の軌跡に関する３次元座標を検出することができる。また、位置情報を検出するために上述したスリット光投光ユニット１４を搭載する必要はないので、部品点数の削減により、装置の製造コストを低減することができる。

また、液晶パネル２７を利用してスリット光に相当する形状のパターン光光を机上面に投影するのに代えて、補正する前のフレーム光Ｆを机上面に投影し、そのフレーム光Ｆによって机上面に形成されるフレーム像Ｓの対向する２辺の軌跡を利用して、位置情報を検出し、その位置情報に基づき、液晶パネル２７を利用してフレーム光Ｆを補正するように構成することもできる。

上記実施例において、請求項１記載の位置情報算出手段としては図５のＳ５０２の処理が該当し、撮像領域補正手段としては図５のＳ５０５の処理が該当する。

以上実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施例における連結部材４を、任意の形状に屈曲可能な蛇腹状のパイプで構成することができる。かかる場合には、連結部材４を調整することで撮像ヘッド２の撮像面を任意の向きに固定することができる。よって、撮像可能範囲を広くすることができる。

また、上記実施例では、画像撮像投影ユニット１５における光源２４として、光源２４としては、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等を使用する場合について説明したが、この光源２４として複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用することができる。光源２４としてＬＥＤを使用することで、光源を長寿命化、節電化を図ることができる。

また、この複数個のＬＥＤを基板上に千鳥状に配置することで、液晶パネル２７における照度部分布のムラを抑制することができ、高品質な画像を投影面に投影することができる。

また、上記実施例では、レリーズボタン１０を撮像ヘッド２に設ける場合について説明したが、このレリーズボタン１０に代えて又はレリーズボタン１０に加えて他のレリーズボタンを取着部材３に設けるようにしても良い。取着部材３に設けたレリーズボタンによって撮影を行うことで、レリーズボタンを押す影響によって撮像ヘッド２の位置がズレるのを防止することができる。

また、上記実施例では、撮像ヘッド２を机上面に対して斜めに設置することで、机上面に置かれた原稿Ｐは、撮像された画像において歪んだ台形状になっているが、位置情報検出処理（図５のＳ５０３）で取得した撮像ヘッド２の位置情報を利用することで、歪んだ台形状の原稿の形状を、歪みのない矩形状に補正する画像処理を施すことをも可能である。

また、上記実施例では、撮像ヘッド２が回転軸２を中心に回転可能に構成された例を示したが、必要に応じて連結部材４の軸線に沿う方向にも回転可能に構成しても良い。それにより、机上の任意の位置に対して撮像可能になるため、机上の任意の空きスペースを有効に利用することが可能となる。

（ａ）は画像入力装置の使用状態を示す外観斜視図である。 画像入力装置の外観斜視図である。 撮像ヘッドの内部構成を示す図である。 画像入力装置とＰＣとの電気的構成を示したブロック図である。 原稿撮像処理のフローチャートである。 位置情報検出処理のフローチャートである。 三角測量演算について説明するための図である。 位置情報演算処理について説明するための図である。 フレーム光補正処理について説明するための図である。 （ａ１）は、液晶パネル２７に形成されるフレーム画像と所定のメッセージとしての「ＡＢＣ」とを示す図であり、（ａ２）は、（ａ１）の液晶パネル２７に形成されている画像を机上面に投影した状態を示す図である。（ｂ１）は（ａ１）と同様に、液晶パネル２７に形成されるフレーム画像と所定のメッセージとしての「ＡＢＣ」とを示す図であり、（ｂ２）は、（ｂ１）の液晶パネル２７に形成されている画像を机上面に投影した状態を示す図である。 撮像処理のフローチャートである。 画像受信常住プログラムのフローチャートである。 画像処理のフローチャートである。 第２実施例の画像入力装置の内部構成を示す図である。 第３実施例の画像入力装置の内部構成を示す図である。

符号の説明

１ 画像入力装置
２ 撮像ヘッド
３ 取着部材（保持手段の一部）
４ 連結部材（保持手段の一部）
１０ レリーズボタン
１１ サイズ設定ダイヤル（サイズ指定手段）
１６ レーザダイオード（光出力手段）
１４ スリット光投光ユニット（パターン光投影手段、スリット光変換手段）
２２ ＣＣＤ画像センサ（撮像手段の一部）
２７ 液晶パネル（パターン光投影手段の一部、撮像領域像投影手段の一部、撮像領域像形成手段の一部）
５０ フィルムシート（パターン光投影手段の一部、撮像領域像投影手段の一部、撮像領域像形成手段の一部）

Claims (8)

1. 被写体を撮像する撮像手段およびその撮像手段によって撮像可能な撮像領域を示すための撮像領域像を投影面に投影する撮像領域像投影手段を有する撮像ヘッドを備えた画像入力装置であって、
   前記撮像ヘッドを任意の撮像位置に保持する保持手段と、
   その保持手段によって所定の撮像位置に保持された前記撮像ヘッドと前記投影面との相対的な位置情報を算出するためのパターン光を投影面に投影するパターン光投影手段と、
   そのパターン光投影投射手段によって投影面にパターン光を投影している状態を前記撮像手段によって撮像した撮像画像に基づき、前記位置情報を算出する位置情報算出手段と、
   その位置情報算出手段によって算出される位置情報に基づいて、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正する撮像領域像補正手段とを備えていることを特徴とする画像入力装置。
2. 前記撮像領域像投影手段は、投影面に投影される撮像領域像を形成するための撮像領域像形成手段を備え、
   前記撮像領域像補正手段は、前記位置情報算出手段によって算出される位置情報に基づいて、前記撮像領域像形成手段に形成される前記撮像領域画像を補正することで、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
3. 前記撮像領域像投影手段は、投影面に投影される撮像領域像を形成するための撮像領域像形成手段と、その撮像領域像形成手段に向けて光を投光する光源と、その光源から投光される光路に対する前記撮像領域像形成手段の角度を変更する変更手段とを備え、
   前記撮像領域像補正手段は、前記位置情報算出手段によって算出される位置情報に基づいて、前記変更手段によって前記光源から投光される光路に対する前記撮像領域像形成手段の角度を変更することで、前記投影手段によって投影面に投影される撮像領域像を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
4. 前記撮像領域像形成手段は、投影面に投影されるパターン光を形成するためのパターン光画像をも形成可能に構成されており、
   前記撮像領域像投影手段と前記パターン光投影手段とは、その撮像領域像形成手段を共有して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
5. 前記撮像領域像投影手段と前記パターン光投影手段とは、前記撮像領域像形成手段を共有して構成されており、
   前記パターン光投影手段によって投影面に投影されるパターン光は、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域の少なくとも一部であり、
   前記位置情報算出手段は、前記撮像領域像投影手段によって投影面に撮像領域を投影している状態を前記撮像手段によって撮像した撮像画像に基づき、前記位置情報を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
6. 前記パターン光投影手段は、光ビームを出力する光出力手段と、その光出力手段から出力される光ビームを所定角度で略直線状に放射される光束であるスリット光に変換するスリット光変換手段とを備え、
   前記パターン光投影手段によって投影面に投影されるパターン光は、前記スリット光変換手段によって投影面に投影される前記スリット光の軌跡によって構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像入力装置。
7. 撮像する被写体のサイズを指定するサイズ指定手段と、
   そのサイズ指定手段によって指定された被写体のサイズおよび前記位置情報算出手段によって算出された位置情報に基づいて、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される撮像領域のサイズを調節する調節手段とを備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像入力装置。
8. 前記撮像領域像投影手段は、本装置の操作手順や操作状況を含む所定情報をも投影可能に構成されており、
   前記撮像領域像補正手段は、前記位置情報算出手段によって算出された位置情報に基づいて、前記撮像領域像投影手段によって投影面に投影される前記所定情報を補正することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像入力装置。

Images