(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に対して、予め決められた波長帯域を有する照明光を発する照明手段と、
複数の色についてそれぞれの色画像を取得するための、互いに異なる分光感度を有する複数の画素からなる画像取得手段と、
前記照明光が前記原稿で反射して生じる光を前記画像取得手段に導くとともに、所定の色収差を発生させることで結像位置を前記複数の色の間で互いに異ならせる結像手段と、
前記画像取得手段によって取得された複数の色画像から長深度化された画像を生成する画像処理手段とを備え、
第１の色の物点位置における照明強度と第２の色の物点位置における照明強度との間の大小関係が前記第１の色の出力特性値と前記第２の色の出力特性値との間の大小関係とは逆になるように構成される、画像処理装置。
【請求項２】
前記結像手段は、密着光学系からなる、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
波長のより短い色ほど、その物点位置における照明強度がより大きくなるように構成される、請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
波長のより長い色ほど、その出力特性値がより大きくなるように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記照明手段は、第１の照明光を発生する第１の光源と、前記第１の照明光の波長帯域より長い波長を含む第２の照明光を発生する第２の光源とを含み、
前記画像処理手段は、前記第１および第２の照明光の波長帯域に含まれる色の色画像から距離データを算出するとともに、前記第１の照明光の波長帯域に含まれる色の色画像を合成することで、前記長深度化された画像を生成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２の光源は、赤外域の前記第２の照明光を発生する、請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記結像手段は、屈折率分布型レンズを１または複数列配列して構成した光学系を含む、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記画像取得手段は、赤色、緑色、青色についての色画像をそれぞれ取得するシリコンフォトダイオードを含み、
青色の物点位置における照明強度は、緑色の物点位置における照明強度に対して２倍より大きくなるように構成される、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記画像処理手段は、前記原稿までの距離を算出するとともに、算出した距離に基づいて、取得された複数の色画像の明るさを補正する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
原稿に対して、予め決められた波長帯域を有する照明光を発する照明手段と、
複数の色についてそれぞれの色画像を取得するための、互いに異なる分光感度を有する複数の画素からなる画像取得手段と、
前記照明光が前記原稿で反射して生じる光を前記画像取得手段に導くとともに、所定の色収差を発生させることで結像位置を前記複数の色の間で互いに異ならせる結像手段とを備え、
第１の色の物点位置における照明強度と第２の色の物点位置における照明強度との間の大小関係が前記第１の色の出力特性値と前記第２の色の出力特性値との間の大小関係とは
逆になるように構成される、画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長深度化された画像を生成することが可能な画像処理装置およびそれに用いられる画像読取装置に向けられたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナ、産業用カメラといった画像読取機能を有する装置では、被写体（典型的には、原稿）を走査することで被写体を示す画像を読取る構成が一般的に採用されている。このような走査するための機構としては、被写体に光を照射するための光源と、被写体からの反射画像を結像させるための結像光学系と、反射画像を読取るラインセンサとを有しており、これらが、被写体に対する相対位置を異ならせつつ、被写体を示す画像を読取る。
【０００３】
従来の画像読取装置の構造として、結像光学系が採用されてきた。この結像光学系は、例えば、１／５倍程度の倍率を有する縮小光学系で構成されており、このような縮小光学系を採用することで被写界深度を深くすることができる。しかしながら、このような縮小光学系を採用した画像読取装置では、共役長が長くなり、装置の小型化が難しい。
【０００４】
これに対して、より小型な画像読取装置の構造として、密着光学系の採用が増えつつある。この密着光学系は、例えば、屈折率分布型レンズ（セルフォックレンズ）を１または複数列配列して構成した、等倍で複眼の光学系で構成される。このような密着光学系を採用することで共役長が大幅に短くなり、装置の小型化を実現することができる。しかしながら、このような密着光学系を採用した画像読取装置は、複眼の光学系のために像の重なりが生じ、合成開口角が大きくなるので被写界深度が浅くなる。
【０００５】
被写界深度が浅くなることで、本の綴じ代部分や折り目などの凹凸がある被写体に対しては、画質が劣化するという問題がある。そのため、密着光学型を採用した画像読取装置の適用範囲としては、自動原稿搬送部（ＡＤＦ：Automatic Document Feeder）などの被写界深度が浅くてもよい用途に限定される。
【０００６】
ところで、上述したような画像読取装置ではなく、デジタルカメラなどの非密着光学系の撮像装置（典型的には、光源を有していないエリアセンサ）において、取得した画像を長深度化する技術が提案されている。
【０００７】
たとえば、特開２００８−２４４９８２号公報（特許文献１）には、合焦した像とぼけた像とが重なった被写体像を、３色の光を独立して光電変換できる分光型撮像素子を用いて撮像することで、解像度不足や偽色等が発生せず、高画質の超深度画像を生成できる超深度画像生成装置の構成が開示されている。より具体的には、特許文献１は、光の波長によって焦点距離の異なる撮像光学系を採用し、撮像素子から出力された画像信号のＲ、Ｇ、Ｂの各出力の内で、最もコントラストの高いものを輝度信号として採用し、残りの出力から色差信号を生成して輝度−色差信号を得、これらから超深度処理により超深度画像を演算する。このように、光の波長によって焦点距離の異なる撮像光学系を採用して、被写体の各部分について、距離データ（コントラストデータ）を取得することで、長深度化された画像が取得される。
【０００８】
また、非特許文献１においても、携帯電話用の小型カメラを用いて、被写界深度を改善する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２４４９８２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Frederic Guichard et al.、"Extended depth-of-field using sharpness transport across color channels"、［online］、２００９年、the proceedings of Electronic Imaging 2009、［平成２２年７月１６日検索］、インターネット〈URL：http://www.dxo.com/var/dxo/storage/fckeditor/File/embedded/2009_EI_EDOF.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したような長深度化する技術を、密着光学系を採用した画像読取装置に単純には適用できなかった。すなわち、密着光学系では、画像を読取るための光源を配置せざるを得ないが、非密着光学系ではこのような光源は不要である。この光源は、結像光学系との干渉を避けるために、被写体（原稿）に対して入射角をもって配置される。また、光源から出射された光は拡散することから、光学系の軸上における照明強度分布は一様にはならず、ある位置（深さ）でピーク値をとる。
【００１２】
このような理由から、原稿が原稿台上面から離れた位置（長深度領域）に配置された場合などのように、読取るべき原稿面の位置が照明強度ピーク位置から外れたときには、原稿面へ照射される光量が不足することで、読取られた画像のＳ／Ｎ特性が劣化する。その結果、長深度化するために抽出される距離データ（コントラストデータ）を安定して取得することが難しくなる。
【００１３】
そこで、本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、装置の小型化と被写界深度の拡大とを両立することが可能な画像処理装置およびそれに用いられる画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のある局面に従う画像処理装置は、原稿に対して、予め決められた波長帯域を有する照明光を発する照明手段と、複数の色についてそれぞれの色画像を取得するための、互いに異なる分光感度を有する複数の画素からなる画像取得手段と、照明光が原稿で反射して生じる光を画像取得手段に導くとともに、所定の色収差を発生させることで結像位置を複数の色の間で互いに異ならせる結像手段と、画像取得手段によって取得された複数の色画像から長深度化された画像を生成する画像処理手段とを含む。第１の色の物点位置における照明強度と第２の色の物点位置における照明強度との間の大小関係が第１の色の出力特性値と第２の色の出力特性値との間の大小関係とは逆になるように構成される。
【００１５】
この構成を採用することで、長深度化処理における距離データの算出処理を安定化できる。
【００１６】
好ましくは、結像手段は、密着光学系からなる。
好ましくは、波長のより短い色ほど、その物点位置における照明強度がより大きくなるように構成される。このような構成を採用することで、現実の使用頻度に適したものとなる。
【００１７】
好ましくは、波長のより長い色ほど、その出力特性値がより大きくなるように構成される。
【００１８】
好ましくは、照明手段は、第１の照明光を発生する第１の光源と、第１の照明光の波長帯域より長い波長を含む第２の照明光を発生する第２の光源とを含み、画像処理手段は、第１および第２の照明光の波長帯域に含まれる色の色画像から距離データを算出するとともに、第１の照明光の波長帯域に含まれる色の色画像を合成することで、長深度化された画像を生成する。このような構成を採用することで、被写界深度を拡張することができる。
【００１９】
さらに好ましくは、第２の光源は、赤外域の第２の照明光を発生する。
好ましくは、結像手段は、屈折率分布型レンズを１または複数列配列して構成した光学系を含む。このような構成を採用することで、色収差光学系を簡易に実現できる。
【００２０】
好ましくは、画像取得手段は、赤色、緑色、青色についての色画像をそれぞれ取得するシリコンフォトダイオードを含み、青色の物点位置における照明強度は、緑色の物点位置における照明強度に対して２倍より大きくなるように構成される。このような構成を採用することで、短い波長に対して感度が相対的に低いシリコンフォトダイオードを用いた場合であっても、距離データを算定して算出することができる。
【００２１】
好ましくは、画像処理手段は、原稿までの距離を算出するとともに、算出した距離に基づいて、取得された複数の色画像の明るさを補正する。このような構成を採用することで、光源からの距離が一様ではない被写体であっても、明るさのムラを補正することができる。
【００２２】
この発明の別の局面に従う画像読取装置は、原稿に対して、予め決められた波長帯域を有する照明光を発する照明手段と、複数の色についてそれぞれの色画像を取得するための、互いに異なる分光感度を有する複数の画素からなる画像取得手段と、照明光が原稿で反射して生じる光を画像取得手段に導くとともに、所定の色収差を発生させることで結像位置を複数の色の間で互いに異ならせる結像手段とを含む。第１の色の物点位置における照明強度と第２の色の物点位置における照明強度との間の大小関係が第１の色の出力特性値と第２の色の出力特性値との間の大小関係とは逆になるように構成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、装置の小型化と被写界深度の拡大とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に従う画像処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に従う読取ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に従う読取ユニットを模式的に示す上面図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う読取ユニットを模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態に従う読取ユニットにおける結像位置を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態に従う読取ユニットの設計例１における出力特性値を表す図である。
【図７】本発明の実施の形態に従う読取ユニットの設計例１における照明強度分布特性を表す図である。
【図８】本発明の実施の形態に従う読取ユニットの設計例２を模式的に示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態に従う読取ユニットの設計例２における結像位置を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に従う読取ユニットの設計例２における出力特性値を表す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に従う読取ユニットの設計例２における照明強度分布特性を表す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に従うイメージスキャナの設計手法を表すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に従う画像処理装置内の制御部のハードウェア構成を示す模式図である。
【図１４】この発明の実施の形態に従う画像処理装置の制御部における制御構造を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２６】
＜Ａ．概要＞
本実施の形態に従う画像処理装置では、密着光学系を採用する画像読取機構を有する。特に、長深度化処理を併用することで、画像読取りを保証する範囲（イメージスキャナから遠ざかる方向）を拡大することができる。このような長深度化処理を実施するために色収差光学系を採用する。
【００２７】
しかしながら、色収差光学系を採用することで、Ｓ／Ｎ特性が劣化するため、色収差光学系の特性に合致するように、照明強度分布およびセンサ出力特性を適正化する。このような構成を採用することで、合焦位置において取得される画像の感度が高くなり、長深度画像の再構築処理を安定化できる。
【００２８】
＜Ｂ．画像処理装置の構成＞
本発明は、画像読取機能を有する画像処理装置であればどのような装置にも適用できるものであり、具体的には、複写機（Multi Function Peripheral）、ファクシミリ、イメージスキャナ、産業用カメラなどに適用される。以下では、本発明に係る画像処理装置の典型例として、複写機能、プリント機能、ファクシミリ機能、およびイメージスキャナ機能といった複数の機能を搭載した複合機について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態に従う画像処理装置ＭＦＰの概略構成図である。図１を参照して、画像処理装置ＭＦＰは、自動原稿搬送部２と、イメージスキャナ３と、プリントエンジン４と、給紙部５とを含む。
【００３０】
自動原稿搬送部２は、原稿の連続的なスキャンを行うためのものであり、原稿給紙台２１と、送出ローラ２２と、レジストローラ２３と、搬送ドラム２４と、排紙台２５とを含む。スキャン対象の原稿は、原稿給紙台２１上に載置され、送出ローラ２２の作動により一枚ずつ送り出される。そして、この送り出された原稿は、レジストローラ２３により一旦停止されて先端が整えられた後に、搬送ドラム２４へ搬送される。さらに、この原稿は、搬送ドラム２４のドラム面と一体に回転し、その過程において後述するイメージスキャナ３により画像面がスキャンされる。その後、原稿は、搬送ドラム２４のドラム面を略半周した位置においてドラム面から分離されて排紙台２５へ排出される。
【００３１】
イメージスキャナ３は、読取ユニット３３と、原稿台３５とを含む。読取ユニット３３は、被写体である原稿に対する相対位置を時間的に変化させて、原稿の画像を読取る。読取ユニット３３は、主要な構成要素として、原稿に対して光を照射する光源と、光源から照射された光が原稿で反射して生じる画像を取得するイメージセンサと、イメージセンサの前段に配置された結像光学系とを含む。読取ユニット３３の詳細な構成については後述する。なお、スキャン対象の原稿は、原稿台３５に載置されることもできる。
【００３２】
イメージスキャナ３によって取得された原稿の画像、すなわちイメージセンサから出力される電気信号は、制御部１０にて各種の画像処理が行われる。
【００３３】
本実施の形態に従う画像処理装置ＭＦＰでは、制御部１０がイメージスキャナ３によって取得された複数の色画像から長深度化された画像を生成する。この処理の詳細については後述する。
【００３４】
プリントエンジン４は、一例として、電子写真方式の画像形成プロセスが実行される。具体的には、フルカラーのプリント出力が可能である。具体的には、プリントエンジン４は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を生成するイメージング（作像）ユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋを含む。イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、プリントエンジン４内に張架されて駆動される転写ベルト２７に沿って、その順序に配置される。
【００３５】
イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、それぞれ画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋと、感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋとを含む。画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋの各々は、対象の画像データに含まれる各色イメージに応じたレーザ光を発するレーザダイオードと、このレーザ光を偏向して対応の感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面を主走査方向に露光させるポリゴンミラーとを含んでいる。
【００３６】
感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面には、上述のような画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋによる露光によって静電潜像が形成され、この静電潜像がそれぞれ対応するトナーユニット４４１Ｙ，４４１Ｍ，４４１Ｃ，４４１Ｋから供給されるトナー粒子によってトナー像として現像される。
【００３７】
感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面に現像された各色のトナー像は、転写ベルト２７に順次転送される。さらに、この転写ベルト２７上に重ねられたトナー像は、給紙部５からタイミングを合わせて供給される記録紙にさらに転写される。
【００３８】
この記録紙上に転写されたトナー像は、下流部に配置された定着部において定着された後、トレイ５７に排出される。
【００３９】
上述の感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋにおける動作と並行して、記録紙を収容する給紙部５の給紙カセットにそれぞれ対応する送出ローラ５２，５３，５４および手差給紙部２６のうち、画像形成に用いられるべき記録紙に対応する部位が作動して記録紙を供給する。この供給された記録紙は、搬送ローラ５５および５６ならびにタイミングローラ５１によって搬送され、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像に同期するように、感光体ドラム４１に給紙される。
【００４０】
転写器４５は、感光体ドラム４１に反対極性の電圧を印加することで、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を記録紙に転写する。そして、除電器４６は、トナー像が転写された記録紙を除電することで、記録紙を感光体ドラム４１から分離させる。その後、トナー像が転写された記録紙は定着装置４７へ搬送される。なお、転写器４５としては、図１に示すような転写ベルトを用いた転写方式に代えて、転写チャージャーまたは転写ローラを用いた転写方式を採用してもよい。あるいは、感光体ドラム４１から記録紙へトナー像を直接転写する直接転写方式に代えて、感光体ドラム４１と記録紙との間に、転写ローラ、転写ベルトといった中間転写体を配置して、２段階以上のプロセスによって転写を行うようにしてもよい。
【００４１】
定着装置４７は、加熱ローラ４７１と加圧ローラ４７２とを含む。加熱ローラ４７１は、記録紙を加熱することで、その上に転写されたトナーを溶融するとともに、加熱ローラ４７１と加圧ローラ４７２との間の圧縮力により、溶融したトナーが記録紙上に定着される。そして、記録紙はトレイ５７に排出される。なお、定着装置４７としては、図１に示すような定着ベルトを用いた定着方式に代えて、定着ローラなど用いた定着方式、もしくは非接触の定着方式を採用してもよい。
【００４２】
一方、記録紙が分離された感光体ドラム４１では、その残留電位が除去された後、クリーニング部４８によって残留トナーが除去および清掃される。そして、次の画像形成処理が実行される。クリーニング部４８は、一例として、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、クリーニングローラ、またはこれらの組み合わせにより、残留トナーを除去および清掃する。あるいは、クリーニング部４８に代えて、感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋを用いて残留トナーを回収するクリーナーレス方式を採用してもよい。
【００４３】
ＩＤＣセンサ４９は、感光体ドラム４１上に形成されるトナー像の濃度を検出する。このＩＤＣセンサ４９は、代表的に反射型フォトセンサからなる光強度センサであり、感光体ドラム４１の表面からの反射光強度を検出する。
【００４４】
＜Ｃ．イメージスキャナの構成＞
次に、図１に示すイメージスキャナ３の構成について説明する。
【００４５】
図２は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３を模式的に示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３を模式的に示す上面図である。図４は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３を模式的に示す側面図である。
【００４６】
本明細書において、原稿台３５の平面（原稿が載置される面）をＸ−Ｙ平面（主走査方向をＸ軸とし、副走査方向をＹ軸とする）とし、このＸ−Ｙ平面と直交する向きをＺ軸（読取ユニット３３から遠ざかる方向が正）とする。
【００４７】
図２を参照して、密着光学系を採用する読取ユニット３３は、複数の屈折率分布型レンズ（セルフォックレンズ）３３２と、複数の屈折率分布型レンズ３３２を挟み込むように保持する側板３３１と、基板３３５上に配列された複数の画素３３６とを含む。
【００４８】
屈折率分布型レンズ３３２は、原稿台３５上に配置された被写体である原稿からの反射光を基板３３５上の複数の画素３３６へ導く。図２には、複数の屈折率分布型レンズ３３２がＸ軸（主走査方向）に沿って１列に配列された構成を示すが、複数列に配置した構成を採用することもできる。このような屈折率分布型レンズ３３２は、一例として、日本板硝子株式会社製のセルフォック・レンズ・アレイなどを採用することができる。なお、同一の画素３３６には、複数の屈折率分布型レンズ３３２を通じて反射光が導かれる経路が形成される。すなわち、屈折率分布型レンズ３３２は、等倍で複眼の光学系を構成する。
【００４９】
複数の画素３３６は、複数の屈折率分布型レンズ３３２に対応して、基板３３５上に一次元的に配置されている。なお、画素３３６を複数の列にわたって配置することも可能である。複数の画素３３６は、互いに異なる分光感度を有しており、複数の色についてそれぞれの色画像を取得することができる。典型的には、「赤色（Ｒ）」、「緑色（Ｇ）」、「青色（Ｂ）」の３色についての色画像（色プレーン）を生成することが可能である。なお、後述するように、これらの可視帯域に含まれる色に加えて、赤外域（ＩＲ）の色画像を取得することができるものを採用してもよい。
【００５０】
画素３３６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）アレイ、などを用いることができる。このようなデバイスを採用した場合には、分光感度を異ならせるために、対応する分光透過特性を有するカラーフィルタが光の入射面に設けられる。たとえば、赤色の波長成分を主として透過させるカラーフィルタと検出デバイスとを組み合わせることで、赤色の感度特性を有する画素３３６を実現することができる。
【００５１】
特に、本実施の形態に従う屈折率分布型レンズ３３２は、原稿で反射して生じる反射光を複数の画素３３６に導くとともに、所定の色収差を発生させることで結像位置を複数の色の間で互いに異ならせる。色収差とは、屈折率分布型レンズ３３２内を伝搬する光の波長に依存して屈折率を異ならせる性質を意味する。このような色収差によって、たとえば、赤色の波長成分を有する光波が結像する位置、緑色の波長成分を有する光波が結像する位置、および、青色の波長成分を有する光波が結像する位置が互いに異なったものとなる。
【００５２】
言い換えれば、感度のある色ごとの画素３３６から観測した場合には、Ｚ軸方向の互いに異なる位置で合焦することになる。そのため、複数の色についてそれぞれの色画像を取得し、画像内の各部分領域について、いずれの色画像において合焦状態になっているかを判断することで、部分領域毎に読取ユニット３３からの距離を推定することができる。さらに、それぞれの色画像に画像処理を施して互いに合成することで、長深度化された画像を生成することができる。
【００５３】
図２に示すような、密着光学系である複数の屈折率分布型レンズ３３２を採用することで共役長が大幅に短くできる。
【００５４】
次に、図３および図４を参照して、原稿に対して、所定の波長帯域を有する照明光を照射する照明手段である光源３３３および３３４について説明する。
【００５５】
光源３３３および３３４は、屈折率分布型レンズ３３２および画素３３６の配列方向と平行に延びる光源であり、典型的には、整列配置されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）や希ガス蛍光灯などを用いることができる。なお、光源３３３および３３４の一方だけを設ける構成を採用することもできる。但し、照度強度分布を均一化する観点からは、複数の光源を設けることが好ましい。
【００５６】
図４に示すように、光源３３３および３３４のそれぞれから照射された光（照射光）は、原稿台３５上に載置された原稿Ｄで反射され、そこで生じた反射光は屈折率分布型レンズ３３２を通じて複数の画素３３６へ導かれる。複数の画素３３６では、それぞれの色別に色画像が生成される。そして、これらの色画像から長深度化された画像（以下「長深度画像」とも称す。）が生成される。
【００５７】
以下、この長深度画像を生成するための長深度化処理について説明する。
＜Ｄ．長深度化処理＞
上述したように、長深度化処理は、密着光学型を採用したことにより被写界深度が浅くなるという課題を解決するための手段であり、原稿台３５上に、綴じ代部分や折り目などの凹凸がある原稿が載置された場合であっても、正確にその内容を読取ることができる。
【００５８】
このような長深度化処理を実現するために、本実施の形態に従う読取ユニット３３では、色収差を有する屈折率分布型レンズ３３２を用いることで、複数の色の間で結像位置を互いに異ならせる。すなわち、結像光学系である屈折率分布型レンズ３３２は、被写体（原稿）に対して正対配置されており、屈折率分布型レンズ３３２で色収差を発現させている。
【００５９】
図５は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３における結像位置を示す模式図である。図５には、画素３３６から見た赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）についての結像位置の一例を示す図である。なお、各色の結像位置を原稿台３５の上表面からの物体距離（以下、「色物体距離」とも称す。）Ｌとして表現する。
【００６０】
図５に示す例では、原稿台３５の表面から、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の順で結像位置が設定されている例を示す。屈折率分布型レンズ３３２では、その材料物性を利用して色収差を発現させており、この色収差の特性としては、波長が短いほど屈折率が大きくなる。そのため、原稿台３５の面上（Ｚ軸上）で結像するときの各色の物体距離、すなわちその位置で結像する色物体距離は、長い順に、赤色（Ｒ）＞緑色（Ｇ）＞青色（Ｂ）となる。
【００６１】
また、色物体距離の幅（ＲからＢまでの距離）は、長深度画像を生成可能なおおよその範囲を示す。すなわち、この幅が画像読取りの保証される被写界深度に相当する。
【００６２】
図５に示す例では、被写体として書籍や書類などを想定し、これらに凹凸（例えば、折り目など）がある場合でも画像読取りができるように、被写界深度を２［ｍｍ］に設計されている。
【００６３】
そして、これらの被写界深度の基準点となるように色物体距離が最も短い青色（Ｂ）の結像位置を原稿台３５の表面に設定する。すなわち、青色（Ｂ）についての色物体距離Ｌ（Ｂ）＝０［ｍｍ］とする。一方、色物体距離が最も短い赤色（Ｒ）の結像位置を原稿台３５の表面から被写界深度だけ離れた位置に設定する。すなわち、赤色（Ｒ）についての色物体距離Ｌ（Ｒ）＝２［ｍｍ］とする。そして、中間の色物体距離をもつ緑色（Ｇ）の結像位置を被写界深度の中心に設定する。すなわち、緑色（Ｇ）についての色物体距離Ｌ（Ｇ）＝１［ｍｍ］とする。
【００６４】
このように色によって結像位置が異なる読取ユニット３３を用いて取得された複数の色画像から長深度画像が生成される。以下、この長深度画像を生成するための長深度化処理の処理概要について説明する。
【００６５】
（１）画像取得処理
図５に示すように、色ごとに結像位置（焦点距離）を異ならせる色収差を有する結像光学系を用いて、結像特性（ボケ具合）が互いに異なる複数の色画像を取得する。
【００６６】
（２）距離データ算出処理
取得した複数の色画像のコントラストを評価したコントラストデータに基づいて、取得された画像を構成する各微小領域についての距離データを算出する。より具体的には、色画像の間でシャープネスの度合いを比較することで、評価対象の微小領域に対応する被写体（原稿）の部分が、Ｚ軸方向においていずれの結像位置と近いかを判断する。ここでは、合焦状態においては、その色画像のコントラストが最大となることを利用している。画像を構成するすべての微小領域について、距離データの算出処理を繰返すことで、画像内における距離の分布を取得できる。
【００６７】
（３）再構成処理
取得した各微小領域についての距離データを用いて、それぞれの色画像をシャープ化し、シャープ化された色画像を再構成することで長深度画像を生成する。
【００６８】
なお、長深度化処理の詳細な内容については、上述の特許文献１および非特許文献１などを参照されたい。
【００６９】
このような長深度化処理において、長深度画像を高精度に生成するためには、距離データを正確に算出する必要がある。すなわち、距離データは、ノイズに対して耐性を有する高Ｓ／Ｎ特性が望まれる。そのため、合焦状態における、色画像のコントラスト比を十分に高い値に維持できるように画像データを取得する必要がある。
【００７０】
そこで、本実施の形態に従う読取ユニット３３においては、各色の物点位置における照明強度の間での大小関係が対応する色画像の出力特性値の間での大小関係とは逆になるように構成される。すなわち、第１の色の物点位置における照明強度と第２の色の物点位置における照明強度との間の大小関係が第１の色の出力特性値との色の出力特性値との間の大小関係とは逆になるように構成される。
【００７１】
以下、より具体的な設計例について例示する。
＜Ｅ．設計例１＞
以下に説明する設計例１においては、読取ユニット３３を構成する検出デバイス（画素３３６）として、ＲＧＢ型カラーＣＣＤを用いた。このＲＧＢ型カラーＣＣＤでは、基板上に形成されたＳｉ（シリコン）フォトダイオードに対して、その光の入射側に、対応する色の分光特性に応じたカラーフィルタが形成されている。そのため、ＲＧＢ型カラーＣＣＤの各色についての感度（分光感度）は、カラーフィルタの特性とＳｉフォトダイオードの特性とを掛け合わせたものとなる。
【００７２】
また、光源３３３および３３４として、希ガス蛍光灯を用いた。希ガス蛍光灯の分光波長特性には、後述するように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する各波長帯にピークが存在する。また、図４に示すように、光源３３３および３３４は、被写体に対してそれぞれ異なる所定の入射角をもつように配置される。
【００７３】
本実施の形態に従う読取ユニット３３では、光学系軸（Ｚ軸）上における照明強度分布が適正化されるように決定される。この照明強度分布を決定する観点としては、以下の２点が考慮される。
【００７４】
（１）高品質な長深度画像の生成（長深度化処理の適切な実行）
（２）高品質な通常の原稿読取
以下、これらの観点について、図６および図７を参照して、以下説明する。ここで、図６は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３の設計例１における出力特性値を表す図である。図７は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３の設計例１における照明強度分布特性を表す図である。
【００７５】
（ｅ１：高品質な長深度画像の生成）
高品質な長深度画像を生成するためには、それぞれの色物体距離にある被写体を撮像したときに取得されるそれぞれの色画像についてのＳ／Ｎ特性を高くする必要がある。例えば、色物体距離Ｌ＝２［ｍｍ］の位置にある被写体についてみれば、そのときに取得されるＲ画像のＳ／Ｎ特性が高ければよく、同じタイミングで取得される他の画像（Ｇ画像およびＢ画像）のＳ／Ｎ特性を高くする必要はない。
【００７６】
同様に、色物体距離Ｌ＝１［ｍｍ］の位置にある被写体についてみれば、そのときに取得されるＧ画像のＳ／Ｎ特性が高ければよく、また、色物体距離Ｌ＝０［ｍｍ］の位置にある被写体についてみれば、そのときに取得されるＢＧ画像のＳ／Ｎ特性が高ければよい。
【００７７】
そこで、本実施の形態に従う読取ユニット３３においては、イメージセンサの感度と光源強度の色特性差とによって生じる（長深度化処理において得られる）距離データにおけるＳ／Ｎ特性の劣化を、照明強度分布を適正化することで補償する。
【００７８】
より具体的には、各物点位置（色物体距離Ｌ（Ｒ）、色物体距離Ｌ（Ｇ）、色物体距離Ｌ（Ｂ））における照明強度を、その位置で合焦する色の出力特性値に基づいて決定する。
【００７９】
ここで、色の出力特性値について説明する。色の出力特性値は、光源の分光波長特性とイメージセンサの分光感度との積算値として定義される。
【００８０】
たとえば、光源３３３および３３４が図６（ａ）に示すような分光波長特性を有しており、各色のイメージセンサが図６（ｂ）に示すような分光感度を有しているとすると、波長別に両者を乗じて、図６（ｃ）に示すような波長特性を得る。そして、各色の波長特性を積分することで、各色の出力特性値となる。図６（ｃ）に示す各色間の出力特性値の関係としては、出力特性値（Ｂ）：出力特性値（Ｇ）：出力特性値（Ｒ）＝０．４８：０．７６：１となる。すなわち、設計例１においては、波長のより長い色ほど、その出力特性値がより大きくなるように構成される。
【００８１】
また、光軸上の照明強度分布としては、出力特性値が相対的に大きい色の場合には、対応する物点位置での照明強度を相対的に小さくしている。すなわち、波長のより短い色ほど、その物点位置における照明強度がより大きくなるように構成される。
【００８２】
言い換えれば、図７に示すように、各色の物点位置における照明強度の間での大小関係が対応する色の出力特性値の間での大小関係とは逆（逆関係）になるように構成される。
【００８３】
図７に示すように、例えば、本実施の形態の設計例１においては、出力特性値が他の色よりも相対的に低い青色（Ｂ）についてみれば、青色（Ｂ）の色物点位置（色物体距離Ｌ＝０［ｍｍ］）において照明強度が相対的に強くなるように設計されている。このような照明強度分布を設定することで、各色画像のＳ／Ｎ特性が劣化することを抑制し、どの色に対しても安定して距離データを算出することができる。
【００８４】
本実施の設計例１においては、一例として、各色の出力特性値（出力特性値（Ｂ）：出力特性値（Ｇ）：出力特性値（Ｒ）＝０．４８：０．７６：１）を勘案して、各色物点位置の間での照明強度比を、Ｂ（色物体距離Ｌ（Ｂ）＝０［ｍｍ］での値）：Ｇ（色物体距離Ｌ（Ｇ）＝１［ｍｍ］での値）：色物体距離Ｌ（Ｒ）＝２［ｍｍ］での値）＝１：０．６以上：０．４以上の条件を満たすように設定した。
【００８５】
（ｅ２：高品質な通常の原稿読取）
本実施の形態に従う画像処理装置ＭＦＰでは、原稿台直読み動作（一例として、原稿台上面から＋０［ｍｍ］）だけではなく、自動原稿搬送動作（一例として、原稿台上面から＋０．２［ｍｍ］）の両方が可能となっている。
【００８６】
これらの動作を考慮して、読取ユニット３３では、図７に示すように、自動原稿搬送動作の通紙位置付近（一例として、原稿台上面から＋０．２［ｍｍ］）に光強度ピークが設定されている。この光強度ピークの設定により、イメージスキャナ３では、原稿台直読み動作だけではなく、自動原稿搬送動作においても、Ｓ／Ｎ特性の高い画像を取得することができる。なお、一般的には、自動原稿搬送時の頻度が高いので、自動原稿搬送動作の通紙位置付近に光強度ピークが設定されている。
【００８７】
＜Ｆ．設計例２＞
以下に示す設計例２においては、長深度画像としては出力されないが、長深度化するために用いられる距離データ（コントラストデータ）の算出には用いられる、別の色を追加する。これにより、長深度画像を生成できる範囲（距離データの算出可能範囲）を拡大、すなわち画像読取りが保証される被写界深度をより深くする。設計例２では、別の色の典型例として、より波長の長いＩＲ（赤外線）領域の波長を用いる。
【００８８】
以下に説明する設計例２においては、読取ユニット３３を構成する検出デバイス（画素３３６）として、Ｒ，Ｇ，Ｂ，ＩＲ型の４色カラーＣＣＤを用いた。この４色カラーＣＣＤでは、基板上に形成されたＳｉ（シリコン）フォトダイオードに対して、その光の入射側に、対応する色の分光特性に応じたカラーフィルタが形成されている。そのため、４色カラーＣＣＤの各色についての感度（分光感度）は、カラーフィルタの特性とＳｉフォトダイオードの特性とを掛け合わせたものとなる。
【００８９】
図８は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３の設計例２を模式的に示す側面図である。図８を参照して、光源３３３Ａおよび３３４Ａとして、白色ＬＥＤと赤外ＬＥＤ（ＩＲ−ＬＥＤ）との複合光源を用いた。すなわち、光源３３３Ａおよび３３４Ａは、主として可視光の光を発生する第１の光源（白色ＬＥＤ）と、可視光の波長帯域より長い波長（赤外帯域）を含む光を発生する第２の光源（赤外ＬＥＤ）とを含む。また、図８に示すように、光源３３３Ａおよび３３４Ａは、被写体に対してそれぞれ異なる所定の入射角をもつように配置される。
【００９０】
すなわち、可視光域および赤外域に含まれる色の色画像から距離データを算出するとともに、可視光域に含まれる色の色画像を合成することで、長深度画像が生成される。
【００９１】
図９は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３の設計例２における結像位置を示す模式図である。
【００９２】
図９に示す例では、原稿台３５の表面から、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、赤外（ＩＲ）の順で結像位置が設定されている例を示す。上述の設計例１と同様に、屈折率分布型レンズ３３２の材料物性を利用して色収差を発現させているため、赤外（ＩＲ）の像はより大きく屈折することになる。また、赤外（ＩＲ）についての色画像は、長深度画像の生成には使用されない（距離データの算出にのみ使用される）。そのため、赤外（ＩＲ）についての物点位置が原稿の標準載置位置から一番遠い位置となるように設定している。設計例２においては、原稿台３５の面上（Ｚ軸上）で結像するときの各色の色物体距離は、長い順に、赤外（ＩＲ）＞赤色（Ｒ）＞緑色（Ｇ）＞青色（Ｂ）となる。
【００９３】
ここで、最も小さい色物体距離と最も長い色物体距離との幅（ＩＲからＢまでの距離）は、距離データの算出が保証される被写界深度に相当する。
【００９４】
設計例２においては、設計例１における赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）についての色物体距離Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）と同様の設計値を採用するとともに、色物体距離が最も短い赤外（ＩＲ）の結像位置を原稿台３５の表面から最も離れた位置に設定する。一例として、赤外（ＩＲ）についての色物体距離Ｌ（ＩＲ）＝３［ｍｍ］とする。
【００９５】
設計例２においても、光学系軸（Ｚ軸）上における照明強度分布は、上述したような２つの観点を考慮して決定される。
【００９６】
以下、これらの観点について、図１０および図１１を参照して、以下説明する。ここで、図１０は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３の設計例２における出力特性値を表す図である。なお、図１０においては、スケールの関係から、赤外（ＩＲ）の特性については記載していない。図１１は、本発明の実施の形態に従う読取ユニット３３の設計例２における照明強度分布特性を表す図である。
【００９７】
（ｆ１：高品質な長深度画像の生成）
高品質な長深度画像を生成するためには、それぞれの色物体距離にある被写体を撮像したときに取得されるそれぞれの色画像についてのＳ／Ｎ特性を高くする必要がある。
【００９８】
そこで、本実施の形態に従う読取ユニット３３においては、イメージセンサの感度と光源強度の色特性差とによって生じる（長深度化処理において得られる）距離データにおけるＳ／Ｎ特性の劣化を、照明強度分布を適正化することで補償する。
【００９９】
たとえば、光源３３３Ａおよび３３４Ａが図１０（ａ）に示すような分光波長特性を有しており、各色のイメージセンサが図１０（ｂ）に示すような分光感度を有しているとすると、波長別に両者を乗じて、図１０（ｃ）に示すような波長特性を得る。そして、各色の波長特性を積分することで、各色の出力特性値となる。図１０（ｃ）に示す各色間の出力特性値の関係としては、出力特性値（Ｂ）：出力特性値（Ｇ）：出力特性値（Ｒ）＝０．４２：１：０．９４となる。
【０１００】
また、光軸上の照明強度分布としては、出力特性値が相対的に大きい色の場合には、対応する物点位置での照明強度を相対的に小さくしている。すなわち、波長のより短い色ほど、その物点位置における照明強度がより大きくなるように構成される。
【０１０１】
言い換えれば、図１１に示すように、各色の物点位置における照明強度の間での大小関係が対応する色の出力特性値の間での大小関係とは逆（逆関係）になるように構成される。
【０１０２】
図１１に示すように、例えば、本実施の形態の設計例１においては、出力特性値が他の色よりも相対的に低い青色（Ｂ）についてみれば、青色（Ｂ）の色物点位置（色物体距離Ｌ＝０［ｍｍ］）において照明強度が相対的に強くなるように設計されている。このような照明強度分布を設定することで、各色画像のＳ／Ｎ特性が劣化することを抑制し、どの色に対しても安定して距離データを算出することができる。
【０１０３】
本実施の設計例１においては、一例として、各色の出力特性値（出力特性値（Ｂ）：出力特性値（Ｇ）：出力特性値（Ｒ）＝０．４２：１：０．９４）を勘案して、色物体距離Ｌ（Ｂ）＝０［ｍｍ］での青色（Ｂ）の照明強度を、色物体距離Ｌ（Ｇ）＝１［ｍｍ］での緑色（Ｇ）の照明強度および色物体距離Ｌ（Ｒ）＝２［ｍｍ］での赤色（Ｒ）の照明強度のいずれに対しても２倍より大きくなるように設定した。このような照明強度比を採用することで、青色（Ｂ）の検出感度が他の色に比べて低いＳｉフォトダイオードを用いた場合であっても、距離データを安定して取得できる。すなわち、青色の物点位置における照明強度は、緑色の物点位置における照明強度に対して２倍より大きくなるように構成される。
【０１０４】
（ｆ２：高品質な通常の原稿読取）
読取ユニット３３の設計例２においても、図１１に示すように、自動原稿搬送動作の通紙位置付近（一例として、原稿台上面から＋０．２［ｍｍ］）に光強度ピークが設定されている。この光強度ピークの設定により、イメージスキャナ３では、原稿台直読み動作だけではなく、自動原稿搬送動作においても、Ｓ／Ｎ特性の高い画像を取得することができる。
【０１０５】
＜Ｇ．設計手法＞
次に、上述した照明強度分布の適正化を含めて、イメージスキャナ（読取ユニット３３）の設計手法について説明する。図１２は、本発明の実施の形態に従うイメージスキャナの設計手法を表すフローチャートである。
【０１０６】
図１２を参照して、まず、設計対象の読取ユニット３３の被写界深度が決定される（ステップＳ１０）。この被写界深度の深さは、読取ユニット３３から被写体までの設計上の位置、および、被写体のＺ軸方向の位置ずれ変動の許容量を考慮して決定される。なお、上述したように、原稿台に直接的に載置された原稿を読取るモードと、自動原稿搬送部によって自動搬送される原稿を読取るモードとの両方をサポートしている場合には、それぞれのモードにおける読取ユニット３３から原稿への距離が異なっているので、これらの事項も考慮して被写界深度が決定される。
【０１０７】
被写界深度が決定されると、次に、結像光学系が決定される（ステップＳ２０）。具体的には、焦点距離（結像位置）および色収差の度合いが適切な値となるように、屈折率分布型レンズの物理的な大きさや材料物性が選択される。
【０１０８】
結像光学系が決定されると、次に、光源の種類が決定される（ステップＳ３０）。具体的には、設計対象のイメージスキャナの特徴などに応じて、コストおよび製品スペックが適切な光源が選択される。また、光源の数についても自由度がある。たとえば、ＬＥＤを採用するのか、希ガス蛍光灯を採用するのかといった内容である。
【０１０９】
光源の種類が決定されると、次に、イメージセンサの分光感度が決定される（ステップＳ４０）。具体的には、イメージセンサの種類、材料、カラーフィルタの特性などが決定される。
【０１１０】
イメージセンサの分光感度が決定されると、次に、照明強度分布の適正化が行われる（ステップＳ５０）。具体的には、色物点位置における照明強度の間での大小関係が対応する色の出力特性値の間での大小関係とは逆になるように、光源を配置する位置、光源と組み合わせるレンズ、光源の物性（希ガス蛍光灯であれば、封入するガス圧およびガス種）などが適宜変更される。そして、照明強度分布を適正化できたか否かが判断される（ステップＳ６０）。
【０１１１】
照明強度分布を適正化できなければ（ステップＳ６０においてＮＯ）、ステップＳ４０およびＳ５０の処理が再度実行される。これに対して、照明強度分布を適正化できなければ（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、イメージスキャナの設計は完了する。
【０１１２】
上述したように、本実施の形態に従うように、照明強度分布を適正化するための自由度は比較的高い。すなわち、イメージセンサの分光感度を決定するファクタが多数あり、また、光源の分光波長特性を決定するファクタが多数ある。さらに、各色の物点位置を決定するファクタも多数ある。そのため、照明強度分布を適正化する手段として、光源の種類や位置などを調整するだけで済む場合もあるが、適正化が十分には行えない場合には、光学系およびイメージセンサを含めてシステム全体として最適化することも可能である。
【０１１３】
＜Ｈ．明るさ補正＞
上述の長深度化処理に加えて、明るさを補正することで、長深度画像の品質を向上させることもできる。
【０１１４】
例えば、書籍の見開き部を読取る場合などを考えると、原稿台３５からの距離Ｓが被写体内で一様ではない。一方で、光源からの照射される光の照明強度は、原稿台３５からの距離Ｓに応じた（Ｚ軸方向の）強度分布を有する。そのため、取得されるそれぞれの色画像は、原稿台３５からの距離Ｓに応じて明るさが変動し、画像全体として見た場合には、明るさのムラとなる。
【０１１５】
そこで、このような明るさのムラを、上述の長深度化処理において算出される距離データを用いて補正することで、長深度画像の品質をより向上させることができる。すなわち、原稿までの距離を算出するとともに、算出した距離に基づいて、取得された複数の色画像の明るさを補正する。
【０１１６】
具体的な実装方法としては、原稿台３５から被写体までの距離Ｓに関連付けて面照度補正係数を予め実験的に取得しておく。そして、画像処理装置ＭＦＰ内に、距離Ｓと面照度補正係数（例えば、デジタル化されたゲインの値）との関係を定義したＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用意しておき、取得されたそれぞれの色画像に対して、各微小領域について、当該微小領域に関して算出された距離データからＬＵＴを参照して得られた補正係数を取得し、当該取得した補正係数を用いて、２次元的な明るさのムラを補正する。
【０１１７】
このような補正方法を採用することで、原稿台３５からの距離Ｓが互いの異なる部分を含む被写体であっても、取得される色画像における明るさのムラを低減して、高品位な長深度画像を生成できる。
【０１１８】
＜Ｉ．制御部の構成＞
図１３は、本発明の実施の形態に従う画像処理装置ＭＦＰ内の制御部１０のハードウェア構成を示す模式図である。
【０１１９】
図１３を参照して、制御部１０は、処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２０２と、記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）２０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０６、ＥＥＰＲＯＭ（Electrical Erasable and Programmable Read Only Memory）２０８、およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）２１０と、通信部である外部通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス：Interface）２１２および内部通信Ｉ／Ｆ２１４とを含む。なお、これらの部位は、内部バス２１６を介して互いに接続される。
【０１２０】
制御部１０では、ＣＰＵ２０２が、ＲＯＭ２０６などに予め格納されている各種処理を実行するためのプログラムをＲＡＭ２０４などに展開して実行することで、画像処理装置ＭＦＰが制御される。
【０１２１】
ＲＡＭ２０４は、揮発性メモリであり、ワークメモリとして使用される。より具体的には、ＲＡＭ２０４には、実行されるプログラム自体に加えて、処理対象の画像データや各種変数データが一時的に格納される。ＥＥＰＲＯＭ２０８は、典型的には不揮発性の半導体メモリであり、画像処理装置ＭＦＰのＩＰアドレスやネットワークドメインなどの各種設定値を記憶する。ＨＤＤ２１０は、典型的には不揮発性の磁気メモリであり、画像処理装置から受信した印刷ジョブやイメージスキャナ３によって取得した画像情報などを蓄積する。
【０１２２】
外部通信Ｉ／Ｆ２１２は、典型的にはイーサネット（登録商標）といった汎用的な通信プロトコルをサポートし、ネットワークＮＷを介してパーソナルコンピュータＰＣや他の画像処理装置との間でデータ通信を提供する。
【０１２３】
内部通信Ｉ／Ｆ２１４は、操作パネルなどと接続され、操作パネルに対するユーザ操作に応じた信号を受信して、ＣＰＵ２０２へ伝送するとともに、ＣＰＵ２０２からの命令に従って、操作パネルにメッセージなどを表示するために必要な信号を送信する。
【０１２４】
＜Ｊ．制御構造＞
図１４は、この発明の実施の形態に従う画像処理装置ＭＦＰの制御部１０における制御構造を示すブロック図である。図１４を参照して、制御部１０は、長深度化処理を実行することで、長深度画像を生成する。
【０１２５】
より具体的には、制御部１０は、その制御構造として、画像バッファ１０２と、Ｒ画像抽出部１０４と、Ｇ画像抽出部１０６と、Ｂ画像抽出部１０８と、距離データ算出部１１０と、ＬＵＴ１１２と、Ｒ画像補正部１１４と、Ｇ画像補正部１１６と、Ｂ画像補正部１１８と、Ｒフィルタ１２４と、Ｇフィルタ１２６と、Ｂフィルタ１２８と、再構成部１３０とを含む。画像バッファ１０２は、ＲＡＭ２０３（図１３）に含まれる所定の領域として提供される。その他の部位は、典型的に、ＣＰＵ２０１（図１３）がプログラムをＲＡＭ２０３（図１３）に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
【０１２６】
画像バッファ１０２は、イメージセンサから並列的に出力される画像データを所定時間分にわたって保持する。
【０１２７】
Ｒ画像抽出部１０４は、画像バッファ１０２に保持されている画像データから赤色（Ｒ）成分のみを抽出して、Ｒ画像を生成する。そして、Ｒ画像抽出部１０４は、生成したＲ画像を距離データ算出部へ出力する。
【０１２８】
同様に、Ｇ画像抽出部１０６は、画像バッファ１０２に保持されている画像データから緑色（Ｇ）成分のみを抽出して、Ｇ画像を生成する。そして、Ｇ画像抽出部１０６は、生成したＧ画像を距離データ算出部へ出力する。また、Ｂ画像抽出部１０８は、画像バッファ１０２に保持されている画像データから青色（Ｂ）成分のみを抽出して、Ｂ画像を生成する。そして、Ｂ画像抽出部１０８は、生成したＢ画像を距離データ算出部へ出力する。
【０１２９】
なお、上述した＜Ｆ．設計例２＞の項で例示したように、距離データの算出に用いられるＩＲ領域の波長成分を追加した場合には、画像バッファ１０２に保持されている画像データから赤外（ＩＲ）成分のみを抽出して、ＩＲ画像を生成するための、ＩＲ画像抽出部１０９がさらに設けられる。
【０１３０】
画像バッファ１０２、Ｒ画像抽出部１０４、Ｇ画像抽出部１０６、Ｂ画像抽出部１０８、および、ＩＲ画像抽出部１０９は、画像取得処理を実行する部分である。
【０１３１】
距離データ算出部１１０は、距離データ算出処理を実行する部分である。すなわち、距離データ算出部１１０は、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像のコントラストデータに基づいて、取得された画像を構成する各微小領域についての距離データを算出する。距離データ算出部１１０からは、被写体を示す画像内における距離の分布が出力される。
【０１３２】
ＬＵＴ１１２は、上述した＜Ｈ．明るさ補正＞において述べたように、各色画像における２次元的な明るさのムラを補正するための補正係数を格納したテーブルである。より具体的には、ＬＵＴ１１２は、距離と面照度補正係数（色画像別）との対応関係を保持しており、画像内の各微小領域について算出された距離データが入力されると、その値に対応する面照度補正係数を、Ｒ画像補正部１１４、Ｇ画像補正部１１６、Ｂ画像補正部１１８へそれぞれ出力する。
【０１３３】
Ｒ画像補正部１１４は、Ｒ画像抽出部１０４で生成されたＲ画像の各微小領域について、ＬＵＴ１１２から受けた対応する面照度補正係数で補正して、補正後のＲ画像をＲフィルタ１２４へ出力する。
【０１３４】
同様に、Ｇ画像補正部１１６は、Ｇ画像抽出部１０６で生成されたＧ画像の各微小領域について、ＬＵＴ１１２から受けた対応する面照度補正係数で補正して、補正後のＧ画像をＧフィルタ１２６へ出力する。また、Ｂ画像補正部１１８は、Ｂ画像抽出部１０８で生成されたＢ画像の各微小領域について、ＬＵＴ１１２から受けた対応する面照度補正係数で補正して、補正後のＢ画像をＢフィルタ１２８へ出力する。
【０１３５】
Ｒフィルタ１２４は、Ｒ画像補正部１１４から補正後のＲ画像を受けると、距離データ算出部１１０で算出された各微小領域の距離データに基づいて、Ｒ画像の各微小領域をシャープ化する。より具体的には、Ｒフィルタ１２４は、各微小領域の距離データに応じた特性を有するフィルタ（関数）を逐次生成（選択）し、当該フィルタを用いて各微小領域の画像を補正する。
【０１３６】
同様に、Ｇフィルタ１２６は、Ｇ画像補正部１１６から補正後のＧ画像を受けると、距離データ算出部１１０で算出された各微小領域の距離データに基づいて、Ｇ画像の各微小領域をシャープ化する。また、Ｂフィルタ１２８は、Ｂ画像補正部１１８から補正後のＢ画像を受けると、距離データ算出部１１０で算出された各微小領域の距離データに基づいて、Ｂ画像の各微小領域をシャープ化する。
【０１３７】
なお、ＩＲ画像抽出部１０９が設けられた場合であっても、ＩＲ画像は、長深度画像の生成には用いられないので、画像補正部およびフィルタは設けられない。
【０１３８】
再構成部１３０は、Ｒフィルタ１２４、Ｇフィルタ１２６、Ｂフィルタ１２８からそれぞれ出力されるシャープ化後のＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を再構成することで、出力画像（長深度画像）を生成する。
【０１３９】
Ｒフィルタ１２４、Ｇフィルタ１２６、Ｂフィルタ１２８、および、再構成部１３０は、再構成処理を実行する部分である。
【０１４０】
＜Ｋ．その他の実施の形態＞
上述した、光源、結像光学系、イメージセンサ、カラーフィルタ特性、色数などの値は、あくまでも一設計例であり、本発明はこれらの設計例には限定されない。
【０１４１】
上述した設計例では、所定の波長帯域を有する単一の光源を用いる構成について例示したが、色別に独立した光源（例えば、各色についてのＬＥＤ）を採用することで、各色について独立して発光強度を変更できるため、光学系の軸上における照明強度分布の調整がより容易化する。
【０１４２】
上述した設計例では、屈折率分布型レンズの材料物性を利用して色収差を発現させていたため、波長の短い色ほど色物体距離Ｌが小さくなるような例を示した。しかしながら、これに限定されず、波長の長い色ほど色物体距離Ｌが小さくなるようにしてもよい。すなわち、Ｌ（Ｂ）＞Ｌ（Ｇ）＞Ｌ（Ｒ）などとなるように設計することもできる。
【０１４３】
上述の実施の形態では、結像光学系がイメージセンサ上に結像させる構成を例示したが、特開２００８−２４４９８２号公報（特許文献１）に開示されるように、２焦点レンズなどを採用することもできる。
【０１４４】
上述の実施の形態に係るプログラムによって実現される機能の一部または全部を専用のハードウェアによって構成してもよい。また、上述の実施の形態に従うＣＰＵで実行されるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。したがって、このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明に係るプログラムに含まれ得る。
【０１４５】
＜Ｋ．作用効果＞
この発明の実施の形態によれば、画像読取装置の小型化と被写界深度の拡大という２つのニーズを同時に解決することができる。この被写界深度の拡大の結果、設計公差を緩和できるとともに、縮小光学系を用いたイメージスキャナと、結像光学系を用いたイメージスキャナとがそれぞれ表面および裏面に搭載された画像読取装置であっても、原稿の表面および裏面をいずれも高品位に読取ることができる。
【０１４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４７】
２  自動原稿搬送部、３  イメージスキャナ、４  プリントエンジン、５  給紙部、１０  制御部、２１  原稿給紙台、２２  送出ローラ、２３  レジストローラ、２４  搬送ドラム、２５  排紙台、２６  手差給紙部、２７  転写ベルト、３３  ユニット、３５  原稿台、４１，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ  感光体ドラム、４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ  画像書込部、４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ  イメージング（作像）ユニット、４５  転写器、４６  除電器、４７  定着装置、４８  クリーニング部、４９  ＩＤＣセンサ、５１  タイミングローラ、５２，５３，５４  送出ローラ、５５  搬送ローラ、５７  トレイ、１０２  画像バッファ、１０４，１０６，１０８，１０９  画像抽出部、１１０  距離データ算出部、１１４，１１６，１１８  画像補正部、１２４，１２６，１２８  フィルタ、１３０  再構成部、２０１，２０２  ＣＰＵ、２０３，２０４  ＲＡＭ、２０６，２０８  ＲＯＭ、２１２，２１４  通信Ｉ／Ｆ、２１６  内部バス、３３１  側板、３３２  屈折率分布型レンズ、３３３，３３３Ａ  光源、３３５  基板、３３６  画素、４４１Ｙ，４４１Ｍ，４４１Ｃ，４４１Ｋ  トナーユニット、４７１  加熱ローラ、４７２  加圧ローラ、Ｄ  原稿、ＭＦＰ  画像処理装置、ＮＷ  ネットワーク、ＰＣ  パーソナルコンピュータ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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