JP2009182995A - マルチアングルスキャナ - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸のある被写体の表情をリアルに再現することができるスキャナ装置を提供する。
【解決手段】被写体を載置するための載置台７と、載置台７を支持する傾動ステージ８と、載置台７に載置された被写体に走査光を照射する光源２、及び、前記被写体で反射された反射光を読み取るラインＣＣＤ、を有する読取りヘッド６と、を備え、読取りヘッド６を装置本体に固定する一方、載置台７を傾動ステージ８上で読取り光学系の光軸に直交する方向に移動自在とし、かつ、傾動ステージ８に支持された載置台７が、読取りヘッド６の読取り光学系の光軸に対して、少なくとも垂直を含む所望の対応角度に調整可能となるように、傾動ステージ８を装置本体に対して傾動自在かつ固定自在に支持させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ラインＣＣＤを備えたマルチアングルスキャナに係り、被写体の被走査面と読取り光学系の光軸の対応角度を所望の角度に調整できるようにしたマルチアングルスキャナに関する。

コンタクトガラス（載置台）上に載置した原稿を光学的に読み取るラインＣＣＤを備えたスキャナ装置は公知である（例えば、特許文献１参照）。このようなスキャナ装置は、コンタクトガラスの下方で移動する読取りヘッドに設けた光源（蛍光灯等）から原稿面に向けて走査光を照射（露光走査）し、その反射光を反射鏡やレンズを介してラインＣＣＤで読み取り、デジタルの画像データを（画像形成装置等に）出力するように構成される。

このようなスキャナ装置では、読み取り対象となる原稿を載置するためのコンタクトガラスは装置本体の上部に水平に固定される一方、読取りヘッドはコンタクトガラスとの間に所定の間隔を保持して平行に走査移動するように構成され、読取り光学系（スキャナ光学系）の光軸は、原稿面に対して常に垂直（直交方向）に対応していた。

特開２００３−２９５３３５号公報

ところで、近時は、スーパーやコンビニ等で商品の外観をよりリアルにチラシやパンフレット等に再現して配布し顧客の購買意欲を煽るような広告・宣伝の手法が広く用いられるようになった。このような場合、カメラにより被写体を撮影し、その撮影画像を印刷する方法が採られることが多い。しかし、このような方法では、チラシやパンフレット等を作成するために多くの手間と時間を必要とし、広告・宣伝のための費用が高くなるという難点がある。そこで、スキャナ装置を利用して被写体をリアルかつ安価、迅速に再現する方法が考えられる。

しかし、従来のスキャナ装置では、前述したように、被写体からの反射光を読み取る読取り光学系の光軸は、常に、原稿面に対して垂直方向に対応しているため、凹凸のある被写体、例えば、壁紙の木目や、絵画（油絵）等の表面の微妙な表情をリアルに再現することはできない。最近では、大学等で、デジタルアーカイブのための安価で即応性のある再現性に富んだ読取り手段に対する要望が強くなっている。このような読取り手段では、真上からの通常の走査では捉えることのできない表面の微小な疵や汚れ、付着した微細な異物等をも見逃すことなく再現できる優れた検視機能が求められる。

また、コンタクトガラスを水平に固定配置した従来のスキャナ装置は、各種工業製品や骨董品等の立体物を読み取るような用途には使用できない。従って、例えば、金属加工面の表面あらさや樹脂板材の平坦度や骨董品の表面の微細な表情等を精度よく再現しようとする場合には、カメラによる撮像が行われていた。しかし、カメラでは、リアルタイムで画像を再現することはできない。特に、産業界では、以前から、品質管理や検査の部門等で各種中間製品や部品等の表面の状態を精度よくリアルタイムで読み取ることができる現場への持ち込みが可能な簡易な読取り手段が求められていた。

本発明は、このような実情に鑑みてなされ、凹凸のある被写体の表面の状態をリアルに再現できるスキャナ装置を提供することを目的とする。

本発明のマルチアングルスキャナは、被写体１を載置するために装置本体に固定される載置台７と、前記載置台７に載置された被写体１に走査光を照射する光源２、及び、前記被写体１で反射された反射光を読み取るラインＣＣＤ５、を有し、前記載置台７に対して走査方向に移動される読取りヘッド６と、を備え、前記読取りヘッド６の読取り光学系の光軸が前記載置台７に対して所望の対応角度に調整可能となるように、前記読取りヘッド６の姿勢を調整可能に構成し、かつ、前記読取りヘッド６を前記載置台７に沿って移動させることを特徴とする。

このような構成によれば、被写体１の被走査面に凹凸がある場合、読取りヘッド６を傾斜させて、被写体１の被走査面に対する読取り光学系の光軸の対応角度を適切に変化させれば、凹凸部に対する最適な読取り方向（角度）を得ることができ、被写体１の微妙な表情を的確に捉えたリアルな画像データを出力することができる。

また、載置台７が装置本体に固定されているため、被写体１を載置台７に安定な状態に固定して読み取ることができるので、原稿以外の各種被写体、例えば、分厚い書籍、絵画や構造物、骨董品、変形しやすい立体物、液体を収納した柔軟な袋体、各種工業製品等々をも安定に載置した状態で再現性よく読み取ることができる。

また、本発明のマルチアングルスキャナにおいては、前記読取りヘッド６は、装置本体の両側に配置された一対の支持フレーム１４間に配置され、該支持フレーム１４に形成された円弧状のガイド１５，１６に案内されることにより、姿勢を調整可能に構成されてもよい。

また、本発明のマルチアングルスキャナにおいては、前記読取りヘッド６は、前記載置台７との間で所定の間隔をおいて平行に固定配置される一対のガイドレール１９，１９に跨乗して移動するように構成されてもよい。

なお、本発明のマルチアングルスキャナにおいては、前記読取りヘッド６の最適な姿勢を選択するためのＣＣＤカメラ３１を、前記読取りヘッド６の読取り領域の一部を撮像可能となるように前記読取りヘッド６の読取り光学系の光軸と撮像光路を一致させて前記読取りヘッド６に一体的に取り付けてもよい。

このようにすれば、読取りヘッド６による読取り動作の前に、光学的に独立したＣＣＤカメラ３１により、被写体１の一部をリアルタイムで再現することで、読取りヘッド６の最適な角度を選択できるため、プレスキャニングを不要として適切な角度での読取り動作が可能となり、スキャニング時間を大幅に短縮化することができる。また、凹凸の状態が部位によって相違するような被写体では、ＣＣＤカメラ３１を移動させて適当な複数箇所を再現させ、それらを総合して判断し、読取り動作に反映させればよい。

また、本発明のマルチアングルスキャナにおいては、前記読取りヘッド６を複数設け、前記各読取りヘッド６は、各独立に姿勢を変化させることができ、かつ、前記載置台７に載置された被写体１の同一ラインを同時に読み取ることができるようにしてもよい。

このように、別々の角度で被写体を読み取ることによって、微細な凹凸状態の差分を処理することができるため、被写体の表面に異常な凹凸があれば、それを拡大して再現することができる。従って、これをモニタ画面に再現させることで、リアルタイムで、工業製品等の表面の疵や汚れ、付着した微細な異物等々を精度よく検査することができる。

具体的には、例えば、各独立に姿勢を変化させることができる一対の読取りヘッド６１，６２を用いて、凹凸地柄のある金属表面に存在する疵や異物を検出したい場合には、２つの読取りヘッド６１，６２で、同じラインを同時に捉え、異なる表情の差分を同時処理することによって、疵や異物の凹凸地柄とは異なる形状的な特徴を有する微細な表面の状態のみを増幅させて再現することができる。より具体的には、一方の読取りヘッド６１を金属表面の凹凸地柄の状態に合わせた傾斜角度に設定し、他方の読取りヘッド６２を疵や異物の状態（予想されうる凹凸の度合い）に合わせた傾斜角度に設定し、両方の読取りヘッド６１，６２から出力される画像データの差分をとることによって、地柄とは異なる疵や異物があると、地柄の差分よりも顕著に増幅されて現れるため、これを明確に検出することができる。

また、本発明のマルチアングルスキャナにおいては、前記読取りヘッド６の姿勢を変化させるための駆動手段３２を設けてもよい。

このようにすれば、読取りヘッド６の姿勢を操作性よく微細に変化させることができ、また、精度の高い反復再現性（同一角度を繰り返して再現）が得られるため、複数の被写体に対して同一の読み取り条件（読取りヘッド６の姿勢）の設定ができ信頼性の高い画像のデータ処理が可能となる。例えば、複数の工業製品（例えば、中間製品や部品等）の表面あらさをグレード別に分類することもできる。

また、本発明のマルチアングルスキャナにおいては、前記読取りヘッド６が、ボールネジ機構３３を介して前記駆動手段３２に伝動連結されてもよい。

このようにすれば、ボールネジ機構３３を介して駆動手段３２からの駆動力を読取りヘッド６に対して円滑に伝達することができ、読取りヘッド６の姿勢を操作性よく微細に変化させることができ、また、精度の高い反復再現性が得られる。

以上のように、本発明のマルチアングルスキャナは、載置台を装置本体に固定する一方、読取り光学系の光軸が前記載置台に対して所望の対応角度に調整可能となるように前記読取りヘッドの姿勢を調整可能に構成しているので、被写体を安定に載置台に載せることができ、凹凸のある被写体に対しては読取りヘッドの姿勢を変化させて被写体の被走査面に対する読取り光学系の光軸の対応角度を適切に設定すれば、リアルな再現画像を得ることができる。従って、例えば、壁紙の木目や絵画（油絵）は言うに及ばず、骨董品や各種工業製品（中間製品や部品等）等の立体物をも被写体とすることができ、これらのリアルな画像データを安価かつ迅速に出力することができる。

本発明の基本的な構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係るマルチアングルスキャナの傾動ステージを水平に設定した場合の斜視図である。 同傾動ステージを３０°の傾斜角度に設定した場合の斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台の下方に配置して垂直に対応させた状態の側面図である。 同斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台の上方に配置して垂直に対応させた状態の側面図である。 同斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台の下方に配置して６０°に対応させた状態の側面図である。 同斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台の上方に配置して６０°に対応させた状態の側面図である。 同斜視図である。 本発明の実施の形態３に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台の下方に配置して３０°に対応させた状態の側面図である。 同斜視図である。 本発明の実施の形態３に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台の上方に配置して３０°に対応させた状態の側面図である。 同斜視図である。 被写体に対する読取り光学系の光軸の傾斜角度を＋２．５°に設定した場合の再現画像を示す。 同読取り光学系の光軸の傾斜角度を−２．５°に設定した場合の再現画像を示す。 同読取り光学系の光軸の傾斜角度を＋５°に設定した場合の再現画像を示す。 同読取り光学系の光軸の傾斜角度を−５°に設定した場合の再現画像を示す。 本発明の実施の形態４に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台に対して３０°に傾斜させた状態の側面図である。 本発明の実施の形態４に係るマルチアングルスキャナの読取りヘッドを載置台に対して９０°に対応させた状態の側面図である。 本発明の実施の形態５に係るマルチアングルスキャナの斜視図である。 同マルチアングルスキャナの内部構造を示す側面図である。 本発明の実施の形態６に係るマルチアングルスキャナの斜視図である。 同読取りデータの差分から疵を検出する場合の説明図である。

以下に、本発明の最良の実施の形態に係るマルチアングルスキャナについて図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔基本的な構成〕
本発明のマルチアングルスキャナは、例えば、図１（ａ）（ｂ）に示されるように、被写体１に走査光を照射する光源２、及び、被写体１で反射された反射光を反射鏡３及びレンズ４を介して読み取るラインＣＣＤ５、を有する読取りヘッド６を備え、読取りヘッド６を固定して被写体１を傾動させる場合には図１（ａ）に示すように、また、被写体１を固定して読取りヘッド６を傾動させる場合には図１（ｂ）に示すように、被写体１の被走査面１ａに対する読取りヘッド６の読取り光学系の光軸を、それぞれ６ａ₀ （垂直），６ａ₁ （プラス側），６ａ₂ （マイナス側）の所望の角度に調整できるように構成している。但し、図示は、９０°と±３０°の３つの角度を例示。

このような構成によれば、通常の原稿等の被写体１に対しては、読取り光学系の光軸を６ａ₀ に設定すればよく、凹凸のある被写体１に対しては、被写体１又はヘッド６の何れかを傾動させて、被写体１の被走査面１ａに対する読取り光学系の光軸をプラス側（６ａ₁ ）又はマイナス側（６ａ₂ ）に適切に変化させることにより凹凸部に対する最適な読取り方向（角度）を選択し、被写体１の微妙な表情を的確に捉えたリアルな画像データを出力することができる。以下に、このような特徴を備えたマルチアングルスキャナの実施の形態について説明する。

〔実施の形態１〕
本実施の形態は図２及び図３に示される。これらの図に示すように、このマルチアングルスキャナは、読取りヘッド６を装置本体の上部に固定する一方、被写体（図示省略）を載せるコンタクトガラス等からなる載置台７を支持する傾動ステージ８を備え、その読取りヘッド６には、載置台７に載置された被写体に走査光を照射する光源２と、前記被写体で反射された反射光をレンズ、反射鏡等の受光光学系を介して読み取るラインＣＣＤ（筐体９内に収納されている）等が設けられている。

傾動ステージ８は、装置本体の下部両側に立設された一対の支持板１０，１０間に傾動自在かつ傾斜角度固定自在に支持され、例えば、図２に示す水平（０°）状態から図３に示す下向き３０°の範囲で所望の傾斜角度に固定できるようになっている。その傾動ステージ８の上面には、読取りヘッド６の読取り光学系の光軸の方向に直交する方向に一対のガイドレール８１，８１が設けられ、その両ガイドレール８１，８１に載置台７を移動自在に乗載させている。

その両ガイドレール８１，８１間には、パルスモータ８２によって転動される搬送ベルト８３が掛張され、その搬送ベルト８３に連係された載置台７が両ガイドレール８１，８１に沿って所定の速度で移動される間に被写体が読取りヘッド６によって読み取られ、読み取られた画像のデータがデジタルデータとして画像形成装置等に出力される。

傾動ステージ８の支持機構は、例えば、傾動ステージ８の両側に突設させた支軸を両支持板１０，１０に設けた軸受に回動自在に枢支させると共に、傾動ステージ８の傾斜角度を確認するための表示盤等を両支持板１０，１０またはその近傍に付設し、ボルトやナット等の締結部材で傾動ステージ８を所望の傾斜角度で両支持板１０，１０または装置本体に対して固定できるように構成すればよい。また、傾動ステージ８の支軸をベルトや歯車等の伝動手段を介してモータに連動連結し制御手段を介して自動的に角度の調整ができるようにしてもよい。

図２に示すように傾動ステージ８を水平に設定した状態では、読取りヘッド６の読取り光学系の光軸が被写体に対して垂直（直交する方向）に対応するため、印刷面以外の用紙の地肌にたとえ繊維筋等の微細な凹凸があっても、これらをあまり感知することなく、主として印刷面からの反射光を再現性よく読取ることができる。従って、通常の原稿等の平面的な画像を読み取るのに適している。

図３は傾動ステージ８を３０°下向きに設定した傾斜限度の状態を示す。被写体に対して最良の再現性が得られる傾斜角度は、表面の状態によってそれぞれ異なるため、その傾斜角度を適切に設定することにより、異なる表面状態の被写体に対して柔軟に対処することができる。従って、真上からの走査では読み取れない表面の微細な目地、疵、模様等を再現性よく捉えることができ、例えば、壁紙の木目や絵画（油絵）等の被写体のリアルな画像データを迅速かつ安価に得ることができる。なお、傾動ステージ８は、傾斜角度の限度を３０°下向きに限定されるものではなく、例えば、水平に対して上向き（プラス側）と下向き（マイナス側）の両方に傾動自在かつ傾斜角度固定自在に構成してもよい。

〔実施の形態２〕
本実施の形態は図４乃至図１１に示される。これらの図に示すように、載置台７は装置本体に水平状態に固定され、その載置台（又は原稿面）７に対して読取り光学系の光軸が、少なくとも垂直を含む所望の対応角度に調整可能となるように、読取りヘッド６の姿勢を変化させることができるように構成されている。図４乃至図７は、読取り光学系の光軸を載置台７に対してノーマル（直角）に設定した状態を示し、図８乃至図１１は、読取り光学系の光軸を載置台７に対して６０°に設定した状態を示す。なお、図４，図５，図６，図９は載置台７の下側に読取りヘッド６が配置された状態、図６，図７，図８，図１１は載置台７又は被写体（図示省略）の上側に読取りヘッド６を配置した状態をそれぞれ示す。

読取りヘッド６には、載置台７を透して又は直接被写体に走査光を照射する光源２、前記被写体で反射された反射光を受光する光学ヘッド１１、光学ヘッド１１で受光した反射光を読み取ってデジタルの画像データを出力するラインＣＣＤ５，インバータ基板１２等が設けられている。また、その読取りヘッド６の姿勢を変化させるための一対の調整ツマミ１３が読取りヘッド６と支持フレーム１４との間に設けられ（図１１参照）、その支持フレーム１４の両側に形成した円弧状のガイド溝１５，１６に嵌まる固定ツマミ１７，１８を締結することにより、読取りヘッド６の姿勢を固定することができる。

読取りヘッド６は、載置台７との間に所定の間隔をおいて平行に固定配置される一対のガイドレール１９，１９に跨乗して往復移動する。その一方のガイドレール１９には、支持フレーム１９の一側部に回転自在に支持されるローラ２０が転動自在に乗載し、他方のガイドレール１９には、支持フレーム１４の他側部に固定されたガイドブロック２１が摺動自在に遊嵌している。

読取りヘッド６は、その移動方向に直交する方向の一端側が支持フレーム１４に枢支され、他端側が、調整ツマミ１３，１３を有する高さ調整部材２２，２２を介して支持フレーム１４に支持されている（図１１参照）。その高さ調整部材２２は、互いに螺合するボルト部材２２ａとナット部材２２ｂからなり、ボルト部材２２ａとナット部材２２ｂの先端部が、それぞれ支持フレーム１４と読取りヘッド６に枢着され、ナット部材２２ｂに調整ツマミ１３が取り付けられている。

このような構成により、載置台７又は被写体の被走査面に対する読取り光学系の傾斜角度を載置台７の上下両側でそれぞれ９０°±３０°の範囲で調整することができる。例えば、図４，５又は図６，７に示すように読取り光学系の傾斜角度を９０°に設定した状態から、６０°（又は１２０°）に傾斜角度を変化させる場合には、まず、固定ツマミ１７，１８を緩め、支持フレーム１４と読取りヘッド６の締結状態を解除する。次いで、調整ツマミ１３，１３を操作することにより、読取りヘッド６を６０°（又は１２０°）に傾斜させた後、固定ツマミ１７，１８を締結すればよい。

このように読取り光学系の傾斜角度が調整可能な構成にあって、読取りヘッド６と載置台７の上下の対応関係を転換するためには、例えば、装置本体を１８０°反転させるようにしてもよく、読取りヘッド６やガイドレール１９，１９を載置台７と共に、装置本体に対して少なくとも０°と１８０°に転回自在かつその両角度で固定自在となるように支持させてもよい。

図４〜図７に示すように、読取りヘッド６の読取り光学系の光軸を載置台７に対して垂直となるように、読取りヘッド６の角度を調整すれば、通常の原稿等の平面的な画像を再現性よく読み取ることができる。即ち、この状態では、印刷面以外の用紙の地肌にたとえ繊維筋等の微細な凹凸があっても、これらをあまり感知することなく、主として印刷面からの反射光を再現性よく読取ることができる。

一方、凹凸のある被写体に対しては、図８〜図１１に示すように、読取りヘッド６を傾斜させて、被写体の被走査面に対する読取りヘッド６の読取り光学系の光軸の対応角度を適切に変化させれば、凹凸部に対する最適な読取り方向（角度）を得ることができる。これにより、被写体の微妙な表情を的確に捉えたリアルな画像データを出力することができる。

また、載置台７が装置本体に固定されているため、被写体を載置台７に安定な状態に固定できるので、原稿以外の各種被写体、例えば、分厚い書籍、絵画や構造物、変形しやすいモノ、液体を収納した柔軟な袋体等々をも再現性よく読み取ることができる。

なお、図４，図５，図８，図９のように、読取りヘッド６を載置台７の下側に配置した状態では、被写体を載置台７に載せてスキャニングすればよく、また、図６，図７，図１０，図１１に示す状態では、載置台７の上に被写体を載せて、被写体を直接スキャニングすればよい。このように、油絵等を対象としたデジタルアーカイブ等のためには、載置台７を介することなく、被写体を直接スキャニングするのが好ましい。

前述したように、被写体に対して最良の再現性が得られる傾斜角度は、表面の状態によってそれぞれ異なるため、このような読取り光学系の傾斜角度が調整可能なマルチアングルスキャナでは、異なる表面状態の被写体に対して柔軟に対処することができる。例えば、金属板（アルミの平板）に木板材を載せた被写体の場合、読取り光学系の傾斜角度を変化させることによって、図１６乃至図１９に示すように、異なる再現性が得られる。

図１６，図１７は、被写体に対する読取り光学系の傾斜角度を±２．５°に変化させた場合を示す。−２．５°に傾斜させた場合（図１６参照）には再現性は良好とは言えないが、＋２．５°に傾斜させた場合（図１７参照）には、金属板の機械加工面の状態と木板材の木目の状態がリアルに再現されていることが判る。また、傾斜角度を±５．０°に変化させた場合を示す図１８，図１９では、−５．０°に傾斜させた場合（図１８参照）には金属板と木板材の表面状態の相違が明瞭ではないが、＋５．０°に傾斜させた場合（図１９参照）には、金属板の機械加工面の状態がより一層リアルに再現されていることが判る。なお、これらは参考の一例であり、その他、被写体の表面状態の如何によって、それぞれ最適な再現性が得られる傾斜角度を選択することができるのは言うまでもない。

〔実施の形態３〕
本実施の形態は図１２乃至図１５に示される。この例では、載置台７に対する読取り光学系の傾斜角度を２５°〜３５°の範囲で調整可能（傾斜専用）としている点が前実施の形態と異なる。また、支持フレーム１４に対して光源２を上下及び水平方向に位置調整自在に支持させている点、及び、調整ツマミ１３，１３を読取りヘッド６の背面に設けている点が前実施の形態と異なる。なお、前実施の形態と同一部材又は同等部材については同一符号を付し、説明を省略する。

光源２の支持構造について説明すると、支持フレーム１４の両側に光源２を支持するための支持部材２５，２６を取り付けており、その一方の支持部材２５の基部はボルトによって支持フレーム１４に固定され、その先端に形成した長孔２５ａに、他方の支持部材２６の螺子孔に螺合する固定ツマミ２７を締結可能に遊嵌させると共に、他方の支持部材２６に形成した長孔２６ａに、光源２の両側を支持する支持部材２８の螺子孔に螺合する固定ツマミ２９を締結可能に遊嵌させている。なお、３０は光源２を着脱自在に固定するための固定ツマミである。また、読取りヘッド６の背面に設けられる調整ツマミ１３は、前実施の形態と同様に、高さ調整部材（図１１参照）に連結されている。

上述のように、被写体に対する光源２の位置を調整できるようにしたのは、被走査面の状態に応じて露光光学系と読取り光学系とを適切にマッチングさせるためである。ちなみに、従来では、例えば、油絵のような被走査面に凹凸がある被写体に対して光源２の位置のみを調整することによって、再現性を向上させようとする発想があったが、露光光学系の調整だけでは、充分な再現性が得られないことがあった。

本実施の形態では、このような実情に鑑みて、油絵のような凹凸のある被写体に対して、露光光学系と読取り光学系とを適切にマッチングさせることで、より適切な対応を可能として、被写体の微妙な表情をより的確に捉えたリアルな画像データを出力できるようにしている。なお、本実施の形態では、支持フレーム１４等を傾斜専用に構成しているが、前実施の形態と同様に、被写体の被走査面に対して読取り光学系を垂直にも対応させることができるように構成してもよいのは言うまでもない。

〔実施の形態４〕
本実施の形態は図２０及び図２１に示される。この例では、読取りヘッド６は、支持フレーム１４の両側壁内側に設けられた円弧状のＲガイド３４，３４に案内されて、その姿勢を連続的に変化させることができるように構成され、かつ、その読取りヘッド６の最適な姿勢を選択するためのＣＣＤカメラ３１を読取りヘッド６に一体的に取り付けている。即ち、読取りヘッド６の読取り領域の一部を、光学的に独立したＣＣＤカメラ３１でも撮像可能となるように読取りヘッド６の読取り光学系の光軸にＣＣＤカメラ３１の撮像光路を一致させて取り付けている。なお、図２０は、読取り光学系の光軸が載置台（図示省略）に対して３０°傾斜した状態、図２１は、読取り光学系の光軸が載置台（図示省略）に対して９０°に対応した状態を示す。

読取りヘッド６を支持する支持フレーム１４の片側の側壁上部にはガイドレール３５が設けられ、そのガイドレール３５には読取りヘッド６を固定するための締結部材３６が移動自在に跨乗し、その締結部材３６の立上部に形成された長孔３７に、読取りヘッド６の側壁に螺合する固定ツマミ３８が締結可能に遊嵌されており、締結部材３６の基部には位置固定用のハンドル３９が締結可能に取り付けられている。このような構成により、固定ツマミ３８とハンドル３９を締結することで、読取りヘッド６を、例えば、載置台（図示省略）に対して９０°に対応した状態からその前後３０°までの任意の位置（姿勢）に固定することができる。

また、ガイドブロック２１の下部に取り付けられた板部材に形成された円弧状のガイド溝４０，４１には、光源２，２の照射角度を調整するための角度調整ツマミ４２，４３が締結可能に遊嵌されている。このような構成により、載置台（図示省略）に対する光源２，２の適切な照射角度の設定が可能となる。読取りヘッド６（及びＣＣＤカメラ３１）の傾斜角度と光源２，２の照射角度は、各独立に変化させることができるため、読取りヘッド６（及びＣＣＤカメラ３１）の傾斜角度を一定にしておいて光源２，２の照射角度を変化させてもよいし、光源２，２の照射角度を一定にしておいて読取りヘッド６（及びＣＣＤカメラ３１）の傾斜角度を変化させてもよく、被写体の表面の状態に応じて、これらを適宜に変化させつつＣＣＤカメラ３１によって再現することで最適な設定状態を把握することができる。

以上のような構成によれば、読取りヘッド６による読取り動作の前に、読取りヘッド６の傾斜角度と光源２，２の照射角度を変化させつつ、光学的に独立したＣＣＤカメラ３１により被写体の一部をリアルタイムで再現することで、読取りヘッド６の傾斜角度と光源２，２の照射角度を最適な値に設定することができる。従って、プレスキャニングを不要として最適な状態での読取り動作が可能となり、スキャニング時間を大幅に短縮化することができる。また、凹凸の状態が部位によって異なる被写体では、ＣＣＤカメラ３１を移動させて適当な複数箇所を再現させ、それらを総合して判断し、読取り動作に反映させればよい。

〔実施の形態５〕
本実施の形態は図２２及び図２３に示される。この例では、読取りヘッド６が、ボールネジ機構３３を介して駆動手段３２に伝動連結されている。即ち、ボールネジ機構３３のネジ軸３３ａに、モータ（駆動手段）３２の出力軸が接続される一方、ナット３３ｂを、連結部材５１を介して読取りヘッド６に連結している。なお、本実施の形態においても、読取りヘッド６が、ガイドレール（１９）（１９）に案内されて載置台（７）上を移動するのは前実施の形態と同じであるが、図２２には、読取りヘッド６と支持フレーム１４のみを示し、その他は図示を省略している。

ボールネジ機構３３は方形枠状に形成された支持フレーム１４の一側内側上部に設けられ、モータ３２は支持フレーム１４の外側に固定されている。読取りヘッド６は、支持フレーム１４の両側壁内側に設けられた円弧状のＲガイド３４，３４に案内されて、その姿勢を連続的に変化できるように構成され、上述のように、連結部材５１を介して、ボールネジ機構３３のナット３３ｂに連結されている。その連結部材５１は、図２３に示すように、上下方向の長孔状に形成されたガイド溝５１ａを有し、そのガイド溝５１ａに、読取りヘッド６の両端に設けた側板６ｐに突設させた摺動子５２を遊嵌させるように構成される。この場合、光源２，２の載置台（図示省略）に対する照射角度は、読取りヘッド６の角度の変化に連動して変化する。また、光源２，２の反射板２ａ，２ａには、光源２，２の動作を安定化するためのガイド板４４，４５が取り付けられ、そのガイド板４４，４５に形成された円弧状のガイド溝４４ａ，４５ａに、支持フレーム１４の側壁に突設した固定ピン４６，４７を遊嵌させている。

以上のような構成によれば、読取りヘッド６の姿勢を操作性よく微細に変化させることができ、かつ、光源２，２の照射角度も適切に変化させることができるため、精度の高い反復再現性（同一角度を繰り返して再現）が得られる。従って、複数の被写体に対して同一の読み取り条件（読取りヘッド６の姿勢）の設定ができることから、信頼性の高い画像再現データの連続処理が可能となる。例えば、複数の工業製品（例えば、中間製品や部品等）の表面あらさをグレード別に分類することもできる。また、表面に疵のあるものとないものを判別することもできる。

〔実施の形態６〕
本実施の形態は図２４に示される。この例では、各独立に姿勢を変化させることができる一対の読取りヘッド６１，６２を用いて、載置台（図示省略）に載置された被写体の同一ラインＱを同時に読み取ることができるように構成している。即ち、読取りヘッド６１の光軸６１ａと読取りヘッド６２の光軸６２ａとを被写体（図示省略）の同一ラインＱ上に設定できるようにしている。この場合、２つの読取りヘッド６１，６２を筐体内に収納したヘッド本体６Ａを横置き状態としている。

ヘッド本体６Ａの両側壁内側の側壁に固定された摺動部材５３，５４が移動自在に被嵌し、かつ、読取りヘッド６１，６２の側壁に締結可能に螺合された調整ツマミ１３１，１３２が、ヘッド本体６Ａの側板に形成された円弧状のガイド溝１３１ａ，１３２ａに遊嵌している。このような構成により、その調整ツマミ１３１，１３２を締結することで、一対の読取りヘッド６１，６２をそれぞれ任意の姿勢に固定することができる。

以上のような構成によれば、凹凸地柄のある金属表面に存在する疵や異物を検出したい場合には、２つの読取りヘッド６１，６２で、同じラインを同時に捉え、異なる表情の差分を同時処理することによって、疵や異物の凹凸地柄とは異なる形状的な特徴を有する微細な表面の状態のみを増幅させて再現することができる。より具体的には、一方の読取りヘッド６１を金属表面の凹凸地柄の状態に合わせた傾斜角度に設定し、他方の読取りヘッド６２を疵や異物の状態（予想されうる凹凸の度合い）に合わせた傾斜角度に設定し、両方の読取りヘッド６１，６２から出力される画像データの差分をとることによって、例えば、図２５に示すように、地柄とは異なる疵や異物があると、地柄の差分よりも顕著に増幅されて現れるため（矢印Ｐ参照）、これを明確に検出することができる。

このように、別々の角度で被写体を読み取ることによって、微細な凹凸の状態の差分を出力することができるため、被写体の表面に異常な凹凸があれば、それを拡大して再現することができる。従って、これをモニタ画面に再現させることで、リアルタイムで、工業製品等の表面の疵や汚れ、付着した微細な異物等々を精度よく検査することができる。ちなみに、横置き状態にヘッド本体６Ａを設定することで、例えば、オフセット印刷等に用いられる長尺な版胴を横置きにして、その表面状態の検視を行うことができる。その場合、版胴を固定してヘッド本体６Ａを横置き状態で横移動させてもよく、ヘッド本体６Ａを固定して版胴を横移動させてもよい。なお、横置き状態での使用に限定されることなく、縦置き状態としてヘッド本体６Ａの直下に被写体を配置して読み取るようにしてもよいのは言うまでもない。

本発明は、以上説明した各実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、設計変更や改良等は自由であり、また、各実施の形態間での組み合わせも自由である。

１…被写体、２…光源、５…ラインＣＣＤ、６…読取りヘッド、７…載置台、８…傾動ステージ、３１…ＣＣＤカメラ、３２…駆動手段、３３…ボールネジ機構

Claims (3)

1. 被写体（１）を載置するために装置本体に固定される載置台（７）と、
   前記載置台（７）に載置された被写体（１）に走査光を照射する光源（２）、及び、前記被写体（１）で反射された反射光を読み取るラインＣＣＤ（５）、を有し、前記載置台（７）に対して走査方向に移動される読取りヘッド（６）と、を備え、
   前記読取りヘッド（６）の読取り光学系の光軸が前記載置台（７）に対して所望の対応角度に調整可能となるように、前記読取りヘッド（６）の姿勢を調整可能に構成し、かつ、前記読取りヘッド（６）を前記載置台（７）に沿って移動させることを特徴とするマルチアングルスキャナ。
2. 前記読取りヘッド（６）は、装置本体の両側に配置された一対の支持フレーム（１４）間に配置され、該支持フレーム（１４）に形成された円弧状のガイド（１５），（１６）に案内されることにより、姿勢を調整可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載のマルチアングルスキャナ。
3. 前記読取りヘッド（６）は、前記載置台（７）との間で所定の間隔をおいて平行に固定配置される一対のガイドレール（１９），（１９）に跨乗して移動するように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチアングルスキャナ。

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