JP4373492B2 - Multi-angle scanner - Google Patents
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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。 The present invention relates to a multi-angle scanner having a line CCD, and more particularly to a multi-angle scanner that can adjust a corresponding angle between a scanning surface of a subject and an optical axis of a reading optical system to a desired angle.
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。 A scanner device including a line CCD that optically reads a document placed on a contact glass (mounting table) is known (see, for example, Patent Document 1). Such a scanner device irradiates scanning light (exposure scanning) toward a document surface from a light source (fluorescent lamp or the like) provided on a reading head that moves below a contact glass, and reflects the reflected light to a reflecting mirror or lens. Via the line CCD, and is configured to output digital image data (to an image forming apparatus or the like).
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。 In such a scanner device, a contact glass for placing a document to be read is fixed horizontally on the upper part of the device body, while the read head is parallel to the contact glass while maintaining a predetermined distance. The optical axis of the reading optical system (scanner optical system) always corresponds to the perpendicular (orthogonal direction) to the document surface.
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。 By the way, recently, advertising / promotional techniques have been widely used in which the appearance of products is reproduced more realistically in flyers, pamphlets, etc. at supermarkets and convenience stores, etc., and motivates customers to purchase. In such a case, a method of photographing a subject with a camera and printing the photographed image is often employed. However, such a method has a drawback in that it takes a lot of labor and time to create a flyer, a pamphlet, and the like, and the cost for advertisement / promotion becomes high. In view of this, a method of reproducing a subject quickly, realistically, inexpensively using a scanner device is conceivable.
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。 However, in the conventional scanner device, as described above, the optical axis of the reading optical system that reads the reflected light from the subject always corresponds to the direction perpendicular to the document surface. It is impossible to realistically reproduce subtle facial expressions such as the wood grain of wallpaper and paintings (oil paintings). Recently, there has been an increasing demand for inexpensive, responsive and reproducible reading means for digital archives at universities and the like. Such a reading means is required to have an excellent visual inspection function that can reproduce fine wrinkles and dirt on the surface that cannot be captured by normal scanning from directly above, without overlooking the attached foreign matter.
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。 In addition, the conventional scanner device in which the contact glass is horizontally arranged and fixed cannot be used for applications such as reading three-dimensional objects such as various industrial products and antiques. Therefore, for example, in order to accurately reproduce the surface roughness of the metal-worked surface, the flatness of the resin plate material, the fine expression on the surface of the antique, etc., the image is taken by the camera. However, the camera cannot reproduce the image in real time. In particular, the industry has long required a simple reading means that can be brought into the field where the surface condition of various intermediate products and parts can be accurately read in real time in quality control and inspection departments. It was.
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。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a scanner device that can realistically reproduce the surface state of an uneven subject.
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。
The multi-angle scanner of the present invention includes a
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。
According to such a configuration, when the surface to be scanned of the
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。
Further, since the mounting table 7 is fixed to the apparatus main body, the
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。
In the multi-angle scanner of the present invention, the
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。
In the multi-angle scanner of the present invention, the
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。
In the multi-angle scanner according to the present invention, the
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。
In this way, an optimum angle of the
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。
In the multi-angle scanner of the present invention, a plurality of the
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。 In this way, by reading the subject at different angles, it is possible to process the difference in the fine uneven state, so that if there is abnormal unevenness on the surface of the subject, it can be magnified and reproduced. Therefore, by reproducing this on the monitor screen, it is possible to accurately inspect in real time for wrinkles and dirt on the surface of industrial products and the like, attached fine foreign matters, and the like.
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。
Specifically, for example, when it is desired to detect wrinkles and foreign objects existing on a metal surface with an uneven pattern using a pair of
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。
In the multi-angle scanner of the present invention, a
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。
In this way, the posture of the
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。
In the multi-angle scanner of the present invention, the read
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。
In this way, the driving force from the driving means 32 can be smoothly transmitted to the
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。 As described above, the multi-angle scanner according to the present invention fixes the mounting table to the apparatus main body, while the optical axis of the reading optical system can be adjusted to a desired corresponding angle with respect to the mounting table. The posture of the optical system can be adjusted, so that the subject can be stably placed on the mounting table, and the posture of the reading optical system with respect to the scanned surface of the subject can be changed by changing the posture of the reading head for an uneven subject. If the corresponding angle of the optical axis is set appropriately, a realistic reproduced image can be obtained. Therefore, for example, not only the wood grain and paintings (oil paintings) of wallpaper, but also solid objects such as antiques and various industrial products (intermediate products, parts, etc.) can be used as subjects. Can be output inexpensively and quickly.
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。
Hereinafter, a multi-angle scanner according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Basic configuration]
For example, as shown in FIGS. 1A and 1B, the multi-angle scanner of the present invention includes a
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。
According to such a configuration, the optical axis of the reading optical system may be set to 6a 0 for the subject 1 such as a normal document, and the subject 1 or the
〔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。
[Embodiment 1]
This embodiment is shown in FIG. 2 and FIG. As shown in these drawings, the multi-angle scanner includes a
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。
The
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。
A
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。
The support mechanism for the
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。
As shown in FIG. 2, in the state where the tilting
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。
FIG. 3 shows a tilt limit state in which the
〔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。
[Embodiment 2]
This embodiment is shown in FIGS. As shown in these drawings, the mounting table 7 is fixed horizontally to the apparatus main body, and the optical axis of the reading optical system is at a desired corresponding angle including at least perpendicular to the mounting table (or document surface) 7. The posture of the read
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。
The reading
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。
The reading
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。
One end of the read
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。
With such a configuration, the inclination angle of the reading optical system with respect to the mounting table 7 or the surface to be scanned of the subject can be adjusted in the range of 90 ° ± 30 ° on both the upper and lower sides of the mounting table 7. For example, when changing the tilt angle from 60 ° (or 120 °) from the state in which the tilt angle of the reading optical system is set to 90 ° as shown in FIGS. The
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。
In this way, the tilt angle of the reading optical system can be adjusted, and in order to change the upper and lower correspondence between the reading
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。
As shown in FIGS. 4 to 7, if the angle of the
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。
On the other hand, for an uneven subject, as shown in FIGS. 8 to 11, the reading
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。 Further, since the mounting table 7 is fixed to the apparatus main body, the subject can be fixed to the mounting table 7 in a stable state. Therefore, various objects other than the original, such as thick books, paintings and structures, easily deformable objects, A flexible bag containing liquid can be read with good reproducibility.
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。
As shown in FIGS. 4, 5, 8, and 9, in the state where the
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。 As described above, since the tilt angle at which the best reproducibility can be obtained for each subject varies depending on the surface condition, such a multi-angle scanner with adjustable tilt angle of the reading optical system has different surface conditions. It is possible to deal flexibly with the subject. For example, in the case of a subject in which a wooden plate is placed on a metal plate (aluminum flat plate), different reproducibility can be obtained as shown in FIGS. 16 to 19 by changing the tilt angle of the reading optical system.
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。 16 and 17 show a case where the inclination angle of the reading optical system with respect to the subject is changed to ± 2.5 °. When tilted to −2.5 ° (see FIG. 16), the reproducibility is not good, but when tilted to + 2.5 ° (see FIG. 17), the machined surface of the metal plate It can be seen that the state of and the wood grain state of the wood board are reproduced realistically. Further, in FIGS. 18 and 19 showing the case where the inclination angle is changed to ± 5.0 °, the surface state of the metal plate and the wood board material is shown when it is inclined to −5.0 ° (see FIG. 18). Although the difference is not clear, it can be seen that the state of the machined surface of the metal plate is more realistically reproduced when it is inclined to + 5.0 ° (see FIG. 19). Note that these are only examples of reference, and it is needless to say that an inclination angle that provides optimum reproducibility can be selected depending on the surface condition of the subject.
〔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。
[Embodiment 3]
This embodiment is shown in FIGS. This example is different from the previous embodiment in that the inclination angle of the reading optical system with respect to the mounting table 7 can be adjusted in the range of 25 ° to 35 ° (only for inclination). Further, the point that the
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。
The support structure of the
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。
As described above, the position of the
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。
In the present embodiment, in view of such a situation, by appropriately matching the exposure optical system and the reading optical system for an uneven subject such as an oil painting, it is possible to more appropriately cope with it, Realistic image data that accurately captures the delicate expression of the subject can be output. In this embodiment, the
〔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。
[Embodiment 4]
This embodiment is shown in FIG. 20 and FIG. In this example, the
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。
A
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。
In addition, angle adjustment knobs 42 and 43 for adjusting the irradiation angle of the
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。
According to the configuration as described above, before the reading operation by the reading
〔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。
[Embodiment 5]
This embodiment is shown in FIG. 22 and FIG. In this example, the
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。
The
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。
According to the configuration described above, the posture of the read
〔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。
[Embodiment 6]
This embodiment is shown in FIG. In this example, a pair of reading heads 61 and 62 whose postures can be independently changed are used to simultaneously read the same line Q of a subject placed on a placement table (not shown). is doing. That is, the
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。
Adjusting
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。
According to the above configuration, when it is desired to detect wrinkles and foreign objects existing on a metal surface with an uneven pattern, the two read
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。
In this way, by reading the subject at different angles, it is possible to output a difference in the state of fine unevenness, so that if there is abnormal unevenness on the surface of the subject, it can be magnified and reproduced. . Therefore, by reproducing this on the monitor screen, it is possible to accurately inspect in real time for wrinkles and dirt on the surface of industrial products and the like, attached fine foreign matters, and the like. By the way, by setting the head
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。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and design changes and improvements can be made as appropriate without departing from the gist of the invention, and combinations between the embodiments are also possible. Be free.
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
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。 A mounting table (7) fixed to the apparatus main body for mounting the subject (1);
A light source (2) for irradiating the subject (1) placed on the table (7) with scanning light, and a line CCD (5) for reading the reflected light reflected by the subject (1); A read head (6) moved in the scanning direction with respect to the mounting table (7),
The posture of the read head (6) is adjustable so that the optical axis of the read optical system of the read head (6) can be adjusted to a desired corresponding angle with respect to the mounting table (7), A multi-angle scanner, wherein the read head (6) is moved along the mounting table (7).
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