(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置が変動することがある対象物の画像を反射し、前記対象物の位置の変動に起因する影響を低減する反射装置であって、
所定の入力画角で入射する対象物の画像を、所定の歪みを与えて反射する第１のシリンドリカルミラーと、
前記反射された対象物の画像を反射して、前記対象物の画像に与えられた歪みを打ち消し、前記入力画角より大きい出力画角で出射する第２のシリンドリカルミラーと
を有する反射装置と、
前記出射された対象物の画像を読み取って画像データを生成する画像データ生成装置と
を有する画像読取装置。
【請求項２】
前記第１のシリンドリカルミラーおよび前記第２のシリンドリカルミラーは、撓められた２つの平面ミラーである
請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記２つの平面ミラーを、これら２つの平面ミラーの反射面の裏側から等しい力を加えて撓ませ、同一曲率半径の前記第１のシリンドリカルミラーおよび前記第２のシリンドリカルミラーとする加圧部材
をさらに有する請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記第１のシリンドリカルミラーおよび前記第２のシリンドリカルミラーは同一曲率半径であり、
前記第１のシリンドリカルミラーおよび前記第２のシリンドリカルミラーそれぞれが、前記対象物の画像を反射する角度を変更することにより、前記対象物の画像に与えられた弓状歪みを打ち消す特性が調整される
請求項２または３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記第１のシリンドリカルミラーおよび前記第２のシリンドリカルミラーは、テレセントリック特性を示す形状とされる
請求項２または３に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記生成された画像データと、前記対象物の画像の画像データとを比較する画像比較手段
をさらに有する請求項１〜５のいずれかに記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアイメージセンサを用いて画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凸レンズなどから構成され、原稿の画像をラインセンサ上に結像させる縮小光学系を用いた画像読取装置が一般に用いられている。
このような画像読取装置は、平面的なシート原稿を読み取るだけでなく、立体的な原稿、例えば、多数の原稿が綴じられた本の原稿（ブック原稿）を読み取る必要がある。
平面的なシート原稿はプラテンガラスに密着可能なので、原稿の部分ごとに倍率が変動する現象（倍率変動）は生じにくい。
これに対し、立体的なブック原稿の綴じ部分などはプラテンガラスに密着しにくいので、綴じ部分とその他の部分との間で倍率変動が生じてしまう。
【０００３】
例えば、「特開平８−１５４１５４号公報（文献１）」は、このような観点から、原稿とプラテンガラスとの距離の測定値に基づいて、画像をソフトウェア的な処理で補正する方法を開示する。
しかしながら、この補正処理には長い演算時間が必要とされるので、ハードウェア的な処理で倍率変動を解消できることが望ましい。
【０００４】
また、例えば、「特開平１−２７４２８３号公報（文献２）」は、プラテンガラスの面（プラテン面）近傍にフィールドレンズを設けたテレセントリック光学系をプリント基板検査装置に応用する方法を開示する。
しかしながら、テレセントリック光学系では、フィールドレンズを被写体読取範囲とほぼ同じサイズにまで大きくとる必要があり、このように大きなフィールドレンズは高価である。
【０００５】
また、例えば、「特開平１１−５１８７４号公報（文献３）は、フィールドレンズの代りに球面ミラーを使って、ウエハ検査装置用のテレセントリック光学系を構成する方法を開示する。
しかしながら、文献２に開示された方法においてと同様に、披検査物の大きさに応じて大きい球面ミラーが必要とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、立体的な原稿を読み取る際に生じる倍率変動を、ハードウェア的な手段により解消した画像読取装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、立体的な原稿を読み取る際に生じる倍率変動を、小型で安価なハードウェアにより解消した画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像読取装置は、位置が変動することがある対象物の画像を反射し、前記対象物の位置の変動に起因する影響を排除する反射装置と、前記反射された対象物の画像を読み取って画像データを生成する画像データ生成装置とを有する。
【０００８】
好適には、前記反射装置は、所定の入力画角で入射する対象物の画像を反射し、前記入力画角より大きい出力画角で前記画像データ生成装置に対して出射する第１のシリンドリカルミラーである。
【０００９】
好適には、前記第１のシリンドリカルミラーは、前記対象物の画像を、所定の歪みを与えて反射し、前記画像データ生成装置は、前記所定の歪みが与えられた対象物の画像の画像データを生成し、前記生成された画像データに与えられた所定の歪みを打ち消す補正を行う補正手段をさらに有する。
【００１０】
好適には、前記反射装置は、所定の入力画角で入射する対象物の画像を、所定の歪みを与えて反射する第２のシリンドリカルミラーと、前記反射された対象物の画像を反射して、前記対象物の画像に与えられた歪みを打ち消し、前記入力画角より大きい出力画角で前記画像データ生成装置に対して出射する第３のシリンドリカルミラーとを有する。
【００１１】
好適には、前記第２のシリンドリカルミラーおよび前記第３のシリンドリカルミラーは、撓められた２つの平面ミラーである。
【００１２】
好適には、前記２つの平面ミラーに等しい力を加えて撓ませ、前記第２のシリンドリカルミラーおよび前記第３のシリンドリカルミラーとする加圧部材をさらに有する。
【００１３】
好適には、前記第２のシリンドリカルミラーおよび前記第３のシリンドリカルミラーは同一曲率半径であり、前記第１のシリンドリカルミラーおよび前記第２のシリンドリカルミラーそれぞれが、前記対象物の画像を反射する角度を変更することにより、前記対象物の画像に与えられた歪みを打ち消す特性が調整される。
【００１４】
好適には、前記第１のシリンドリカルミラーおよび前記第２のシリンドリカルミラーは、テレセントリック特性を示す形状とされる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［発明の背景］
本発明をより理解しやすくするために、まず、本発明にかかる画像読取装置がなされるに至った背景を説明する。
従来の技術として既に説明したように、プラテンガラス上に載置された原稿の画像を、凸レンズおよび凹レンズなどを含む結像レンズを用いて原稿の画像を縮小し、リニアセンサ上に結像させる縮小光学系、および、それぞれ複数のセンサを含むリニアセンサを１本以上により読み取るスキャナなどの画像読取装置が一般に用いられている。
このような画像読取装置は、それぞれ別々のカット紙に画像が表された平面的な原稿（シート原稿）を読み取るだけでなく、立体的な原稿、例えば、綴じられた複数の用紙それぞれに画像が表された書籍の原稿（ブック原稿）を読み取る必要がある。
【００１６】
原稿読取装置が平面的なシート原稿を読み込む場合には、シート原稿をプラテンガラスの面（プラテン面）に密着させ、浮かせないようにすることができるので、原稿面とプラテン面・縮小光学系との間の距離はほとんど変化しない。
従って、画像読取装置がシート原稿の画像を読み取る場合には、読み取った画像の倍率が、原稿の部分ごとに変動する現象（既に述べた「倍率変動」）は生じにくい。
これに対し、立体的なブック原稿の綴じ部分はプラテンガラスから浮き上がった状態になり、その他の部分はプラテンガラスに密着した状態になるので、これらの部分それぞれと、プラテン面・縮小光学系との間の距離が変化する。
【００１７】
従って、画像読取装置が立体的なブック原稿を読み取る場合には、原稿の綴じ部分の画像と、その他の部分の画像などとの間で倍率変動が起こりやすい。
上記演算により倍率変動を補正する方法は、このような点に着目し、原稿がどれだけプラテン面から離れているかを測定し、この測定値を用いて、読み取られたブック原稿の画像を演算処理により補正する。
【００１８】
図１は、演算処理により読み取った画像の倍率の変動を補正して、原稿画像と比較する装置の構成を例示する図である。
ここで、印刷装置やプリンタなどの印刷結果の検査に、原稿読取装置を応用したいという要請がある。
特に、近年、カット紙１枚１枚に対して異なる画像を高速に印刷することができる枚葉プリンタが一般的に用いられるようになり、図１に示すように、印刷済用紙と原稿画像とを照合してエラーをチェックする必要が生じている。
ロール紙を使って連続印刷する輪転機などとは異なり、枚葉プリンタは、１枚１枚独立したカット紙に印刷する。
従って、枚葉プリンタにおけるエラーチェックは、印刷済用紙が画像定着装置から出た後、製本処理などを行うフィニシング装置に入る前までの用紙を高速に搬送する経路の途中で行われなければならない。
【００１９】
連続紙の搬送路においてとは異なり、１枚１枚独立した印刷済用紙を高速に搬送する枚葉プリンタの搬送路においては、印刷済用紙の面とプラテンガラスとの間の距離（浮き状態）を安定に維持することは難しい。
従って、搬送中の枚葉プリンタの印刷済用紙の画像には、上述の倍率変動が生じやすい。
特に、印刷済用紙の先端および後端の浮き状態を安定させることは難しいので、これらの部分で局所的に倍率変動が生じやすい。
【００２０】
例えば、印刷済用紙の浮き状態を安定化するために、フィードロールにより印刷済用紙を両側から押さえつける方法も考えられる。
しかしながら、フィードロールを用いると、フィードロール自体が画像読み取りの障害となる可能性がある。
また、フィードロールにより印刷済用紙をプラテンガラスに押し付ることは、紙詰まりを増やし、また、プラテンガラスをトナー・インクなどで汚してしまうという不具合の原因となる。
【００２１】
このような用途に、図１に示された装置を適用して、読み取った原稿の倍率変動を解消しようとすると、浮き状態を印刷済用紙の各部分ごとに測定し、測定値をフィードバックして用い、画像の部分ごとに異なる倍率で拡大・縮小する処理（偏倍処理）が必要とされる。
この偏倍処理は多くの演算時間を必要とするので、高速に搬送される枚葉プリンタの印刷済用紙に対して応用するのは難しい。
また、同じ理由により、演算処理により倍率変動を補正する方法は、印刷済用紙全体について一様な倍率で画像を拡大・縮小する用途には向いているが、印刷済用紙とプラテンガラスとの距離が部分ごとに変化するような用途には向いていない。
【００２２】
図２は、フィールドレンズを用いたテレセントリック光学系を例示する図である。
偏倍処理に多くの演算時間がかかってしまうと、印刷済用紙の画像と原稿画像との照合処理のために使える時間がその分、短くなってしまうので、光学系に対してハードウェア的な工夫をすることにより倍率変動現象を解消するなど、演算による偏倍処理自体をなくしてしまえると都合がよい。
【００２３】
図２に示すテレセントリック光学系を用いると、被写体の光軸方向位置変動に対して倍率変動を生させるないので、このような要請に応えることができる。
しかしながら、テレセントリック光学系では、フィールドレンズを被写体読取範囲とほぼ同じサイズにまで大きくとる必要がある。
従って、例えば、検査対象が３００ｍｍ以上になった場合には、３００ｍｍ程度以上のサイズのフィールドレンズが必要とされるといったように、テレセントリック光学系自体が高価かつ大掛かりとなってしまう。
原稿近くに、フィールドレンズとしてフレネルレンズを用いる方法も考えられるが、フレネルレンズは樹脂製なので、紙粉等により汚れが問題となり、また、フレネルレンズの溝による散乱の影響で画質低下が生じる。
【００２４】
また、例えば、フィールドレンズの代りに球面ミラーを使ってテレセントリック光学系を構成することも考えられる。
例えば、上述のウェハ検査装置においては、被検査面全体にわたり一定角度で回折反射光が得られる。
上述のウェハ検査装置においては、曲面の軸に対して、斜めに光線を入射させる必要があるので、被写体面上での直線が、センサ上で歪んでしまう。
また、テレセントリック光学系を構成する球面ミラーは、フィールドレンズなどのレンズに比べて安価であるが、それでも、径が３００ｍｍを超えるような大型のものはかなり高価である。
【００２５】
また、例えば、ロッドレンズアレイとＣＩＳセンサとを組み合わせた密着読取光学系を用いても、上記倍率変動の発生を防ぐことができる。
しかしながら、ロッドレンズの焦点深度は浅いので、このような密着光学系を用いると、読み取った画像がぼける現象（ピントぼけ）が生じやすい。
【００２６】
本発明は、以上のような背景からなされたものであり、例えば、高速枚葉プリンタの印刷結果のチェックをする場合に想定される諸問題を解決可能に構成されている。
つまり、以下に実施形態として示す画像読取装置は、高速枚葉プリンタの印刷結果（印刷済用紙）を検査する装置において、印刷結果の浮きの変動による局所的な倍率変動の影響を、演算処理なしに有効に軽減する。
また、以下に示す画像読取装置は、高価で特殊な光学部材なしに、ハードウェア的に原稿の局所的な倍率変動を解消する。
また、以下に示す画像読取装置は、印刷結果と印刷原稿とのリアルタイムな照合処理を可能にする。
【００２７】
［第１実施例］
以下、本発明の第１の実施例を説明する。
【００２８】
［印刷システム１］
図３は、本発明にかかる画像読取装置２が適用される印刷システム１の構成を示す図である。
図４は、図３に示したコンピュータ（ＰＣ）１６の構成を示す図である。
図３に示すように、印刷システム１は、枚葉プリンタ１０、高速搬送路１２、後処理装置（フィニッシャ）１４およびＰＣ１６から構成される。
図４に示すように、ＰＣ１６は、ＣＰＵ１０２およびメモリ１０４などを含むＰＣ本体１００、画像読取装置２との間のインターフェースを実現する画像読取装置ＩＦ１２０、ＨＤＤ・ＣＲ−ＲＯＭなどの記録装置１４０、および、キーボード・ＣＲＴ表示装置などを含む表示・入力装置１６０などから構成される。
【００２９】
［印刷システム１の各構成部分］
印刷システム１において、枚葉プリンタ１０は、複数のカット紙それぞれに対して、複数の異なった画像それぞれを高速に印刷する。
高速搬送路１２は、紙送りローラ１２０−１，１２０−２（図５）などを含み、枚葉プリンタ１０により画像が印刷された印刷済用紙１８（例えば、最大サイズＢ４長手；３６４ｍｍ）を、高速にフィニッシャ１４に対して搬送する。
画像読取装置２は、線状のランプ２０により、高速搬送路１２を高速に搬送されている印刷済用紙１８を照明し、画像を読み取る。
【００３０】
ＰＣ１６は、上述のように一般的なコンピュータとしての構成部分を含み、画像検査プログラム４０（図５など）を実行し、印刷済用紙１８それぞれに、部分的欠落や汚れなどなしに、原稿の画像が正しく印刷されているかを検査する。
フィニッシャ１４は、枚葉プリンタ１０から高速搬送路１２を介して搬送されてきた印刷済用紙１８に対して、ソート・製本などの後処理を行う。
【００３１】
［画像読取装置２・画像検査プログラム４０］
以下、画像読取装置２および画像検査プログラム４０をさらに説明する。
図５は、画像読取装置２（図３）、および、ＰＣ１６において実行される画像検査プログラム４０の構成を示す図である。
図５に示すように、画像読取装置２は、ランプ２０、光学系２２、画像データ生成装置２４およびシリンドリカル凹面鏡（シリンドリカルミラー）２６から構成される。
画像データ生成装置２４は、ＣＣＤ２４０、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ回路）２４２および補正回路２４４を含む。
光学系２２は、シリンドリカルミラー２６、結像レンズ２２０および画像データ生成装置２４の電荷結合素子（ＣＣＤ）２４０を含む。
画像読取装置２は、これらの構成部分により、高速搬送路１２を高速搬送される印刷済用紙１８の浮きの変動による局所的な倍率変動の影響を、演算処理なしに有効に軽減する。
【００３２】
ランプ２０は、高速搬送路１２上を搬送される印刷済用紙１８を照明する。
シリンドリカルミラー２６は、印刷済用紙１８により反射された光線を結像レンズ２２０に対して反射する。
結像レンズ２２０は、シリンドリカルミラー２６により反射された光線をＣＣＤ２４０に結像させる。
【００３３】
ＣＣＤ２４０は、ラインセンサを構成し、結像レンズ２２０により結像された印刷済用紙１８の画像を、印刷済用紙１８の搬送方向（副走査方向）に対して直角な方向（主走査方向）に読み取って光電変換し、電気的な画像信号を生成し、Ａ／Ｄ回路２４２に対して出力する。
Ａ／Ｄ回路２４２は、ＣＣＤ２４０から入力された画像信号をデジタル形式の画像データに変換し、補正回路２４４に対して出力する。
補正回路２４４は、Ａ／Ｄ回路２４２から入力された画像データに対して、シェーディング補正および後述する弓形補正などの補正を行い、補正した画像データを画像検査プログラム４０（ＰＣ１６）に対して出力する。
【００３４】
また、図５に示すように、画像検査プログラム４０は、検査画像記憶部４００、原稿画像記憶部４０２および比較演算判定部４０４から構成される。
画像検査プログラム４０は、例えば、ＰＣ１６の記録装置１４０（図４）に、フレキシブルディスク・ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体１４２を介して供給され、メモリ１０４にロードされて実行される。
画像検査プログラム４０は、これらの構成部分により、画像読取装置２により生成された複数の印刷済用紙１８それぞれを、これらの原稿の画像と比較し、印刷結果の検査を行う。
【００３５】
画像検査プログラム４０において、検査画像記憶部４００は、画像読取装置２から入力された印刷済用紙１８それぞれの画像データを順次、記憶し、比較演算判定部４０４に対して順次、出力する。
原稿画像記憶部４０２は、枚葉プリンタ１０により印刷済用紙１８それぞれに印刷される原稿の画像データ（原稿画像データ）を記憶し、順次、比較演算判定部４０４に対して出力する。
つまり、枚葉プリンタ１０により原稿画像が正確に印刷され、画像読取装置２により印刷済用紙１８が正確に読み取られた場合には、検査画像記憶部４００に記憶された画像データと、原稿画像記憶部４０２に記憶された原稿画像データとは一致する。
【００３６】
比較演算判定部４０４は、検査画像記憶部４００から入力される印刷済用紙１８それぞれの画像データと、原稿画像記憶部４０２から入力される原稿画像データとを比較し、印刷済用紙１８の画像に、汚れ、部分的な欠落が生じていないかを検査する。
比較演算判定部４０４は、印刷済用紙１８それぞれの検査結果を、例えば、検査結果をＰＣ１６の表示・入力装置１６０（図３，図４）に表示する。
【００３７】
図６は、シリンドリカルミラーを入れない状態の光学系を例示する図である。
図７は、図５に示した光学系２２を例示する図である。
図８は、図５，図７に示した画像読取装置２の光学系２２を示す図である。
図９は、図７，図８に示した光学系２２における印刷済用紙１８〜シリンドリカルミラー２６間の最大画角と、シリンドリカルミラー２６〜結像レンズ２２０間の最大画角との関係を示す図である。
【００３８】
図６に示すシリンドリカルミラーを入れない状態の光学系と、図８に示すシリンドリカルミラー２６を用いた光学系２２とを比較して説明する。
例えば、図６に示した光学系において、印刷済用紙と結像レンズとの間の光路長が９８６．１ｍｍである場合には、周辺最大画角は１６．８６°（１６．８６ｄｅｇ）になる。
図６に示した場合、読み取り可能な原稿の最大サイズは４１５ｍｍである。
なお、図６に示す画角は「半画角」とも呼ばれるが、以下の説明においては単に「画角」と記す。
これに対し、図７，図８に例示するように、画像読取装置２（図５）においては、シリンドリカルミラー２６を介した印刷済用紙１８とＣＣＤ２４０との間の光路長を、図６に示した場合と同一（６８６．１ｍｍ）なままとして、例えば、光軸に対して４５°傾けられた長手方向曲率半径（以下、単に「曲率半径」と記す）１４０８ｍｍの凹型のシリンドリカルミラー２６が、結像レンズ２２０に対して６４６．１ｍｍ、印刷済用紙１８に対しては４０ｍｍ離れた位置に配設される。
【００３９】
図７に示した場合には、図８に示すように、印刷済用紙１８とシリンドリカルミラー２６との間の周辺最大画角は５．６２°となり、シリンドリカルミラー２６と結像レンズ２２０との間の最大画画角は１６．８５°となる。
この場合でも、読み取るべき原稿の最大サイズを、Ｂ４長手サイズ（３６４ｍｍ）に余裕を持たせたサイズの３８８ｍｍとすることができるので、光学系２２は、印刷済用紙１８の最大サイズに適合する。
なお、光学系２２における印刷済用紙１８〜シリンドリカルミラー２６間の最大画角を主走査方向に変化させると、シリンドリカルミラー２６〜結像レンズ２２０間の最大画角は、図９に示す通り、ほぼ直線的に変化する。
つまり、図９に示すように、シリンドリカルミラー２６を入れても、画像に著しい歪みは生じない（後述する弓状の歪みと、わずかな歪曲収差とを除く）。
【００４０】
図１，図６に示した光学系においては、高速搬送路１２において印刷済用紙１８が浮き沈みして、例えば、光軸方向に±２ｍｍの変動が生じると、主走査方向に±０．６ｍｍ（＝±２ｍｍ×ｔａｎ（１６．９°））の変化が生じ、この変化に対応する倍率変動が生じる。
これに対し、図５，図７，図８に示した光学系２２においては、例えば、光軸方向に±２ｍｍの変動が生じても、主走査方向には±０．２ｍｍ（＝±２ｍｍ×ｔａｎ（１６．９°／３））の変化しか生じず、この変化に伴う倍率変動も軽減される。
【００４１】
例えば、画像読取装置２が、２００ｄｐｉの解像度で画像を読み取る場合には、±０．２ｍｍは±２画素以下となる。
従って、この場合において、画像検査プログラム４０の比較演算判定部４０４は、光学系２２と組み合わせると、印刷済用紙１８それぞれから読み取った画像と原稿画像との違いを、±２画素の精度で検出することができる。
【００４２】
［シリンドリカルミラー２６に起因する影響の補正］
なお、シリンドリカルミラー２６により、主走査・副走査方向の結像倍率変化による縦方向／横方向のベストピント位置のずれ、最良像面の湾曲および歪曲収差が生じるが、シリンドリカルミラー２６に起因するこれらの影響は、以下に説明するように容易に補正可能である。
【００４３】
［主走査・副走査方向の結像倍率変化］
なお、シリンドリカルミラー２６を用いることにより、主走査方向または副走査方向の結像倍率の変化が生じる。
副走査方向の倍率は、サンプリングのトリガとして用いられるセンサラインシンク信号と、副走査方向の送り速度とを調節することにより、補正することができる。
また、主走査方向の倍率変化は、補間などの演算処理により補正することができる。
【００４４】
また、例えば、本出願人による特願２０００−２７４３２０に記されている複数ラインセンサを使用した高速並列読み取りを行う装置に、本発明を応用することも可能である。
例えば、２本のラインセンサにより２００ｄｐｉの読み取りを行う場合には、２本のラインセンサは、副走査方向に１００ｄｐｉのピッチで画像を読み込むように設定される。
２本のラインセンサのギャップ分に対応するサンプル位置のずれが、半画素にあたる設定（例えば１０→２．５ライン，１０→３．５ライン）になるように、結像倍率が調整され、主走査方向の標準サンプルピッチが決められる。
例えば、１０ライン→３．５ラインの場合、標準サンプルピッチは、２８６ｄｐｉ（＝１００ｄｐｉ×｛１０ライン／３．５ライン｝）と決められる。
【００４５】
この複数のラインセンサを用いる方式は、原理的に、副走査方向よりも高解像度で主走査方向の読み取りを行い、主走査方向の解像度を演算処理により低下させるようになっている。
従って、この方式は、演算処理による主走査方向の補正に向いている。
本発明を適用すると、シリンドリカルミラー２６により結像倍率が上がるので、主走査方向の解像度（２８６ｄｐｉ；１０ライン→３．５ラインの場合）を上げることができる。
この点に着目し、例えば、シリンドリカルミラー２６を上手く設計すると、主走査方向の解像度を、３００ｄｐｉなど、演算処理に向いた、きりのよい値とすることができる。
【００４６】
［縦方向／横方向のベストピント位置のずれ］
図７に示したように、印刷済用紙１８から４０ｍｍ程度の位置にシリンドリカルミラー２６を配設すると、主走査方向にのみレンズ作用を持つことから、縦方向細線と横方向細線とで、お互いにベストピント位置が、光軸方向に２ｍｍ弱、変化した場合と同じになる。
しかしながら、光学系２２の披写界深度は２ｍｍ以上あるので、方向によるベストピント位置のずれの影響を、実用上、画像読取装置２，３の動作に何らの影響も及ぼさないようにすることができる。
【００４７】
［最良画像の湾曲・歪曲収差］
図１０は、シリンドリカルミラー２６（図５，図７，図１１）によるベストピント面の変化を示す図である。
シリンドリカルミラー２６により、結像レンズ２２０と印刷済用紙１８との間の光路が、印刷済用紙１８の中央部では、その周辺部よりも長くなるので、図１０に示すように、ベストピント面が、画角により変化してしまう。
図１０に示した変化は、印刷済用紙１８の被写界深度よりも大きいので補正する必要がある。
最良像面が、中央の部分より端の部分で結像レンズ２２０側に近づく（結像レンズ２２０側に倒れる）特性を示すように結像レンズ２２０を設計することにより、この変化を補正することができる。
このように、結像レンズ２２０側に最適像面が倒れるように結像レンズ２２０を設計することは、これと反対、つまり、中央の部分より端の部分で結像レンズ２２０側から遠のくように結像レンズ２２０を設計するよりも容易である。
また、シリンドリカルミラー２６により、約２％の歪曲収差が生じるが、この程度の歪曲収差は、結像レンズ２２０を適切に設計することにより、補正可能である。
【００４８】
［第２実施例］
以下、シリンドリカルミラー２６（図５）に起因する副走査方向への画像の静的な歪みを、電子的に補正するように構成された本発明の第２の実施形態を説明する。
【００４９】
図１１は、画像読取装置２（図５）において走査方向に生じる弓状歪みの影響を示す図である。
図１に示した平面ミラーを用いた光学系においては、ＣＣＤは主走査方向を直線にたどって原稿を読み込むことができるので、ＣＣＤが原稿を読み取る場合に、副走査方向のずれは生じない。
【００５０】
一方、シリンドリカルミラー２６の曲面の影響により、光学系２２を用いて印刷済用紙１８の画像を読み取ると、ＣＣＤ２４０が印刷済用紙１８を走査するときにたどる線（主走査方向ライン）が弓状に歪んでしまう。
つまり、図１１に示すように、画像読取装置２においては、ＣＣＤ２４０と印刷済用紙１８との画角に応じて、ＣＣＤ２４０が印刷済用紙１８を読み取る位置に、副走査方向のずれが生じる。
【００５１】
この主走査方向ラインの歪みは、印刷済用紙１８の浮き沈みと同様に、画像読取装置２が読み取る画像の位置変動の原因となるが、印刷済用紙１８の浮き沈みによっては変化せず、ＣＣＤ２４０と印刷済用紙１８との間の画角に従って値が定まるという特徴を有する。
以下に説明する画像読取装置３（図１２，図１３）は、このような主走査方向ラインの歪みに起因する悪影響を解消するためになされたものである。
【００５２】
図１２は、本発明にかかる第２の画像読取装置３の構成を示す図である。
図１３は、図１２に示した補正回路２４６の構成を示す図である。
図１２に示したように、画像読取装置３は、図５などに示した補正回路２４４を、補正回路２４６に置換した構成を採る。
図１３に示すように、図１２に示した補正回路２４６は、ＦＩＦＯメモリ４２６、ルックアップテーブル４２４およびアドレスカウンタ４２２から構成される。
画像読取装置３は、これらの構成部分により、図１１に示したシリンドリカルミラー２６に起因する主走査方向ラインの歪みを補正する。
【００５３】
以下、補正回路２４６を中心に、画像読取装置３の動作を説明する。
シリンドリカルミラー２６（図１２）により反射されて弓状に歪んだ印刷済用紙１８の画像は、光学系２２およびＡ／Ｄ２４２により画像データとされ、例えば、クロック信号に同期して補正回路２４６に入力される。
アドレスカウンタ４２２は、クロック信号をカウントし、ＦＩＦＯメモリ４２６から歪みを補正せずに画像データを出力させる場合に用いられる主走査方向アドレスを発生し、ルックアップテーブル４２４に対して出力する。
【００５４】
ルックアップテーブル４２４は、主走査方向アドレスを、ＦＩＦＯメモリ４２６から歪みを補正して画像データを出力させる場合に用いられる遅延量制御アドレスに変換するためのテーブルを保持しており、このテーブルを用いて、アドレスカウンタ４２２から入力された主走査方向アドレスを、遅延量制御アドレスに変換してＦＩＦＯメモリ４２６に対して出力する。
ＦＩＦＯメモリ４２６は、ルックアップテーブル４２４から入力される遅延量制御アドレスに従って、遅延線から出力を選択することにより、歪みが補正された画像データを検査画像記憶部４００に対して出力する。
【００５５】
検査画像記憶部４００は、入力された画像データを記憶し、記憶した画像データを、比較演算判定部４０４に対して出力する。
原稿画像記憶部４０２は、比較演算判定部４０４に対して原稿画像データを出力する。
比較演算判定部４０４は、検査画像記憶部４２０から入力された画像データと、原稿画像記憶部４０２から入力された原稿画像データを比較・検査する。
【００５６】
［第３実施例］
本発明の第２の実施例として、シリンドリカルミラー２６に起因する弓状歪みを、画像データをＦＩＦＯメモリ４２６（図１３）の遅延量と、主走査方向アドレスにより制御することにより、補正する画像読取装置３（図１２）を示した。
この弓状歪みを、光学的に補正することも可能である。
以下、本発明の第３の実施例として、画像読取装置２，３（図５，図１２）において光学系２２と置換されて用いられ、弓状歪みを光学的に補正する光学系５０（図１４など）を説明する。
光学系５０においては、２つのシリンドリカル凹面鏡が用いられ、これら２つのシリンドリカル凹面鏡は、光線進行方向に対して、左右どちらか同じ方向に２回、印刷済用紙１８の画像を反射させる。
【００５７】
図１４は、本発明にかかる第２の光学系５０の構成を示す斜視図である。
図１５は、光学系５０（図１４）の側面図である。
図１４，図１５に示すように、光学系５０は、それぞれシリンドリカルミラー２６（図５など）と同じ第１および第２のシリンドリカルミラー２６−１，２６−２、結像レンズ２２０およびＣＣＤ２４０から構成される。
【００５８】
図１５に示すように、第２のシリンドリカルミラー２８−２（曲率半径が３５４０ｍｍ）は、シリンドリカルミラー２６（図５，図１２）と同様なミラーであって、例えば、印刷済用紙１８を搬送する高速搬送路１２（図５，図１２）から４０ｍｍ離れた位置に配設される。
【００５９】
第１のシリンドリカルミラー２８−１は、その長手方向曲率半径が３６４０ｍｍと、第２シリンドリカルミラーの長手方向曲率半径（３５４０ｍｍ）よりもわずかに大きくなるように形成されている。
第１のシリンドリカルミラー２８−１は、第２のシリンドリカルミラー２８−２〜印刷済用紙１８間の光軸に対して４５°の方向であって、結像レンズ２２０・ＣＣＤ２４０から第２のシリンドリカルミラー２８−２よりも遠い方向に、例えば２０ｍｍ離れた位置に配設される。
結像レンズ２２０は、第２のシリンドリカルミラー２８−２〜印刷済用紙１８間の光軸と直角の方向に、第１のシリンドリカルミラー２８−１から、例えば６２１ｍｍ離れた位置に配設される。
【００６０】
第２のシリンドリカルミラー２８−２は、印刷済用紙１８の画像を、第１のシリンドリカルミラー２８−１の方向に反射する。
第１のシリンドリカルミラー２８−１は、第２のシリンドリカルミラー２８−２からの画像を、第２のシリンドリカルミラー２８−２と同じ方向に曲げつつ反射し、結像レンズ２２０およびＣＣＤ２４０の方向に導く。
第１のシリンドリカルミラー２８−１と第２のシリンドリカルミラー２８−２とで、印刷済用紙１８の画像（光線）を同方向に曲げるようにすることにより、これらシリンドリカルミラー２８−１，２８−２により発生する弓状歪みの影響を互いに相殺することができる。
【００６１】
さらに詳細に説明する。
図１５に示したシリンドリカルミラー２８−１，２８−２の間の光路に着目する。
光学系５０を側面から見て分かるように、第２のシリンドリカルミラー２８−２の中心部で反射された光線は、その周辺部で反射された光線よりも、結像レンズ２２０・ＣＣＤ２４０から遠い光路を通る。
つまり、印刷済用紙１８上で主走査方向に沿って直線であるべき走査ラインの画像は、印刷済用紙１８の端に近い部分であればあるほど、より短い光路を経て第２のシリンドリカルミラー２８−２の端の部分であって下方の（印刷済用紙１８に近い）部分で、印刷済用紙１８の中心に近い部分であればあるほど、より長い光路を経て第２のシリンドリカルミラー２８−２の中心の部分であって上方の（印刷済用紙１８から遠い）部分で反射される。
ここでの反射位置の上下のずれが、弓状歪みの原因となる。
【００６２】
同様に、光学系５０を側面から見て分かるように、第２のシリンドリカルミラー２８−２の中心部からの光線は、その周辺部で反射された光線よりも、頭上で左上側の光路を通る。
つまり、第２のシリンドリカルミラー２８−２により反射された走査ラインの画像は、印刷済用紙１８の端に近い部分であればあるほど、より右下側の光路を経て第１のシリンドリカルミラー２８−１の端の部分であって下方の（印刷済用紙１８に近い）部分で、印刷済用紙１８の中心に近い部分であればあるほど、左上側の光路を経て第２のシリンドリカルミラー２８−２の中心の部分であって上方の（印刷済用紙１８から遠い）部分で反射され、印刷済用紙１８に平行で、第１のシリンドリカルミラー２８−１の中心と結像レンズ２２０・光学系２２４０の中心とを通る平面上に重ね合わされる。
こうして、２枚のミラーによる弓状歪みは相殺される。
【００６３】
図１６は、光学系５０（図１４〜図１６）において発生する弓状歪みを示す図である。
以上説明したように、第２のシリンドリカルミラー２８−２により走査ラインに与えられた弓状歪みは、第１のシリンドリカルミラー２８−１反射されることにより相殺され、図１６に示すように、０．１ｍｍ以下とすることができる。
【００６４】
図１７は、光学系５０（図１４，図１５）における印刷済用紙１８〜シリンドリカルミラー２８−１，２８−２間の最大画角と、シリンドリカルミラー２８−１〜結像レンズ２２０間の最大画角との関係を示す図である。
図１７に示すように、光学系５０においても、光学系２２（図５，図７など）と同様に、第２のシリンドリカルミラー２８−２〜印刷済用紙１８間の画角を、図１に示した光学系における値（１６．８６°）の１／３（５．６２°）にすることができる。
従って、光学系５０によっても、印刷済用紙１８の浮き沈みに起因する倍率変化を、光学系２２によった場合と同程度に抑えることができる。
【００６５】
さらに、光学系５０においては、２枚のシリンドリカルミラーが組み合わされて用いられるので、シリンドリカルミラー２８−１，２８−２の曲率半径、光学系２２におけるシリンドリカルミラー２６の曲率半径よりも小さくすることができる。
【００６６】
さらに具体例を挙げて説明する。
シリンドリカルミラーの曲率半径が１４０８ｍｍである場合には、その両端３８０ｍｍの位置から、その中央部は１２．９ｍｍ凹む。
シリンドリカルミラーの曲率半径が３５００ｍｍである場合には、その両端３８０ｍｍの位置から、その中央部は５．２ｍｍ凹む。
シリンドリカルミラーの曲率半径が３６４０ｍｍである場合には、その両端３８０ｍｍの位置から、その中央部は５．０ｍｍ凹む。
これらの値をまとめて表１に示す。
【００６７】
【表１】
［表１］シリンドリカルミラー曲率半径と中心部の凹みの量：
曲率半径（ｍｍ）：  凹み量（ｍｍ）
１４０８        ：  １２．９
３５００        ：    ５．２
３６４０        ：    ５．０
【００６８】
［変形例］
以下、第３の実施例の変形例として、リニアイメージセンサ（結像レンズ２２０）の画素列方向と平行な方向に湾曲したシリンドリカル凹面鏡を、平面ミラーを長手方向にたわませることにより形成し、さらに、結像レンズを、標準結像面よりもレンズ側に像面がたおれるように像面湾曲設計した光学系を説明する。
この変形例においては、２つのシリンドリカル凹面鏡の曲率半径は同じに設定され、２つのシリンドリカル凹面鏡の内、印刷済用紙１８に近い方の光軸偏角は、他方の光軸偏角よりも大きく設定される。
【００６９】
図１８は、平面ミラー３０−１，３０−２の中心部に力を加えて、シリンドリカルミラー２８−１，２８−２（図１４，図１５，図１７）の代用とする方法を示す図である。
つまり、シリンドリカルミラー２８−１，２８−２のカーブは緩くてよいので、図１８に示すように、両端が保持された平面ミラー３０−１，３０−２の中心部それぞれに対し、加圧部材３２を用いて等しい力を加えて撓ませることにより、シリンドリカルミラー２８−１，２８−２の代用とすることができる。
このように、平面ミラー３０−１，３０−２に等しい力を加えて２枚のシリンドリカルミラーとすると、シリンドリカルミラーを簡単に製造することができる。
【００７０】
図１９は、図１８に示した平面ミラー３０−１，３０−２の反射角度θを示す図である。
図２０は、図１９に示した反射角度θと歪み量との関係を示す図である。
上述したように、弓状歪みを補正するためには、曲率半径の異なる２つのシリンドリカルミラーを用いる必要がある。
これに対し、図１８に示したように、平面ミラーを変形して作成した同じ曲率半径の２つのシリンドリカルミラーを用いる場合には、図１９に示す平面ミラー３０−２の反射角度θを４５°とすると、主走査方向ラインの弓状歪み補正が不完全になる。
このような場合に、弓状歪み補正の完全を期すためには、図１９，図２０に示すように、反射角度θを調整すればよい。
【００７１】
［第４実施例］
以上、本発明の第１〜第３の実施例として、印刷済用紙１８に対する画角を十分に小さくすることにより、画像読み取りの際の倍率変化を補正する光学系を説明した。
これに対し、本発明の第３実施例として示した光学系５０（図１４，図１５，図１７）において、２枚のシリンドリカルミラーの曲率を適当に選ぶことにより、ほぼ完全なテレセントリック特性を得ることができる。
【００７２】
図２１は、２枚のシリンドリカルミラー３４−１，３４−２の曲率半径を適切に選ぶことにより、テレセントリック特性を実現した第３の光学系５２の構成を示す図である。
図２２は、光学系５２（図２１）における印刷済用紙１８〜シリンドリカルミラー３４−１，３４−２間の最大画角と、シリンドリカルミラー２８−１，２８−２〜結像レンズ２２０間の最大画角との関係を示す図である。
図２３は、図２１，図２２に示した光学系５２により得られるテレセントリック特性を示す図である。
【００７３】
図２１に示すように、第３の光学系５２は、第２の光学系５０の第１および第２のシリンドリカルミラー２８−１，２８−２が、それぞれ曲率半径２４２０ｍｍ，２３００ｍｍの第１および第２のシリンドリカルミラー３４−１，３４−２に置換された構成を採り、画像読取装置２，３（図５，図１２など）において、光学系２２に置換されて用いられる。
図２１に示した光学系５２においては、図２３に示すように、±０．１度以下の範囲の安定したテレセントリック特性が得られる。
第２の光学系５０において用いられるシリンドリカルミラー２８−１，２８−２の曲率半径に比べ、第３の光学系５２において用いられるシリンドリカルミラー３４−１，３４−２の曲率半径は若干、きつくなるが、第３の光学系５２は、印刷済用紙１８の浮き沈みに対して、より有効に倍率の変動を抑えることができる。
【００７４】
［まとめ］
（１）本発明にかかる画像読取装置においては、被写体原稿の浮沈みの原因となる結像光束の傾きが、シリンドリカル凹面鏡の効果で低減され、テレセントリック光学系に近づけられる。
（２）本発明にかかる画像読取装置においては、平面ミラーをたわませたシリンドリカル凹面鏡を用いられているので、その光学系が安価である。
（３）本発明にかかる画像読取装置においては、結像レンズが、シリンドリカル凹面鏡によって発生するベストピント面の変化を、結像レンズ側（センサから遠ざかる側）に倒れるように収差設計しておくことにより相殺させているので、読取画像の中央部と周辺部によらず、ベストな結像状態が維持されている。
（４）本発明にかかる画像読取装置においては、２つのシリンドリカル凹面鏡が、画像を同じ方向に反射させる構成を採っているので、これらの凹面鏡に斜め反射することで生じる歪みが相殺される。
【００７５】
（５）本発明にかかる画像読取装置においては、２枚のシリンドリカル凹面鏡の曲率半径が同じに設定されているので、簡易にミラー曲率を設定できる。
（６）本発明にかかる画像読取装置においては、被検査原稿からの距離の違いによる歪みへの影響の差が、光軸でみた偏角を、原稿側を大きくすることにより補正されている。
（７）本発明にかかる画像読取装置においては、シリンドリカル凹面鏡に画像が反射されることに起因する歪みは、浮沈み状態によらず、同じ量を、中央部、及び端部で補正すればよいので、この歪みを電子的に補正する場合に、あらかじめ固定値を補正する処理を行えばよい。従って、本発明にかかる画像読取装置における歪み補正処理の演算量は、浮き量の変化をリアルタイムフィードバックして歪みを補正する処理の演算量に比べて少ない。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる画像読取装置によれば、立体的な原稿を読み取る際に生じる倍率変動を、ハードウェア的な手段により解消することができる。
また、本発明にかかる画像読取装置によれば、立体的な原稿を読み取る際に生じる倍率変動を、小型で安価なハードウェアにより解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】演算処理により読み取った画像の倍率の変動を補正して、原稿画像と比較する装置の構成を例示する図である。
【図２】フィールドレンズを用いたテレセントリック光学系を例示する図である。
【図３】本発明にかかる画像読取装置が適用される印刷システムの構成を示す図である。
【図４】図３に示したコンピュータ（ＰＣ）の構成を示す図である。
【図５】画像読取装置（図３）、および、ＰＣにおいて実行される画像検査プログラムの構成を示す図である。
【図６】シリンドリカルミラーを入れない状態の光学系を例示する図である。
【図７】図５に示した光学系を例示する図である。
【図８】図５，図７に示した画像読取装置の光学系を示す図である。
【図９】図７，図８に示した光学系における印刷済用紙〜シリンドリカルミラー間の最大画角と、シリンドリカルミラー〜結像レンズ間の最大画角との関係を示す図である。
【図１０】シリンドリカルミラー（図５，図７，図１１）によるベストピント面の変化を示す図である。
【図１１】画像読取装置（図５）において走査方向に生じる弓状歪みの影響を示す図である。
【図１２】本発明にかかる第２の画像読取装置の構成を示す図である。
【図１３】図１２に示した補正回路の構成を示す図である。
【図１４】本発明にかかる第２の光学系の構成を示す斜視図である。
【図１５】光学系（図１４）の側面図である。
【図１６】光学系（図１４〜図１６）において発生する弓状歪みを示す図である。
【図１７】光学系（図１４，図１５）における印刷済用紙〜シリンドリカルミラー間の最大画角と、シリンドリカルミラー〜結像レンズ間の最大画角との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、平面ミラーの中心部に力を加えて、シリンドリカルミラー（図１４，図１５，図１７）の代用とする方法を示す図である。
【図１９】図１８に示した平面ミラーの反射角度θを示す図である。
【図２０】図１９に示した反射角度θと歪み量との関係を示す図である。
【図２１】２枚のシリンドリカルミラーの曲率半径を適切に選ぶことにより、テレセントリック特性を実現した第３の光学系の構成を示す図である。
【図２２】光学系（図２１）における印刷済用紙〜シリンドリカルミラー間の最大画角と、シリンドリカルミラー〜結像レンズ間の最大画角との関係を示す図である。
【図２３】図２１，図２２に示した光学系により得られるテレセントリック特性を示す図である。
【符号の説明】
１・・・印刷システム
１０・・・枚葉プリンタ
１２・・・高速搬送路
１２０−１，１２０−２・・・紙送りローラ
１４・・・フィニッシャ
１６・・・ＰＣ
１００・・・ＰＣ本体
１０２・・・ＣＰＵ
１０４・・・メモリ
１２０・・・画像読取装置ＩＦ
１４０・・・記録装置
１４２・・・記録媒体
１８・・・印刷済用紙
２，３・・・画像読取装置
２０・・・ランプ
２２，５０，５２・・・光学系
２２０・・・結像レンズ
２４・・・画像データ生成装置
２４０・・・ＣＣＤ
２４２・・・Ａ／Ｄ回路
２４４，２４６・・・補正回路
４２２・・・アドレスカウンタ
４２４・・・ルックアップテーブル
４２６・・・ＦＩＦＯメモリ
２６，２８，３４・・・シリンドリカルミラー
３０・・・平面ミラー
３２・・・加圧部材
４０・・・画像検査プログラム
４００・・・検査画像記憶部
４０２・・・原稿画像記憶部
４０４・・・比較演算判定部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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