(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを介して被写体からの反射光を光電変換して前記被写体の画像データを読み取るイメージセンサと、
前記被写体から前記イメージセンサまでの間の光路長情報と、前記レンズに入射する前記反射光の入射角度データと前記レンズから出射する出射角度データとが対応付いた入出射角情報と、を予め記憶する記憶部と、
前記イメージセンサにより読み取った１ラインの前記被写体の画像データの各画素の主走査方向の画素位置を検出する画素位置検出部と、
前記画像データと、検出した前記各画素の画素位置データとを用いて、前記画像データの両端部画素の主走査方向の両端部画素位置を検出するエッジ検出部と、
前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の前記画素位置と、前記光路長情報と、前記入出射角情報とを用いて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する補正部と、
を備え、
前記光路長情報は、前記レンズと前記イメージセンサとの間の第１光路長であり、
前記補正部は、前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の主走査方向の画素位置と、前記第１光路長とから算出される出射角度データを用いて、前記入出射角情報を参照して第１入射角度データを特定し、特定した前記第１入射角度データと前記第１光路長とから算出される理想画素位置と、前記両端部画素位置及び前記画素位置との画素ずれ量に基づいて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する、
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
レンズを介して被写体からの反射光を光電変換して前記被写体の画像データを読み取るイメージセンサと、
前記被写体から前記イメージセンサまでの間の光路長情報と、前記レンズに入射する前記反射光の入射角度データと前記レンズから出射する出射角度データとが対応付いた入出射角情報と、を予め記憶する記憶部と、
前記イメージセンサにより読み取った１ラインの前記被写体の画像データの各画素の主走査方向の画素位置を検出する画素位置検出部と、
前記画像データと、検出した前記各画素の画素位置データとを用いて、前記画像データの両端部画素の主走査方向の両端部画素位置を検出するエッジ検出部と、
前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の前記画素位置と、前記光路長情報と、前記入出射角情報とを用いて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する補正部と、
読み取る前記被写体の主走査方向の長さを検出する被写体サイズ検出部と、
を備え、
前記光路長情報は、前記レンズと前記イメージセンサとの間の第１光路長と、前記被写体と前記レンズとの間の第２光路長と、であり、
前記補正部は、前記被写体の主走査方向の長さと、前記第２光路長と、前記第１光路長とを用いて、第２光路長の変動による倍率誤差を補正する、
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
前記記憶部に前記出射角度データに対応する前記入出射角情報がない場合、前記記憶部に記憶された２以上の出射角度データを用いた線形補間により当該出射角度データに対応する前記入出射角情報を算出する補間部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項４】
読み取る前記被写体の主走査方向の長さを検出する被写体サイズ検出部をさらに備え、
前記光路長情報は、前記被写体と前記レンズとの間の第２光路長であり、
前記補正部は、前記被写体の主走査方向の長さと、前記第２光路長と、前記第１光路長とを用いて、第２光路長の変動による倍率誤差を補正する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記被写体の主走査方向の長さと前記第２光路長とから第２入射角度データを算出し、算出された前記第２入射角度データと前記第１光路長とから算出される被写体端部画素位置と、前記各画素の画素位置と前記第１光路長とから算出される出射角度データを用いて特定した第１入射角度データと前記第１光路長とから算出される前記両端部画素の理想画素位置との画素ずれ量に基づいて、前記第２光路長の変動による倍率誤差を補正する、
ことを特徴とする請求項２または４に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記補間部は、前記記憶部に記憶されていない入出射角情報を、前記記憶部に記憶された２以上の入出射角情報を用いて線形補間により算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記記憶部は、前記レンズに対して、予め設定された入射角度データと出射角度データとが対応付いた、複数の入出射角情報を予め記憶する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記エッジ検出部は、前記被写体の読み取り動作中に前記両端部画素位置を検出する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記エッジ検出部は、読み取った前記画像データの主走査方向の読み取り濃度レベルが、予め設定された、上限閾値と下限閾値と、の間にある画素位置を前記両端部画素位置として検出する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記エッジ検出部は、副走査方向の予め設定した複数ライン毎に、前記画像データの主走査方向の読み取り濃度レベルを平均した値を用いて前記両端部画素位置を検出する、
ことを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか１項に記載の画像読取装置を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
レンズを介して被写体からの反射光を光電変換するイメージセンサと、前記被写体から前記イメージセンサまでの間の光路長情報と、前記レンズに入射する前記反射光の入射角度データと前記レンズから出射する出射角度データとが対応付いた入出射角情報とを記憶する記憶部と、を備える画像読取装置の画像読取方法であって、
前記イメージセンサにより読み取った１ラインの前記被写体の画像データの各画素の主走査方向の画素位置を検出する画素位置検出ステップと、
前記画像データと、検出した前記各画素の画素位置データとを用いて、前記画像データの両端部画素の主走査方向の両端部画素位置を検出するエッジ検出ステップと、
前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の前記画素位置と、前記光路長情報と、前記入出射角情報とを用いて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する補正ステップと、を含み、
前記光路長情報は、前記レンズと前記イメージセンサとの間の第１光路長であり、
前記補正ステップは、前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の主走査方向の画素位置と、前記第１光路長とから算出される出射角度データを用いて、前記入出射角情報を参照して第１入射角度データを特定し、特定した前記第１入射角度データと前記第１光路長とから算出される理想画素位置と、前記両端部画素位置及び前記画素位置との画素ずれ量に基づいて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する、
ことを特徴とする画像読取方法。
【請求項１３】
レンズを介して被写体からの反射光を光電変換するイメージセンサと、前記被写体から前記イメージセンサまでの間の光路長情報と、前記レンズに入射する前記反射光の入射角度データと前記レンズから出射する出射角度データとが対応付いた入出射角情報とを記憶する記憶部と、を備える画像読取装置の画像読取方法であって、
前記イメージセンサにより読み取った１ラインの前記被写体の画像データの各画素の主走査方向の画素位置を検出する画素位置検出ステップと、
前記画像データと、検出した前記各画素の画素位置データとを用いて、前記画像データの両端部画素の主走査方向の両端部画素位置を検出するエッジ検出ステップと、
前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の前記画素位置と、前記光路長情報と、前記入出射角情報とを用いて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する補正ステップと、
読み取る前記被写体の主走査方向の長さを検出する被写体サイズ検出ステップと、を含み、
前記光路長情報は、前記レンズと前記イメージセンサとの間の第１光路長と、前記被写体と前記レンズとの間の第２光路長と、であり、
前記補正部は、前記被写体の主走査方向の長さと、前記第２光路長と、前記第１光路長とを用いて、第２光路長の変動による倍率誤差を補正する、
ことを特徴とする画像読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等を用いた画像読取装置では、使用するレンズの収差特性により、画像が歪曲するディストーションという現象が生じる。ディストーションは、主にエリアセンサを用いたデジタルカメラ等の撮像装置において、理想結像位置に対して広がる、又は狭まる歪みで目立つものとなる。また、ディストーションは、レンズの製造誤差、及び個体差などによって生じるものであり、レンズ毎にディストーション量は異なる。これらのディストーションを補正するために、レンズ個体毎にディストーション量を測定し、メモリに保存したディストーション量を参照することによって補正を行う方法などが知られている。
【０００３】
特許文献１には、フラットベット読取りの際に原稿の浮き部分の濃度値と倍率を補正する画像読取装置が開示されている。特許文献１に記載の画像読取装置は、１ライン毎に主走査方向のエッジ検出を行って原稿の浮き部分を検出し、原稿の浮き情報に応じた濃度補正、及び倍率補正を行うものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の画像読取装置では、原稿の読取り距離が変化する場合に、レンズの歪曲収差による画像データの光学歪み量を補正（ディストーション補正）することができない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被写体の読取り距離が変化しても、画像データを適切に補正することができる画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像読取装置は、レンズを介して被写体からの反射光を光電変換して前記被写体の画像データを読み取るイメージセンサと、前記被写体から前記イメージセンサまでの間の光路長情報と、前記レンズに入射する前記反射光の入射角度データと前記レンズから出射する出射角度データとが対応付いた入出射角情報と、を予め記憶する記憶部と、前記イメージセンサにより読み取った１ラインの前記被写体の画像データの各画素の主走査方向の画素位置を検出する画素位置検出部と、前記画像データと、検出した前記各画素の画素位置データとを用いて、前記画像データの両端部画素の主走査方向の両端部画素位置を検出するエッジ検出部と、前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の前記画素位置と、前記光路長情報と、前記入出射角情報とを用いて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する補正部と、を備え、前記光路長情報は、前記レンズと前記イメージセンサとの間の第１光路長であり、前記補正部は、前記両端部画素位置及び前記両端部画素位置の間にある前記各画素の主走査方向の画素位置と、前記第１光路長とから算出される出射角度データを用いて、前記入出射角情報を参照して第１入射角度データを特定し、特定した前記第１入射角度データと前記第１光路長とから算出される理想画素位置と、前記両端部画素位置及び前記画素位置との画素ずれ量に基づいて、前記レンズの歪曲収差による前記画像データの光学歪み量を補正する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被写体の読取り距離が変化しても、画像データを適切に補正することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る画像読取装置及びＡＤＦの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る画像読取装置の機能の要部を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、従来の画像読取装置のディストーション補正について説明する図である。
【図５】図５は、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合を説明する図である。
【図６】図６は、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合を説明する図である。
【図７】図７は、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合を説明する図である。
【図８】図８は、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合を説明する図である。
【図９】図９は、ラインセンサにおける歪曲収差を示す図である。
【図１０】図１０は、理想レンズにおける入射角度に対する出射角度を示す入出射角特性を説明する図である。
【図１１】図１１は、理想レンズの入出射特性におけるイメージセンサ上の結像位置を示す図である。
【図１２】図１２は、実際のレンズにおける入射角度に対する出射角度を示す入出射角特性を説明する図である。
【図１３】図１３は、実際のレンズの入出射特性におけるイメージセンサ上の結像位置を示す図である。
【図１４】図１４は、実際のレンズにおける所定の入射角度に対する出射角度を示す入出射角特性を説明する図である。
【図１５】図１５は、入出射角特性の補間方法を説明する図である。
【図１６】図１６は、レンズの入出射角と入出射角特性を説明する図である。
【図１７】図１７は、画像補正部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、原稿のエッジ検出について説明する図である。
【図１９】図１９は、原稿のエッジ検出について説明する図である。
【図２０】図２０は、原稿のエッジ検出について説明する図である。
【図２１】図２１は、画素ずれの補正のための画素移動について説明する図である。
【図２２】図２２は、倍率補正について説明する図である。
【図２３】図２３は、本実施形態の画像読取装置の処理動作の一例について説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法の一実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各実施形態は、内容を矛盾させない範囲で、適宜組み合わせることができる。また、以下では、本発明に係る画像形成装置を、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）に適用した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。なお、複合機とは、印刷機能（プリンタ機能）、複写機能（コピー機能）、スキャナ機能、及びファックス機能のうち少なくとも２つの機能を有する装置である。
【００１０】
最初に、図１を用いて、画像形成装置３００の構成例について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置３００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、画像形成装置３００は、給紙部３０３及び画像形成装置本体（画像形成部）３０４を有し、上部に画像読取装置１００及び自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２００が搭載されたデジタル複合機である。なお、画像読取装置１００は、ＡＤＦ２００が一体となって単体の画像読取装置となるように構成されてもよい。
【００１１】
画像形成装置本体３０４内には、タンデム方式の作像部３０５と、給紙部３０３から搬送路３０７を介して供給される記録紙（記録媒体）を作像部３０５に搬送するレジストローラ３０８と、光書き込み装置３０９と、定着搬送部３１０と、両面トレイ３１１とが設けられている。
【００１２】
作像部３０５には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナーに対応して４本の感光体ドラム３１２が並設されている。各感光体ドラム３１２の回りには、帯電器、現像器３０６、転写器、クリーナ、及び除電器を含む作像要素が配置されている。
【００１３】
また、転写器と感光体ドラム３１２との間には両者のニップに挟持された状態で駆動ローラと従動ローラとの間に張架された中間転写ベルト３１３が配置されている。
【００１４】
このように構成されたタンデム方式の画像形成装置３００は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に各色に対応する感光体ドラム３１２に光書き込みを行い、現像器３０６で各色のトナー毎に現像し、中間転写ベルト３１３上に例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に１次転写を行う。
【００１５】
そして、画像形成装置３００は、１次転写により４色重畳されたフルカラーの画像を記録紙に２次転写した後、定着して排紙することによりフルカラーの画像を記録紙上に形成する。また、画像形成装置３００は、画像読取装置１００が読取った画像を記録紙上に形成する。
【００１６】
図２は、画像読取装置１００及びＡＤＦ２００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、画像読取装置１００は、デジタル複写機、デジタル複合機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に搭載されるスキャナ装置である。そして、画像読取装置１００は、光源１０２からの照射光によって被写体（読取対象）である原稿を照明し、その原稿からの反射光を光電変換するＣＭＯＳのイメージセンサ１０９で受光した信号に処理を行い、原稿の画像データを読み取る。以下では、「被写体」を「原稿」とも表記する。
【００１７】
具体的には、画像読取装置１００は、図２に示すように、原稿（被写体）を載置するコンタクトガラス１０１と、原稿露光用の光源１０２及び第１反射ミラー１０３を具備する第１キャリッジ１０６と、第２反射ミラー１０４及び第３反射ミラー１０５を具備する第２キャリッジ１０７とを有する。また、画像読取装置１００は、ＲＧＢのカラーセンサであるイメージセンサ１０９と、イメージセンサ１０９に結像するためのレンズユニット（レンズ）１０８と、読取り光学系等による各種の歪みを補正するためなどに用いる基準白板（白基準板）１１０と、シートスルー読取り用のスリット１１１も備えている。イメージセンサ１０９は、レンズユニット１０８を介して被写体からの反射光を光電変換して被写体の画像データを読み取るものである。以下、「レンズユニット」を「レンズ」とも表記する。
【００１８】
画像読取装置１００は、上部にＡＤＦ２００が搭載されており、このＡＤＦ２００をコンタクトガラス１０１に対して開閉できるように、図示しないヒンジ等を介した連結がなされている。
【００１９】
ＡＤＦ２００は、複数枚の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ２０１を備えている。また、ＡＤＦ２００は、原稿トレイ２０１に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してスリット１１１へ向けて自動給送する給送ローラ２０２を含む分離・給送手段も備えている。
【００２０】
さらに、スリット１１１の原稿搬送方向上流側には、ガイド部材１１２が設けられている。ガイド部材１１２は、スリット１１１に対する汚れやゴミの付着を防止するために、原稿搬送読取時にスリット１１１へ原稿を接触させないようにしている。
【００２１】
そして、画像読取装置１００は、固定された原稿の画像面をスキャン（走査）して原稿の画像を読み取るフラットベッド読み取りモード（以下、圧板読取と記載）時には、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７により、図示しないステッピングモータによって矢示Ａ方向（副走査方向）に原稿を走査する。このとき、コンタクトガラス１０１からイメージセンサ１０９までの光路長を一定に維持するために、第２キャリッジ１０７は第１キャリッジ１０６の１／２の速度で移動する。
【００２２】
同時に、コンタクトガラス１０１上にセットされた原稿の下面である画像面が第１キャリッジ１０６の光源１０２によって照明（露光）される。すると、その画像面からの反射光像が第１キャリッジ１０６の第１反射ミラー１０３、第２キャリッジ１０７の第２反射ミラー１０４及び第３反射ミラー１０５、並びにレンズユニット１０８経由でイメージセンサ１０９へ順次送られて結像される。
【００２３】
そして、イメージセンサ１０９の光電変換により信号が出力され、出力された信号はデジタル信号に変換される。このように、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。
【００２４】
一方、原稿を自動給送して原稿の画像を読み取るシートスルー読み取りモード（以下、原稿搬送読取と記載）時には、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７が、スリット１１１の下側へ移動する。その後、原稿トレイ２０１に載置された原稿が給送ローラ２０２によって矢示Ｂ方向（副走査方向）へ自動給送され、スリット１１１の位置において原稿が走査される。
【００２５】
このとき、搬送される原稿の下面（画像面）が第１キャリッジ１０６の光源１０２によって照明される。そのため、その画像面からの反射光像が第１キャリッジ１０６の第１反射ミラー１０３、第２キャリッジ１０７の第２反射ミラー１０４及び第３反射ミラー１０５、並びにレンズユニット１０８経由でイメージセンサ１０９へ順次送られて結像される。そして、イメージセンサ１０９の光電変換により信号が出力され、出力された信号はデジタル信号に変換される。このように、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。画像の読み取りが完了した原稿は、図示しない排出口に排出される。
【００２６】
図３は、画像読取装置１００が有する機能の要部を示す機能ブロック図である。光源１０２は、照射光を原稿に対して照射する。イメージセンサ１０９は、原稿からの反射光を光電変換し、デジタル画像信号として出力する。なお、イメージセンサ１０９は、内部に図示しない複数の受光素子が主走査方向に配列されたラインセンサである。イメージセンサ１０９は、各画素に相当する各受光素子が、光源１０２からの反射光を電気信号に変換し、図示しない増幅器やＡ／Ｄ変換器によってデジタル画素データを得る。また、イメージセンサ１０９は、各受光素子からのパラレルデータであるデジタル画素データをシリアルデータに変換し、同期信号生成部５００からの画素同期信号、ライン同期信号に同期して、ライン毎にデジタル画素データを画像補正部５０２に対して伝送する。
【００２７】
メモリ（記憶部）５０１は、予め画像読取装置１００の製造工程等において測定されたレンズユニット１０８の離散的な主走査方向のレンズユニット１０８に入射する被写体からの反射光の入射角度に対する出射角度を示す入出射角特性（入出射角情報）データが格納されている。以下、「メモリ」を「記憶部」とも表記し、「入出射角特性」を「入出射角情報」とも表記する。メモリ５０１が格納している入出射角特性（入出射角情報）は、レンズユニット１０８の個体毎に異なる特性を持っており、例えば、製造されたレンズユニット１０８を光学シミュレーションで測定したり、例えば、製造メーカから離散的な入射角度に対する出射角度の値を提供して貰ったりする等で得ることができる。メモリ５０１には、レンズユニット１０８毎に紐付けされた入出射角特性（入出射角情報）データが格納されている。さらに、メモリ５０１は、予め画像読取装置１００の設計段階等における光路長情報であるレンズユニット１０８とイメージセンサ１０９との間の第１光路長（レンズ−センサ長データ）、及び被写体（原稿）とレンズユニット１０８との間の第２光路長（原稿−レンズ長データ）の情報が格納されている。メモリ５０１は、レンズユニット１０８の入出射角情報（レンズの入出射角特性データ）及び光路長情報（光路長データ）を、同期信号生成部５００からの画素同期信号、ライン同期信号に同期して、ライン毎に画像補正部５０２に対して伝送する。記憶部５０１は、被写体からイメージセンサ１０９までの間の光路長情報と、レンズ１０８に入射する反射光の入射角度データとレンズ１０８から出射する出射角度データとが対応付いた入出射角情報と、を予め記憶する。記憶部５０１は、レンズ１０８に対して、予め設定された入射角度データと出射角度データとが対応付いた、複数の入出射角情報（入出射角特性データ）を予め記憶する。なお、入出射角情報及び光路長情報の詳細については後述する。
【００２８】
画像補正部５０２は、メモリ５０１が格納しているレンズユニット１０８の入出射角情報及び光路長情報を受入れ、レンズユニット１０８の入出射角情報、光路長情報を用いて、原稿読み取り時に原稿浮きが生じた場合でも最適なディストーション補正を行う。なお、画像補正部５０２は、メモリ５０１に格納されていない出射角度に対する入射角度の値をメモリ５０１に格納された、当該出射角度データ近傍の２以上の出射角度データを用いて補間により算出する。画像補正部５０２は、イメージセンサ１０９から受入れた主走査方向の全画素（デジタル画像データ）の主走査方向の画素ずれを補正し、後段に転送する。なお、画像補正部５０２の詳細については後述する。
【００２９】
原稿サイズ検出部（被写体サイズ検出部）５０３は、読み取る被写体（原稿）の主走査方向の長さを検出する。原稿サイズ検出部５０３は、例えば、被写体を読み取る時に被写体の主走査方向の両端部をセンサ等で検出して被写体のサイズ情報を取得する。原稿サイズ検出部５０３は、取得した被写体（原稿）のサイズ情報を画像補正部５０２に対して伝送する。なお、「原稿サイズ検出部」は、請求項の「被写体サイズ検出部」に対応する。
【００３０】
ここで、図４を用いて、従来の画像読取装置の画像補正部について説明する。まず、図示しない従来の画像読取装置が有する機能の要部を示す機能ブロック図は、上記の図３で示した本実施形態の画像読取装置１００の原稿サイズ検出部５０３を備えない構成である。図４は、従来の画像読取装置のディストーション補正について説明する図である。図４において、縦軸は画素のずれ量を表し、横軸は主走査方向の画素を表している。また、色の３原色であるＲ（Ｒｅｄ）／Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）／Ｂ（Ｂｌｕｅ）各色について示している。
【００３１】
従来の画像読取装置は、製造工程において、専用の原稿（例えば、主走査に縦線が複数本あり、縦線の間隔が測定されているもの）を、図２を用いて説明した圧板読取で読み取ることで、主走査方向全画素における、理想結像位置からのずれ量をＲ（Ｒｅｄ）／Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）／Ｂ（Ｂｌｕｅ）各色で求めておく。
【００３２】
上記のずれ量のうち、複数の主走査方向の画素位置と、その画素位置に対応する画素ずれ量のディストーションデータを予め画像読取装置内のメモリに保存する。図４の例では、所定の「□印」の画素ずれ量データを１７画素×３個（Ｒ／Ｇ／Ｂ各色）をメモリに保存していることを示している。これは、主走査方向の全画素に対するディストーションデータを保存した場合、メモリ容量が膨大となってしまう為である。
【００３３】
そして、従来の画像補正部は、画像読取装置のシステム側の制御により、上記の保存されたディストーションデータを用いて、保存されていない主走査方向の画素位置のディストーションデータを補間により求める。
【００３４】
上記により、主走査方向の全画素のディストーションデータが求まるので、従来の画像補正部は、各主走査入力画素に対して、画素位置に対応したずれ量分だけ、画素位置をずらすことで、出力画像は理想位置で再現できる。図４の例では、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色を主走査１画素毎に理想位置、つまり、ずれ量が０になるように移動させて補正するため、歪曲収差の結像の広がりや狭まりを補正すると同時に、倍率色収差による色ずれも補正できる。
【００３５】
しかしながら、従来の画像補正部が用いる、図４の例で示したディストーションずれ量データは、予め圧板読取で専用原稿を読取って得た、理想結像位置（理想画素位置）からのずれ量であり、圧板読取時に原稿全面がコンタクトガラスに接していることが前提である。
【００３６】
図５〜図８は、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合を説明する図である。図５に示すように、原稿圧板読取の場合に、例えば、本や折り目のついた原稿を読取る際には、副走査中心付近で原稿がコンタクトガラス１０１から浮いてしまう箇所がある。また、原稿搬送読取の場合には、ガイド部材１１２を設置して、原稿を浮かして読取る方式時においても、厳密には１スキャン内で原稿読取りの高さが一定ではなく、原稿副走査方向の前後端で一度スリット１１１へ原稿が接する部分があること、メカニカル構成や原稿搬送速度、紙種など、様々なばらつき要因により、原稿読取り距離に変動が生じる。
【００３７】
上記のように、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合、図６に示すように、レンズから原稿までの距離が長くなるため、その結果、イメージセンサ面での結像位置は縮む方向に倍率誤差が生じることになる。図６においては、原稿浮きがない場合の原稿読取位置とイメージセンサ面での結像位置を実線で示し、原稿浮きがある場合の原稿読取位置とメージセンサ面での結像位置を点線で示している。図７は、圧板読取時の読取画像の一例を示素図であり、図８は、原稿搬送読取時の読取画像の一例を示す図である。図７の例は、図５で示した、本を読み取った場合であり、副走査方向の真ん中辺りで原稿がコンタクトガラス１０１から浮いてしまう箇所では倍率が小さくなっていることを示している。また、図８の例は、図５で示した、ガイド部材１１２を設置して、原稿を浮かして読取る場合であり、副走査方向の両端部はコンタクトガラス１０１に接しているが、両端部に対して真ん中部分で原稿がコンタクトガラス１０１から浮いてしまう箇所では倍率が小さくなっていることを示している。このように、原稿読み取り時に原稿浮きが生じている読取画像は、倍率誤差が発生すると共に、レンズの収差特性上、ディストーションのずれ量にも変化が生じることになる。
【００３８】
図９は、ラインセンサにおける歪曲収差を示す図である。図９（ａ）は画像読取装置に対する入力画像であり、図９（ｂ）、（ｃ）は画像読取装置が読取った結果である出力画像（第１例、第２例）である。
【００３９】
まず、図２を用いて説明したように、画像読取装置１００では、原稿画像面を光源１０２で照明（露光）し、その反射光がレンズユニット１０８を介し、イメージセンサ１０９の光電変換素子へと入力される。
【００４０】
ラインセンサを用いた画像読取装置１００においては、レンズユニット１０８の特性により、レンズユニット１０８が球面であるため、図９（ａ）に示した理想結像位置に対して、図９（ｂ）に示した主走査方向の間隔（位置）が狭まる歪み、又は図９（ｃ）に示した主走査方向の間隔（位置）が広がる歪みが発生する場合がある。これが歪曲収差（ディストーション）である。また、イメージセンサ１０９にカラーセンサを用いた場合、屈折率が光の波長により異なるため、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色間で色ずれが起きてしまい、画像の滲みが発生する倍率色収差が発生してしまう。また、収差は焦点距離に依存し、焦点距離が長いレンズユニット１０８ほど、収差影響は少なくなり、焦点距離が短い小型レンズユニットほど、収差影響が大きくなる。また、レンズの製造バラつき等の影響により、レンズ個体毎にディストーション量は異なる。
【００４１】
次に、図１０〜図１３を用いて、ディストーション補正について説明する。図１０は、理想レンズにおける入射角度に対する出射角度を示す入出射角特性を説明する図である。図１１は、理想レンズの入出射特性におけるイメージセンサ上の結像位置を示す図である。図１２は、実際のレンズにおける入射角度に対する出射角度を示す入出射角特性を説明する図である。図１３は、実際のレンズの入出射特性におけるイメージセンサ上の結像位置を示す図である。
【００４２】
図５〜図８を用いて説明したように、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合は、倍率誤差を補正するだけでは、ディストーションのずれ量は補正できない。例えば、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色において、図１０で示すような理想レンズの入出射角特性をもったレンズの場合は、原稿の主走査方向の端部位置での原稿浮きがない場合の入射角度をωｉ、出射角度をωｏで示し、原稿浮きがある場合の入射角度をθｉ、出射角度をθｏで示し、原稿の主走査方向の任意位置での原稿浮きがない場合の入射角度をωｉ’、出射角度をωｏ’で示し、原稿浮きがある場合の入射角度をθｉ’、出射角度をθｏ’で示す。理想レンズは、すべての場合で入射角度＝出射角度の入出射角特性を持つので歪曲収差が起こらない。理想レンズの場合は、図１１で示すように、原稿の主走査方向の端部位置での原稿浮きがない場合（端部結像位置）と、原稿浮きがある場合の結像位置（結像位置）を、それぞれＢ、ｂで示し、原稿の主走査方向の任意位置での原稿浮きがない場合（端部結像位置）と、原稿浮きがある場合の結像位置（結像位置）を、それぞれＣ、ｃで示したとき、下記式（１）の関係が成り立つ。
【００４３】
（Ｂ−ｂ）／Ｂ＝（Ｃ−ｃ）／Ｃ  ・・・  式（１）
【００４４】
上記式（１）は、原稿の主走査方向の端部位置での原稿浮きによる倍率誤差と、原稿の主走査方向の任意位置での原稿浮きによる倍率誤差が同じということを示している。これにより、入射角度＝出射角度が成り立つ理想レンズでは、原稿浮きがある場合でも、主走査方向の任意のどの位置であっても、同一の倍率誤差となるため、倍率補正を行うだけで正確にディストーション補正、及び倍率補正を行うことができる。なお、図１１においては、原稿浮きがない場合の原稿読取位置とイメージセンサ面での結像位置を実線で示し、原稿浮きがある場合の原稿読取位置とメージセンサ面での結像位置を点線で示している。
【００４５】
しかし、実際に使用するレンズでは、レンズ毎の個体ばらつきにより、入射角度＝出射角度となる理想レンズは存在しない。例えば、図１２に示すようなレンズ入出射角特性をもったレンズの場合は、原稿の主走査方向の端部位置での原稿浮きがない場合の入射角度ωｉに対する出射角度ωｏ、原稿浮きがある場合の入射角度θｉに対する出射角度θｏ、原稿の主走査方向の任意位置での原稿浮きがない場合の入射角度ωｉ’に対する出射角度ωｏ’、原稿浮きがある場合の入射角度θｉ’に対する出射角度θｏ’が、それぞれ変化するために原稿読み取り時に原稿浮きがある場合、原稿の主走査方向の端部位置、及び原稿の主走査方向の任意位置において、図１１で示した、理想結像位置ｂ、ｃから、図１３で示す端部結像位置ｂ’、結像位置ｃ’へ画素がずれる倍率誤差が局所的に変化してしまうことで、式（１）の関係は成り立たなくなる。これが、図４で示したような、歪曲収差による歪みの原因である。また、図１２では入出射角特性データは１本のみしか示していないが、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色で入出射角特性がずれることで倍率色収差による色ずれも発生する。よって、図４を用いて説明したディストーション補正方法では、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合には対応できないことになる。なお、図１３においては、図１１で示した原稿浮きがない場合のイメージセンサ面での端部結像位置Ｂ’及び結像位置Ｃ’と、原稿浮きがある場合のイメージセンサ面での端部結像位置ｂ’及び結像位置ｃ’とを併せて示している。また、図１３においては、原稿浮きがない場合の原稿読取位置とイメージセンサ面での結像位置を実線で示し、原稿浮きがある場合の原稿読取位置とメージセンサ面での結像位置を点線で示している。
【００４６】
そこで、本実施形態におけるディストーション補正では、画像読取装置１００の製造工程等において予め得られるレンズユニット１０８の入出射角特性データを用いて、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合でも最適なディストーション補正を行うものである。
【００４７】
最初に、図１４〜図１６を用いて本実施形態における画像補正の概要について説明する。図１４は、実際のレンズにおける所定の入射角度に対する出射角度を示す入出射角特性を説明する図である。図１５は、入出射角特性の補間方法を説明する図である。図１６は、レンズの入出射角と入出射角特性を説明する図である。図１４及び図１５においては、実際のレンズ（歪曲収差のあるレンズ）の入出射角度（横軸）に対する出射角度（縦軸）を示す入出射特性を、「黒□印」で示している。なお、図１６においては、図６を用いて説明した原稿の半面とその結像位置のみを示している。また、入出射角特性も０°〜９０°のみを示している。以下の説明では図示していない原稿のもう一方の半面側も同様の方法でディストーション補正を行うものとする。
【００４８】
図１０〜図１３を用いて説明したように、実際に使用するレンズでは倍率が変化するとディストーションのずれ量も主走査方向で非線形に変化する。図１６に示すような実際のレンズは個体毎に異なる入出射特性を持っており、例えば、製造されたレンズユニット１０８を光学シミュレーションで測定したり、例えば、製造メーカから離散的な入射角度に対する出射角度の値を提供して貰ったりする等で得ることができる。
【００４９】
このようにして得られたレンズユニット１０８の入出射角特性（入出射角情報）データを予め記憶部５０１に記憶する。図１４の例では、「黒□印」で示した所定の入射角度データに対する出射角度データの入出射角特性（入出射角情報）データ１０点を予め記憶していることを示している。レンズユニット１０８の入出射角特性（入出射角情報）はレンズ個体毎に異なる為、レンズに紐付けされた入出射角特性値が記憶されることになる。
【００５０】
また、図１６に示すように、予め画像読取装置１００の設計段階等における光路長情報であるレンズユニット１０８とイメージセンサ１０９との間の第１光路長（レンズ−センサ長データ）、及び被写体（原稿）とレンズユニット１０８との間の第２光路長（原稿−レンズ長データ）の情報を予め記憶部５０１に記憶する。
【００５１】
また、図１５に示すように、「黒□印」で示した所定の入射角度データに対する出射角度データの入出射角特性データ１０点以外の任意の入出射角特性データは、記憶部５０１に記憶された、当該入出射角特性データの近傍の２以上の入出射角特性（入出射角情報）データを用いて補間により算出する。補間には、例えば演算が容易な線形補間が用いられる。なお、補間方法は線形補間に限ることはなく任意である。なお、図１４及び図１５に示した例では、入出射角特性データが１本であり、単色（ＲＧＢいずれか）を想定した記載となっている。画像読取装置１００は、ＲＧＢのカラーセンサであるイメージセンサ１０９に対し、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色それぞれの入出射角特性データを記憶し、後述する入出射角特性補間部４０９で補間した入出射角特性データを算出している。
【００５２】
次に、原稿読み取りを行った際、まず、エッジ検出を行う。エッジ検出についての詳細は後述する。原稿読み取り時に原稿浮きがない場合は、後述するエッジ検出によって図１６に示したイメージセンサの結像位置（原稿浮きなし）であるＢ’の位置が求まる。そして、Ｂ’が求まると、メモリ（記憶部）５０１に記憶されているレンズ−センサ長（第１光路長）＝Ｚより、後述する下記式（２）を用いて、出射角ωｏ（原稿浮きなし）が求まる。
【００５３】
また、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合でも下記式（２）を用いて求めることができる。例えば、エッジ検出によって、結像位置がｂ’（原稿浮きあり）であるとした場合、出射角θｏは、θｏ＝ｔａｎ−１（ｂ’／Ｚ）により算出される。
【００５４】
よって、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合／ない場合、に関わらず、下記式（２）を用いて出射角が求まる。
【００５５】
以下の説明では、結像位置（原稿浮きなし）であるＢ’、出射角ωｏを用いて説明を行う。下記式（２）から出射角ωｏが求まると、図１５の補間された入出射角特性データから、原稿端部Ｄの入射角度ωｉが求まる。レンズ−センサ長（第１光路長）＝Ｚは予めメモリ（記憶部）５０１に記憶されているため、理想結像位置Ｂ（入射角＝出射角の入出射角特性の場合の結像位置）を、後述する下記式（３）を用いて、求めることができる。
【００５６】
これにより、実際に原稿を読取ってイメージセンサに結像された結像位置（原稿浮きなし）Ｂ’と、理想結像位置Ｂが得られる。得られたＢ’とＢとの差であるＢ−Ｂ’が、ディストーションの画素ずれとして画像に現れるので、Ｂ−Ｂ’の差のずれを補正する。つまり、実際の結像位置（原稿浮きなし）Ｂ’を理想結像位置Ｂとなるように置き換える。なお、読み取り画像端部Ｄの理想結像位置Ｂｅは、後述する倍率補正で使用する。
【００５７】
また、その他の主走査方向の任意位置の結像位置においても、結像位置（原稿浮きなし）Ｂ’を理想結像位置Ｂとの差のずれ量をずらしていく（画素移動させる）ことで、主走査方向の任意位置でのディストーションを補正することができる。
【００５８】
上記の結像位置（原稿浮きなし）Ｂ’は、主走査方向の画素数分の距離だけ変化する為、下記式（２）、（３）を用いて算出される理想結像位置Ｂの値もＢ’の値に応じて変化する。よって、下記式（２）、（３）を用いることにより、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合／ない場合、に関わらず、主走査方向すべての点でディストーションによるずれ量を補正することができる。なお、上記の主走査方向すべての点でディストーションによるずれ量の補正はＲ／Ｇ／Ｂの各色で行う。
【００５９】
ただし、原稿読み取り時に原稿浮きがある場合には、上述したディストーション補正は行われているが、図１２及び図１３を用いて説明したように、主走査方向全体で画像が縮んでしまう。従って、本実施形態では原稿読み取り時に原稿浮きがある場合にも対応できるように、ディストーション補正後に倍率補正を行うようにする。
【００６０】
倍率補正を行う際には、例えば、原稿読み取り時に原稿浮きがない場合の理想結像位置を把握する必要がある。そのため、図３を用いて説明した原稿サイズ検出部５０３によって得られた原稿サイズ情報（原稿の主走査方向の長さ）から、原稿中心Ｃからの距離Ａが求まる。また、原稿−レンズ長（第２光路長）＝Ｙは、予めメモリ（記憶部）５０１に記憶されているため、後述する下記式（４）、（５）を用いて、原稿読み取り時に原稿浮きがない場合の、原稿端部Ｄの理想結像位置であるＢｅを求めることができる。
【００６１】
下記式（４）、（５）から算出されたＢｅと、後述するエッジ検出を行って、下記式（３）を用いて算出された画像端部の理想結像位置Ｂとの比率から、後述する図２２と同様にして倍率誤差を算出し、算出した倍率誤差データを用いて主走査方向の任意の位置の画素ずれ量を求めることができるため、倍率補正を行うことができる。なお、図１６の例では、原稿読み取り時に原稿浮きがない場合は、Ｂｅ＝Ｂ、倍率誤差＝０となるが、原稿浮きがある場合は、Ｂｅ≠Ｂであるため倍率補正を行う必要がある。
【００６２】
なお、図１６においては、原稿浮きがない場合の原稿読取位置とイメージセンサ面での結像位置を実線で示し、原稿浮きがある場合の原稿読取位置とメージセンサ面での結像位置を点線で示している。また、原稿浮きがない場合の原稿読取位置の入射角度をωｉ、出射角度をωｏで示し、原稿浮きがある場合の原稿読取位置の入射角度をθｉ、出射角度をθｏで示している。また、原稿浮きがない場合の原稿端部Ｄのイメージセンサ面での結像位置はＢｅで示している。以上の説明が、本実施形態における画像補正の概要である。
【００６３】
図１７は、画像補正部５０２の機能構成の一例を示すブロック図である。まず、図３を用いて説明したように、画像補正部５０２に入力されるデータとして、イメージセンサ１０９から入力されるデジタル画像データと、メモリ５０１から入力されるレンズユニット１０８の入出射角特性データ及び光路長データ（原稿−レンズ長データ、レンズ−センサ長データ）と、原稿サイズ検出部５０３から入力される原稿サイズデータと、同期信号生成部５００から入力される画素同期信号及びライン同期信号がある。また、出力されるデータとして、補正部４０５で補正（ディストーション補正及び倍率誤差補正）された出力画像データが出力される。
【００６４】
画像補正部５０２は、画素位置検出部４００と、エッジ検出部４０１と、出射角算出部４０２と、入射角出力部４０３と、理想画素位置算出部４０４と、補正部４０５と、入射角算出部４０６と、原稿端部画素位置算出部４０７と、倍率誤差算出部４０８と、入出射角特性補間部４０９とを有する。上記各部については、これらの一部又は全部がソフトウェア（プログラム）であってもよいし、ハードウェア回路であってもよい。また、上記各部のうちの一部が画像読取装置１００に搭載される形態であってもよい。
【００６５】
最初に、画像補正部５０２に入力されたデジタル画像データは、画素位置検出部４００、エッジ検出部４０１、補正部４０５へと入力される。
【００６６】
画素位置検出部４００は、イメージセンサ１０９により読み取った１ラインの被写体の画像データの各画素の主走査方向の画素位置を検出する。画素位置検出部４００は、内部のカウンタで、入力されたデジタル画素データの主走査方向の各画素データに対して画素同期信号よりカウントを行って、各画素の画素位置（イメージセンサ上の結像位置）データを出力する。なお、主走査方向の１ラインの各画素位置の読取りが終了すると、ライン同期信号に同期して、カウントの値をリセットすることで、主走査方向の１ラインの画素位置データを得ることができる。主走査方向の全ての画素位置データは、エッジ検出部４０１、及び補正部４０５へと出力される。また、主走査方向の全ての画素位置データは、エッジ検出部４０１を介して出射角算出部４０２へ出力される。
【００６７】
エッジ検出部４０１は、画像データと、検出した各画素の主走査方向の画素位置データとを用いて、画像データの両端部画素の主走査方向の両端部画素位置（端部画素位置）を検出する。また、エッジ検出部４０１は、被写体の読み取り動作中に両端部画素位置（端部画素位置）を検出する。また、エッジ検出部４０１は、読み取った画像データの主走査方向の読み取り濃度レベルが、予め設定された、上限閾値と下限閾値と、の間にある画素位置を両端部画素位置（端部画素位置）として検出する。また、エッジ検出部４０１は、副走査方向の予め設定した複数ライン毎に、画像データの主走査方向の読み取り濃度レベルを平均した値を用いて両端部画素位置（端部画素位置）を検出する。また、エッジ検出部４０１は、画素位置検出部４００から入力された画素位置データと画像データとから、後述するエッジ検出方法により、読み取った画像データの両端部画素位置（端部画素位置）を検出する。そして、検出した両端部画素位置データは、後段にある倍率誤差算出部４０８へ出力する両端部理想画素位置データの情報として用いる。また、両端部画素位置の間にある各画素の画素位置データは出射角算出部４０２へ出力される。
【００６８】
ここで、図１８〜図２０を用いて、本実施形態のエッジ検出方法について説明する。図１８〜図２０は、原稿のエッジ検出について説明する図である。
【００６９】
図１４〜図１６を用いて説明した画像補正（ディストーション補正）を行うためには、主走査方向の原稿幅を副走査１ライン毎に求めるためにエッジ検出を用いる。エッジ検出では、図１８に示すように画像の主走査方向の読取レベルをモニタし、原稿のエッジ部分を検出する。原稿のエッジ部分には、原稿と背景部材の間に影が生じるため、影の変動レベルが検出できるよう、予め読取レベル閾値を設けておく。図１８の例では、読取レベルが閾値以下になる原稿の最左端ｘ１と、原稿の最右端ｘ２の主走査方向の画素位置より、読み取り原稿の主走査方向の原稿幅を求めることができる。なお、読取レベル閾値の値は任意に設定することができる。
【００７０】
ここで、例えば、ゴミが背景部材やコンタクトガラス上に付着している場合について説明する。例えば、図１９に示すように原稿領域外の右端にゴミがある場合である。このときの読取レベルは、上記で予め設定した閾値以下になる。この場合、原稿の最右端ｘ２は本来のエッジより右側に検出されてしまい、誤った原稿幅となってしまう。従って、誤検出を考慮したうえで、上限と下限の読取レベル閾値を予め設定しておくことで、下限閾値を下回る場合においてはエッジを検出させないことで、エッジ検出精度の向上を図ることができる。この際、読取レベル閾値上限と下限との間の画素で誤検出しないように、主走査方向の画素数にも閾値を設けておく必要がある。例えば、読取レベル閾値上限と下限との間に連続して画素がある場合には、原稿のエッジとみなすことが出来るので、例えば、主走査方向の画素数閾値を２画素以上とすることで、ゴミ部分を誤検出せずに原稿のエッジ検出を行うことができる。
【００７１】
ただし、図２０で示すように、例えば、原稿の読取レベルが低い原稿の場合は、原稿のエッジ部を跨ったあとも、読取レベル閾値の下限を下回ってしまい、上述のエッジ検出方法では対応できない。従って、上述したゴミを誤検出しない場合の主走査方向の画素数閾値にも上限を設けることによって読取レベルが低い原稿の場合でも対応することが可能となる。図１８〜図２０の例では、上記の読取レベル閾値下限以下で、かつ、主走査方向の画素数閾値２画素以上〜４画素未満となった場合に、閾値内ではゴミと判断して誤検出しない。また、主走査方向の画素数閾値範囲外であれば、原稿のエッジとみなすことで、例えば、図１９の例のような原稿にも対応することが可能である。なお、上述した各閾値は任意に設定できる。
【００７２】
また、上記の説明では、主走査方向の１ライン毎にエッジ検出を行う前提で説明したが、これに限ることはなく、例えば、副走査方向の数ライン毎のブロックに分けて、エッジ検出を行ってもよい。なお、副走査方向の複数ライン毎のブロックに分けてエッジ検出をすることで、原稿全体の１スキャンの読取速度の向上や、上記の図１８〜図２０で説明したゴミ検知精度の向上を行うことができる。すなわち、例えば、図１９の例で説明したゴミ検知では、閾値の上限下限の間にゴミの読取レベルが入っている場合には、検知できないことになるが、副走査方向の複数ライン毎のブロックで読取レベルを平均化することでゴミの影響を平滑化できることになる。
【００７３】
図１７に戻って説明を続ける。出射角算出部４０２は、画素位置検出部４００から入力された画素位置データと、光路長データである、レンズユニット１０８とイメージセンサとの間の第１光路長データとを用いて、主走査方向の各画素の画素位置データに対する出射角データを下記式（２）により算出する。
【００７４】
ωｏ＝ｔａｎ−１（Ｂ’／Ｚ）  ・・・  式（２）
【００７５】
上記式（２）で算出された主走査方向の各画素の画素位置データに対する出射角データは、後段の入射角出力部４０３へ出力される。
【００７６】
入射角出力部４０３は、出射角算出部４０２から入力された出射角データを用いて、記憶部（メモリ）５０１に記憶された入出射角特性データを参照して、出射角データに対応する入射角データ（第１入射角データ）を特定する。なお、図１５を用いて説明したように、記憶部５０１に出射角度データに対応する入出射角特性データ（入射角データ）がない場合、後述する入出射角特性補間部４０９により、記憶部５０１に記憶された、当該出射角度データ近傍の２以上の出射角度データを用いて線形補間により算出した入出射角特性データを参照して出射角データに対応する入射角データ（第１入射角データ）を特定する。入射角出力部４０３は、特定した入射角データ（第１入射角データ）を後段の理想画素位置算出部４０４へ出力する。
【００７７】
理想画素位置算出部４０４は、入射角出力部４０３から入力された入射角データ（第１入射角データ）と、光路長データであるレンズユニット１０８とイメージセンサとの間の第１光路長を用いて、主走査方向の各画素の画素位置データに対応する理想画素位置データを下記式（３）により算出する。
【００７８】
Ｂ＝Ｚ×ｔａｎωｉ  ・・・  式（３）
【００７９】
上記式（３）で算出された主走査方向の各画素の画素位置データに対応する理想画素位置データは、後段の補正部４０５へ出力される。ただし、画像データの両端部画素に対応する主走査方向の両端部理想画素位置データは、補正部４０５、及び倍率誤差算出部４０８へも出力される。
【００８０】
補正部４０５は、両端部画素位置及び両端部画素位置の間にある各画素の主走査方向の画素位置と、光路長情報と、入出射角情報とを用いて、レンズ１０８の歪曲収差による画像データの光学歪み量を補正する。具体的には、補正部４０５は、両端部画素位置及び両端部画素位置の間にある各画素の主走査方向の画素位置と、第１光路長（レンズ１０８とイメージセンサとの間）とから算出される出射角度データを用いて、入出射角情報を参照して第１入射角度データを特定し、特定した第１入射角度データと第１光路長とから算出される理想画素位置と、両端部画素位置及び画素位置との画素ずれ量に基づいて、レンズ１０８の歪曲収差による画像データの光学歪み量を補正する。また、補正部４０５は、画素位置検出部４００から入力された画素位置データと、それに対応する画素データを理想画素位置算出部４０４で算出された理想画素位置データに置き換える。これにより、ディストーション（歪曲収差）による画素ずれを補正する。
【００８１】
補正部４０５は、被写体の主走査方向の長さと、第２光路長（被写体（原稿）とレンズユニット１０８との間）と、第１光路長（レンズ１０８とイメージセンサとの間）とを用いて、第２光路長の変動（原稿読み取り時の原稿浮き）による倍率誤差を補正する。具体的には、補正部４０５は、被写体の主走査方向の長さと第２光路長（被写体（原稿）とレンズユニット１０８との間）とから第２入射角度データを算出し、算出された第２入射角度データと第１光路長（レンズ１０８とイメージセンサとの間）とから算出される被写体端部画素位置と、前記両端部画素の前記理想画素位置との画素ずれ量に基づいて、第２光路長の変動（原稿読み取り時の原稿浮き）による倍率誤差を補正する。また、補正部４０５は、画素ずれを補正した画素位置に対して、後述する倍率誤差算出部４０８で算出された倍率誤差データを用いて、倍率補正を行う。このように、補正部４０５では、ディストーション（歪曲収差）による画素ずれの補正、及び原稿浮きによる倍率誤差の補正を行った後に出力画素データを出力する。なお、原稿浮きによる倍率補正の詳細については後述する。
【００８２】
ここで、図２１を用いて、補正部４０５における画素ずれの補正について説明する。図２１は、画素ずれの補正のための画素移動について説明する図である。なお、図２１のイメージセンサの主走査方向は、図１６を用いて説明したイメージセンサを横向きに示し、主走査方向が横軸となるように示したものである。また、図１６の例では、各画素の結像位置を原稿中心Ｃからの距離で示したが、図２１では画素単位で示し、各画素の画素位置０〜ｎとして記載する。なお、図２１の右側には光学中心の画素位置をＣで示してある。
【００８３】
以下、補正部４０５における画素移動の流れについて説明する。最初に、（ａ）上述したエッジ検出を行って、原稿端部の読取画素位置がｂ’画素目であると仮定する。次に、（ｂ）上記式（２）、（３）を用いて、（ａ）での原稿端部の読取画素位置ｂ’に対応する理想画素位置がｂ画素目と算出される。次に、（ｃ）原稿端部の読取画素位置ｂ’画素目を、理想画素位置ｂ画素目へ画素移動させる。これにより、画素位置のディストーションによるずれ量を補正する。次に、（ｄ）原稿サイズ検出部５０３で得られた原稿サイズ情報から、上記式（４）、（５）を用いて、端部理想画素位置Ｂが算出される。次に、（ｅ）上記式（６）、（７）、（８）を用いて、倍率誤差を算出し、再び、理想画素位置ｂ画素目を、端部理想画素位置Ｂ画素目へ画素移動させる。これにより、倍率補正にも対応することができる。
【００８４】
その他の各画素の画素位置においても、ディストーション補正を行うため、（ａ）に再び戻り、ｂ’＋１画素目に関しても上記（ａ）〜（ｅ）と同様の処理を行う。ただし、上記式（６）、（７）、（８）を用いて、倍率誤差の算出は、原稿端部のみで行うため、その他の各画素におけるディストーション補正については（ｄ）の処理は不要である。上記で説明した流れで、ディストーション補正、及び倍率補正を行うようにする。ただし、図７及び図８で説明したように、原稿読み取り時の原稿浮きは、副走査方向で局所的に生じるため、副走査方向の１ライン毎にエッジ検出を行うようにする。
【００８５】
図１７に戻って説明を続ける。図３を用いて説明した原稿サイズ検出部５０３で得られた原稿サイズデータ（被写体の主走査方向の長さ）は、入射角算出部４０６へ入力される。
【００８６】
入射角算出部４０６は、原稿サイズ検出部５０３から入力された原稿サイズデータ（被写体の主走査方向の長さ）と、光路長データである被写体（原稿）とレンズユニット１０８との間の第２光路長データとを用いて、原稿サイズデータ（被写体の主走査方向の長さ）に対応する入射角データ（第２入射角データ）を下記式（４）により算出する。
【００８７】
ωｉ＝ｔａｎ−１（Ａ／Ｙ）  ・・・  式（４）
【００８８】
上記式（４）で算出された原稿サイズデータ（被写体の主走査方向の長さ）に対応する入射角データ（第２入射角データ）は、後段の原稿端部画素位置算出部４０７へ出力される。
【００８９】
原稿（被写体）端部画素位置算出部４０７は、入射角算出部４０６から入力された入射角データ（第２入射角データ）と、レンズユニット１０８とイメージセンサとの間の第１光路長データとを用いて、被写体の主走査方向の原稿（被写体）端部画素位置データを下記式（５）により算出する。
【００９０】
Ｂｅ＝Ｚ×ｔａｎωｉ  ・・・  式（５）
【００９１】
上記式（５）で算出された被写体の主走査方向の原稿（被写体）端部画素位置データは、後段の倍率誤差算出部４０８へ出力される。
【００９２】
倍率誤差算出部４０８は、原稿（被写体）端部画素位置算出部４０７から入力された原稿（被写体）端部画素位置データと、理想画素位置算出部４０４から入力された両端部理想画素位置データとを用いて、倍率誤差データ（画素ずれ量）を下記式（６）、（７）、（８）により算出する。
【００９３】
Ｘ’＝（Ｃ・Ｘ）×（倍率誤差［％］／１００）  ・・・  式（６）
倍率誤差（左半面）［％］＝｛（Ｃ−ｘ１）−（Ｃ−ｘ１’）｝／（Ｃ−ｘ１）×１００［％］  ・・・  式（７）
倍率誤差（右半面）［％］＝｛（Ｃ−ｘ２）−（Ｃ−ｘ２’）｝／（Ｃ−ｘ２）×１００［％］  ・・・  式（８）
【００９４】
上記式（６）〜（８）で算出された倍率誤差データは、補正部４０５へ出力される。
【００９５】
ここで、図２２を用いて、補正部４０５における倍率補正について説明する。図２２は、倍率補正について説明する図である。
【００９６】
図１０〜図１３を用いて説明したように、原稿全体を読み取る１スキャン内で局所的な原稿浮きがある場合には倍率誤差が生じる。図２２の例では、副走査方向の真ん中辺りに原稿浮きがある場合を示している。本実施形態の倍率補正では、まず、図１８〜図２０を用いて説明したように、原稿の両端部のエッジ検出を行う。エッジ検出は、主走査方向の読取レベル（濃度レベル）の分布の副走査方向の平均を求め、例えば、主走査方向の一番左、及び一番右で読取レベル（濃度レベル）が所定の閾値を超えたところをエッジ（両端部）とする。図２２の例では、ｘ１とｘ２がそれぞれ左右のエッジ部分であることを示している。このように、主走査方向の１ライン毎にエッジ検出を行って、原稿浮きにより倍率が変わっている箇所は、図２２の例では、原稿中心Ｃから左半面は端部ｘ１’がｘ１となるように拡大し、原稿中心Ｃから右半面は端部ｘ２’がｘ２となるように拡大することで倍率補正を行う。
【００９７】
原稿浮きによる画素ずれ量をＸ’、主走査方向の画素位置をＸ、光学中心の画素位置をＣとした場合、画素ずれ量をＸ’は上記式（６）で表される。よって、Ｘ画素位置にＸ＋Ｘ’画素位置の画素を移動させることで倍率補正を行うことになる。
【００９８】
また、上記式（６）の倍率誤差は、上記のエッジ検出により求めることができ、例えば図２２において、原稿浮きがない場合のエッジ位置（両端部）をｘ１、ｘ２、及び、原稿浮きが生じている場合のエッジ位置（両端部）をｘ１’、ｘ２’とした場合、原稿中心Ｃから左半面と右半面の倍率誤差は上記式（７）、（８）で表される。図２２の例では、画像左半面の倍率誤差を上記式（７）で算出し、画像右半面の倍率誤差を上記式（８）で算出して、得られた倍率誤差データを用いて倍率補正を行う。さらに、主走査方向の１ライン毎に両端部のエッジ検出を行うことで、原稿全体を読み取る１スキャン内で局所的に原稿浮きが生じている場合でも、副走査方向全域で倍率補正を行うことが可能である。
【００９９】
図１７に戻って説明を続ける。入出射角特性補間部４０９は、予め記憶部５０１に記憶した所定の入射角度データに対する出射角度データの入出射角特性（入出射角情報）データ１０点以外の任意の入出射角特性（入出射角情報）データについて、記憶部５０１に記憶された、当該入出射角特性（入出射角情報）データの近傍の２以上の入出射角情報（入出射角情報）データを用いて補間により算出する。入出射角特性補間部４０９は、記憶部５０１に出射角度データに対応する入出射角情報（入出射角特性データ）がない場合、記憶部５０１に記憶された、当該出射角度データ近傍の２以上の出射角度データを用いて補間により入出射角度情報（入出射角特性データ）を算出する。補間には、例えば演算が容易な線形補間が用いられる。また、入出射角特性補間部４０９は、記憶部５０１に記憶されていない入出射角情報（入出射角特性データ）を、記憶部５０１に記憶された、当該入出射角情報（入出射角特性データ）の近傍の２以上の入出射角情報（入出射角特性データ）を用いて線形補間により算出する。なお、補間方法は線形補間に限ることはなく任意である。なお、「入出射角特性補間部」は、請求項の「補間部」に対応する。
【０１００】
次に、図２３を用いて、本実施形態の画像読取装置１００の処理動作の一例について説明する。図２３は、本実施形態の画像読取装置の処理動作の一例について説明するフローチャート図である。
【０１０１】
最初に、画像読取装置１００は、予め被写体（原稿）からイメージセンサ１０９までの間の光路長情報（レンズユニット１０８とイメージセンサとの間の第１光路長データ、被写体（原稿）とレンズユニット１０８との間の第２光路長データ）と、レンズ１０８に入射する反射光の入射角度データと、レンズ１０８から出射する出射角度データとが対応付いた入出射角情報（入出射角特性データ）とを記憶する（ステップＳ１）。次に、画像読取装置１００は、光源１０２からの照射光によって被写体（読取対象）である原稿を照明し、その原稿からの反射光を光電変換するＣＭＯＳのイメージセンサ１０９で受光した信号に処理を行い、原稿の画像データを読み取る（ステップＳ２）。
【０１０２】
次に、画像読取装置１００は、イメージセンサ１０９により読み取った１ラインの被写体（原稿）の画像データの各画素の主走査方向の画素位置を検出する（ステップＳ３）。次に、画像読取装置１００は、画像データと記画像データの各画素の主走査方向の画素位置データとを用いて、画像データの両端部画素の主走査方向の両端部画素位置（エッジ）を検出する（ステップＳ４）。次に、画像読取装置１００は、両端部画素位置及び両端部画素位置の間にある各画素の主走査方向の画素位置と、光路長情報と、入出射角情報とを用いて、レンズ１０８の歪曲収差による画像データの光学歪み量を補正（ディストーション補正）する（ステップＳ５）。
【０１０３】
次に、画像読取装置１００は、被写体（原稿）の主走査方向の長さと、被写体（原稿）とレンズ１０８との間の第２光路長と、レンズ１０８とイメージセンサ１０９との間の第１光路長とを用いて、第２光路長の変動（原稿読み取り時の原稿浮き）による倍率誤差を補正する（ステップＳ６）。次に、画像読取装置１００は、ディストーション（歪曲収差）による画素ずれの補正、及び原稿浮きによる倍率誤差の補正を行った後の出力画素データを出力（ステップＳ７）して処理を終了する。
【０１０４】
以上、説明したように、本実施形態の画像読取装置１００によれば、被写体の読取り距離が変化しても、画像データを適切に補正することができる、という有利な効果を達成できる。
【０１０５】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１０６】
また、上述した実施形態の画像読取装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、ＳＤメモリカード（ＳＤ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）、ＵＳＢメモリ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ  ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  画像読取装置
１０１  コンタクトガラス
１０２  光源
１０３  第１反射ミラー
１０４  第２反射ミラー
１０５  第３反射ミラー
１０６  第１キャリッジ
１０７  第２キャリッジ
１０８  レンズユニット（レンズ）
１０９  イメージセンサ
１１０  基準白板（白基準板）
１１１  スリット
１１２  ガイド部材
２００  ＡＤＦ
２０１  原稿トレイ
２０２  給送ローラ
３００  画像形成装置
３０３  給紙部
３０４  画像形成装置本体（画像形成部）
３０５  作像部
３０６  現像器
３０７  搬送路
３０８  レジストローラ
３０９  光書き込み装置
３１０  定着搬送部
３１１  両面トレイ
３１２  感光体ドラム
３１３  中間転写ベルト
４００  画素位置検出部
４０１  エッジ検出部
４０２  出射角算出部
４０３  入射角出力部
４０４  理想画素位置算出部
４０５  補正部
４０６  入射角算出部
４０７  原稿端部画素位置算出部
４０８  倍率誤差算出部
４０９  入出射角特性補間部
５００  同期信号生成部
５０１  メモリ（記憶部）
５０２  画像補正部
５０３  原稿サイズ検出部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】特開平１０−２８９３０２号公報
【図１】
0006439395.tif 000002
【図２】
0006439395.tif 000003
【図３】
0006439395.tif 000004
【図４】
0006439395.tif 000005
【図５】
0006439395.tif 000006
【図６】
0006439395.tif 000007
【図７】
0006439395.tif 000008
【図８】
0006439395.tif 000009
【図９】
0006439395.tif 000010
【図１０】
0006439395.tif 000011
【図１１】
0006439395.tif 000012
【図１２】
0006439395.tif 000013
【図１３】
0006439395.tif 000014
【図１４】
0006439395.tif 000015
【図１５】
0006439395.tif 000016
【図１６】
0006439395.tif 000017
【図１７】
0006439395.tif 000018
【図１８】
0006439395.tif 000019
【図１９】
0006439395.tif 000020
【図２０】
0006439395.tif 000021
【図２１】
0006439395.tif 000022
【図２２】
0006439395.tif 000023
【図２３】
0006439395.tif 000024