画像読取装置
【課題】被撮像物の質感を読み取る機能と、被撮像物の色を読み取る機能とを、より少ない部品点数で実現する。
【解決手段】色読取モードにおいては、２つの方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの拡散反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（主に色）を表す画像データを生成する。一方、質感読取モードにおいては、或る一定の方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの正反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（種に質感）を表す画像データを生成する。よって、色読取モードでは被撮像物の色を読み取ってそれを再現することが可能となり、質感読取モードでは被撮像物の質感を読み取って再現することが可能となる。そして、色読取モード及び質感読取モードを併用すれば被撮像物の色と質感を同時に再現することが可能となる。
【解決手段】色読取モードにおいては、２つの方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの拡散反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（主に色）を表す画像データを生成する。一方、質感読取モードにおいては、或る一定の方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの正反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（種に質感）を表す画像データを生成する。よって、色読取モードでは被撮像物の色を読み取ってそれを再現することが可能となり、質感読取モードでは被撮像物の質感を読み取って再現することが可能となる。そして、色読取モード及び質感読取モードを併用すれば被撮像物の色と質感を同時に再現することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置において被撮像物の質感に関する情報を入力するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体表面はそれぞれ「質感」を有している。例えば、研磨された金属の表面はつやのある「光沢感」を観察者に与え、布や織物の表面はつやのない「マット感」を与える。物体をより実物らしく、リアルに表現するためには、実物の光沢や風合いなどの質感に関する情報（質感情報）を入力することが必要となる。そのため、スキャナや複写機等の画像読取装置においては、物体の色だけでなく質感をも読み取るための試みがなされている。
【０００３】
物体の質感は、主に物体表面における光の反射状態に依存する。一般に、物体表面における反射光は、指向性の高い正反射光（あるいは鏡面反射光）と指向性の低い拡散反射光の和によって表すことができるが、物体の質感はこれらの比率によって異なってくる。例えば、研磨された金属の表面では正反射光の比率が比較的高くなっており、それゆえ金属の表面には光沢感がある。逆に、布や織物などのような光沢のない物体の表面では、拡散反射光の比率が比較的高くなっている。つまり、物体表面からの反射光を測定して正反射光と拡散反射光の比率を求めることにより、物体の質感、特に光沢度をより忠実に表現できるようになる。
【０００４】
一般的に、画像読取装置においては、被撮像物となる物体の拡散反射光を用いて読み取りを行っている。すなわち、画像読取装置においては、被撮像物からの拡散反射光を多く含む反射光を受光し、この拡散反射光に基づいて物体の色情報が生成されている。これに対して、被撮像物からの正反射光を多く含む反射光を受光するように構成すると、被撮像物の表面状態によっては正反射光成分が過大となる場合が生じ、拡散反射光に基づく被撮像物画像の読取性能が低下してしまう。このため、被撮像物からの正反射光を極小化し、なるべく多くの拡散反射光を含む反射光を受光するべく結像光学系部材が設計されている。
【０００５】
一方、被撮像物表面の質感を読み取るためには、被撮像物からの拡散反射光と正反射光の両方を受光し、各々の反射光成分に基づいて色情報と質感情報とを取得できるようにすればよい。例えば、特許文献１においては、光源を被写体（被撮像物）に照射することで主に拡散反射光を含む画像（拡散反射画像）を読み取り、光源を被写体に照射することで主に正反射光を含む画像（鏡面反射画像）を読み取ったあと、これらの画像信号に基づいて光沢を示す光沢信号が生成されている。つまりここでは、拡散反射光に基づいて被写体の色情報を求め、正反射光に基づいて被写体の質感情報を求めていると言える。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３２３５０号公報（図６等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
画像読取装置においては、上記のように被撮像物の色及び質感を読み取る機能の他にも、従来のように一般的な紙原稿の像（色）だけを読み取る機能も求められる。従って、製造メーカはこの両者の機能を有する画像読取装置を提供する必要がある。
【０００８】
ところで、一般的な画像読取装置において紙原稿の像を読み取る場合には、１つの方向からその原稿に光を照射するのではなく、２つの方向から同時に原稿に光を照射するようにしている。なぜなら、２つの方向から光を照射することで十分な光量を確保するとともに、１つの方向から光を照射した場合、たとえば原稿に切り貼り部などが含まれていると、その段差に起因する影が発生してしまい、原稿そのものの像を忠実に読み取ることができないからである。このため、画像読取装置は光源を２つ備えたり、２つの方向から照射するように、別途リフレクタを設置している場合が多い。
【０００９】
以上のことから、上記の両者の機能を有する画像読取装置を製造しようとした場合には、それぞれの機能を実現するために、被撮像物に対し２つの異なる条件で照明を行うとともに、２つの異なる角度の反射光を各々読み取ることができる構造にする必要がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主として被撮像物の色を読み取るという本来の機能を低下させることなく披撮像物の質感を読み取る機能の追加をより簡易な構成で実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明は、被撮像物の方向へ光を照射する位置に設けられた光源と、光を反射する反射面と、光を吸収する吸収面とを有する光学部材と、前記光源によって光が照射された被撮像物からの反射光を受光し、その反射光に基づいて画像信号を生成して出力する信号生成手段と、自装置における画像読取モードを、前記光源から発せられた光を少なくとも２つの方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの拡散反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第１の画像読取モードと、前記光源から発せられた光を或る一定の方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの正反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第２の画像読取モードとのいずれかに切り替える切替手段と、前記第１の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの拡散反射光を前記信号生成手段へと導く第１の光学系部材と、前記第２の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの正反射光を前記信号生成手段へと導く第２の光学系部材と、前記光学部材の位置又は姿勢を変化させる駆動手段であって、前記第１の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光を前記反射面にて前記被撮像物に向かう方向に反射させ、且つ、前記被撮像物からの拡散反射光を前記第１の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる一方、前記第２の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光が前記被撮像物で拡散反射して前記非反射面に向かい、且つ、前記被撮像物からの正反射光を前記第２の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる駆動手段とを備えることを特徴とする画像読取装置を提供する。
【００１１】
この画像読取装置によれば、第１の画像読取モードにおいては、少なくとも２つの方向から被撮像物に光を照射し、その被撮像物からの拡散反射光に基づいて被撮像物の像を表す画像信号を生成する。一方、第２の画像読取モードにおいては、一定の方向から被撮像物に光を照射し、その被撮像物からの主に正反射光に基づいて被撮像物の像を表す画像信号を生成する。第１の画像読取モードで生成された画像信号は主として被撮像物の色を表しており、第２の画像読取モードで生成された画像信号は主として被撮像物の光沢（質感）を表している。よって、第１の画像読取モードでは被撮像物の色を読み取ることが可能となり、第１の画像読取モード及び第２の画像読取モードでは被撮像物の色と質感とを読み取ることが可能となる。
【００１２】
また、第１の画像読取モードにおいては、駆動手段が、光源から発せられた光を光学部材の反射面にて被撮像物に向かう方向に反射させ、且つ、被撮像物からの拡散反射光を第１の光学系部材によって信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢になるように、光学部材の位置又は姿勢を変化させる。一方、第２の画像読取モードにおいては、駆動手段が、光源から発せられた光が被撮像物で拡散反射して光学部材の非反射面に向かい、且つ、被撮像物からの正反射光を第２の光学系部材によって信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢になるように、光学部材の位置又は姿勢を変化させる。つまり、駆動手段が光学部材の位置又は姿勢を変化させることで、２種類の画像読取モードにおいてその光学部材を共用することができる。よって、２種類の画像読取の機能ごとに専用の部品を実装するような場合に比較して構成が簡易であるため、例えば部品点数を少なくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置１００の装置構成を示した図である。同図に示されているように、画像読取装置１００は、プラテンガラス１１と、プラテンカバー１２と、フルレートキャリッジ１３と、ハーフレートキャリッジ１４と、結像レンズ１５と、ラインセンサ１６と、操作部１７とを備える。
【００１４】
プラテンガラス１１は透明なガラス板であり、読み取るべき被撮像物Ｏが載置される。プラテンガラス１１の両面には、例えば多層誘電体膜等の反射抑制層が形成されており、プラテンガラス１１表面での反射が軽減されるようになっている。プラテンカバー１２はプラテンガラス１１を覆うようにして設けられており、外光を遮断してプラテンガラス１１上に載置された被撮像物Ｏの読み取りを容易にする。なお、本発明においては、被撮像物Ｏは紙に限定されるものではなく、プラスティックや金属板、あるいは布地や織物であってもよい。
【００１５】
図２，３はフルレートキャリッジ１３の構成を示した図である。
画像読取装置１００の画像読取モードには、主として被撮像物の色を読み取る色読取モード（第１の画像読取モード）と、主として被撮像物の質感（光沢）を読み取る質感読取モード（第２の画像読取モード）とがある。図２は、色読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３の構成を示しており、図３は、質感読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３の構成を示している。なお、本実施形態のフルレートキャリッジ１３においては、ライン状光源１３１から被撮像物に対する光の入射角を約４５°とし、この光に対して約４５°の反射角で反射される光を正反射（SpecularReflection）光とする。より厳密に言えば、この反射光には正反射光に加えて拡散反射光も含まれているが、この反射光のうちの拡散反射光に相当する成分については、この光に基づいて生成される画像信号に所定の演算を施すことによって減殺すればよい。一方、被撮像物Ｏの色だけを読み取る通常の画像読取装置と同様に、被撮像物Ｏに入射する光に対して約０°の反射角で反射する光を拡散反射（Diffuse Reflection）光とする。
【００１６】
フルレートキャリッジ１３は、ライン状光源１３１と、回動リフレクタ１３２と、ミラー１３３，１３４とを備えている。ライン状光源１３１は例えばハロゲンランプまたはキセノン蛍光ランプであり、図示のように、被撮像物Ｏの方向へ光を照射する位置に設けられている。回動リフレクタ１３２は中央部分が折れ曲がった「く」の字状の光学部材であり、モータ１３６の駆動によって軸１３５を中心に回動し、図２に示す姿勢（向き）と図３に示す姿勢（向き）をとることが可能である（なお、図２，３及び後述する図４〜８においてはモータ１３６の図示を省略している）。この回動リフレクタ１３２は、光を反射する反射面１３２ｍと、光を吸収する吸収面１３２ｔとを有している。吸収面１３２ｔは、例えば黒色の多孔質ポリウレタンシートなどのいわゆる光トラップであり、ここに入射した光のほとんどは表面で捕捉（トラップ）されて吸収されるようになっている。
【００１７】
ミラー１３３，１３４は被撮像物Ｏからの反射光をさらに反射し、この光をハーフレートキャリッジ１４へと導く光学系部材である。より具体的には、ミラー１３３（第１の光学系部材）は、色読取モードにおいて被撮像物Ｏからの拡散反射光を反射してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。これに対し、ミラー１３４（第２の光学系部材）は、質感読取モードにおいて被撮像物Ｏからの正反射光を反射してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。
【００１８】
回動リフレクタ１３２は、色読取モードで図２に示す位置にあるときには、点線ｒ１に示すようにライン状光源１３１からの光を反射面１３２ｍで被撮像物Ｏの方向に反射する。この際、被撮像物Ｏは、点線ｒ０で示すようにライン状光源１３１からの直接光によっても照射されるから、結局、２つの方向（点線ｒ０，ｒ１）から同時に照らされることになる。被撮像物Ｏからの拡散反射光は、点線ｒ２で示すように、ミラー１３３によって反射された後、さらに回動リフレクタ１３２の反射面１３２ｍによって反射されてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。つまり、色読取モードにおいて、回動リフレクタ１３２の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光を反射面１３２ｍにて被撮像物Ｏに向かう方向に反射させ、且つ、被撮像物Ｏからの拡散反射光をミラー１３３によって反射させることでハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００１９】
一方、回動リフレクタ１３２が質感読取モードで図３に示す位置にあるときには、反射面１３２ｍはライン状光源１３１から発せられる光を受けない位置に移動するので、被撮像物Ｏはライン状光源１３１の方向（つまり一定の方向）からのみ照らされることになる。よって被撮像物Ｏの表面の微細な形状による正反射光となり、被撮像物の質感を表した光となる。この正反射光は、点線ｒ５に示すようにミラー１３４によって反射されてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。さらに、回動リフレクタ１３２の吸収面１３２ｔが被撮像物Ｏに向き合うような位置に移動するので、点線ｒ４に示すように被撮像物Ｏからの拡散反射光は吸収面１３２ｔによって吸収される。このように、質感読取モードにおいて、回動リフレクタ１３２の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光が被撮像物Ｏで拡散反射して吸収面１３２ｔの方向に向かい、且つ、被撮像物Ｏからの正反射光をミラー１３４によってハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００２０】
なお、回動リフレクタ１３２の姿勢や、これらの部材１３２〜１３４の位置は、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及び回動リフレクタ１３２を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長とは等しい。このようにすることで、画像読取モードに応じて回動リフレクタ１３２の姿勢が変化させられた場合であっても、結像光学系の焦点位置が変わらないので、拡散反射光・正反射光を同一のラインセンサ１６（信号生成手段）面でその都度、焦点位置を調整することなく受光することが可能となる。
【００２１】
上述のフルレートキャリッジ１３の各構成要素は、図２の紙面垂直方向にプラテンガラス１１とほぼ同程度の幅を有して延在している。また、フルレートキャリッジ１３は、図示せぬ駆動部によって図１中の矢印Ｃ方向に速度ｖで移動される。駆動部がフルレートキャリッジ１３を矢印Ｃ方向に移動させることによって、フルレートキャリッジ１３は被撮像物Ｏの全面を走査することができる。
【００２２】
ここで再び図１を参照し、画像読取装置１００の各部の説明を続ける。
ハーフレートキャリッジ１４はミラー１４１，１４２を備え、フルレートキャリッジ１３からの光を結像レンズ１５へと導く。また、ハーフレートキャリッジ１４は図示せぬ駆動部によって駆動され、フルレートキャリッジ１３の半分の速度（すなわちｖ／２）でフルレートキャリッジ１３と同じ方向へと移動される。結像レンズ１５はミラー１４２とラインセンサ１６とを結ぶ光路上に設けられており、被撮像物Ｏからの光をラインセンサ１６の位置で結像する。ラインセンサ１６は例えばＲ（レッド）Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）３色の光を分離して受光し、それぞれを光電変換する３ラインカラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等の受光素子であり、受光量に応じた画像信号を生成して出力する。操作部１７は液晶ディスプレイなどの表示装置や各種のボタン等を備えており、ユーザのための情報を表示してユーザからの入力指示を受け付ける。
【００２３】
上述した各部の動作は、図示せぬ制御部によって制御される。制御部はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種メモリとを備えており、ユーザの入力指示に応じて上述した駆動部に指示を供給し、画像を読み取るための所定の動作を行わせる。また、制御部はラインセンサ１６の出力した画像信号にＡＤ変換やγ変換、あるいはシェーディング補正等の各種の画像処理を施して画像データを生成する。ラインセンサ１６が出力する画像信号には、拡散反射光に基づく画像信号と、正反射光（厳密には拡散反射光をも含む）に基づく画像信号とがある。制御部は、前者の画像信号に所定の演算を施すことで、色に関する情報を含んだ画像データを生成する。また、制御部は、後者の画像信号に所定の演算を施すことで、質感に関する情報を含んだ画像データを生成する。よって、制御部は、前者及び後者の画像信号から得られる画像データを重畳することで色と質感に関する情報を含んだ画像データを生成することが可能となる。なお、制御部は、この画像データの生成時に、正反射光（厳密には拡散反射光をも含む）の画像信号から拡散反射光に相当する成分を減殺する演算処理を実行する。
【００２４】
以上の第１実施形態によれば、色読取モードにおいては、２つの方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの拡散反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（主に色）を表す画像データを生成する。一方、質感読取モードにおいては、或る一定の方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの正反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（主に質感）を表す画像データを生成する。よって、色読取モードでは被撮像物の色を読み取ることが可能となり、質感読取モードでは被撮像物の質感を読み取ることが可能となる。そして、色読取モード及び質感読取モードを併用すれば被撮像物の色と質感を同時に読み取ることが可能となる。
【００２５】
また、モータ１３６（駆動手段）によって回動リフレクタ１３２（光学部材）の姿勢を変化させることで、２種類の画像読取モードにおいて回動リフレクタを共用することができる。よって、例えば２種類の画像読取モードごとに専用の部品を実装するような場合と比較すると、構成が簡易であるため、部品点数を少なくすることが可能となる。
【００２６】
なお、第１実施形態を次のように変形してもよい。
図４，５は変形例に係るフルレートキャリッジ１３ａの構成を示した図である。図４は、色読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ａの構成を示しており、図５は、質感読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ａの構成を示している。図４，５において、第１実施形態と同様の構成要素については、その構成要素と同一の符号を付している。この変形例に係るフルレートキャリッジ１３ａは、ミラー１３４に代えて、２枚のミラー１３４ａ，１３４ｂを備えている。このように２枚のミラー１３４ａ、１３４ｂを備えることにより、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及び回動リフレクタ１３２を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４ａ，１３４ｂを介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数とが、共に偶数（２回）となる。このように色読取モードと質感読取モードとにおいて光の反射回数を偶数或いは奇数に一致させることにより、それぞれの反射光の副走査方向の像方向を一致させることができる。上述した第１実施形態では、色読取モードにおける反射回数が２回であるのに対し、質感読取モードにおける反射回数が１回となり、偶数と奇数で一致していないから、両者の副走査方向の像方向も一致しない。このような場合には、ラインセンサ上に結像される副走査方向像の方向が一致しないため、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３列の画素列を有するラインセンサ上に結像される像の副走査方向の順序が反転してしまうことになり、後段の遅延メモリによるライン合わせの処理の条件を変更せねばならず、処理回路の切り替えや遅延メモリの増加を伴ってしまうなどの不都合が生じる。この変形例によれば、そのような処理が不要となるから便利である。
【００２７】
（２）第２実施形態
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る画像読取装置は、フルレートキャリッジの構成のみが上述の第１実施形態の画像読取装置１００と異なっている。そのため、以下ではフルレートキャリッジの構成のみ説明を行い、第１実施形態と同様の構成要素については、その構成要素と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
図６，７は、第２実施形態のフルレートキャリッジ１３ｂの構成を示した図である。フルレートキャリッジ１３ｂは、第１実施形態における回動リフレクタ１３７に代えて回動リフレクタ１３７を備えている点と、ビームスプリッタ１３９を備えている点が第１実施形態と異なる。回動リフレクタ１３７は平面状の光学部材であり、図示せぬモータ１３６の駆動によって軸１３８を中心に回動し、図６に示す姿勢（向き）と図７に示す姿勢（向き）をとることが可能である。この回動リフレクタ１３７は、回動リフレクタ１３７と同様に、光を反射する反射面１３７ｍと、光を吸収する吸収面１３７ｔとを有している。
【００２９】
ビームスプリッタ１３９は、入射する光の一部を反射させ、一部を透過させる。ビームスプリッタ１３９は、その構造上、一方の面からの光の反射率を高く設定するほど光の透過率が低くなる。つまり、表側（一方の面）に入射する光の反射率が閾値以上であり、透過率が閾値以下である（なお、それぞれの閾値は同じである必要はない）。この性質を利用して、色読取モードでは被撮像物Ｏからミラー１３３を経て進行してくる拡散反射光を、ビームスプリッタ１３９の表側で閾値以上の反射率で反射してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。一方、質感読取モードでは、被撮像物Ｏからミラー１３４を経て進行してくる正反射光を、ビームスプリッタ１３９の裏側から表側へ閾値以下の透過率で透過させてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。一般的には、被撮像物Ｏからの正反射光は、拡散反射光のダイナミックレンジよりも数桁大きい場合が考えられる。よって、ビームスプリッタ１３９の設計に際しては、表側の反射率及び裏側の透過率が適切な値となるようにすればよい。また、このビームスプリッタ１３９の位置は、図６の点線で示すように被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光が進行する光路（第１の光路）と、図７の点線で示すように被撮像物Ｏの表面で正反射した光が進行する光路（第２の光路）とが重なっている位置である。
【００３０】
回動リフレクタ１３７は、色読取モードで図６に示す位置にあるときには、ライン状光源１３１からの光を反射面１３７ｍで被撮像物Ｏの方向に反射する。この際、被撮像物Ｏは、ライン状光源１３１からの直接光によっても照射されるから、結局、２つの方向から同時に照らされることになる。被撮像物Ｏからの拡散反射光は、ミラー１３３によって反射された後、さらにビームスプリッタ１３９によって反射されてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。つまり、色読取モードにおいて、回動リフレクタ１３７の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光を反射面１３７ｍにて被撮像物Ｏに向かう方向に反射させ、且つ、被撮像物Ｏからの拡散反射光をミラー１３３及びビームスプリッタ１３９によって反射させることでハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００３１】
一方、回動リフレクタ１３７が質感読取モードで図７に示す位置にあるときには、反射面１３７ｍはライン状光源１３１から発せられる光を受けない位置に移動するので、被撮像物Ｏはライン状光源１３１の方向（つまり一定の方向）からのみ照らされることになる。よって被撮像物Ｏの表面の凹凸によって陰影が生じ、その被撮像物Ｏからの正反射光は被撮像物の質感を表した光となる。この正反射光は、ミラー１３４によって反射され、ビームスプリッタ１３９を透過してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。さらに、回動リフレクタ１３７の吸収面１３７ｔが被撮像物Ｏに向き合うような位置に移動するので、被撮像物Ｏからの拡散反射光は吸収面１３７ｔによって吸収される。このように、質感読取モードにおいて、回動リフレクタ１３７の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光が被撮像物Ｏで拡散反射して吸収面１３７ｔの方向に向かい、且つ、被撮像物Ｏからの正反射光をミラー１３４によってハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００３２】
なお、第１実施形態と同様に、回動リフレクタ１３７の姿勢や各部材の位置は、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及び回動リフレクタ１３７を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長とは等しい。このようにすることで、画像読取モードに応じて回動リフレクタ１３７の姿勢が変化させられた場合であっても、結像光学系の焦点位置が変わらないので、拡散反射光・正反射光を同一のラインセンサ１６（信号生成手段）面で都度焦点位置を調整することなく受光することが可能となる。
【００３３】
以上の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、色読取モードでは被撮像物の色を読み取ることが可能となり、質感読取モードでは被撮像物の質感を読み取ることが可能となる。そして、色読取モード及び質感読取モードを併用すれば被撮像物の色と質感を同時に読み取ることが可能となる。また、モータ１３６（駆動手段）によって回動リフレクタ１３７（光学部材）の姿勢を変化させることで、２種類の画像読取モードにおいて回動リフレクタを共用することができる。よって、例えば２種類の画像読取モードごとに専用の部品を実装するような場合と比較すると、構成が簡易であるため、部品点数を少なくすることが可能となる。
【００３４】
なお、上記第２実施形態を、第１実施形態の変形例と同じ発想に基づき、次のように変形してもよい。
図８，９は第２実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジ１３ｃの構成を示した図である。図８は、色読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ｃの構成を示しており、図９は、質感読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ｃの構成を示している。フルレートキャリッジ１３ｃは、ミラー１３４に代えて、２枚のミラー１３４ｃ，１３４ｄを備えている。このように２枚のミラー１３４ｃ、１３４ｄを備えることにより、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及びビームスプリッタ１３９を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４ａ，１３４ｂを介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数とが、共に偶数（２回）となる。このように色読取モードと質感読取モードとにおいて光の反射回数を偶数或いは奇数に一致させることにより、それぞれの反射光の像方向を一致させることができる。
【００３５】
なお、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、画像読取モードに応じて、回動リフレクタなる光学部材を軸を中心に回動させてその姿勢を変化させていた。このように、回動リフレクタの姿勢を変化させるだけであれば、その制御は簡易となるため、好ましいと言える。ただし、画像読取装置の内部スペースの状況に応じて、回動リフレクタの姿勢ではなく、その回動リフレクタの位置そのものを変化させるようにしてもよいし、姿勢と位置の両方を同時に変化させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像読取装置の装置構成を示した図である。
【図２】同実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図３】同実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図４】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図５】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図７】同実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図８】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図９】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００…画像読取装置、１１…プラテンガラス、１２…プラテンカバー、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…フルレートキャリッジ、１４…ハーフレートキャリッジ、１５…結像レンズ、１６…ラインセンサ、１７…操作部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置において被撮像物の質感に関する情報を入力するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体表面はそれぞれ「質感」を有している。例えば、研磨された金属の表面はつやのある「光沢感」を観察者に与え、布や織物の表面はつやのない「マット感」を与える。物体をより実物らしく、リアルに表現するためには、実物の光沢や風合いなどの質感に関する情報（質感情報）を入力することが必要となる。そのため、スキャナや複写機等の画像読取装置においては、物体の色だけでなく質感をも読み取るための試みがなされている。
【０００３】
物体の質感は、主に物体表面における光の反射状態に依存する。一般に、物体表面における反射光は、指向性の高い正反射光（あるいは鏡面反射光）と指向性の低い拡散反射光の和によって表すことができるが、物体の質感はこれらの比率によって異なってくる。例えば、研磨された金属の表面では正反射光の比率が比較的高くなっており、それゆえ金属の表面には光沢感がある。逆に、布や織物などのような光沢のない物体の表面では、拡散反射光の比率が比較的高くなっている。つまり、物体表面からの反射光を測定して正反射光と拡散反射光の比率を求めることにより、物体の質感、特に光沢度をより忠実に表現できるようになる。
【０００４】
一般的に、画像読取装置においては、被撮像物となる物体の拡散反射光を用いて読み取りを行っている。すなわち、画像読取装置においては、被撮像物からの拡散反射光を多く含む反射光を受光し、この拡散反射光に基づいて物体の色情報が生成されている。これに対して、被撮像物からの正反射光を多く含む反射光を受光するように構成すると、被撮像物の表面状態によっては正反射光成分が過大となる場合が生じ、拡散反射光に基づく被撮像物画像の読取性能が低下してしまう。このため、被撮像物からの正反射光を極小化し、なるべく多くの拡散反射光を含む反射光を受光するべく結像光学系部材が設計されている。
【０００５】
一方、被撮像物表面の質感を読み取るためには、被撮像物からの拡散反射光と正反射光の両方を受光し、各々の反射光成分に基づいて色情報と質感情報とを取得できるようにすればよい。例えば、特許文献１においては、光源を被写体（被撮像物）に照射することで主に拡散反射光を含む画像（拡散反射画像）を読み取り、光源を被写体に照射することで主に正反射光を含む画像（鏡面反射画像）を読み取ったあと、これらの画像信号に基づいて光沢を示す光沢信号が生成されている。つまりここでは、拡散反射光に基づいて被写体の色情報を求め、正反射光に基づいて被写体の質感情報を求めていると言える。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３２３５０号公報（図６等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
画像読取装置においては、上記のように被撮像物の色及び質感を読み取る機能の他にも、従来のように一般的な紙原稿の像（色）だけを読み取る機能も求められる。従って、製造メーカはこの両者の機能を有する画像読取装置を提供する必要がある。
【０００８】
ところで、一般的な画像読取装置において紙原稿の像を読み取る場合には、１つの方向からその原稿に光を照射するのではなく、２つの方向から同時に原稿に光を照射するようにしている。なぜなら、２つの方向から光を照射することで十分な光量を確保するとともに、１つの方向から光を照射した場合、たとえば原稿に切り貼り部などが含まれていると、その段差に起因する影が発生してしまい、原稿そのものの像を忠実に読み取ることができないからである。このため、画像読取装置は光源を２つ備えたり、２つの方向から照射するように、別途リフレクタを設置している場合が多い。
【０００９】
以上のことから、上記の両者の機能を有する画像読取装置を製造しようとした場合には、それぞれの機能を実現するために、被撮像物に対し２つの異なる条件で照明を行うとともに、２つの異なる角度の反射光を各々読み取ることができる構造にする必要がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主として被撮像物の色を読み取るという本来の機能を低下させることなく披撮像物の質感を読み取る機能の追加をより簡易な構成で実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明は、被撮像物の方向へ光を照射する位置に設けられた光源と、光を反射する反射面と、光を吸収する吸収面とを有する光学部材と、前記光源によって光が照射された被撮像物からの反射光を受光し、その反射光に基づいて画像信号を生成して出力する信号生成手段と、自装置における画像読取モードを、前記光源から発せられた光を少なくとも２つの方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの拡散反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第１の画像読取モードと、前記光源から発せられた光を或る一定の方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの正反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第２の画像読取モードとのいずれかに切り替える切替手段と、前記第１の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの拡散反射光を前記信号生成手段へと導く第１の光学系部材と、前記第２の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの正反射光を前記信号生成手段へと導く第２の光学系部材と、前記光学部材の位置又は姿勢を変化させる駆動手段であって、前記第１の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光を前記反射面にて前記被撮像物に向かう方向に反射させ、且つ、前記被撮像物からの拡散反射光を前記第１の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる一方、前記第２の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光が前記被撮像物で拡散反射して前記非反射面に向かい、且つ、前記被撮像物からの正反射光を前記第２の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる駆動手段とを備えることを特徴とする画像読取装置を提供する。
【００１１】
この画像読取装置によれば、第１の画像読取モードにおいては、少なくとも２つの方向から被撮像物に光を照射し、その被撮像物からの拡散反射光に基づいて被撮像物の像を表す画像信号を生成する。一方、第２の画像読取モードにおいては、一定の方向から被撮像物に光を照射し、その被撮像物からの主に正反射光に基づいて被撮像物の像を表す画像信号を生成する。第１の画像読取モードで生成された画像信号は主として被撮像物の色を表しており、第２の画像読取モードで生成された画像信号は主として被撮像物の光沢（質感）を表している。よって、第１の画像読取モードでは被撮像物の色を読み取ることが可能となり、第１の画像読取モード及び第２の画像読取モードでは被撮像物の色と質感とを読み取ることが可能となる。
【００１２】
また、第１の画像読取モードにおいては、駆動手段が、光源から発せられた光を光学部材の反射面にて被撮像物に向かう方向に反射させ、且つ、被撮像物からの拡散反射光を第１の光学系部材によって信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢になるように、光学部材の位置又は姿勢を変化させる。一方、第２の画像読取モードにおいては、駆動手段が、光源から発せられた光が被撮像物で拡散反射して光学部材の非反射面に向かい、且つ、被撮像物からの正反射光を第２の光学系部材によって信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢になるように、光学部材の位置又は姿勢を変化させる。つまり、駆動手段が光学部材の位置又は姿勢を変化させることで、２種類の画像読取モードにおいてその光学部材を共用することができる。よって、２種類の画像読取の機能ごとに専用の部品を実装するような場合に比較して構成が簡易であるため、例えば部品点数を少なくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置１００の装置構成を示した図である。同図に示されているように、画像読取装置１００は、プラテンガラス１１と、プラテンカバー１２と、フルレートキャリッジ１３と、ハーフレートキャリッジ１４と、結像レンズ１５と、ラインセンサ１６と、操作部１７とを備える。
【００１４】
プラテンガラス１１は透明なガラス板であり、読み取るべき被撮像物Ｏが載置される。プラテンガラス１１の両面には、例えば多層誘電体膜等の反射抑制層が形成されており、プラテンガラス１１表面での反射が軽減されるようになっている。プラテンカバー１２はプラテンガラス１１を覆うようにして設けられており、外光を遮断してプラテンガラス１１上に載置された被撮像物Ｏの読み取りを容易にする。なお、本発明においては、被撮像物Ｏは紙に限定されるものではなく、プラスティックや金属板、あるいは布地や織物であってもよい。
【００１５】
図２，３はフルレートキャリッジ１３の構成を示した図である。
画像読取装置１００の画像読取モードには、主として被撮像物の色を読み取る色読取モード（第１の画像読取モード）と、主として被撮像物の質感（光沢）を読み取る質感読取モード（第２の画像読取モード）とがある。図２は、色読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３の構成を示しており、図３は、質感読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３の構成を示している。なお、本実施形態のフルレートキャリッジ１３においては、ライン状光源１３１から被撮像物に対する光の入射角を約４５°とし、この光に対して約４５°の反射角で反射される光を正反射（SpecularReflection）光とする。より厳密に言えば、この反射光には正反射光に加えて拡散反射光も含まれているが、この反射光のうちの拡散反射光に相当する成分については、この光に基づいて生成される画像信号に所定の演算を施すことによって減殺すればよい。一方、被撮像物Ｏの色だけを読み取る通常の画像読取装置と同様に、被撮像物Ｏに入射する光に対して約０°の反射角で反射する光を拡散反射（Diffuse Reflection）光とする。
【００１６】
フルレートキャリッジ１３は、ライン状光源１３１と、回動リフレクタ１３２と、ミラー１３３，１３４とを備えている。ライン状光源１３１は例えばハロゲンランプまたはキセノン蛍光ランプであり、図示のように、被撮像物Ｏの方向へ光を照射する位置に設けられている。回動リフレクタ１３２は中央部分が折れ曲がった「く」の字状の光学部材であり、モータ１３６の駆動によって軸１３５を中心に回動し、図２に示す姿勢（向き）と図３に示す姿勢（向き）をとることが可能である（なお、図２，３及び後述する図４〜８においてはモータ１３６の図示を省略している）。この回動リフレクタ１３２は、光を反射する反射面１３２ｍと、光を吸収する吸収面１３２ｔとを有している。吸収面１３２ｔは、例えば黒色の多孔質ポリウレタンシートなどのいわゆる光トラップであり、ここに入射した光のほとんどは表面で捕捉（トラップ）されて吸収されるようになっている。
【００１７】
ミラー１３３，１３４は被撮像物Ｏからの反射光をさらに反射し、この光をハーフレートキャリッジ１４へと導く光学系部材である。より具体的には、ミラー１３３（第１の光学系部材）は、色読取モードにおいて被撮像物Ｏからの拡散反射光を反射してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。これに対し、ミラー１３４（第２の光学系部材）は、質感読取モードにおいて被撮像物Ｏからの正反射光を反射してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。
【００１８】
回動リフレクタ１３２は、色読取モードで図２に示す位置にあるときには、点線ｒ１に示すようにライン状光源１３１からの光を反射面１３２ｍで被撮像物Ｏの方向に反射する。この際、被撮像物Ｏは、点線ｒ０で示すようにライン状光源１３１からの直接光によっても照射されるから、結局、２つの方向（点線ｒ０，ｒ１）から同時に照らされることになる。被撮像物Ｏからの拡散反射光は、点線ｒ２で示すように、ミラー１３３によって反射された後、さらに回動リフレクタ１３２の反射面１３２ｍによって反射されてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。つまり、色読取モードにおいて、回動リフレクタ１３２の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光を反射面１３２ｍにて被撮像物Ｏに向かう方向に反射させ、且つ、被撮像物Ｏからの拡散反射光をミラー１３３によって反射させることでハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００１９】
一方、回動リフレクタ１３２が質感読取モードで図３に示す位置にあるときには、反射面１３２ｍはライン状光源１３１から発せられる光を受けない位置に移動するので、被撮像物Ｏはライン状光源１３１の方向（つまり一定の方向）からのみ照らされることになる。よって被撮像物Ｏの表面の微細な形状による正反射光となり、被撮像物の質感を表した光となる。この正反射光は、点線ｒ５に示すようにミラー１３４によって反射されてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。さらに、回動リフレクタ１３２の吸収面１３２ｔが被撮像物Ｏに向き合うような位置に移動するので、点線ｒ４に示すように被撮像物Ｏからの拡散反射光は吸収面１３２ｔによって吸収される。このように、質感読取モードにおいて、回動リフレクタ１３２の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光が被撮像物Ｏで拡散反射して吸収面１３２ｔの方向に向かい、且つ、被撮像物Ｏからの正反射光をミラー１３４によってハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００２０】
なお、回動リフレクタ１３２の姿勢や、これらの部材１３２〜１３４の位置は、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及び回動リフレクタ１３２を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長とは等しい。このようにすることで、画像読取モードに応じて回動リフレクタ１３２の姿勢が変化させられた場合であっても、結像光学系の焦点位置が変わらないので、拡散反射光・正反射光を同一のラインセンサ１６（信号生成手段）面でその都度、焦点位置を調整することなく受光することが可能となる。
【００２１】
上述のフルレートキャリッジ１３の各構成要素は、図２の紙面垂直方向にプラテンガラス１１とほぼ同程度の幅を有して延在している。また、フルレートキャリッジ１３は、図示せぬ駆動部によって図１中の矢印Ｃ方向に速度ｖで移動される。駆動部がフルレートキャリッジ１３を矢印Ｃ方向に移動させることによって、フルレートキャリッジ１３は被撮像物Ｏの全面を走査することができる。
【００２２】
ここで再び図１を参照し、画像読取装置１００の各部の説明を続ける。
ハーフレートキャリッジ１４はミラー１４１，１４２を備え、フルレートキャリッジ１３からの光を結像レンズ１５へと導く。また、ハーフレートキャリッジ１４は図示せぬ駆動部によって駆動され、フルレートキャリッジ１３の半分の速度（すなわちｖ／２）でフルレートキャリッジ１３と同じ方向へと移動される。結像レンズ１５はミラー１４２とラインセンサ１６とを結ぶ光路上に設けられており、被撮像物Ｏからの光をラインセンサ１６の位置で結像する。ラインセンサ１６は例えばＲ（レッド）Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）３色の光を分離して受光し、それぞれを光電変換する３ラインカラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等の受光素子であり、受光量に応じた画像信号を生成して出力する。操作部１７は液晶ディスプレイなどの表示装置や各種のボタン等を備えており、ユーザのための情報を表示してユーザからの入力指示を受け付ける。
【００２３】
上述した各部の動作は、図示せぬ制御部によって制御される。制御部はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種メモリとを備えており、ユーザの入力指示に応じて上述した駆動部に指示を供給し、画像を読み取るための所定の動作を行わせる。また、制御部はラインセンサ１６の出力した画像信号にＡＤ変換やγ変換、あるいはシェーディング補正等の各種の画像処理を施して画像データを生成する。ラインセンサ１６が出力する画像信号には、拡散反射光に基づく画像信号と、正反射光（厳密には拡散反射光をも含む）に基づく画像信号とがある。制御部は、前者の画像信号に所定の演算を施すことで、色に関する情報を含んだ画像データを生成する。また、制御部は、後者の画像信号に所定の演算を施すことで、質感に関する情報を含んだ画像データを生成する。よって、制御部は、前者及び後者の画像信号から得られる画像データを重畳することで色と質感に関する情報を含んだ画像データを生成することが可能となる。なお、制御部は、この画像データの生成時に、正反射光（厳密には拡散反射光をも含む）の画像信号から拡散反射光に相当する成分を減殺する演算処理を実行する。
【００２４】
以上の第１実施形態によれば、色読取モードにおいては、２つの方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの拡散反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（主に色）を表す画像データを生成する。一方、質感読取モードにおいては、或る一定の方向から被撮像物Ｏに光を照射し、その被撮像物Ｏからの正反射光に基づいて被撮像物Ｏの像（主に質感）を表す画像データを生成する。よって、色読取モードでは被撮像物の色を読み取ることが可能となり、質感読取モードでは被撮像物の質感を読み取ることが可能となる。そして、色読取モード及び質感読取モードを併用すれば被撮像物の色と質感を同時に読み取ることが可能となる。
【００２５】
また、モータ１３６（駆動手段）によって回動リフレクタ１３２（光学部材）の姿勢を変化させることで、２種類の画像読取モードにおいて回動リフレクタを共用することができる。よって、例えば２種類の画像読取モードごとに専用の部品を実装するような場合と比較すると、構成が簡易であるため、部品点数を少なくすることが可能となる。
【００２６】
なお、第１実施形態を次のように変形してもよい。
図４，５は変形例に係るフルレートキャリッジ１３ａの構成を示した図である。図４は、色読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ａの構成を示しており、図５は、質感読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ａの構成を示している。図４，５において、第１実施形態と同様の構成要素については、その構成要素と同一の符号を付している。この変形例に係るフルレートキャリッジ１３ａは、ミラー１３４に代えて、２枚のミラー１３４ａ，１３４ｂを備えている。このように２枚のミラー１３４ａ、１３４ｂを備えることにより、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及び回動リフレクタ１３２を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４ａ，１３４ｂを介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数とが、共に偶数（２回）となる。このように色読取モードと質感読取モードとにおいて光の反射回数を偶数或いは奇数に一致させることにより、それぞれの反射光の副走査方向の像方向を一致させることができる。上述した第１実施形態では、色読取モードにおける反射回数が２回であるのに対し、質感読取モードにおける反射回数が１回となり、偶数と奇数で一致していないから、両者の副走査方向の像方向も一致しない。このような場合には、ラインセンサ上に結像される副走査方向像の方向が一致しないため、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３列の画素列を有するラインセンサ上に結像される像の副走査方向の順序が反転してしまうことになり、後段の遅延メモリによるライン合わせの処理の条件を変更せねばならず、処理回路の切り替えや遅延メモリの増加を伴ってしまうなどの不都合が生じる。この変形例によれば、そのような処理が不要となるから便利である。
【００２７】
（２）第２実施形態
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る画像読取装置は、フルレートキャリッジの構成のみが上述の第１実施形態の画像読取装置１００と異なっている。そのため、以下ではフルレートキャリッジの構成のみ説明を行い、第１実施形態と同様の構成要素については、その構成要素と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
図６，７は、第２実施形態のフルレートキャリッジ１３ｂの構成を示した図である。フルレートキャリッジ１３ｂは、第１実施形態における回動リフレクタ１３７に代えて回動リフレクタ１３７を備えている点と、ビームスプリッタ１３９を備えている点が第１実施形態と異なる。回動リフレクタ１３７は平面状の光学部材であり、図示せぬモータ１３６の駆動によって軸１３８を中心に回動し、図６に示す姿勢（向き）と図７に示す姿勢（向き）をとることが可能である。この回動リフレクタ１３７は、回動リフレクタ１３７と同様に、光を反射する反射面１３７ｍと、光を吸収する吸収面１３７ｔとを有している。
【００２９】
ビームスプリッタ１３９は、入射する光の一部を反射させ、一部を透過させる。ビームスプリッタ１３９は、その構造上、一方の面からの光の反射率を高く設定するほど光の透過率が低くなる。つまり、表側（一方の面）に入射する光の反射率が閾値以上であり、透過率が閾値以下である（なお、それぞれの閾値は同じである必要はない）。この性質を利用して、色読取モードでは被撮像物Ｏからミラー１３３を経て進行してくる拡散反射光を、ビームスプリッタ１３９の表側で閾値以上の反射率で反射してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。一方、質感読取モードでは、被撮像物Ｏからミラー１３４を経て進行してくる正反射光を、ビームスプリッタ１３９の裏側から表側へ閾値以下の透過率で透過させてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行させる。一般的には、被撮像物Ｏからの正反射光は、拡散反射光のダイナミックレンジよりも数桁大きい場合が考えられる。よって、ビームスプリッタ１３９の設計に際しては、表側の反射率及び裏側の透過率が適切な値となるようにすればよい。また、このビームスプリッタ１３９の位置は、図６の点線で示すように被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光が進行する光路（第１の光路）と、図７の点線で示すように被撮像物Ｏの表面で正反射した光が進行する光路（第２の光路）とが重なっている位置である。
【００３０】
回動リフレクタ１３７は、色読取モードで図６に示す位置にあるときには、ライン状光源１３１からの光を反射面１３７ｍで被撮像物Ｏの方向に反射する。この際、被撮像物Ｏは、ライン状光源１３１からの直接光によっても照射されるから、結局、２つの方向から同時に照らされることになる。被撮像物Ｏからの拡散反射光は、ミラー１３３によって反射された後、さらにビームスプリッタ１３９によって反射されてハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。つまり、色読取モードにおいて、回動リフレクタ１３７の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光を反射面１３７ｍにて被撮像物Ｏに向かう方向に反射させ、且つ、被撮像物Ｏからの拡散反射光をミラー１３３及びビームスプリッタ１３９によって反射させることでハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００３１】
一方、回動リフレクタ１３７が質感読取モードで図７に示す位置にあるときには、反射面１３７ｍはライン状光源１３１から発せられる光を受けない位置に移動するので、被撮像物Ｏはライン状光源１３１の方向（つまり一定の方向）からのみ照らされることになる。よって被撮像物Ｏの表面の凹凸によって陰影が生じ、その被撮像物Ｏからの正反射光は被撮像物の質感を表した光となる。この正反射光は、ミラー１３４によって反射され、ビームスプリッタ１３９を透過してハーフレートキャリッジ１４の方向へと進行する。さらに、回動リフレクタ１３７の吸収面１３７ｔが被撮像物Ｏに向き合うような位置に移動するので、被撮像物Ｏからの拡散反射光は吸収面１３７ｔによって吸収される。このように、質感読取モードにおいて、回動リフレクタ１３７の姿勢は、ライン状光源１３１から発せられた光が被撮像物Ｏで拡散反射して吸収面１３７ｔの方向に向かい、且つ、被撮像物Ｏからの正反射光をミラー１３４によってハーフレートキャリッジ１４へと導かせるような姿勢となる。
【００３２】
なお、第１実施形態と同様に、回動リフレクタ１３７の姿勢や各部材の位置は、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及び回動リフレクタ１３７を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでの光路長とは等しい。このようにすることで、画像読取モードに応じて回動リフレクタ１３７の姿勢が変化させられた場合であっても、結像光学系の焦点位置が変わらないので、拡散反射光・正反射光を同一のラインセンサ１６（信号生成手段）面で都度焦点位置を調整することなく受光することが可能となる。
【００３３】
以上の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、色読取モードでは被撮像物の色を読み取ることが可能となり、質感読取モードでは被撮像物の質感を読み取ることが可能となる。そして、色読取モード及び質感読取モードを併用すれば被撮像物の色と質感を同時に読み取ることが可能となる。また、モータ１３６（駆動手段）によって回動リフレクタ１３７（光学部材）の姿勢を変化させることで、２種類の画像読取モードにおいて回動リフレクタを共用することができる。よって、例えば２種類の画像読取モードごとに専用の部品を実装するような場合と比較すると、構成が簡易であるため、部品点数を少なくすることが可能となる。
【００３４】
なお、上記第２実施形態を、第１実施形態の変形例と同じ発想に基づき、次のように変形してもよい。
図８，９は第２実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジ１３ｃの構成を示した図である。図８は、色読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ｃの構成を示しており、図９は、質感読取モードにおけるフルレートキャリッジ１３ｃの構成を示している。フルレートキャリッジ１３ｃは、ミラー１３４に代えて、２枚のミラー１３４ｃ，１３４ｄを備えている。このように２枚のミラー１３４ｃ、１３４ｄを備えることにより、被撮像物Ｏの表面で拡散反射した光がミラー１３３及びビームスプリッタ１３９を介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数と、被撮像物Ｏの表面で正反射した光がミラー１３４ａ，１３４ｂを介してラインセンサ１６によって受光されるに至るまでに経た反射の回数とが、共に偶数（２回）となる。このように色読取モードと質感読取モードとにおいて光の反射回数を偶数或いは奇数に一致させることにより、それぞれの反射光の像方向を一致させることができる。
【００３５】
なお、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、画像読取モードに応じて、回動リフレクタなる光学部材を軸を中心に回動させてその姿勢を変化させていた。このように、回動リフレクタの姿勢を変化させるだけであれば、その制御は簡易となるため、好ましいと言える。ただし、画像読取装置の内部スペースの状況に応じて、回動リフレクタの姿勢ではなく、その回動リフレクタの位置そのものを変化させるようにしてもよいし、姿勢と位置の両方を同時に変化させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像読取装置の装置構成を示した図である。
【図２】同実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図３】同実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図４】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図５】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図７】同実施形態に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図８】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【図９】同実施形態の変形例に係るフルレートキャリッジの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００…画像読取装置、１１…プラテンガラス、１２…プラテンカバー、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…フルレートキャリッジ、１４…ハーフレートキャリッジ、１５…結像レンズ、１６…ラインセンサ、１７…操作部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮像物の方向へ光を照射する位置に設けられた光源と、
光を反射する反射面と、光を吸収する吸収面とを有する光学部材と、
前記光源によって光が照射された被撮像物からの反射光を受光し、その反射光に基づいて画像信号を生成して出力する信号生成手段と、
自装置における画像読取モードを、前記光源から発せられた光を少なくとも２つの方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの拡散反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第１の画像読取モードと、前記光源から発せられた光を或る一定の方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの正反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第２の画像読取モードとのいずれかに切り替える切替手段と、
前記第１の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの拡散反射光を前記信号生成手段へと導く第１の光学系部材と、
前記第２の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの正反射光を前記信号生成手段へと導く第２の光学系部材と、
前記光学部材の位置又は姿勢を変化させる駆動手段であって、前記第１の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光を前記反射面にて前記被撮像物に向かう方向に反射させ、且つ、前記被撮像物からの拡散反射光を前記第１の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる一方、前記第２の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光が前記被撮像物で拡散反射して前記非反射面に向かい、且つ、前記被撮像物からの正反射光を前記第２の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる駆動手段と
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記光学部材は前記反射面として第１の反射面と第２の反射面とを有しており、
前記移動手段は、前記第１の画像読取モードにおいて、前記光源から発せられた光を前記第１の反射面にて前記被撮像物に向かう方向に反射させるような位置であって、前記被撮像物からの拡散反射光を前記第１の光学系部材によって反射し、さらにその反射光を前記第２の反射面で反射して前記信号生成手段へと導かせるような位置に前記光学部材を移動させることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第１の画像読取モードにおいて、前記信号生成手段が前記被撮像物からの拡散反射光に基づいて生成した画像信号を用いて前記被撮像物の色を表す情報を生成し、前記第２の画像読取モードにおいて、前記信号生成手段が前記被撮像物からの正反射光に基づいて生成した画像信号を用いて、前記被撮像物の光沢を表す画像データを生成する画像処理手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記被撮像物の表面で拡散反射した光が前記第１の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの光路長と、前記被撮像物の表面で正反射した光が前記第２の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの光路長とが等しいことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記被撮像物の表面で拡散反射した光が前記第１の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるまでに経た反射の回数と、前記被撮像物の表面で正反射した光が前記第２の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるまでに経た反射の回数とが、共に偶数あるいは奇数であることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項６】
一方の面に入射する光の反射率が閾値以上で他方の面に入射する光の透過率が閾値以下の第２の光学部材であって、前記被撮像物の表面で拡散反射した光が前記第１の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの第１の光路と、前記被撮像物の表面で正反射した光が前記第２の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの第２の光路とが重なっている位置であって、前記第１の画像読取モードにおいて前記被撮像物からの拡散反射光を前記一方の面で反射して前記信号生成手段へと導かせ、且つ、前記第２の画像読取モードにおいて前記被撮像物からの正反射光を前記他方の面から入射させて前記信号生成手段へと導かせるような位置に設けられた第２の光学部材を備えることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項１】
被撮像物の方向へ光を照射する位置に設けられた光源と、
光を反射する反射面と、光を吸収する吸収面とを有する光学部材と、
前記光源によって光が照射された被撮像物からの反射光を受光し、その反射光に基づいて画像信号を生成して出力する信号生成手段と、
自装置における画像読取モードを、前記光源から発せられた光を少なくとも２つの方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの拡散反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第１の画像読取モードと、前記光源から発せられた光を或る一定の方向から前記被撮像物に照射し、当該被撮像物からの正反射光に基づいて当該被撮像物の像を表す画像信号を生成する第２の画像読取モードとのいずれかに切り替える切替手段と、
前記第１の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの拡散反射光を前記信号生成手段へと導く第１の光学系部材と、
前記第２の画像読取モードにおいて、前記被撮像物からの正反射光を前記信号生成手段へと導く第２の光学系部材と、
前記光学部材の位置又は姿勢を変化させる駆動手段であって、前記第１の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光を前記反射面にて前記被撮像物に向かう方向に反射させ、且つ、前記被撮像物からの拡散反射光を前記第１の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる一方、前記第２の画像読取モードにおいては、前記光源から発せられた光が前記被撮像物で拡散反射して前記非反射面に向かい、且つ、前記被撮像物からの正反射光を前記第２の光学系部材によって前記信号生成手段へと導かせるような位置又は姿勢に変化させる駆動手段と
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記光学部材は前記反射面として第１の反射面と第２の反射面とを有しており、
前記移動手段は、前記第１の画像読取モードにおいて、前記光源から発せられた光を前記第１の反射面にて前記被撮像物に向かう方向に反射させるような位置であって、前記被撮像物からの拡散反射光を前記第１の光学系部材によって反射し、さらにその反射光を前記第２の反射面で反射して前記信号生成手段へと導かせるような位置に前記光学部材を移動させることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第１の画像読取モードにおいて、前記信号生成手段が前記被撮像物からの拡散反射光に基づいて生成した画像信号を用いて前記被撮像物の色を表す情報を生成し、前記第２の画像読取モードにおいて、前記信号生成手段が前記被撮像物からの正反射光に基づいて生成した画像信号を用いて、前記被撮像物の光沢を表す画像データを生成する画像処理手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記被撮像物の表面で拡散反射した光が前記第１の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの光路長と、前記被撮像物の表面で正反射した光が前記第２の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの光路長とが等しいことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記被撮像物の表面で拡散反射した光が前記第１の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるまでに経た反射の回数と、前記被撮像物の表面で正反射した光が前記第２の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるまでに経た反射の回数とが、共に偶数あるいは奇数であることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項６】
一方の面に入射する光の反射率が閾値以上で他方の面に入射する光の透過率が閾値以下の第２の光学部材であって、前記被撮像物の表面で拡散反射した光が前記第１の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの第１の光路と、前記被撮像物の表面で正反射した光が前記第２の光学系部材を介して前記信号生成手段によって受光されるに至るまでの第２の光路とが重なっている位置であって、前記第１の画像読取モードにおいて前記被撮像物からの拡散反射光を前記一方の面で反射して前記信号生成手段へと導かせ、且つ、前記第２の画像読取モードにおいて前記被撮像物からの正反射光を前記他方の面から入射させて前記信号生成手段へと導かせるような位置に設けられた第２の光学部材を備えることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１１６５３５（Ｐ２００７−１１６５３５Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０７４１５（Ｐ２００５−３０７４１５）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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