(57)【要約】【課題】  明瞭な画像を出力する画像読取装置を得る。【解決手段】  照明からの光が読取対象物で反射した反射光を収束または前記照明からの光が前記読取対象物を透過した透過光を収束する、レンズアレイ部と、基板の一方の面に、レンズアレイ部で収束した反射光を光電変換する複数の画素が、主走査方向に沿って形成された、３色以上の異なった分光感度を持つラインセンサ部と、ラインセンサ部で光電変換された出力画像の３色以上に分光されたそれぞれの色に対する解像度を推定する解像度推定部と、解像度推定部で推定されたそれぞれの色の解像度の高低差に基づき読取対象物までの推定距離を推定する距離推定部と、距離推定部で推測された推定距離に対する、それぞれの色の解像度を、解像度補正関数を用いて補正する解像度補正部と、を備えた。【選択図】  図８
2017158182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明からの光が読取対象物で反射した反射光を収束または前記照明からの光が前記読取対象物を透過した透過光を収束する、主走査方向に沿って複数のレンズがアレイ状に配列されたレンズアレイ部と、
基板と、
前記基板の一方の面に、前記レンズアレイ部で収束した前記反射光または前記透過光を光電変換する複数の画素が、主走査方向に沿って形成された、３色以上の異なった分光感度を持つラインセンサ部と、
前記ラインセンサ部で光電変換された出力画像の前記３色以上に分光されたそれぞれの色に対する解像度を推定する解像度推定部と、
前記解像度推定部で推定された前記それぞれの色の解像度の高低差に基づき前記レンズアレイ部から前記読取対象物までの推定距離を推定する距離推定部と、
前記距離推定部で推定された前記推定距離に対する、前記それぞれの色の解像度を、あらかじめ求められた解像度補正関数を用いて補正する解像度補正部と、
を備えた画像読取装置。
【請求項２】
前記解像度補正部は、決められた模様の画像が設けられた基準読取対象物を読み取ることにより、または、前記レンズアレイ部のシミュレーションにより、あらかじめ求められた前記それぞれの色に対する前記解像度補正関数の内、
前記距離推定部で推定された前記推定距離に対応する前記解像度補正関数を前記それぞれの色にデコンボリューションすることにより前記それぞれの色の解像度を補正する請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
照明からの光が読取対象物で反射した反射光を収束または前記照明からの光が前記読取対象物を透過した透過光を収束する、主走査方向に沿って複数のレンズがアレイ状に配列されたレンズアレイ部と、
基板と、
前記基板の一方の面に、前記レンズアレイ部で収束した前記反射光または前記透過光を光電変換する複数の画素が、主走査方向に沿って形成された、３色以上の異なった分光感度を持つラインセンサ部と、
前記ラインセンサ部で光電変換された出力画像の前記３色以上に分光されたそれぞれの色に対する解像度を推定する解像度推定部と、
前記解像度推定部で推定された前記それぞれの色の解像度の高低差に基づき前記レンズアレイ部から前記読取対象物までの推定距離を推定すると共に、前記３色以上の内の２色以上の組合せであって異なる組合せの色の解像度差から前記推定距離を補正した補正推定距離を導出する距離推定部と、
決められた模様の画像が設けられた基準読取対象物を読み取ることにより、または、前記レンズアレイ部のシミュレーションにより、前記それぞれの色の解像度の高低差に基づき設定した複数の読取対象物距離領域のそれぞれに対して、あらかじめ求められた前記それぞれの色に対する解像度補正関数の内、
前記距離推定部で推定された前記補正推定距離が含まれる前記読取対象物距離領域の前記解像度補正関数と、前記補正推定距離が含まれる前記読取対象物距離領域に隣接する前記読取対象物距離領域の前記解像度補正関数と、を重み付けして前記それぞれの色にデコンボリューションすることにより、前記補正推定距離に対する、前記それぞれの色の解像度を補正する解像度補正部と、
を備えた画像読取装置。
【請求項４】
前記解像度推定部は、解像度を推定する前記画素である解像度推定画素の光電変換で得られた画像とこの解像度推定画素を囲む前記解像度推定画素の周囲の複数の前記画素の光電変換で得られた画像とに対して平滑化処理を行い、この平滑化処理の前後における前記解像度推定画素の光電変換で得られた画像の勾配強度の差を求めることで、前記解像度推定画素の解像度を推定する請求項１から３のいずれか１項に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、ファクシミリ、コピー機、スキャナなどに使用される画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像読取装置は、読取対象物を主走査方向（長手方向）に照明するための光源を有し、読取対象物からの反射光を集光するための結像光学系と、結像光学系によって集光された光を光電変換するセンサ部を備える。センサ部は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれの波長に対して感度を有し、読取対象物からの反射光をＲＧＢの波長ごとに出力して読取対象物の画像を読み取る。この時、結像光学系に透過屈折型レンズを使用していると、レンズに使用されている材質の屈折率がＲＧＢの波長ごとに異なるために、ＲＧＢの波長ごとで焦点距離が異なる。そのため、ＲＧＢの波長ごとで画像のぼやけ方が異なり、読み取った画像で色ずれ（色収差）が発生する。
【０００３】
特開２００７−２８０４１号公報（特許文献１参照）には、ある色成分のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Tｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性を、他の色成分のＭＴＦ特性に整合させる色補正方法が記載されている。この色補正方法は、少なくとも２つの色成分の間でＭＴＦ特性が異なる第１の画像において、ＭＴＦ特性が異なる２つの色成分の内の１つの色成分に対して、平滑化ないしは先鋭化処理を行ってＭＴＦ特性を補正するＭＴＦ処理を複数通り行い、それらの間での色応答を比較する。そして、色応答の比較結果に基づいて、複数通りのＭＴＦ処理の中から１つのＭＴＦ補正処理を決定する。決定した１つのＭＴＦ補正処理を行った結果に基づいて、ＭＴＦ特性が異なる２つの色成分の内の１つの色成分のＭＴＦ特性を他の色成分のＭＴＦ特性に整合させるものである。
【０００４】
特開２００８−２４４９１９号公報（特許文献２参照）には、２色以上の色で同じ画像のエッジを検出し、その色ごとのエッジの位置の差によって色収差を検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８０４１号公報
【特許文献２】特開２００８−２４４９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の色補正方法では、画像を読み取るたびに複数回画像補正を行い、最適な画像処理方法を適用するため、画像補正に時間がかかるという課題があった。
【０００７】
特許文献２に記載のエッジの位置の差で色収差を検出する方法では、検出されたエッジまでしか解像度を補正することが出来ない課題があった。
【０００８】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、明瞭な画像を出力する画像読取装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る画像読取装置は、照明からの光が読取対象物で反射した反射光を収束または前記照明からの光が前記読取対象物を透過した透過光を収束する、主走査方向に沿って複数のレンズがアレイ状に配列されたレンズアレイ部と、基板と、前記基板の一方の面に、前記レンズアレイ部で収束した前記反射光または前記透過光を光電変換する複数の画素が、主走査方向に沿って形成された、３色以上の異なった分光感度を持つラインセンサ部と、前記ラインセンサ部で光電変換された出力画像の前記３色以上に分光されたそれぞれの色に対する解像度を推定する解像度推定部と、前記解像度推定部で推定された前記それぞれの色の解像度の高低差に基づき前記レンズアレイ部から前記読取対象物までの推定距離を推定する距離推定部と、前記距離推定部で推定された前記推定距離に対する、前記それぞれの色の解像度を、あらかじめ求められた解像度補正関数を用いて補正する解像度補正部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、３色以上の色の解像度を検出し、各色の解像度の高低差からレンズアレイ部から読取対象物までの距離を推定し、その距離に対して各色に最適な解像度補正関数を用いて解像度補正処理を行うことにより、明瞭な画像を出力することができる画像読取装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る画像読取装置の斜視図である。
【図２】図１に示すＹ軸とＺ軸とで規定されるＹＺ平面と平行な平面である仮想平面ＡＡ’での画像読取装置の断面図である。
【図３】図１に示すＸ軸とＺ軸とで規定されるＸＺ平面と平行な平面である仮想平面ＢＢ’での画像読取装置の断面図である。
【図４】図１に示すＸ軸とＺ軸とで規定されるＸＺ平面と平行な平面である仮想平面ＣＣ’での画像読取装置の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る画像読取装置の動作を説明する図である。
【図６】レンズに入射した際の屈折角度が色ごとに差が発生し、ＲＧＢの波長ごとに焦点位置（解像度が最大となる位置）が異なることを示す図である。
【図７】読取対象物までの距離（読取対象物距離）と解像度（ＭＴＦ）との関係を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る信号処理回路で実施される解像度補正の処理に係る部分の機能ブロック図を示す。
【図９】実施の形態１に係る平滑化処理の模式図である。
【図１０】実施の形態１に係る勾配強度の変化の図である。
【図１１】実施の形態１に係る平滑化処理の模式図である。
【図１２】実施の形態１に係る読取装置画像における解像度補正の模式図である。
【図１３】実施の形態１に係る読取装置画像における解像度補正の模式図である。
【図１４】実施の形態２に係る信号処理回路で実施される解像度補正の処理に係る部分の機能ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る画像読取装置について、図を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る画像読取装置の斜視図である。図１において、画像読取装置１０は、密着イメージセンサ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  ｓｅｎｓａｒ；ＣＩＳ）である。Ｘ軸方向は、画像読取装置１０の主走査方向を意味している。Ｙ軸方向は、画像読取装置１０の主走査方向に交差（直交）する副走査方向を意味している。副走査方向は、読取対象物Ｍが搬送される搬送方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸とＹ軸で規定されるＸＹ平面と直交する軸の方向で、画像読取装置１０の結像光学系３の光軸方向であり、結像光学系３の焦点深度を示すための方向である読取深度方向ともいえる。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の原点は、Ｘ軸の原点は画像読取装置１０の主走査方向の長さの中央部、Ｙ軸の原点は画像読取装置１０の副走査方向の長さの中央部、Ｚ軸の原点は画像読取装置１０の読取対象物Ｍに面した面とする。
【００１３】
図２は、図１に示すＹ軸とＺ軸とで規定されるＹＺ平面と平行な平面である仮想平面ＡＡ’での画像読取装置１０の断面図である。図３は、図１に示すＸ軸とＺ軸とで規定されるＸＺ平面と平行な平面である仮想平面ＢＢ’での画像読取装置１０の断面図である。図４は、図１に示すＸ軸とＺ軸とで規定されるＸＺ平面と平行な平面である仮想平面ＣＣ’での画像読取装置１０の断面図である。読取対象物Ｍは、例えば、原稿、本、誌面、文書（一般文書）、絵画、写真、スライドフィルム、フィルム、紙幣、証券、基板、電子部品、指紋などのイメージ情報である被読取媒体（被照射体）である。
【００１４】
図１から図４において、画像読取装置１０は、光源１１からの光（照明光）が読取対象物Ｍで反射した光を収束して読取対象物Ｍの画像を読み取る画像読取装置である。画像読取装置１０は、基板６と、この基板６の一方の面に主走査方向に沿って複数の受光素子（画素）が形成されたラインセンサ４と、を備える。ラインセンサ４は、例えばＲＧＢのそれぞれの色に対して受光する分光感度（分光特性）を持っている。この場合、ラインセンサ４は、赤（Ｒ）用の受光素子（画素）と緑（Ｇ）用の受光素子（画素）と青（Ｂ）用の受光素子（画素）が、それぞれ主走査方向に沿って基板６の一方の面に形成されている。ラインセンサ４が受光する色は、紫外光（ＵＶ）や赤外光（ＩＲ）であっても良い。ラインセンサ４は、３色以上の色に対して受光するように、３色以上の色をそれぞれ受光する受光素子（画素）が、基板６の一方の面に形成されている。なお、３色とは、可視光以外の紫外光や赤外光のような不可視光を含んだ３色でも良い。さらに、画像読取装置１０は、ラインセンサ４へ読取対象物Ｍからの反射光を収束する結像光学系３を備える。結像光学系３は、主走査方向に沿って複数のレンズがアレイ状に配列されて構成されている。複数のレンズのうち、読取対象物Ｍ側のレンズは、第１のレンズアレイ３１であり、ラインセンサ４側のレンズは、第２のレンズアレイ３２である。アパーチャ３３は、第１のレンズアレイ３１と第２のレンズアレイ３２との間隔を一定に保つと共に第１のレンズアレイ３１で収束した光以外を、第１のレンズアレイ３１のレンズごとに遮光するものである。導光体１２は、結像光学系３に沿って配置され、主走査方向の端部に設けられた光源１１からの光を導波し、読取対象物Ｍへ光を照射するものである。導光体１２の側面の一部には、凹凸構造または印刷や蒸着によるパターンなどを設けた反射領域１２１を備える。光源１１と導光体１２とで照明系１を構成している。照明系１、結像光学系３、基板６は筐体５で支持される。以下、実施の形態１を含むこの発明の実施の形態を説明していく。各実施の形態の説明および図面の説明おいて、同一または同等の構成部分については同じ符号を付している。
【００１５】
図１、図２および図４において、導光体１２は、例えば、樹脂やガラスで構成され、主走査方向（Ｘ軸方向）に延在している部材である。光源１１からの光が導光体１２の主走査方向（Ｘ軸方向）の端部から入射すると、入射した光は導光体１２内を全反射しながら主走査方向（Ｘ軸方向）へ導光される。導光された光が、導光体２の側面の一部に作られた反射領域１２１に入射すると、入射した光が散乱反射され、全反射条件の崩れた光が導光体１２の主走査方向（Ｘ軸方向）に延在する側面から読取対象物Ｍへ照射される。
【００１６】
また、導光体１２の主走査方向（Ｘ軸方向）の両端に設置されているホルダ１３は、光源１１であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）が実装されたＬＥＤ基板１１１を保持すると共にホルダ１３の穴部に導光体１２が挿入されることで照明角度を固定する機能もある。また、導光体１２の下（すなわち−Ｚ方向）に設置されたサポート１５は、導光体１２が自重でたわむことを補正する機能がある。そして、ＬＥＤ基板１１１が保持され導光体１２が挿入されたホルダ１３と、サポート１５とが、板金１４へ固定されたものが照明系１となる。そして、板金１４が筐体５に組みつけられることで、照明系１が筐体５へ固定される構成となっている。
【００１７】
実施の形態１では、画像読取装置１０が光源１１にＬＥＤを使用した例をあげているが、これに限るものではなく、光源１１は、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの光を発するものであれば何でも良い。
【００１８】
図１から図３において、結像光学系３は、主走査方向（Ｘ軸方向）に沿って複数のレンズが配列され、ラインセンサ４へ反射光を収束する第１のレンズアレイ３１および第２のレンズアレイ３２を備える。なお、第１のレンズアレイ３１および第２のレンズアレイ３２の組をレンズアレイ部とも称する。実施の形態１では、結像光学系３は、図３に示すように反転縮小光学系を示的に用いて説明を行っているが、正立等倍光学系であるマイクロレンズアレイなどの別のレンズアレイを用いてもよい。この実施の形態１の結像光学系３は、反転縮小光学系を用いて第１のレンズアレイ３１および第２のレンズアレイ３２の深度方向に並んでいるレンズの組が一つずつのセルとなっている。これらのセルは、アパーチャ３３によってセルごとに遮光されている。基板６上に実装されているラインセンサ４は主走査方向（Ｘ軸方向）に対して一定の間隔で、受光素子（画素）が実装されている。また、第１のレンズアレイ３１および第２のレンズアレイ３２とアパーチャ３３は、読取対象物Ｍ側から押さえ７が筐体５に固定されることで位置決めされる構成となっている。
【００１９】
結像光学系３の光軸は、読取対象物Ｍの読取面（原稿面）に対して垂直に配置されており、結像光学系３は、読取対象物Ｍからの反射光を受光部であるラインセンサ４に結像させる機能を有する。ラインセンサ４は、基板６の一方の面に主走査方向（Ｘ軸方向）に沿って複数の受光素子（画素）が形成されたセンサＩＣ４（センサアレイ４やラインセンサ部４などと称してもよい。）である。センサＩＣ４は、結像光学系３で収束された光を受光し、光電変換して電気信号を出力する。センサＩＣ４には、半導体チップ等で構成された受光部、その他の駆動回路などが搭載されている。これは、基板６の一方の面および他方の面並びに内部に配置されている。
【００２０】
筐体５は、照明系１、結像光学系３、基板６のセンサＩＣ４側の部分を支持し、結像光学系３が収束した光以外を遮光する遮光部としても機能する。基板６と結像光学系３の間に設置された筐体５は、副走査方向（Ｙ軸方向）に所定の長さを有し、主走査方向（Ｘ軸方向）および副走査方向（Ｙ軸方向）に直交する方向、つまり光軸方向（Ｚ軸方向）に貫通し、主走査方向（Ｘ軸方向）に延在する開口部を有する構造を備えている。筐体５は、結像光学系３を透過してセンサＩＣ４に入射せずに基板６で散乱反射され周りの部材で反射された光が、センサＩＣ４に入射しないよう反射率の低い黒樹脂やアルマイト処理などを行った部材で作ることが望ましい。また、筐体５はセンサＩＣ４にゴミなどが進入することを防ぐ防塵効果もある。
【００２１】
基板６には、光源１１、センサＩＣ４、外部コネクタ８、およびＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）６０など用いた信号処理ＩＣ６１、などの電子部品が設置される。信号処理ＩＣ６１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ；中央処理装置）６２ａやＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６２ｂと連動して、センサＩＣ４により受光した光電変換出力などを信号処理する。信号処理ＩＣ６１内のＣＰＵ６２ａ、ＲＡＭ６２ｂおよび信号処理回路６２ｃをまとめて信号処理部６２と呼ぶ。外部コネクタ８は、センサＩＣ４の光電変換出力、その信号処理出力を含む入出力信号インターフェース用として用いる。
【００２２】
ここで、実施の形態１に係る画像読取装置の動作を説明する。説明する画像読取装置１０は光源１１を内部に有するもので、光源１１が発光した光を導光体１２内で導光するものである。図５は、実施の形態１に係る画像読取装置の動作を説明する図である。図５（ａ）は、実施の形態１に係る画像読取装置の機能ブロック図である。最初に、信号処理ＩＣ６１が、ＣＰＵ６２ａに連動して、光源駆動回路６４に光源点灯信号を送信する。光源駆動回路６４は、受信した光源点灯信号を基に、複数の光源１１にそれぞれ所定の時間で電源を供給することによりそれぞれの光源１１が点灯する。光源１１の点灯により発生する照明光は、導光体１２内へ入射し、透過または反射を繰り返しながら読取対象物Ｍへ照射される。
【００２３】
読取対象物Ｍで反射した光は、結像光学系３によってセンサＩＣ４に収束される。センサＩＣ４は、収束された光を受光し光電変換して電気信号を出力する受光素子（画素）が形成された、半導体チップなどで構成された受光部であり、その他の駆動回路などを搭載している。タイミングジェネレータのシステムクロック（ＳＣＬＫ）に同期して、受光部４では、ＣＩＳのクロック信号（ＣＬＫ）と同期したスタート信号（ＳＩ）のタイミングでもって光電変換されたアナログ出力の信号データ（ＳＯ）を得る。ＳＯは、図５（ｂ）（図５内の左下）に一例をグラフで示している。このグラフは、縦軸が出力値で、横軸が時間（ｔ；Ｔｉｍｅ）である。
【００２４】
図５（ａ）では、前述の通り、信号処理ＩＣ６１内のＣＰＵ６２ａ、ＲＡＭ６２ｂおよび信号処理回路６２ｃをまとめて信号処理部６２としている。信号データであるＳＯは、は、Ａ／Ｄ変換回路６３でアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換される。Ａ／Ｄ変換された信号データは、信号処理回路６２ｃで、サンプル・ホールドを含むシェーディング補正や全ビット補正、解像度補正などが行われる。信号処理回路６２ｃは、信号データの解像度補正では、信号データを記憶したＲＡＭ領域と基準データを記憶したＲＡＭ領域、解像度補正のための逆関数をＲＡＭ領域からデータを採取し、演算加工を行う。演算加工の後、デジタル出力（ＳＩＧ）として読取対象物Ｍの画像データが信号処理部６２（信号処理回路６２ｃ）から出力される。この画像データは、画像読取装置１０の外部の装置に送出してもよいし、画像読取装置１０の内部でさらに画像処理を施した後に、外部の装置に送出してもよい。ＳＩＧは、図５（ｃ）（図５内の右下）に一例をグラフで示している（２５６ｄｉｇｉｔ）。このグラフは、縦軸が出力値で、横軸が時間（１ライン区間）である。これは、画像読取装置１０がラインセンサであるためである。つまり、画像読取装置１０は主走査方向の１ラインごとに読取対象物Ｍを読み取り、読取対象物Ｍが副走査方向に搬送されることにより、次のラインを読み取るものである。
【００２５】
実施の形態１の結像光学系３は、透過型のレンズで構成されている。このレンズは可視光を透過するガラスや樹脂で構成される。ガラスや樹脂は光の波長によって屈折率が異なるため、レンズに入射した際の屈折角度が色ごとに差が発生し、図６に示すようにＲＧＢの波長ごとに焦点位置（解像度が最大となる位置）が異なる。図７では、このレンズから読取対象物Ｍまでの距離（読取対象物距離）と解像度（ＭＴＦ）との関係を示す。ここで、図６は、レンズに入射した際の屈折角度が色ごとに差が発生し、ＲＧＢの波長ごとに焦点位置（解像度が最大となる位置）が異なることを示す図である。図７は、読取対象物Ｍまでの距離（読取対象物距離）と解像度（ＭＴＦ）との関係を示す図である。なお、読取対象物距離とは、図２、図３において、第１のレンズアレイ３１の読取対象物Ｍの側の面（すなわち第１のレンズアレイ３１において読取対象物Ｍに面した面）と読取対象物Ｍとの距離である。
【００２６】
ＲＧＢの波長ごとに焦点位置が異なるため、図７において、緑（Ｇ）が最大解像度となる読取対象物距離においては、赤（Ｒ）と青（Ｂ）は解像度が低下し、赤（Ｒ）と青（Ｂ）の色の画像がぼやけることになる。そこで、センサＩＣ４で受光した赤（Ｒ）と青（Ｂ）のデータに対して、解像度補正を行うことにより、解像度を改善し、ぼやけを解消する。この、解像度を改善する解像度補正について説明する。
【００２７】
解像度補正の処理は、信号処理回路６２ｃで実施される。図８は、信号処理回路６２ｃで実施される解像度補正の処理に係る部分の機能ブロック図である。信号処理回路６２ｃは、読取画像のエッジ検出部６２ｄと、解像度推定部６２ｅと、距離推定部６２ｆと、解像度補正部６２ｇとを備えている。エッジ検出部６２ｄは、センサＩＣ４で受光し光電変換して出力した読取対象物Ｍの画像データ（出力画像）を読み取り、読取画像のエッジを検出する。解像度推定部６２ｅは、エッジ検出部６２ｄで検出したエッジに基づき、ＲＧＢのそれぞれの色の解像度を推定する。距離推定部６２ｆは、解像度推定部６２ｅで推定したＲＧＢのそれぞれの色の解像度の高低差に基づいて、第１のレンズアレイ３１から読取対象物Ｍまでの距離である読取対象物距離を推定する。解像度補正部６２ｇは、距離推定部６２ｆで推定した読取対象物距離である推定距離に対して、ＲＧＢのそれぞれの色の解像度を、あらかじめ求めておいたＲＧＢのそれぞれの色に対応する解像度補正関数を用いて補正する。
【００２８】
解像度補正の大枠は、以下のとおりである。図７に示す複数の読取対象物距離領域（領域ｉ〜ｉｖ）は、それぞれの色の解像度の高低差に基づき設定したものである。
図７の領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の間で解像度を比較すると、
領域ｉ（読取対象物距離領域ｉ）：Ｂ解像度＞Ｇ解像度＞Ｒ解像度
＝読取対象物距離２．７ｍｍ以下
領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）：Ｇ解像度＞Ｂ解像度＞Ｒ解像度
＝読取対象物距離２．９ｍｍ付近
領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）：Ｇ解像度＞Ｒ解像度＞Ｂ解像度
＝読取対象物距離３．１ｍｍ付近
領域ｉｖ（読取対象物距離領域ｉｖ）：Ｒ解像度＞Ｇ解像度＞Ｂ解像度
＝読取対象物距離３．２ｍｍ以上
と読取対象物距離を推定することができる。ここで、あらかじめ読取対象物距離ごとに色ごとの解像度補正関数を求めておき、推定した読取対象物距離に適した解像度補正関数で色ごとの解像度の補正を行う。なお、この発明の実施の形態１ではＲＧＢの３色で読取対象物距離を推定しているが、黄色や赤外、紫外など他の波長を追加することで、より正確な読取対象物距離を推定することができる。
【００２９】
以降、読取画像のエッジ検出部６２ｄ、解像度推定部６２ｅ、距離推定部６２ｆ、および解像度補正部６２ｇの動作について説明する。
解像度（ぼやけ量）の推定方法について図９から図１２を用いて説明を行う。図９は、実施の形態１に係る平滑化処理の模式図である。図１０は、実施の形態１に係る勾配強度の変化の図である。図１１は、実施の形態１に係る平滑化処理の模式図である。図１２は、実施の形態１に係る読取装置画像における解像度補正の模式図である。
【００３０】
信号処理回路６２ｃによる解像度の推定は、読取画像のエッジ検出部６２ｄで読取り画像のエッジに対して平滑化処理を行い平滑化処理された読取画像の解像度を出力し、解像度推定部６２ｅで平滑化処理前後の読取画像の解像度を比較して判断する。例えば、図９の左図は解像度が高い場合（強い場合）のエッジ画像の例である。破線で囲まれた四角がセンサＩＣ４の１つの画素の出力であり、エッジの向きはどの方向でもよいが、一例として実施の形態１では横方向（Ｘ軸方向）が主走査方向、縦方向（Ｙ軸方向）を副走査方向としている。
【００３１】
平滑化処理は、対象となる所定の画素（解像度推定画素）に対してその画素を囲む８画素を含めた９画素の平均値を平滑化処理後の画素出力とするものである。つまり、平滑化処理とは、解像度を推定する画素である解像度推定画素の光電変換で得られた画像と、この解像度推定画素を囲む解像度推定画素の周囲の複数の画素の光電変換で得られた画像とに対する平均値を平滑化処理後の画素出力とするものである。図９においては、今回は９画素の平均としているが、その周りの画素を含めた２５画素など範囲は任意に決めてよい。また、中央の画素出力をダブルカウントして平均化するなどの重み付けを行っても良い。そして、主走査方向（Ｘ軸方向）、副走査方向（Ｙ軸方向）に対して９画素の移動平均を行ったものが図９の右図である。図１０は、図９の平滑化処理が無と有の比較を行ったものであり、縦軸が画素出力の解像度、横軸が主走方向（Ｘ軸方向）の画素となっている。平滑化処理が無と有のエッジの解像度を比較すると解像度出力の最大値と最小値の差（勾配強度）が大きく変化していることが確認できる。
【００３２】
次に、図１１は、解像度が低い場合（弱い場合）を模擬した図であり、図９で行ったものと同様の平滑化処理を行ったものである。そして、図１２は、図１１に対して縦軸を画素出力の解像度、横軸を主走査方向（Ｘ軸方向）の画素としたものである。解像度が高い画像に平滑化処理を行った図１０の勾配強度の変化量に対して、解像度が低い画像に平滑化処理を行った図１２の勾配強度の変化が小さいことが確認できる。よって、エッジが確認できる画像に対して平滑化処理を行う前と行った後の勾配強度の差を求めることで解像度を推定することができる。実施の形態１では平滑化処理を行った画像の勾配強度から解像度を推定する方法を例としたが、エッジ検出など他の方法で解像度を評価しても良い。なお、解像度の推定は、ＲＧＢのそれぞれの色ごとに実施する。
【００３３】
解像度推定部６２ｅで読取画像の解像度を推定したのち、第１のレンズアレイから読取対象物Ｍまでの距離（読取対象物距離ともいう）を、距離推定部６２ｆで推定する。
距離推定部６２ｆは、解像度推定部６２ｅで推定したＲＧＢのそれぞれの色の解像度を用いて、読取対象物距離を推定する。読取対象物距離の推定の手順について、図７を用いて説明する。
図７より、距離推定部６２ｆは、解像度推定部６２ｅで推定したＲＧＢのそれぞれの色の解像度に応じて、
Ｂ解像度＞Ｇ解像度＞Ｒ解像度：領域ｉ（読取対象物距離領域ｉ）
＝読取対象物距離２．７ｍｍ以下
Ｇ解像度＞Ｂ解像度＞Ｒ解像度：領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）
＝読取対象物距離２．９ｍｍ付近
Ｇ解像度＞Ｒ解像度＞Ｂ解像度：領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）
＝読取対象物距離３．１ｍｍ付近
Ｒ解像度＞Ｇ解像度＞Ｂ解像度：領域ｉｖ（読取対象物距離領域ｉｖ）
＝読取対象物距離３．２ｍｍ以上
と読取対象物距離を推定する。
【００３４】
解像度の補正については、領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の各読取対象物距離に対して色ごとの解像度関数ｇ（ｇ（Ｒ）、ｇ（Ｇ）、ｇ（Ｂ））を、あらかじめ求めておく必要がある。実際に模様などのサイズがわかっている読取対象物Ｍ（基準読取対象物）を読み取り、色ごとの解像度の高低差、すなわち、色ごとにどの程度、模様がぼやけているか（解像度の高低）、から、領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の各読取対象物距離に対して色ごとの解像度関数ｇ（ｇ（Ｒ）、ｇ（Ｇ）、ｇ（Ｂ））を求める。または、結像光学系３のシミュレーション結果から、領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の各読取対象物距離に対して色ごとの解像度関数ｇ（ｇ（Ｒ）、ｇ（Ｇ）、ｇ（Ｂ））を求める。そして、得られた色ごとの解像度関数ｇ（ｇ（Ｒ）、ｇ（Ｇ）、ｇ（Ｂ））の逆関数ｇ−１（ｇ−１（Ｒ）、ｇ−１（Ｇ）、ｇ−１（Ｂ））を求めることで、領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の各読取対象物距離に対して色ごとの解像度補正関数を得る。なお、解像度関数ｇの逆関数である解像度補正関数ｇ−１は、ＲＡＭ６２ｂに記憶される。
【００３５】
解像度補正部６２ｇは、距離推定部６２ｆで推定した読取対象物距離である推定距離に基づき、ＲＡＭ６２ｂに記憶されている、推定距離に対応するＲＧＢのそれぞれの色の解像度補正関数ｇ−１（ｇ−１（Ｒ）、ｇ−１（Ｇ）、ｇ−１（Ｂ））を用いて、読取画像の解像度補正を実施する。図１３は、実施の形態１に係る読取装置画像における解像度補正の模式図である。図１３では、模式的に白黒の升目画像を用いているが、ＲＧＢそれぞれの色に対して解像度補正が実施され、ＲＧＢそれぞれの色においてもその原理は、図１３に示す白黒の升目画像と同じである。読取画像ｆ×ｇと元画像ｆとを比較すると、元画像ｆは、白黒の升目の輪郭が鮮鋭である明瞭な升目画像である。読取画像ｆ×ｇは、白黒の升目の輪郭がぼやけている不明瞭な升目画像である。図１３に示すとおり、画像読取装置１０で読み取られる読取画像はｆ×ｇである。解像度補正部６２ｇで、ＲＡＭ６２ｂに記憶しておいた解像度補正関数ｇ−１の中から、推定距離に対応したＲＧＢのそれぞれの色の解像度補正関数ｇ−１（ｇ−１（Ｒ）、ｇ−１（Ｇ）、ｇ−１（Ｂ））を、読取画像ｆ×ｇ（ｇ（Ｒ）、ｇ（Ｇ）、ｇ（Ｂ））とＲＧＢのそれぞれの色ごとにデコンボリューションを取ることで、ぼやけの無い明瞭な元画像ｆを復元する。
【００３６】
実施の形態１に係る画像読取装置では、ＲＧＢの解像度の高低差を用いて、レンズアレイから読取対象物までの読取対象物距離を推定することで、各読取対象物距離に適した解像度補正を選択するため、色収差による色ごとに解像度の差をきれいに補正し、ぼやけの無い明瞭な元画像を復元することができる。
【００３７】
実施の形態１では、図１から図４に示すように光源１１および導光体１２で構成された照明系１と、第１のレンズアレイ３１および第２のレンズアレイ３２で構成された結像光学系３と、ラインセンサ４を実装した基板６と、が同じ筐体５に収納・保持されたものを説明した。また、結像光学系３は照明系１からの光が読取対象物Ｍで反射した反射光を受光する態様を説明した。これに代えて、光源１１および導光体１２で構成された照明系１を筐体５から取り出し、読取対象物Ｍを介して結像光学系３とは反対側に設置した構成を実施の形態１に係る画像読取装置としても良い。この場合、結像光学系３は、照明系１からの光が読取対象物Ｍを透過した透過光を受光することになるが、その作用効果は、反射光を受光する図１から図４の態様と同じである。もちろん、実施の形態１に係る画像読取装置の構成とは別に、照明系１を形成してもよい。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１では、ＲＧＢの解像度の高低差から読取対象物距離を推定し、推定した読取対象物距離（推定距離）に対応した解像度補正関数ｇ−１を選択する例を示した。この手法で色収差が大きくない場合（図７のＲＧＢの解像度のピークが大きく離れていない）は領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の距離が大きくないため、一つの解像度補正関数ｇ−１でＲＧＢの解像度を補正することで、色収差による色ごとの解像度の差を補正することができる。ＲＧＢの解像度のピークが大きく離れており、色収差が大きい場合は、ＲＧＢの解像度の高低差から領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の領域をさらに細分化することで色収差を十分に補正することが可能である。領域の細分化にあたっては、解像度補正関数ｇ−１のデータを大量に記憶しておく必要がありＲＡＭ６２ｂの容量を大幅に増加させる必要がある。
【００３９】
実施の形態２では、色収差が大きい場合の色収差による色ごとの解像度の差の補正について、ＲＡＭ６２ｂの容量の増加を低く抑えることが可能な画像読取装置を説明する。図１４は、実施の形態２に係る信号処理回路６２ｃで実施される解像度補正の処理に係る部分の機能ブロック図である。図１４において、信号処理回路６２ｃは、距離推定部１６２ｆと解像度補正部１６２ｇの機能が、それぞれ実施の形態１に係る距離推定部６２ｆと解像度補正部６２ｇから拡張されている。
【００４０】
実施の形態２に係る画像読取装置の距離推定部１６２ｆは、実施の形態１で説明した動作に加えて、２色の組合せであって、異なる組合せの色の解像度の高低差から領域ｉ（読取対象物距離領域ｉ）または領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）のどちらにどの程度近い読取対象物距離かを補正した補正推定距離を導出する機能を有する。
【００４１】
例えば、距離推定部１６２ｆは、実施の形態１で示した動作に加えて、ＲＧＢ解像度の高低差から推定された読取対象物距離（推定距離）が領域ｉｉ内（読取対象物距離領域ｉｉ内）である場合において、さらにＲＢの解像度の高低差とＢＧの解像度の高低差から領域ｉ（読取対象物距離領域ｉ）または領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）のどちらにどの程度近い読取対象物距離かを補正することが可能である。すなわち、距離推定部１６２ｆは、
ＲＢの解像度の高低差がＢＧの解像度の高低差より大きい、の場合は領域ｉ側（読取対象物距離領域ｉ側）、
ＲＢの解像度の高低差がＢＧの解像度の高低差より小さい、の場合は領域ｉｉｉ側（読取対象物距離領域ｉｉｉ側）、
の領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）内の読取対象物距離に読取対象物Ｍがあると補正して補正推定距離を導出する。
【００４２】
また、距離推定部１６２ｆは、ＲＧの解像度の高低差とＧＢの解像度の高低差から領域ｉ（読取対象物距離領域ｉ）または領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）のどちらにどの程度近いかを読取対象物距離を補正して推定することが可能である。すなわち、距離推定部１６２ｆは、
ＲＧの解像度の高低差がＧＢの解像度の高低差より十分大きい、の場合は領域ｉ側（読取対象物距離領域ｉ側）、
ＲＧの解像度の高低差がＧＢの解像度の高低差にほぼ等しい、の場合は領域ｉｉｉ側（読取対象物距離領域ｉｉｉ側）、
の領域ｉｉ内（読取対象物距離領域ｉｉ内）の読取対象物距離に読取対象物Ｍがあると補正して補正推定距離を導出する。
【００４３】
解像度補正部１６２ｇは、領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）についてあらかじめ求められた解像度補正関数と、領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）に隣接する領域ｉ（読取対象物距離領域ｉ）または領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）についてあらかじめ求められた解像度補正関数とに、距離推定部１６２ｆにおいて、ＲＢの解像度の高低差およびＢＧの解像度の高低差から補正して推定された読取対象物距離である補正推定距離、またはＲＧの解像度の高低差およびＧＢの解像度の高低差から補正して推定された読取対象物距離である補正推定距離で重み付けを行い、読取画像の解像度を補正する。
【００４４】
図７を用いて、実施の形態２に係る画像読取装置の動作について詳しく説明する。領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）において解像度補正関数ｇ−１（ｉｉ）は、読取対象物距離２．９ｍｍの位置においてあらかじめ求められて、ＲＡＭ６２ｂに記憶されているとする。領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）において解像度補正関数ｇ−１（ｉｉｉ）は、読取対象物距離３．１ｍｍの位置においてあらかじめ求められて、ＲＡＭ６２ｂに記憶されているとする。すなわち、実施の形態１で説明した通り、実際に模様などのサイズがわかっている読取対象物Ｍを読み取り、色ごとの解像度の高低差、すなわち、色ごとにどの程度、模様がぼやけているか、から、領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の各読取対象物距離に対して色ごとの解像度関数ｇを求める。または、結像光学系３のシミュレーション結果から、領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の各読取対象物距離に対して色ごとの解像度関数ｇを求める。そして、得られた色ごとの解像度関数ｇの逆関数である解像度補正関数ｇ−１を求めることで、領域ｉ〜ｉｖ（読取対象物距離領域ｉ〜ｉｖ）の各読取対象物距離に対して色ごとの解像度補正の関数を得る。
【００４５】
距離推定部１６２ｆは、実施の形態１で示した動作により、ＲＧＢ解像度の高低差から推定された読取対象物距離が領域ｉｉ内（読取対象物距離領域ｉｉ内＝推定距離２．９ｍｍ付近）であると、推定したとする。次に、距離推定部１６２ｆは、前述の、２色の組合せであって、異なる組合せの色の解像度の高低差から、さらに読取対象物距離は２．９４ｍｍと補正したとする。すなわち、距離推定部１６２ｆは、補正した推定距離である補正推定距離は、２．９４ｍｍと推定したとする。
【００４６】
解像度補正部１６２ｇは、元画像ｆの復元動作の前に、距離推定部１６２ｆで推定した補正推定距離に基づき、解像度補正関数ｇ−１の補正を行う。
領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉ）は、読取対象物距離が２．９ｍｍの位置に対する解像度補正関数であり、領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉｉ）は、読取対象物距離が３．１ｍｍの位置に対する解像度補正関数である。すなわち、領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉ）と領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉｉ）との読取対象物距離の差は０．２ｍｍである。したがって、解像度補正部６２ｇにおいて、補正推定距離が２．９４ｍｍの位置における解像度補正関数は領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉ）と領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉｉ）に重みをつけて、
ｇ−１（２．９４）
＝（０．１６×ｇ−１（ｉｉ）＋０．０４×ｇ−１（ｉｉｉ））／０．２
と、補正した解像度補正関数（補正解像度補正関数）を表す。
つまり、補正推定距離の２．９４ｍｍと領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉ）の読取対象物距離の２．９ｍｍとの差は０．０４ｍｍである。また、補正推定距離の２．９４ｍｍと領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉｉ）の読取対象物距離の３．１ｍｍとの差は０．１６ｍｍである。したがって、０．１６を乗じて領域ｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉ）を重み付けし、０．０４を乗じて領域ｉｉｉ（読取対象物距離領域ｉｉｉ）の解像度補正関数ｇ−１（ｉｉｉ）を重み付けしている。
【００４７】
この補正解像度補正関数ｇ−１（２．９４）を用いて、解像度補正部１６２ｇは、補正推定距離が２．９４ｍｍの位置における色収差による色ごとの解像度の差を補正する。補正解像度補正関数を用いた色収差による色ごとの解像度の差を補正することによるぼやけの無い元画像ｆを復元する方法は、実施の形態１と同様である。すなわち、補正推定距離に対応したＲＧＢそれぞれの色の補正解像度補正関数ｇ−１（２．９４）を、読取画像ｆ×ｇとＲＧＢのそれぞれの色ごとにデコンボリューションを取ることで、ぼやけ画像の無い明瞭な元画像ｆを復元する。
【００４８】
実施の形態２では、距離推定部１６２ｆにおいて、ＲＧＢの３色を用いて推定距離を推定し、ＲＧＢの内の２色の組合せであって異なる組合せの色の解像度差から推定距離を補正した補正推定距離を導出した。ＲＧＢの３色に加えて、黄色や赤外、紫外などの他の波長を追加して推定距離を推定し、追加した波長を含む４色の内の３色の組合せであって異なる組合せの色の解像度差から推定距離を補正した補正推定距離を導出しても良い。そして、この補正推定距離に基づき重み付けして求めた補正解像度補正関数を、読取画像と４色のそれぞれの色ごとにデコンボリューションを取ることで、ぼやけの無い明瞭な元画像を復元しても良い。
【００４９】
実施の形態２に係る画像読取装置では、ＲＧＢの色収差が大きい場合でもＲＡＭ６２ｂの大きな拡張を行うことなく、最適な補正解像度補正関数を用いて色収差による色ごとの解像度の差を補正し、ぼやけの無い明瞭な元画像ｆを復元することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  照明系、１１  光源、１１１  ＬＥＤ基板、１２  導光体、１２１  反射領域、１３  ホルダ、１４  板金、１５  サポート、３  結像光学系、３１  第１のレンズアレイ、３２  第２のレンズアレイ、３３  アパーチャ、４  センサＩＣ（ラインセンサ、受光部）、５  筐体、６  基板、６０  ＡＳＩＣ、６１  信号処理ＩＣ、６２  信号処理部、６２ａ  ＣＰＵ、６２ｂ  ＲＡＭ、６２ｃ  信号処理回路、６２ｄ  読取画像のエッジ検出部、６２ｅ  解像度推定部、６２ｆ、１６２ｆ  距離推定部、６２ｇ、１６２ｇ  解像度補正部、６３  Ａ／Ｄ変換回路、６４  光源駆動回路、７  押さえ、８  外部コネクタ、１０  画像読取装置、Ｍ  読取対象物。
【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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