(57)【要約】【課題】      画像の読み取りを高速かつ高精度に行う。【解決手段】  画像読取装置１００において、測距部３は、評価物表面と撮像部１の距離を主走査方向に渡って計測する。位置算出部４は計測された距離に基づき、所望のＭＴＦで評価物を撮像可能にする撮像部１の位置を算出する。位置調整部５は算出された位置に撮像部１を移動させ、撮像部１はこの位置で評価物の撮像を行い、画像データを生成する。なお、１回の撮像で評価物全体を所望のＭＴＦで撮像できない場合には、位置算出部４は撮像部１の位置を複数算出し、撮像部１がこれら複数の位置にて撮像を行った後、複数の画像信号から所望の結像性能の得られている領域を抽出し、これを合成した画像データを生成することによって、所望の品質の画像データを得る。【選択図】      図１
2006279287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価物表面を表す像を主走査方向に渡り結像する結像手段と、
前記結像手段により結像された像を撮像し、撮像結果に応じた画像信号を生成する撮像手段と、
前記評価物表面と前記撮像手段との距離を主走査方向に対して複数の位置で計測する測距手段と、
前記評価物と前記撮像手段の相対位置を前記距離方向に調整する位置調整手段と、
前記撮像手段が前記評価物表面を所定の結像性能にて撮像可能な前記評価物表面と前記撮像手段との距離の最大値と最小値とを記憶する記憶手段と、
前記測距手段により計測された距離が最大となる位置と最小となる位置の前記距離の差分が、前記記憶手段に記憶された最大値と最小値の差分以下となるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定が肯定的であった場合に、前記撮像手段が前記複数の位置において前記評価物表面を前記所定の結像性能にて撮像可能となるように、前記位置調整手段に前記相対位置を調整させる制御手段と、
前記相対位置を調整された状態で前記撮像手段により撮像された画像信号を出力する出力手段と
を備える画像読取装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記判定手段による判定結果が否定的であった場合に、第１の位置において前記所定の結像性能にて撮像可能となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させ、その後、前記調整において前記所定の結像性能にて撮像されなかった第２の位置が当該所定の結像性能にて撮像可能となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させ、
前記出力手段は、
複数の画像信号から前記所定の結像性能にて撮像された領域を抽出し、これを合成した画像信号を出力する
請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
評価物表面に決められた形状を有する光を主走査方向に投影する投影手段と、
前記評価物表面の像を主走査方向に渡り結像する結像手段と、
前記結像手段により結像された像を撮像し、撮像結果に応じた画像信号を生成する撮像手段と、
前記評価物と前記撮像手段の相対位置を調整する位置調整手段と、
前記投影手段により投影され、前記撮像手段が撮像することにより生成された画像信号が示す形状と、前記投影手段における前記決められた形状との変化度を主走査方向に対する複数の位置について算出する変化度算出手段と、
前記評価物表面から前記撮像手段までの距離に応じて変化する前記変化度を前記距離と対応付けて記憶する記憶手段と、
前記変化度算出手段により算出された前記複数の位置の変化度から、当該変化度に対応付けられて前記記憶手段に記憶されている前記距離を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された距離が最大となる位置と最小となる位置の前記距離の差分が、所定の結像性能に応じて決められた下限値以下となるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定が肯定的であった場合に、前記変化度が前記位置の全てにおいて前記所定の結像性能に応じて決められたレベル以下となるように、前記位置調整手段に前記相対位置を調整させる制御手段と、
前記相対位置を調整された状態で前記撮像手段により撮像された前記評価物表面を示す画像信号を出力する出力手段と
を備える画像読取装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記判定手段による判定結果が否定的であった場合に、第１の位置における前記変化度が前記所定の結像性能に応じて決められたレベル以下となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させ、その後、前記調整の時点で前記変化度が前記レベルを上回った第２の位置の前記変化度が前記レベル以下となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させ、
前記出力手段は、
複数の画像信号から前記所定の結像性能にて撮像された領域を抽出し、これを合成した画像信号を出力する
請求項３記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記所定の結像性能は、前記結像手段の光学伝達関数に基づいて決定される
請求項１または３記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記所定の結像性能は、前記結像手段の被写界深度に基づいて決定される
請求項１または３記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記判定手段による判定結果が否定的であった場合に通知を行う通知手段を備える
請求項１または３記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の品質を評価するのに適した画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタや複写機等の画像形成装置によって形成された画像の品質を評価する手法は、心理評価と物理評価に大別することができる。心理評価とは、人間（検査者）が視覚的に感じた評価画像の品質の程度を数量化することで評価を行うものであり、物理評価とは、評価画像を機械的に測定し、画像自体が持つ特性を物理量によって評価するものである。心理評価は人間の色知覚に基づいて行われるため、人間が実際に感じる画像品質の差異をよく表すことができるが、検査者毎にばらつきが生じたり、検査者の疲労によって検査結果に違いが出てしまうなどの欠点がある。これに対して、物理評価は機械を用いるため、高い再現性が得られるという特長がある。
【０００３】
画像の物理評価を行うためは、従来、フォトマルチプライヤ（フォトマル）や分光フィルタを用いて画像を読み取り、画像情報を定量化するものが一般的であった。しかし、このような画像読取装置は高価であり、しかも測定に時間を要するために、最近ではＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を備えたラインセンサやエリアセンサを用いて、画像情報を安価かつ高速に読み取ることが行われている。例えば特許文献１には、汎用のカラースキャナを用いて画像を評価する技術が記載されている。このように、ラインセンサやエリアセンサ（以下、「ラインセンサ」と総称する）を備えた汎用の画像読取装置を用いて評価画像を撮像すると、ラインセンサの主走査方向に渡って同時に撮像可能であるため、評価画像の２次元的な測定に要する時間を短縮することが可能となる。
【０００４】
ところで、近年、画像形成装置により形成される画像の高解像度化に伴って、これを評価するための画像読取装置にも高解像度化の要請がある。評価画像を高解像度で撮像するための方法の１つとして、ラインセンサに光を結像させるレンズの解像度を高めることが挙げられる。このとき、レンズには解像度が高くなるほど焦点深度が浅くなる傾向があるため、高解像度レンズを用いて画像を評価する場合には、評価画像とラインセンサとの距離が精度良く一定に保たれている必要がある。しかし、評価画像は用紙等の記録材表面に形成されているため、用紙にたわみや凹凸があった場合には、評価画像とラインセンサとの距離がラインセンサの主走査方向に渡って一定にならないことがあった。この結果、撮像した画像の一部のピントがずれてボケてしまい、正確な画像評価が行えないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２３１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この問題を回避するためには、一般的なフラットベッド型スキャナのように、評価画像の形成された用紙をガラス等の透明で平坦な台に載置させ、これをカバーで押さえながら覆うことによって、用紙からたわみを取り除けばよい。しかしこの場合、評価画像からラインセンサへの光路上にガラスが介在してしまうために、ガラスによる光の反射や屈折が正確な撮像の妨げとなったり、光の干渉によりニュートンリングが生じてしまい画像評価が行えなくなるといった不都合が生じていた。
また、特に電子写真方式で形成された画像を評価する場合には、トナーが未定着の状態の評価画像を撮像したい場合もある。このような評価画像をガラス上に載置しようとすれば、トナーが用紙から剥離したり、ガラス表面に付着して汚れたりする不都合もあった。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像の読み取りを高速かつ高精度に行うことを可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明は、評価物表面を表す像を主走査方向に渡り結像する結像手段と、前記結像手段により結像された像を撮像し、撮像結果に応じた画像信号を生成する撮像手段と、前記評価物表面と前記撮像手段との距離を主走査方向に対して複数の位置で計測する測距手段と、前記評価物と前記撮像手段の相対位置を前記距離方向に調整する位置調整手段と、前記撮像手段が前記評価物表面を所定の結像性能にて撮像可能な前記評価物表面と前記撮像手段との距離の最大値と最小値とを記憶する記憶手段と、前記測距手段により計測された距離が最大となる位置と最小となる位置の前記距離の差分が、前記記憶手段に記憶された最大値と最小値の差分以下となるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定が肯定的であった場合に、前記撮像手段が前記複数の位置において前記評価物表面を前記所定の結像性能にて撮像可能となるように、前記位置調整手段に前記相対位置を調整させる制御手段と、前記相対位置を調整された状態で前記撮像手段により撮像された画像信号を出力する出力手段とを備える画像読取装置を提供する。
かかる画像読取装置によれば、評価物を主走査方向全体に渡って所望の結像性能（画質）にて撮像することが可能となる。
【０００８】
また、この画像読取装置において、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が否定的であった場合に、第１の位置において前記所定の結像性能にて撮像可能となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させ、その後、前記調整において前記所定の結像性能にて撮像されなかった第２の位置が当該所定の結像性能にて撮像可能となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させるとともに、前記出力手段は、複数の画像信号から前記所定の結像性能にて撮像された領域を抽出し、これを合成した画像信号を出力する構成としてもよい。
このようにすれば、評価物のたわみや凹凸が激しく、１回の撮像では評価物全体に対して所望の結像性能が得られない場合であっても、撮像を複数回行ってこれらの画像を合成し、評価物全体に対して所望の結像性能を得ることが可能となる。
【０００９】
また、本発明は、評価物表面に決められた形状を有する光を主走査方向に投影する投影手段と、前記評価物表面の像を主走査方向に渡り結像する結像手段と、前記結像手段により結像された像を撮像し、撮像結果に応じた画像信号を生成する撮像手段と、前記評価物と前記撮像手段の相対位置を調整する位置調整手段と、前記投影手段により投影され、前記撮像手段が撮像することにより生成された画像信号が示す形状と、前記投影手段における前記決められた形状との変化度を主走査方向に対する複数の位置について算出する変化度算出手段と、前記評価物表面から前記撮像手段までの距離に応じて変化する前記変化度を前記距離と対応付けて記憶する記憶手段と、前記変化度算出手段により算出された前記複数の位置の変化度から、当該変化度に対応付けられて前記記憶手段に記憶されている前記距離を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された距離が最大となる位置と最小となる位置の前記距離の差分が、所定の結像性能に応じて決められた下限値以下となるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定が肯定的であった場合に、前記変化度が前記位置の全てにおいて前記所定の結像性能に応じて決められたレベル以下となるように、前記位置調整手段に前記相対位置を調整させる制御手段と、前記相対位置を調整された状態で前記撮像手段により撮像された前記評価物表面を示す画像信号を出力する出力手段とを備える画像読取装置としても特定される。
【００１０】
この画像読取装置において、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果が否定的であった場合に、第１の位置における前記変化度が前記所定の結像性能に応じて決められたレベル以下となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させ、その後、前記調整の時点で前記変化度が前記レベルを上回った第２の位置の前記変化度が前記レベル以下となるように前記位置調整手段に前記相対位置を調整させるとともに、前記出力手段は、複数の画像信号から前記所定の結像性能にて撮像された領域を抽出し、これを合成した画像信号を出力する構成としてもよい。
かかる画像読取装置によっても、上述した画像読取装置と同様の効果を得ることができる。
【００１１】
また、これらの画像読取装置において、前記所定の結像性能は、前記結像手段の光学伝達関数、すなわちＭＴＦに基づいて決定されることが可能である。
あるいは、前記所定の結像性能は、前記結像手段の被写界深度に基づいて決定されることも可能である。
【００１２】
また、これらの画像読取装置は、前記判定手段による判定結果が否定的であった場合に通知を行う通知手段を備える構成であってもよい。
このようにすれば、１回の撮像で所望の結像性能が得られなかったことをユーザに通知することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、画像の読み取りを高速かつ高精度に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［ａ］第１実施形態
図１および図２は、それぞれ、本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置１００の機能構成を示したブロック図と、この画像読取装置１００の装置構成を示した図である。本実施形態の画像読取装置１００は、機能別に分類すると、撮像部１と、走査部２と、測距部３と、位置算出部４と、位置調整部５と、ユーザインタフェース部６と、画像処理部７と、制御部８とに大別される。
【００１５】
撮像部１は撮像素子であるラインセンサ１１や高解像度レンズ１２およびランプ１３等を備え、ステージＳに載置された原稿Ｐを撮像する。撮像した結果得られた画像信号は画像処理部７に供給される。走査部２はモータ等により構成される図示せぬ駆動装置を備えており、撮像部１を副走査方向（図２の矢印Ａの方向）に移動させることによって撮像部１に原稿全体を撮像させる。測距部３はキャリッジＣ内部の決められた位置に設けられた測距センサ３１を備え、ラインセンサ１１と原稿Ｐとの距離を主走査方向（図２の紙面に対して垂直な方向）および副走査方向に渡って計測し、この計測結果を制御部８を介して位置算出部４に供給する。位置算出部４は例えば位置算出を行うためのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備えており、測距部３から供給されたラインセンサ１１と原稿Ｐとの距離に基づいてキャリッジＣの位置すべき高さ（ここでは、キャリッジＣとステージＳの距離とする）を示す位置情報を算出し、制御部８を介して位置調整部５に供給する。
【００１６】
なお、位置算出部４は、結像特性テーブルＴＢＬを記憶している。ここで、結像特性テーブルＴＢＬとは、それぞれの評価項目において決められたＭＴＦ（Modulation Transfer Function：光学伝達関数）を満たすことのできるキャリッジＣと原稿Ｐとの間の距離範囲を示す情報であり、この距離範囲の最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとを表すデータである。つまり、簡単に言うと、最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎの差分は、許容し得る鮮鋭度（ボケ量）でラインセンサ１１が撮像可能なキャリッジＣと原稿Ｐとの間の距離範囲を示している。この距離範囲が小さい（すなわち、差分が小さい）ほど許容し得る鮮鋭度は高くなり、この距離範囲が大きい（すなわち、差分が大きい）ほど許容し得る鮮鋭度は低くなる。例えば、評価項目が「画像の鮮鋭性」である場合には、結像特性テーブルＴＢＬに記述されたこの項目の最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎの差分は小さな値となり、評価項目が「画像の濃度」である場合には、結像特性テーブルＴＢＬに記述されたこの項目の最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎの差分は比較的大きな値となる。
【００１７】
位置調整部５はモータ等を備えた図示せぬサーボ機構であり、位置算出部４から供給された位置情報に応じてキャリッジＣの高さ方向（図２の矢印Ｂの方向）の位置を調整する。ユーザインタフェース部６は図示せぬタッチパネル式のディスプレイやスピーカ等を備えており、ユーザに対して各種の情報を提供するとともにユーザからの指示を受け付ける。画像処理部７は画像処理用のＡＳＩＣやＬＳＩ（Large Scale Integration）等を備え、撮像部１から供給された画像信号に基づいて画像データを生成し、図示せぬ画像評価装置等の外部装置に出力する。制御部８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、上述した各部の動作を制御する。
【００１８】
続いて、図２を参照しながら画像読取装置１００の装置構成をより詳細に説明する。なお、実際の画像読取装置１００には、キャリッジＣを支持する脚部とキャリッジＣを副走査方向に移動させるためのレールとが備わっている。脚部、レールともにキャリッジＣの主走査方向両端に設けられているが、画像読取装置１００の装置構成をより容易に理解せしめるために、ここでは特に図示しない。
【００１９】
キャリッジＣは、ラインセンサ１１と、高解像度レンズ１２と、ランプ１３と、測距センサ３１とをその内部に備えており、図示せぬ走査部２によって副走査方向に移動される。ランプ１３はハロゲンランプやタングステンランプを用いた光源であり、ステージＳに載置された原稿Ｐに光を照射する。ラインセンサ１１は、ＣＣＤ等の撮像素子を主走査方向に直線的に配列したものであり、原稿Ｐからの拡散反射光を受光する。高解像度レンズ１２は原稿Ｐからの拡散反射光をラインセンサ１１に結像させる結像光学系である。なお、高解像度レンズ１２の焦点深度は数百μｍ程度である。また、図２においては高解像度レンズ１２は１枚のみ示されているが、結像光学系はその他のレンズやミラー等を含んで構成されていてもよい。測距センサ３１は三角測距方式やレーザフォーカス方式によって原稿Ｐとの間の距離を２次元的に計測する。
【００２０】
以上の構成のもと、画像読取装置１００の制御部８は、走査部２によってキャリッジＣを副走査方向に移動させながら評価画像を読み取っていき、撮像部１の受光光に応じた画像データを生成する。このとき制御部８は、測距部３から取得した位置情報に基づき、キャリッジＣの高さを位置調整部５に調整させながらキャリッジＣを副走査方向に移動させている。以下では、画像読取装置１００が評価画像である原稿Ｐを撮像し、画像データを生成する動作をフローチャートを示しつつ説明する。
【００２１】
図３は、本実施形態の画像読取装置１００が原稿Ｐを撮像して画像データを生成する処理を示したフローチャートである。なお、この処理を始めるに際して、画像読取装置１００の制御部８はキャリッジＣを原稿Ｐの右端に移動させる。同図の流れに沿って説明すると、はじめに画像読取装置１００の制御部８は、測距部３にラインセンサ１１と原稿Ｐの表面との距離Ｄを計測させる（ステップＳａ１）。なお、ここで実際に計測されるのは測距センサ３１と原稿Ｐの表面との距離であるが、測距センサ３１とラインセンサ１１の位置関係が明らかであれば所望の値（距離Ｄ）は容易に求められるため、ここでは便宜上、ステップＳａ１で得られる値をラインセンサ１１と原稿Ｐの表面との距離Ｄとする。
【００２２】
続いて制御部８は、ステップＳａ１において得られた主走査方向のあるラインにおけるラインセンサ１１と原稿Ｐの表面との距離Ｄを取得し、これを位置算出部４に供給することによって、キャリッジＣの位置すべき高さ、すなわち位置情報を副走査方向の各ラインについて算出させる（ステップＳａ２）。この位置情報を算出するための具体的な方法について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図４（ａ）に原稿Ｐ１の主走査方向の断面を例示する。なお、図の意味を容易に理解せしめるために、ここでは原稿Ｐ１のたわみを強調して表している。同図において、Ｄ０はラインセンサ１１においてちょうどピントが合う位置とラインセンサ１１の距離Ｄを表しており、Δ１およびΔ２は、ラインセンサ１１において許容される鮮鋭度の範囲内で画像を撮像できる距離を示す変位量である。すなわち、図４においては、距離Ｄが「Ｄ０−Δ１」〜「Ｄ０＋Δ２」の範囲内にある画像領域だけが許容されるボケ量にて撮像され、所望のＭＴＦが得られることを意味している。なお、このＤ０やΔ１，Δ２の具体的な値は、あらかじめ記憶されているものである。また、Δ１およびΔ２は、所望するＭＴＦの程度によって大小が変化するものであり、決められた評価項目に応じてそれぞれ異なる値が与えられている。
【００２４】
いま、原稿Ｐ１上の点ｐ０にピントが合うようにキャリッジＣの位置が設定されているとする。つまり、点ｐ０において、ラインセンサ１１との距離Ｄは「Ｄ０」であるとする。キャリッジＣをこのような位置にした場合、原稿Ｐ１上の点ｐ１〜ｐ２に相当する領域と点ｐ３〜ｐ４に相当する領域においては、画像データから所望のＭＴＦが得られず、画像データが許容される鮮鋭度の範囲を下回ることになる。このように、結像性能が所定のレベルを下回ってボケの生じている画像データは画像評価に用いることができないため、画像読取装置１００の制御部８はキャリッジＣの位置の調整を行う。具体的には図４（ｂ）に示すように、原稿Ｐ１上の点ｐ５，ｐ６にピントが合うようにキャリッジＣの高さを調整する（この場合、高くしている）。この場合のキャリッジＣの高さＨが、上述の「位置情報」に相当する。このような高さにキャリッジＣが位置すれば、原稿Ｐ１上のいずれの領域も「Ｄ０−Δ１」〜「Ｄ０＋Δ２」の範囲内に収まることから、原稿Ｐ１の全領域を許容されるＭＴＦで撮像することが可能となる。
【００２５】
ここで図３のフローチャートの説明に戻る。上述のようにして位置情報を算出したら、次に制御部８はこの位置情報を位置調節部５に供給し、位置情報に応じた高さとなるようにキャリッジＣの位置を調節させる（ステップＳａ３）。そして、キャリッジＣの位置を調節させたら、制御部８は撮像部１に原稿Ｐの画像を撮像させる（ステップＳａ４）。
このようにして主走査方向に対してあるラインの撮像が終了したら、続いて制御部８は撮像を行っていないラインが存在するか否かを判定する（ステップＳａ５）。そして、撮像が未完であれば（ステップＳａ５；ＮＯ）、制御部８はキャリッジＣを副走査方向に１ライン分だけ移動させ（ステップＳａ６）、次のラインの撮像を行うべくステップＳａ３からの処理を再び行う。そして、原稿Ｐ全体の撮像が完了したら（ステップＳａ５；ＹＥＳ）、制御部８は画像処理部７に画像データを生成させ（ステップＳａ７）、本処理を終了させる。
【００２６】
このような処理を行うことで、画像読取装置１００は原稿Ｐの全体を撮像し、画像データを得ることができる。このようにして得られた画像データは、全ての領域においてほとんどボケがなく、生じているボケも許容範囲内となっている。すなわち、本実施形態の画像読取装置１００によれば、焦点深度が浅く、ボケの生じやすい高解像度レンズを結像手段に用いた場合であっても、画像を正確に読み取るとともに、画像評価を精度良く行うことが可能となる。
【００２７】
［ｂ］第２実施形態
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。上述の第１実施形態は、評価画像の形成された原稿のたわみ量が小さい（あるいは、許容されるボケ量の範囲が広い）場合に適用可能であり、原稿のたわみ量が大きくなる（あるいは、許容されるボケ量の範囲が狭まる）と、この方法では原稿全体にボケを生じさせることなく撮像することが不可能となる。本実施形態の画像読取装置はこのような場合に適用されるものである。
なお、本実施形態に係る画像読取装置の構成は上述の第１実施形態の画像読取装置１００とほぼ同様であり、異なるのは画像を撮像し、画像データを生成する処理手順だけである。よって、ここでは構成の説明を省略し、動作説明のみ行う。
【００２８】
図５は、本実施形態の画像読取装置１００が原稿Ｐを撮像して画像データを生成する処理を示したフローチャートである。同図の流れに沿って説明すると、はじめに画像読取装置１００の制御部８は、測距部３にラインセンサ１１と原稿Ｐの表面との距離Ｄを計測させる（ステップＳｂ１）。距離Ｄの計測の具体的な要領は第１実施形態と同様であるため、ここでは省略する。
【００２９】
次に制御部８は、上述のステップＳｂ１においてあるラインについて主走査方向に渡って計測された距離Ｄに基づき、撮像回数の特定を行う（ステップＳｂ２）。撮像回数の特定は、距離Ｄの最大値と最小値の差分と許容されるボケ量の範囲とを比較することにより行われる。具体的には以下の通りである。
【００３０】
図６に原稿Ｐ２の主走査方向の断面を例示する。なお、本図においても図４と同様に、原稿Ｐ２のたわみを強調して表している。同図から明らかなように、原稿Ｐ２のたわみ量は「Δ１＋Δ２」、すなわち許容されるボケ量の範囲よりもはるかに大きく、キャリッジＣをいかなる高さにして撮像したとしても、１回の撮像では必ずボケが生じてしまうこととなる。そこで本実施形態の画像読取装置１００は、キャリッジＣの高さを変えながら原稿Ｐを複数回撮像し、それぞれの画像信号から許容されるボケ量の範囲内にある領域だけを抜き出し、これらを合成するという処理を行う。
【００３１】
この処理を行うために、ステップＳｂ２においては、まず撮像回数を算出する。撮像回数は、距離Ｄの最大値をＤｍａｘ，最小値をＤｍｉｎとすると、「Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ」を「Δ１＋Δ２」で割った商の小数部分を切り上げた値となる。例えば、「Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ」が「１０００μｍ」，「Δ１＋Δ２」が「３００μｍ」であれば、撮像回数は「４回」であり、「Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ」が「６００μｍ」，「Δ１＋Δ２」が「２００μｍ」であれば、撮像回数は「３回」である。制御部８はこのような要領で撮像回数を算出し、この値をメモリに一時的に記憶しておく。
【００３２】
ここで図５のフローチャートの説明に戻る。続いて制御部８は、ステップＳｂ１において得られたラインセンサ１１と原稿Ｐの表面との距離Ｄを取得し、これを位置算出部４に供給することによって、キャリッジＣの位置すべき高さ、すなわち位置情報を算出させる（ステップＳｂ３）。このとき制御部８は、あるラインにおける撮像回数が複数であれば、それぞれの場合においてキャリッジＣが位置すべき高さを算出するとともに、算出された高さをこのラインの撮像が完了するまで記憶しておく。
【００３３】
次に、制御部８はこの位置情報を位置調節部５に供給し、位置情報に応じた高さとなるようにキャリッジＣの位置を調節させる（ステップＳｂ４）。撮像回数が複数である場合には、いずれの位置から撮像を開始してもよいのだが、キャリッジＣの位置調節の効率を考慮すると、高さの低い順、あるいは高い順に撮像を行うべく位置を決定するのが望ましい。そして、キャリッジＣの位置を調節させたら、制御部８は撮像部１に原稿Ｐの画像を撮像させる（ステップＳｂ５）。
【００３４】
続いて制御部８は、直前に撮像を行ったラインについて、ステップＳｂ２において特定された回数の撮像が行われたか否かを判断する（ステップＳｂ６）。ここで、撮像が必要な回数だけ行われていなければ（ステップＳｂ６；ＮＯ）、制御部８はキャリッジＣの位置の調節と原稿Ｐの撮像を特定された回数に達するまで繰り返し行わせる。
【００３５】
一方、必要な回数の撮像が行われていれば（ステップＳｂ６；ＹＥＳ）、続いて制御部８は撮像を行っていないラインが存在するか否かを判定する（ステップＳｂ７）。そして、撮像が未完であれば（ステップＳｂ７；ＮＯ）、制御部８はキャリッジＣを副走査方向に１ライン分だけ移動させ（ステップＳｂ８）、次のラインの撮像を行うべくステップＳａ３からの処理を再び行う。
【００３６】
そして、原稿Ｐ全体の撮像が完了したら（ステップＳｂ７；ＹＥＳ）、次いで制御部８は、あるラインについて少なくとも２回以上の撮像が行われているか否かを判断する（ステップＳｂ９）。撮像回数が２回以上、すなわち複数であれば（ステップＳｂ９；ＹＥＳ）、制御部８はユーザインタフェース部６を介して撮像が１回で行われなかった旨を通知する（ステップＳｂ１０）。通知の具体的な態様は任意であり、ディスプレイに表示させてもスピーカにより音を発してもよい。その後、制御部８は画像処理部７に対して、複数の画像信号から許容されるボケ量で撮像されている領域を抽出し、これを合成する処理を行わせる（ステップＳｂ１１）。
【００３７】
図７は、画像信号を合成する処理を説明するための図である。この処理を容易に理解せしめるため、ここでは原稿Ｐ２が副走査方向に対しては高さが変動していないものとする。図７（ａ）に示したように、原稿Ｐ２の撮像回数が３回であった場合には、画像処理部７は３つの画像信号から領域を抽出し、全体として１つの画像信号となるように合成を行う。具体的には、図７（ｂ）に示したように、１回目に撮像した画像信号からは領域ａ１，２回目に撮像した画像信号からは領域ａ２，ａ３，３回目に撮像した画像信号からは領域ａ４，ａ４を抜き出し、これらが原稿Ｐ２全体を表すように合成する。このようにして得られた画像信号は、いずれの領域においても所望のＭＴＦを満たしており、その領域の全体に渡ってボケ量が許容された範囲内である画像となる。
【００３８】
画像信号の合成を行ったら、制御部８は画像処理部７に対して、この画像信号に基づいた画像データを生成させる（ステップＳｂ１２）。なお、撮像回数が１回であれば（ステップＳｂ９；ＮＯ）、制御部８は上述のステップＳｂ１０の処理をスキップし、１つの画像信号から画像データを生成させる（ステップＳｂ１２）。
以上のような処理を行うことで、評価画像の形成された原稿のたわみ量が大きい場合や、高いＭＴＦが要求される画像評価を行う場合においても、本発明を適用することが可能となる。
【００３９】
［ｃ］第３実施形態
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の画像読取装置と上述の実施形態の画像読取装置１００の異なる点は、ラインセンサと原稿表面との距離を計測するか否かにある。本実施形態の画像読取装置は、ラインセンサと原稿表面との距離を計測するかわりに、原稿表面に決められたパターンの有する光を投影して、この反射光を撮像する。そして、画像読取装置内部にこの投影するパターンを記憶しておき、記憶されたパターンと反射光のパターンとを比較することにより距離を算出している。本実施形態の画像読取装置は、ラインセンサにおける結像性能が撮像対象との距離に応じて変化することを利用し、原稿表面までの距離を推定して算出するものである。以下、この画像読取装置の詳細について説明する。
なお、以下の説明において、上述の実施形態の画像読取装置１００とほぼ同様の構成を有する部分については、同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００４０】
図８および図９は、それぞれ、本発明の第３の実施形態に係る画像読取装置２００の機能構成を示したブロック図と、この画像読取装置２００の装置構成を示した図である。本実施形態の画像読取装置２００は、機能別に分類すると、撮像部１０と、走査部２と、モジュレーション算出部３０と、位置算出部４０と、位置調整部５と、ユーザインターフェース部６と、画像処理部７とを備える。つまり、本実施形態の画像読取装置２００は、測距部３ではなくモジュレーション算出部３０を備えている点が上述の画像読取装置１００と異なる点である。また、撮像部１０および位置算出部４０の機能にも若干異なる点がある。以下ではこれらの相違点を中心に、画像読取装置２００の構成について説明する。
【００４１】
撮像部１０は、光学パターン１４と投影レンズ１５を備える点が上述の撮像部１と異なっている。光学パターン１４は表面に決められた形状のパターン画像が形成されたガラス板等であり、投影レンズ１５を介して原稿Ｐに投影されることによって原稿Ｐ表面にパターン画像を形成する。パターン画像は決められた間隔で形成された矩形波ないし正弦波のチャート画像である。図９に光学パターン１４，すなわちパターン画像の一例を示す。なお、同図は光学パターン１４を概略的に示したものであり、実際には矩形波の間隔はもっと微細である。
撮像部１０は撮像したパターン画像を示す画像信号を画像処理部７に供給し、このパターン画像に応じた画像データ（以下、「パターン画像データ」という）をモジュレーション算出部３０に供給する。
なお、光学パターン１４と投影レンズ１５は移動可能に設けられており、原稿Ｐ自体の撮像、すなわち原稿Ｐの評価を行うための評価画像を出力する際には、パターン画像が原稿Ｐに投影されないようになっている。
【００４２】
モジュレーション算出部３０はパターン画像の基準データＳＴＤを記憶しており、パターン画像データを基準データＳＴＤと比較する。基準データＳＴＤは、撮像部１０がパターン画像を最適な距離（いわゆるベストフォーカスの位置）で撮像した場合に得られる画像データを示している。モジュレーション算出部３０はパターン画像データと基準データＳＴＤの比較結果からＣＴＦ（Contrast Transfer Function）あるいはＭＴＦを算出する。モジュレーション算出部３０は、パターン画像が矩形波の場合はＣＴＦを算出し、パターン画像が正弦波の場合はＭＴＦを算出する。ＣＴＦおよびＭＴＦの算出方法は既知の方法を用いてよい。
【００４３】
モジュレーション算出部３０はこのようにして算出されたＣＴＦあるいはＭＴＦ（以下、「モジュレーション」と総称する）を位置算出部４に供給する。撮像部１０がパターン画像を撮像した位置がベストフォーカスに近い位置であるほど、パターン画像データと基準データＳＴＤは類似し、モジュレーションの値は大きくなる。逆に、撮像部１０がパターン画像を撮像した位置がベストフォーカスの位置から外れ、チャート画像にボケが生じる（チャート画像の濃淡のコントラストが低下する）ほど、モジュレーションの値は小さくなる。つまり、モジュレーションが小さくなるほど、チャート画像と基準データＳＴＤの変化の度合いは大きくなる、ということである。
【００４４】
位置算出部４０は、複数の特性値を記述した結像特性テーブルＴＢＬを記憶しており、モジュレーション算出部３０により供給されたモジュレーションの値をこの特性値と比較する。本実施形態における結像特性テーブルＴＢＬは、モジュレーションがある値を示すときのキャリッジＣと原稿Ｐとの間の距離を示す情報を記述している。結像特性テーブルＴＢＬは、キャリッジＣと原稿Ｐとの間の距離をさまざまに変化させながら計測することによって、あらかじめ求められるものである。つまり、位置算出部４０は、撮像されたパターン画像のボケ量からキャリッジＣと原稿Ｐとの間の距離を特定することが可能となっており、特定された距離に基づいて位置情報を算出し、位置調整部５に供給する。
【００４５】
画像読取装置２００の構成は以上の通りである。この構成のもと、本実施形態の画像読取装置２００においては、原稿Ｐの評価画像を出力する前に原稿Ｐの表面にパターン画像を投影し、このパターン画像のモジュレーションを算出する。そして、位置算出部４０がこのモジュレーションからキャリッジＣと原稿Ｐとの間の距離を特定し、制御部８は、この距離の最大値と最小値を示す位置がともに１回の撮像で所望の結像性能を得られるか否かを判断する。この判断が肯定的、換言すれば上述の距離の最大値と最小値の差分が結像性能に応じて決められる所定の範囲内であれば、制御部８はキャリッジＣの位置を位置調整部５に調整させ、画像評価のための撮像を行う。一方、上述の判断が否定的、すなわち１回の撮像で原稿Ｐの全体を所望の結像性能で撮像することができなければ、キャリッジＣの位置を変化させながら複数回の撮像を行う。
【００４６】
［ｄ］変形例
以上に本発明の実施形態を３種類示して説明したが、本発明はこのような態様でのみ特定されるものではなく、その実施に際しては種々の変形が可能である。以下においては、本発明に適用可能な変形を例示する。
【００４７】
上述の実施形態においては、画像読取装置が画像データを生成する旨の説明を行ったが、画像データの生成はコンピュータ等の外部装置によって行われるものであってもよい。つまり、画像読取装置がラインセンサ１４０の撮像結果である画像信号を生成し、これを外部に出力する構成であっても、本発明は所期の効果を奏し得るものである。
【００４８】
また、上述の実施形態においては、結像性能を示す特性値がＭＴＦに基づいて決定されていたが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、結像性能を示す特性値を被写界深度に基づいて決定してもよい。すなわち、これを第１実施形態に適用するのであれば、結像特性テーブルＴＢＬに記述された特性値のデータを、決められた被写界深度にて撮像可能なキャリッジＣと原稿Ｐとの間の距離範囲を示す情報とすればよい。
【００４９】
また、上述の実施形態においては、キャリッジと原稿表面の距離を調整するためにキャリッジを移動させていたが、本発明においてはキャリッジと原稿表面の相対的な位置関係が変化すれば足りるのであるから、当然、キャリッジと原稿表面の距離を調整するために原稿（あるいはステージ）を移動させてもよい。
【００５０】
また、上述したように、結像特性テーブルＴＢＬには画像の評価項目に応じた複数のデータが記憶されている。この評価項目は、ユーザがユーザインタフェース部等を介して選択できるようにすることが望ましい。このようにすれば、多様な画像評価を行うことが可能となる。
【００５１】
また、上述の第３実施形態においては、原稿Ｐ表面に決められた間隔のパターン画像を投影すると説明したが、結像性能とキャリッジの距離関係を求めるためには必ずしもパターン画像である必要はなく、例えば決められた形状のレーザー光を原稿表面に照射する態様であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の機能構成を示したブロック図である。
【図２】同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３】同実施形態の画像読取装置が原稿を撮像して画像データを生成する処理を示したフローチャートである。
【図４】原稿の主走査方向の断面を例示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置が、原稿を撮像して画像データを生成する処理を示したフローチャートである。
【図６】原稿の主走査方向の断面を例示した図である。
【図７】同実施形態における画像信号を合成する処理を説明するための図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る画像読取装置の機能構成を示したブロック図である。
【図９】同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１０】同実施形態におけるパターン画像の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００，２００…画像読取装置、１，１０…撮像部、２…走査部、３…測距部、３０…モジュレーション算出部、４，４０…位置算出部、５…位置調整部、６…ユーザインタフェース部、７…画像処理部、８…制御部、１１…ラインセンサ、１２…高解像度レンズ、１３…ランプ、１４…光学パターン、１５…投影レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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