(57)【要約】【課題】光沢や凹凸のある対象物の撮影画像の白とび、影の発生、明るさや色の変動を低減する。【解決手段】画像取得装置は、撮影対象の画像を取得するイメージセンサ１２１と、指向性のある単色の光を照射する照明部１１と、照明部１１からの光を２つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を撮影対象に照射し、この照射により当該撮影対象から反射される散乱光をイメージセンサ１２１へ透過させ、当該撮影対象から鏡面反射される偏光を照明部１１へ反射させる偏光ビームスプリッタ１３とを備える。これにより、撮影対象からの反射光はすべて偏光ビームスプリッタ１３に入射した後、照明部１１へ戻り、イメージセンサ１２１は散乱光により撮影対象の画像を取得することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象の画像を取得するイメージセンサと、
指向性のある単色の光を照射する照明部と、
前記照明部からの光を２つの偏光に分離し、前記分離した一方の偏光を前記撮影対象に照射し、前記照射により当該撮影対象から反射される散乱光を前記イメージセンサへ透過させ、前記照射により当該撮影対象から鏡面反射される偏光を前記照明部へ反射させる偏光ビームスプリッタと、
を備えることを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
前記照明部は、
前記偏光ビームスプリッタによりＰ偏光およびＳ偏光に分離可能な波長領域の光を照射することを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記照明部は、
砲弾型のＬＥＤを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影対象に凹凸や光沢があると、画像取得装置のセッティングによっては、影、白とび、明るさや色の変動が生じることがあった。
【０００３】
例えば、撮影対象に凹凸があると、図３（ａ）に示すように、光源の位置によっては撮影した画像に影が生じることがある。また、撮影対象の表面に光沢があると、例えば、図３（ｂ）に示すように、撮影対象の鏡反射光がカメラに入射してしまい、撮影した画像に白とびが生じることがある。さらに、光源の位置によっては、図３（ｃ）に示すにように、撮影した画像の明るさや色の変動が生じることがある。例えば、図３（ｃ）の位置Ａと位置Ｂとで撮影した画像の明るさや色にむらが生じることがある。
【０００４】
このような問題を解決するため、偏光フィルタを照明とカメラそれぞれに装着し、それらを９０度ずらして撮影する方法が提案されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】偏光フィルタの効果、[online]、[平成26年12月8日検索]、インターネット<URL：http://www.sensor.co.jp/gazo/technique/tech05.html>
【非特許文献２】偏光ビームスプリッター、[online]、[平成26年12月8日検索]、インターネット<URL：http://www.sigma-koki.com/pdf/jp/B040203.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の偏光フィルタを用いる方法は、白とびは低減できるものの、撮影対象に凹凸があった場合、凸部の周辺は影となるか、影とならないまでも凸部により光源からの入射光が減少する。このため、凸部の周囲に本来同じ色である部分が存在しても、凸部の周辺は相対的に暗い撮影画像となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、光沢や凹凸のある対象物の撮影画像の白とび、影の発生、明るさや色の変動を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、本発明は、撮影対象の画像を取得するイメージセンサと、指向性のある単色の光を照射する照明部と、前記照明部からの光を２つの偏光に分離し、前記分離した一方の偏光を前記撮影対象に照射し、前記照射により当該撮影対象から反射される散乱光を前記イメージセンサへ透過させ、前記照射により当該撮影対象から鏡面反射される偏光を前記照明部へ反射させる偏光ビームスプリッタと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光沢や凹凸のある対象物の撮影画像の白とび、影の発生、明るさや色の変動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、画像取得装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、画像取得装置における照明部の効果を説明する図である。
【図３】図３は、従来技術の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されない。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の画像取得装置は、照明部１１と、撮影部１２と、偏光ビームスプリッタ１３とを備える。
【００１３】
照明部１１は、指向性の強い光を照射する光源を面的または線的に配置したものである。照明部１１は、偏光ビームスプリッタ１３を介し、撮影対象に光を照射する。光源は、例えば、偏光ビームスプリッタ１３によりＰ偏光およびＳ偏光に分離可能な波長領域の光を照射する。この照明部１１は、例えば、砲弾型で所定の波長の光を照射するＬＥＤ（発光ダイオード）照明を面的または線的に並べたものを用いる。また、光源の色は、撮影した画像においてコントラストを得たい色に対応し、かつ、単色性に優れた光源であることが好ましい。
【００１４】
撮影部１２は、撮影対象の画像の撮影（取得）を行う。この撮影部１２は、イメージセンサ１２１と、レンズ群１２２とを備える。イメージセンサ１２１は、撮影対象の画像を撮影する手段であり、例えば、一次元イメージセンサを用いる。なお、イメージセンサ１２１はＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ等の被写界深度が深いものを用いるのが好ましい。レンズ群１２２は、イメージセンサ１２１が撮影対象の画像を撮影するときのピント合わせ等に用いられる。
【００１５】
偏光ビームスプリッタ１３は、入射された光を２つの偏光（例えば、Ｐ偏光とＳ偏光）に分離する。そして、一方の偏光（例えば、Ｐ偏光）については透過させ、他方の偏光（例えば、Ｓ偏光）については反射する。この偏光ビームスプリッタ１３は、照明部１１からの光（無偏光）を反射して撮影対象に照射し、かつ、この撮影対象から反射されてくる光を撮影部１２へ透過させる位置に設置される。つまり、偏光ビームスプリッタ１３は、照明部１１と撮影部１２とが互いに邪魔しないように同じ光軸上に設置される。なお、この偏光ビームスプリッタ１３は、例えば、照明部１１からの照射光の波長に対し、Ｐ偏光とＳ偏光とに分離可能な偏光ビームスプリッタを用いる（非特許文献２参照）。また、以下、偏光ビームスプリッタ１３は、入射された光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する場合を例に説明する。
【００１６】
引き続き、図１を用いて、画像取得装置の照明部１１からの光が撮影対象に入射され、撮影部１２に到達するまでの流れを説明する。
【００１７】
まず、照明部１１からの光（無偏光）が偏光ビームスプリッタ１３に入射されると、入射光はＰ偏光とＳ偏光に分離される。そして、分離されたＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ１３を透過する。つまり、入射光のうち、Ｐ偏光の光が偏光ビームスプリッタ１３を透過する。一方、分離されたＳ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ１３により反射され、撮影対象へ入射する。このＳ偏光の入射により撮影対象からは反射光（鏡面反射光）と散乱光とが発生する。このうち撮影対象からの反射光はＳ偏光を保ち、散乱光は無偏光であるから、撮影対象からＳ偏光の反射光と無偏光の散乱光が発生する。
【００１８】
撮影対象からのＳ偏光の反射光は、再び偏光ビームスプリッタ１３に入射されると、偏光ビームスプリッタ１３で反射されて照明部１１へ戻る。つまり、撮影対象からの反射光は全てＳ偏光で反射され、偏光ビームスプリッタ１３に入射した後、照明部１１へ戻る。これにより、画像取得装置は、撮影対象からの鏡面反射光を除去することができる。一方、撮影対象から反射された散乱光が偏光ビームスプリッタ１３に入射すると、この散乱光はＰ偏光とＳ偏光とに分離される。このうちＳ偏光は照明部１１へ反射され、Ｐ偏光は透過する。つまり、撮影対象からの散乱光のうちＰ偏光は偏光ビームスプリッタ１３を透過して、撮影部１２に到達する。これにより撮影部１２は、撮影対象の画像を取得することができる。
【００１９】
（効果）
このような画像取得装置によれば、光沢がある撮影対象においても撮影時における鏡面反射光を除去できる。その結果、画像取得装置は、撮影画像の白とびを低減できる。
【００２０】
また、画像取得装置は、指向性のある単色光を照明部１１に用いることで、凹凸のある撮影対象に対しても、撮影画像の影の発生や色や明るさの変動を低減することができる。
【００２１】
このことを、図２を用いて説明する。例えば、従来の画像取得装置のように指向性のない光源を用いた照明部により凹凸のある撮影対象に光を照射すると、撮影時に撮影対象に影が生じ、周囲が暗くなる（図２（ａ）参照）。つまり、撮影画像に影が発生したり、色や明るさのむらが生じたりする。しかし、本実施形態の画像取得装置のように、指向性のある光源を用いた照明部１１により撮影対象に光を照射すると、撮影対象およびその撮影対象が置かれる面に対し、照明部１１からの入射光が垂直に当たる。その結果、撮影対象に凹凸があったとしても、影の発生や、色や明るさのむらの発生を低減できる（図２（ｂ）参照）。
【００２２】
さらに、本実施形態の画像取得装置は、反射光除去のために、偏光フィルタではなく偏光ビームスプリッタ１３を使用する。これにより、従来のように偏光フィルタを用いる場合に比べ、照明部１１から照射された光の光量の損失を低減できるので、省エネルギーで画像を取得することができる。また、照明部１１から照射された光の光量の損失を低減できるので、撮影部１２への露光時間を低減でき、その結果、短時間で画像が取得できる。さらに、偏光ビームスプリッタ１３は、偏光フィルタよりも耐久性に優れるので、画像取得装置の経年劣化を抑制できる。また、光学系のセッティングに関しても、従来の２枚の偏光フィルタを配置する場合と比較し容易となる。
【００２３】
（その他の実施形態）
なお、照明部１１に光源を線的に配置したものを用いる場合、スキャナのように照明部１１と撮影部１２とを移動させる構成が好ましい。このようにすることで、撮影時における影の発生や色や明るさの変動を低減することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１１    照明部
１２    撮影部
１３    偏光ビームスプリッタ
１２１  イメージセンサ
１２２  レンズ群
【図１】
2016122912.tif 000003
【図２】
2016122912.tif 000004
【図３】
2016122912.tif 000005