JP2003076743A - 画像読取装置シミュレーションシステムおよび画像読取装置シミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像読取装置の光学系および照明系など機械
要素を含む個々の構成要素の設計データなどを用いて統
合的にシミュレーションを行うことが可能な画像読取装
置シミュレーションシステムなどを提供する。 【解決手段】 被写体設置部に設置された被写体を照明
する照明系と、光学系により被写体の像を撮像素子に結
像する画像読取手段と、その画像読取手段より出力され
る信号から画像信号を生成する信号処理手段とを備えた
画像読取装置のシミュレーションを行う画像読取装置シ
ミュレーションシステムにおいて、前記被写体の光学特
性を表す２次元電子画像である電子画像データを記憶し
ておく電子画像記憶装置１、前記光学系および撮像素子
の設計データを記憶しておく設計データ記憶装置２、記
憶されている前記電子画像データおよび設計データを用
いて前記画像読取装置のシミュレーションを行うシミュ
レーション装置３を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙上の画像を読み
取るスキャナなど画像読取装置の設計評価などにおいて
有用な画像読取装置シミュレーションシステムなどに関
する。

【０００２】

【従来の技術】画像読取装置の設計を行う場合、任意の
原稿画像に対して取得画像（読み取られた画像）の目標
画像品質を予め決めておき、その目標画像品質を達成す
るための仕様として、画像読取装置を構成する各要素の
設計仕様を算出するのが理想的であるが、従来の各構成
要素ごとの設計値は前記目標画像品質に直結した値では
なかったし、また、そのような統一された目標に対する
設計仕様の設定は困難であった。そのため、これらの仕
様を決定するためには試作を行って画像を評価する必要
があった。特開平９−６８２７号公報に示された「電子
撮像装置のシミュレーション方法および装置」は前記し
たような問題を解決しようとするものであり、撮像素子
と光学系と処理回路を有する電子撮像装置を評価対象に
して、任意の被写体に対する光学系による結像画像を算
出することで、各構成要素ごとの設計値は前記目標画像
品質に直結した値でなくとも、試作を行うことなく取得
画像の画像品質を予測できるようにする。また、特開２
０００−２３５５９６公報に示された「画像システムハ
ードウェア構成要素シミュレーションシステムおよび方
法」は、照明および光学系を含んだ画像システムをシミ
ュレーションの対象にしたシミュレーションシステムで
あり、その画像システムに含まれる一つの構成要素を第
１のモデル、光学系を表す要素を第２のモデルとしてモ
デル化し、第１のモデルおよび第２のモデルに基づいて
シミュレーションを行い、予測される画像を生成するこ
とにより試作を行うことなく取得画像の画像品質を予測
できるようにする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−６８２７号公報に示された前記の従来技術において
は、光源を持ち、光学系が走査することで２次元の画像
を取得する機械動作を含んだ画像読取装置では、機械要
素の影響まで含めてシミュレーションを行う必要がある
にもかかわらず、また、光源による照度分布の影響も考
慮する必要があるにもかかわらず、それらについて考慮
されていない。また、試作回数の削減は開発期間の短縮
や、コスト低減に大きく貢献できるが、試作回数を減ら
すと設計変更を行った部分の効果が十分に確認できない
という問題や、試作によって設計データも変更されるが
各構成要素ごとの変更データは散在していることが多
く、これらの情報を収集するのに時間がかかるという問
題や、紙データから変更部分を入力するのは煩わしいと
いう問題が解決されていない。また、特開２０００−２
３５５９６公報に示された従来技術では、個々の光学要
素、照明要素に関しては具体的に記述されていない。本
発明の目的は、このような従来技術の問題を解決するこ
とにあり、具体的には、画像読取装置の光学系および照
明系など機械要素を含む個々の構成要素の設計データな
どを用いて統合的にシミュレーションを行うことが可能
な画像読取装置シミュレーションシステムなどを提供す
ることにある。また、発生した設計データや被写体の電
子画像データが保存されるデータ発生場所の記憶装置と
シミュレーション装置とをネットワークで結び、相互に
データをやり取りすることにより、散在するデータを容
易に収集できるようにして、設計および設計変更を効率
的に行えるようにしたシミュレーションシステムなどを
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明では、被写体が設置される被
写体設置手段と、その被写体設置手段に設置された被写
体を照明する光源およびその光源からの光を反射・集光
する反射部材を有した照明系と、前記被写体を１次元に
撮像する光学系および撮像素子とを有し、前記光学系を
走査して前記撮像素子に前記被写体の像を結像すること
により前記被写体の画像を読み取る画像読取手段と、そ
の画像読取手段より出力される信号から画像信号を生成
する信号処理手段とを備えた画像読取装置のシミュレー
ションを行う画像読取装置シミュレーションシステムに
おいて、前記被写体の光学特性を表す２次元電子画像で
ある電子画像データを記憶しておく電子画像記憶手段
と、前記光学系および撮像素子の設計データを記憶して
おく設計データ記憶手段と、記憶されている前記電子画
像データおよび設計データを用いて前記画像読取装置の
シミュレーションを行うシミュレーション手段とを備え
た。また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発
明において、電子画像記憶手段および設計データ記憶手
段をネットワークでシミュレーション手段に結び、前記
電子画像データおよび設計データを前記シミュレーショ
ン手段へ転送する構成にした。また、請求項３記載の発
明では、請求項１記載の発明において、前記シミュレー
ション手段が、前記照明系を走査することにより得られ
る前記被写体設置手段における照度分布を計算する照明
系解析手段と、前記光学系の光学特性を計算する光学系
解析手段と、前記照度分布を考慮した補正電子画像デー
タを前記電子画像データから算出し、前記光学系の光学
特性を用いて、光学系を走査することにより前記撮像素
子に入射して得られる結像画像を前記補正電子画像デー
タから算出する演算処理手段とを備えた。また、請求項
４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記
光源と画像読取装置の構成部材からの多重反射とによる
被写体設置手段におけるフレア分布を計算するフレア解
析手段を備えた。

【０００５】また、請求項５記載の発明では、請求項３
または請求項４記載の発明において、照明系解析手段、
光学系解析手段、またはフレア解析手段がネットワーク
で演算処理手段に結ばれた構成にした。また、請求項６
記載の発明では、請求項１記載の発明において、電子画
像記憶手段に記憶された前記電子画像データと、設計デ
ータ記憶手段に記憶された設計データとのうち、少なく
ともいずれかのデータについて、機種情報に対応づけて
複数のデータを記憶した。また、請求項７記載の発明で
は、請求項６記載の発明において、機種情報として機種
名を用いて、機種名に対応づけられた前記電子画像デー
タまたは設計データを機種名を指定して検索する構成に
した。また、請求項８記載の発明では、被写体が設置さ
れる被写体設置手段と、その被写体設置手段に設置され
た被写体を照明する光源およびその光源からの光を反射
・集光する反射部材を有した照明系と、前記被写体を１
次元に撮像する光学系および撮像素子とを有し、前記光
学系を走査して前記撮像素子に前記被写体の像を結像す
ることにより前記被写体の画像を読み取る画像読取手段
と、その画像読取手段より出力される信号から画像信号
を生成する信号処理手段とを備えた画像読取装置のシミ
ュレーションを行う画像読取装置シミュレーション方法
において、前記被写体の光学特性を表す２次元電子画像
である電子画像データと前記光学系および撮像素子の設
計データとを記憶しておき、前記電子画像データおよび
設計データを用いて前記画像読取装置のシミュレーショ
ンを行う構成にした。また、請求項９記載の発明では、
請求項８記載の発明において、被写体部における算出さ
れた照度分布を考慮した補正電子画像データを前記電子
画像データから算出し、さらに、光学系の光学特性を用
いて、光学系を走査することにより前記撮像素子に入射
して得られる結像画像を前記補正電子画像データから算
出する構成にした。また、請求項１０記載の発明では、
請求項９記載の発明において、前記光源と画像読取装置
の構成部材からの多重反射とによる被写体部におけるフ
レア分布を計算する構成にした。また、請求項１１記載
の発明では、プログラムを記憶した記憶媒体において、
請求項８、請求項９、または請求項１０のいずれか１項
に記載の画像読取装置シミュレーション方法に従ってプ
ログラミングしたプログラムを記憶した。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を詳細に説明する。まず、本発明のシミュレーショ
ンシステムがシミュレーションの対象とする画像読取装
置の一例として、被写体である２次元原稿を１次元撮像
素子によって読み取るフラットベッドスキャナの構造を
図１により説明する。図示したように、このフラットベ
ットスキャナは、被写体である原稿を設置する原稿設置
部４１、その原稿設置部４１を照明する照明装置４２、
前記原稿設置部４１を走査する、前記照明装置４２を搭
載した第１走行体４３、その第１走行体４３と一緒に走
行する第２走行体４４、前記第１走行体４３および第２
走行体４４を駆動するモータ４５、その駆動伝達部４
６、レンズ４７、および１次元撮像素子４８などを備え
ている。このような構成で、このフラットベットスキャ
ナは、筐体の上面に位置するコンタクトガラスとしての
原稿設置部４１に設置された原稿の画像をレンズ４７に
より１次元撮像素子４８に結像する。第１走行体４３お
よび第２走行体４４が原稿設置部４１を１次元に走査す
ることにより原稿設置部４１に設置された原稿の画像を
線順次に読み取り、２次元画像として構成するのであ
る。１次元撮像素子４８で得られた画像信号は画像信号
出力ポート４９から出力される。なお、走行体４３，４
４の走行する方向を副走査方向、それと直交する走行体
４３，４４の長手方向を主走査方向と呼ぶことにする。

【０００７】図２に、このフラットベットスキャナの断
面図を示す。以下、図２により、フラットベットスキャ
ナの動作を説明する。なお、原稿設置部４１はコンタク
トガラス５１で構成され、その上に原稿Ｓが設置され
る。また、照明装置４２は原稿を照明する光源であるラ
ンプ５２と反射・集光のための反射部材であるリフレク
タ５３から構成されている。まず、ランプ５２から光が
発射される。そして、その光がリフレクタ５３により反
射され、撮像領域Ｅに照射される。これにより、原稿の
画像面からの反射光が折り返しミラー５４，５５で反射
し、レンズ４７を通過して、１次元撮像素子４８上で結
像し、光電変換されて画像信号として取り込まれる。こ
のような読み取りが、第１走行体４３および第２走行体
４４の走査により原稿の全面で行われ、２次元画像を生
成するのである。なお、１次元撮像素子４８としては例
えば１次元ＣＣＤが用いられ、レンズ４７により縮小さ
れた像がその１次元撮像素子４８上に結ばれる。つま
り、ＣＣＤの画像解像度と、フラットベットスキャナ自
身の持つ画像解像度は一致しない。一般に、フラットベ
ットスキャナの画像解像度はＤＰＩ（ドット／ｉｎｃ
ｈ）で表され、３００〜８００ＤＰＩ程度である。

【０００８】図３に、撮像領域Ｅにおける照度分布を示
す。ランプ５２やリフレクタ５３により、撮像領域Ｅ付
近に照射される光の強度は一様ではなく、撮像領域Ｅを
中心に図３に示したような強度分布になる。この照度分
布は、図４に示したように、ランプ５２から発射された
照明光がリフレクタ５３により反射・集光され（反射・
集光された照明光を符号Ｌ１で示す）、撮像領域Ｅに照
射されることで形成される。なお、図５に示したよう
に、ランプ５２から発射された照明光のうち撮像領域Ｅ
でない領域に照射された光が原稿上で反射し、さらに、
その反射光が画像読取装置を構成する部品（例えば、リ
フレクタ５３）で反射する多重反射により撮像領域Ｅを
照射する現象が生じることがある（これはフレア光と呼
ばれている。図５に、符号Ｌ２で示す）。したがって、
撮像領域Ｅにおける照度分布はこれら２つの成分の重ね
合わせで形成される。

【０００９】図６は本発明の第１の実施例を示す画像読
取装置シミュレーションシステム（以下、シミュレーシ
ョンシステムと略す）のシステム構成図である。以下、
図６などにより本発明の第１の実施例について説明す
る。図６に示したように、この実施例のシミュレーショ
ンシステムは、被写体の光学特性を示す電子画像データ
および光学特性データなどを記憶しておく電子画像記憶
装置１、設計データを記憶しておく設計データ記憶装置
２、画像読取装置のシミュレーションを行うシミュレー
ション装置３から構成される。これらの各装置はコンピ
ュータによって構成され、ネットワーク網に接続されて
いる。このネットワーク網は例えばイントラネットやイ
ンターネットである。なお、この実施例では、請求項１
記載の電子画像記憶手段、設計データ記憶手段、および
シミュレーション手段は、それぞれその順に、電子画像
記憶装置１、設計データ記憶装置２、およびシミュレー
ション装置３により実現される。前記した被写体の電子
画像はプログラムを用いて作成したデジタルデータでも
よいし、写真原稿または印刷原稿を高解像度スキャナで
読み取ったものでもよい。この電子画像データは例えば
ＴＩＦＦ形式やＢＩＴＭＡＰ形式など汎用的なデータ形
式である。また、光学特性データとは反射率や分光波長
特性などである。

【００１０】また、設計データ記憶装置２には、画像読
取装置の光学系や撮像素子など機械要素を含む個々の構
成要素に係わる設計データや走査速度など、設計データ
が記憶されている。なお、光学系の設計データとは、画
像読取装置を構成するレンズの曲率半径や屈折率、レン
ズ間隔、レンズ位置、光学系構成部材の位置、光源の分
光感度、ミラーの反射率などであり、機械要素とは、例
えば走査光学系の機械駆動部分、照明系のリフレクタな
ど構造部材である。また、撮像素子の設計データとは、
撮像素子の画素数、画素の大きさ、分光感度などであ
る。走査速度の設計データとは第１走行体４３および第
２走行体４４の走査速度である。フラットベットスキャ
ナにおける撮像位置は走行体の位置によって決まるの
で、撮像位置は走査速度と経過時間で算出することがで
きる。撮像位置からレンズ４７および撮像素子４８まで
の距離は本来一定に保たれるが、機械的な要因によって
微妙に変化する場合がある。これによって結像関係が崩
れる場合も生じる。また、シミュレーション装置３は、
ネットワークを介して電子画像記憶装置１および設計デ
ータ記憶装置２から所定のデータをダウンロードする機
能を持っている。

【００１１】図７に、シミュレーション装置３の構成を
示す。シミュレーション装置３は同一のコンピュータ内
でも実現可能であるが、図７に示したような分散環境で
構成してもよい。この場合は、光学系解析装置６、照明
系解析装置７、および演算処理装置８の３つの部分に分
かれ、それらがＬＡＮなどネットワークに接続されて、
データが共有できる形となっている。なお、この実施例
では、請求項３記載の光学系解析手段、照明系解析手
段、および演算処理手段が、それぞれその順に、光学系
解析装置６、照明系解析装置７、および演算処理装置８
により実現される。前記演算処理装置８は解析対象の電
子画像や設計データをそれぞれの記憶装置１，２からダ
ウンロードする機能を持ち、そのデータを一時的に記憶
する機能を持つ。また、ダウンロードしたデータを光学
系解析装置６および照明系解析装置７へ送り、解析を指
示する指令を出し、その結果を受け取るといった制御解
析機能も持っている。そして、それぞれの解析装置６，
７から得られた結果を元に画像演算を行い、最終的な読
み取り結果画像を計算する。また、光学系解析装置６は
演算処理装置８からの指令を受けて光学系の性能を計算
する。なお、光学系の性能はＰＳＦ（Point Spread Fun
ction）やＭＴＦ（Modulation Transfer Function）、
結像位置といった特性値で表す。ＰＳＦとは、点光源か
ら出た光が光学系を通過し、像面上で結像したときの回
折広がりを考慮した光の強度分布である。物体の結像と
は被写体のあらゆる点から出た光が光学系を通り像面上
で結像したときの光の集合体と捉えることができるの
で、像面上でのＰＳＦを重ね合わせていくことで物体の
像を形成することができるのである。また、ＭＴＦと
は、前記したようなＰＳＦをフーリエ変換したものであ
る。また、照明系解析装置７は演算処理装置８からの指
令を受けて照明系の性能を計算する。つまり、光源の強
度とリフレクタ形状から、撮像領域Ｅにおける照度分布
を求めるのである。しかし、現実には、前記したように
フレア光が生じる場合もあり、この影響を考慮したフレ
ア解析装置９を加える構成も可能である（図８参照）。
照明系解析とフレア解析はいずれも光の光線追跡を行っ
て照明分布を求めるアルゴリズムにより実現されるの
で、照明系解析装置７とフレア解析装置９とを同じ装置
内に実現してもよい。なお、この実施例では、請求項４
記載のフレア解析手段がフレア解析装置９により実現さ
れる。

【００１２】次に、図９に示したイメージ図により、シ
ミュレーションの対象となる動作を説明する。まず、光
源であるランプ５２から出射した光が直接、またはリフ
レクタ５３により反射・集光され、被写体としての電子
画像（２次元画像データ）Ｄ１を照明する。これによ
り、電子画像Ｄ１から反射した光が光学系６０を通過
し、撮像素子直前画像Ｄ２を結像する。なお、このとき
の光学系６０は結像作用を持つ光学系であり、例えば複
数枚からなるレンズ群またはレンズアレイを持つ。続い
て、１次元撮像素子４８が撮像素子直前画像Ｄ２を走査
し、それにより結像画像Ｄ３を算出する。さらに、信号
処理を行い、画像信号Ｄ４を出力する。

【００１３】次に、図１０に従って、シミュレーション
時の動作フローを説明する。まず、演算処理装置８が電
子画像記憶装置１に対して電子画像Ｄ１のダウンロード
を求める指令を出し、ネットワークで接続された電子画
像記憶装置１から２次元画像データである電子画像Ｄ１
をダウンロードする（Ｓ１）。なお、このときの電子画
像Ｄ１の種類は作業者が任意に選ぶことが可能で、後述
する検索機能を用いて、例えば機種ごとのデータを選
ぶ。ダウンロードされた電子画像Ｄ１（２次元画像デー
タ）は演算処理装置８内に記憶される。次に、演算処理
装置８が設計データ記憶装置２に対して設計データのダ
ウンロードを求める指令を出し、ネットワークで接続さ
れた設計データ記憶装置２から光学系および撮像素子に
係わる設計データや走査速度など、設計データをダウン
ロードし（Ｓ２）、それを記憶する。なお、このときの
設計データは作業者が任意に選ぶことが可能で、後述す
る検索機能を用いて、例えば機種ごとのデータを選ぶ。
演算処理装置８では、ダウンロードされたデータを元に
出力画像データを生成するシミュレーション処理を行
う。つまり、照明解析を実行する場合には（Ｓ３でＹｅ
ｓ）、照明系解析装置７へ指令とその関連の設計データ
を送り、指令を受けた照明系解析装置７が撮像領域Ｅ
（図３参照）における照度分布を計算する（Ｓ４）。計
算手法としては光線追跡の手法を用いる。光源から出射
され、リフレクタなどにおいて反射する光線などを撮像
領域上まで追跡して照度分布を計算するのである。な
お、このときに重要となるのは光源の各位置から出射す
る光線の方向と本数である。出射点に対して一様な光線
密度で光線を出射するのがよい。照明系解析装置７は計
算された照度分布を２次元データとして演算処理装置へ
８へ戻し、演算処理装置８はその照度分布データをメモ
リ内に記憶する。また、フレア解析を実行する場合には
（Ｓ５でＹｅｓ）、フレア解析装置９へ指令を出し、指
令を受けたフレア解析装置９が撮像領域Ｅ上でのフレア
成分の照度分布を計算する（Ｓ６）。この計算手法とし
ては照明解析の場合と同じ手法を用いることができる。
重要な点は照明解析と同様であるが、計算上異なる点は
リフレクタその他構造部材からの正反射成分以外の光
線、つまり散乱光成分の光線追跡を行う点である。次
に、演算処理装置８は光学特性計算実行の指令とその関
連の設計データをネットワークを介して光学系解析装置
６へ送る（Ｓ７）。これにより、光学系解析装置６では
設計データを元に光学系の特性値を計算する（Ｓ８）。
具体的にはＰＳＦ、ＭＴＦ、結像位置などを計算するの
である。なお、これらの値はレンズ性能やミラー、走行
体の振動などによって変わってくる。走行体の振動は光
路長の変化を生じる場合が多く、特性値の変化に影響す
る。計算された結果はＰＳＦであれば撮像素子直前画像
面（Ｄ２面）での点光源像であり、ＭＴＦであればその
面での光学系の影響が考慮された２次元のＭＴＦ分布で
ある。このＭＴＦ分布は主走査方向および副走査方向の
ＭＴＦ曲線から計算することができる。また、主走査方
向および副走査方向のＭＴＦ曲線は光学系モデルによる
計算値または光学系のＭＴＦ実測値を用いて作成する。

【００１４】この後は、演算処理装置８が、電子画像デ
ータを入力値として、前記した照度分布解析結果、フレ
ア解析結果、および光学特性解析結果から最終的な画像
信号を計算する（Ｓ９）。以下、図１１に従って、ステ
ップＳ９における演算処理の詳細動作フローを説明す
る。まず、照明解析（フレア解析も含む）で得られた照
度分布データをもとに電子画像Ｄ１に対して照度分布処
理を施す（Ｓ１１）。電子画像Ｄ１の濃度データを照度
分布を考慮して補正するのである。その後、光学系の結
像理論にしたがって、光学系を通過してきた電子画像を
計算する。この方法は実空間上で計算する方法（ＰＳ
Ｆ）、周波数空間上で計算する方法（ＭＴＦ）があり、
いずれの方法でもよく、この動作フローでは周波数空間
上で計算する例を示している。例えば、電子画像データ
に２次元ＦＦＴを施し（Ｓ１２）、電子画像データの周
波数特性を計算して周波数特性データを得る（Ｓ１
３）。続いて、この周波数特性データと光学特性計算
（図１０のＳ８）で得られたＭＴＦ分布（ＭＴＦフィル
タ）とを重畳する畳み込み積分を行う（Ｓ１４）。そし
て、その結果に対して２次元逆ＦＦＴを施すことで実空
間上の画像データに復元する（Ｓ１５）。この段階で撮
像素子直前画像Ｄ２が計算され、モニタ上に表示するこ
とも可能である。

【００１５】次に、読取モデル（１次元撮像素子４８の
光入力特性モデル）を用いて１次元撮像素子４８におい
て受光する結像画像Ｄ３を計算する（Ｓ１６）。１次元
撮像素子４８の画素の大きさおよび１次元撮像素子４８
の走査速度によって決まるシャッタ開放時間中に入射し
た累積光量などを求める処理を行うのである。この時点
で結像画像Ｄ３をモニタ上に表示することも可能であ
る。さらに、１次元撮像素子４８の光電変換により生成
される画像信号を計算する信号処理を行う（Ｓ１７）。
１次元撮像素子として一般的に用いられるＣＣＤでは、
各画素ごとにたまった電荷を転送する際に発生する転送
効率、光電変換により電気信号に変えられた信号を処理
する回路での周波数特性、およびデジタル信号に変換す
る際の量子化誤差などの劣化要因が存在する。そのた
め、ここではこれらの処理を行い、最終的な画像信号を
計算するのである。こうして、この実施例によれば、画
像読取装置の光学系および照明系など機械要素を含む個
々の構成要素の設計データなどを用いて統合的に（被写
体電子画像から画像信号まで、フローに従って順次電子
画像データを補正して）シミュレーションすることがで
きる。また、発生した設計データや被写体の電子画像デ
ータが保存されるデータ発生場所の記憶装置とシミュレ
ーション装置とをネットワークで結び、相互にデータを
やり取りすることにより、散在するデータを容易に収集
できるので、設計および設計変更を効率的に行える。

【００１６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。この実施例では、画像読取装置のシミュレーショ
ンに使用される被写体電子画像データ（またはチャート
データ）および設計データとして、機種により同じデー
タを用いたり、別のデータを用いたりすることがあるこ
とに鑑み、図１２に示したように、電子画像記憶装置１
および設計データ記憶装置２に、電子画像データや設計
データとは別に機種ごとの識別タグ（機種タグ）を設
け、このタグと電子画像データや設計データとの関連付
けを行うことにより、機種が特定できればそれに関係す
るデータが引き出せるように記憶装置のデータ構造を構
成する。以下、図１３に従って、この実施例の動作フロ
ーを説明する。この実施例では、シミュレーション開始
に際して、まず、演算処理装置８の操作部を用いるかネ
ットワークに接続された端末装置を用いるかして、利用
者に機種情報を入力させる（Ｓ２１）。そして、入力さ
れた機種情報を取得した演算処理装置８はその情報に基
づいて電子画像記憶装置１および設計データ記憶装置２
を検索し（Ｓ２２）、機種情報に対応づけられた電子画
像データなどをダウンロードし（Ｓ２３）、機種情報に
対応づけられた設計データをダウンロードする（Ｓ２
４）。続いて、演算処理装置８では、ダウンロードされ
たデータを元に出力画像データを生成するシミュレーシ
ョン処理を行う。つまり、照明解析を実行する場合には
（Ｓ２５でＹｅｓ）、照明系解析装置７へ指令とその関
連の設計データを送り、指令を受けた照明系解析装置７
が第１の実施例と同様にして撮像領域Ｅ（図３参照）に
おける照度分布を計算する（Ｓ２６）。そして、照明系
解析装置７は計算された照度分布を２次元データとして
演算処理装置８へ戻し、演算処理装置８はその照度分布
データをメモリ内に記憶する。また、フレア解析を実行
する場合には（Ｓ２７でＹｅｓ）、フレア解析装置９へ
指令を出し、指令を受けたフレア解析装置９が第１の実
施例と同様にして撮像領域Ｅ上でのフレア成分の照度分
布を計算する（Ｓ２８）。次に、演算処理装置８は光学
特性計算実行の指令とその関連の設計データを光学系解
析装置６へ送る（Ｓ２９）。これにより、光学系解析装
置６では第１の実施例と同様にして設計データを元に光
学系の特性値を計算する（Ｓ３０）。さらに、演算処理
装置８が、電子画像データを入力値として、前記した照
度分布解析結果、フレア解析結果、および光学特性解析
結果から最終的な画像信号を計算する（Ｓ３１）。こう
して、この実施例によれば、シミュレーションに使用さ
れる被写体の電子画像データおよび設計データが機種に
より異なっていても対応が可能であるし、個々の機種ご
とにそのようなデータを持たなくてもよい。

【００１７】以上、電子画像記憶装置、設計データ記憶
装置、およびシミュレーション装置がネットワークで結
ばれているシステムについて説明したが、ネットワーク
を介さずそれらが一つにまとまった構成であってもよ
い。また、以上説明したような画像読取装置シミュレー
ション方法に従ってプログラミングしたプログラムを例
えば着脱可能な記憶媒体に記憶し、その記憶媒体をこれ
まで本発明によった画像読取装置シミュレーションを行
えなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に
装着することにより、または、そのようなプログラムを
ネットワークを介してそのような情報処理装置へ送るこ
とにより、そのような情報処理装置においても本発明に
よった画像読取装置シミュレーションを行うことができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１および請求項８記載の発明では、画像読取装置
のシミュレーションを行う際、被写体の光学特性を表す
２次元電子画像である電子画像データに対して、予め記
憶された光学系および撮像素子の設計データを用いてシ
ミュレーションが行われるので、画像読取装置の光学系
など機械要素を含む個々の構成要素の設計データなどを
反映させたシミュレーションを行うことが可能となる
し、一つの設計データを各種電子画像データについてシ
ミュレーションするというようなことも可能になり、シ
ミュレーションの精度が向上する。また、請求項２記載
の発明では、請求項１記載の発明において、発生した設
計データや被写体の電子画像データが保存されるデータ
発生場所の記憶手段とシミュレーション装置とがネット
ワークで結ばれ、その設計データや被写体の電子画像デ
ータがシミュレーション手段へ転送されるので、散在す
るデータを容易に収集でき、したがって、設計および設
計変更を効率的に行える。また、請求項３および請求項
９記載の発明では、請求項１または請求項８記載の発明
において、照明系を走査することにより得られる被写体
部における照度分布が計算され、光学系の光学特性が計
算され、その照度分布を考慮した補正電子画像データが
電子画像データから算出され、計算された光学系の光学
特性を用いて、光学系を走査することにより撮像素子に
入射して得られる結像画像が前記補正電子画像データか
ら算出されるので、画像読取装置の照明系および光学系
など機械要素を含む個々の構成要素の設計データなどを
反映させた統合的なシミュレーションを行うことが可能
となる。また、請求項４および請求項１０記載の発明で
は、請求項３または請求項９記載の発明において、光源
と画像読取装置の構成部材からの多重反射とによる被写
体部におけるフレア分布が計算されるので、照度分布の
計算精度が向上する。

【００１９】また、請求項５記載の発明では、請求項３
または請求項４記載の発明において、照明系解析手段、
光学系解析手段、またはフレア解析手段がネットワーク
で演算処理手段に結ばれた構成であるので、負荷を分散
させることができる。また、請求項６記載の発明では、
請求項１記載の発明において、電子画像データと設計デ
ータとのうち、少なくともいずれかのデータについて、
機種情報に対応づけて複数のデータが記憶されるので、
機種情報に対応づけて複数記憶したデータについては、
機種によりデータが異なっていても対応が可能である
し、個々の機種ごとにそのようなデータを持たなくても
よい。また、請求項７記載の発明では、請求項６記載の
発明において、機種情報として機種名が用いられ、機種
名に対応づけられた電子画像データまたは設計データが
機種名を指定して検索されるので、請求項６記載の効果
を容易な操作で実現することができる。また、請求項１
１記載の発明では、請求項８、請求項９、または請求項
１０のいずれか１項に記載の画像読取装置シミュレーシ
ョン方法に従ってプログラミングしたプログラムが例え
ば着脱可能な記憶媒体に記憶されるので、その記憶媒体
をこれまで請求項８、請求項９、または請求項１０のい
ずれか１項に記載の発明によった画像読取装置シミュレ
ーションを行えなかったパーソナルコンピュータなど情
報処理装置に装着することにより、その情報処理装置に
おいても請求項８、請求項９、または請求項１０のいず
れか１項に記載の発明の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシミュレーションシステムがシミュレ
ーションの対象とする画像読取装置の一例を示す斜視図
である。

【図２】上記画像読取装置要部の一例を示す説明図であ
る。

【図３】上記画像読取装置要部の特性例を示す説明図で
ある。

【図４】上記画像読取装置要部を示す他の説明図であ
る。

【図５】上記画像読取装置要部を示す他の説明図であ
る。

【図６】本発明の第１の実施例を示す画像読取装置シミ
ュレーションシステムのシステム構成図である。

【図７】本発明の第１の実施例を示す画像読取装置シミ
ュレーションシステム要部の構成図である。

【図８】本発明の第１の実施例を示す画像読取装置シミ
ュレーションシステム要部の他の構成図である。

【図９】本発明の第１の実施例を示す画像読取装置シミ
ュレーションシステム要部の説明図である。

【図１０】本発明の第１の実施例を示す画像読取装置シ
ミュレーションシステムの動作フロー図である。

【図１１】本発明の第１の実施例を示す画像読取装置シ
ミュレーションシステムの他の動作フロー図である。

【図１２】本発明の第２の実施例を示す画像読取装置シ
ミュレーションシステム要部の構成図である。

【図１３】本発明の第２の実施例を示す画像読取装置シ
ミュレーションシステムの動作フロー図である。

【符号の説明】

１ 電子画像記憶装置、２ 設計データ記憶装置、３
シミュレーション装置、６ 光学系解析装置、７ 照明
系解析装置、８ 演算処理装置、９ フレア解析装置、
４１ 原稿設置部、４２ 照明装置、４３ 第１走行
体、４４ 第２走行体、４５ モータ、４７ レンズ、
４８ １次元撮像素子、５３ リフレクタ

フロントページの続き (72)発明者 兪 波 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 5B046 AA00 CA06 JA04 JA07

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体が設置される被写体設置手段と、
   その被写体設置手段に設置された被写体を照明する光源
   およびその光源からの光を反射・集光する反射部材を有
   した照明系と、前記被写体を１次元に撮像する光学系お
   よび撮像素子とを有し、前記光学系を走査して前記撮像
   素子に前記被写体の像を結像することにより前記被写体
   の画像を読み取る画像読取手段と、その画像読取手段よ
   り出力される信号から画像信号を生成する信号処理手段
   とを備えた画像読取装置のシミュレーションを行う画像
   読取装置シミュレーションシステムにおいて、前記被写
   体の光学特性を表す２次元電子画像である電子画像デー
   タを記憶しておく電子画像記憶手段と、前記光学系およ
   び撮像素子の設計データを記憶しておく設計データ記憶
   手段と、記憶されている前記電子画像データおよび設計
   データを用いて前記画像読取装置のシミュレーションを
   行うシミュレーション手段とを備えたことを特徴とする
   画像読取装置シミュレーションシステム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像読取装置シミュレー
   ションシステムにおいて、電子画像記憶手段および設計
   データ記憶手段をネットワークでシミュレーション手段
   に結び、前記電子画像データおよび設計データを前記シ
   ミュレーション手段へ転送する構成にしたことを特徴と
   する画像読取装置シミュレーションシステム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の画像読取装置シミュレー
   ションシステムにおいて、前記シミュレーション手段
   が、前記照明系を走査することにより得られる前記被写
   体設置手段における照度分布を計算する照明系解析手段
   と、前記光学系の光学特性を計算する光学系解析手段
   と、前記照度分布を考慮した補正電子画像データを前記
   電子画像データから算出し、前記光学系の光学特性を用
   いて、光学系を走査することにより前記撮像素子に入射
   して得られる結像画像を前記補正電子画像データから算
   出する演算処理手段とを備えたことを特徴とする画像読
   取装置シミュレーションシステム。
4. 【請求項４】 請求項３記載の画像読取装置シミュレー
   ションシステムにおいて、前記光源と画像読取装置の構
   成部材からの多重反射とによる被写体設置手段における
   フレア分布を計算するフレア解析手段を備えたことを特
   徴とする画像読取装置シミュレーションシステム。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４記載の画像読取
   装置シミュレーションシステムにおいて、照明系解析手
   段、光学系解析手段、またはフレア解析手段がネットワ
   ークで演算処理手段に結ばれた構成であることを特徴と
   する画像読取装置シミュレーションシステム。
6. 【請求項６】 請求項１記載の画像読取装置シミュレー
   ションシステムにおいて、電子画像記憶手段に記憶され
   た前記電子画像データと、設計データ記憶手段に記憶さ
   れた設計データとのうち、少なくともいずれかのデータ
   について、機種情報に対応づけて複数のデータを記憶し
   たことを特徴とする画像読取装置シミュレーションシス
   テム。
7. 【請求項７】 請求項６記載の画像読取装置シミュレー
   ションシステムにおいて、機種情報として機種名を用い
   て、機種名に対応づけられた前記電子画像データまたは
   設計データを機種名を指定して検索する構成にしたこと
   を特徴とする画像読取装置シミュレーションシステム。
8. 【請求項８】 被写体が設置される被写体設置手段と、
   その被写体設置手段に設置された被写体を照明する光源
   およびその光源からの光を反射・集光する反射部材を有
   した照明系と、前記被写体を１次元に撮像する光学系お
   よび撮像素子とを有し、前記光学系を走査して前記撮像
   素子に前記被写体の像を結像することにより前記被写体
   の画像を読み取る画像読取手段と、その画像読取手段よ
   り出力される信号から画像信号を生成する信号処理手段
   とを備えた画像読取装置のシミュレーションを行う画像
   読取装置シミュレーション方法において、前記被写体の
   光学特性を表す２次元電子画像である電子画像データと
   前記光学系および撮像素子の設計データとを記憶してお
   き、前記電子画像データおよび設計データを用いて前記
   画像読取装置のシミュレーションを行うことを特徴とす
   る画像読取装置シミュレーション方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の画像読取装置シミュレー
   ション方法において、被写体部における算出された照度
   分布を考慮した補正電子画像データを前記電子画像デー
   タから算出し、さらに、光学系の光学特性を用いて、光
   学系を走査することにより前記撮像素子に入射して得ら
   れる結像画像を前記補正電子画像データから算出するこ
   とを特徴とする画像読取装置シミュレーション方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の画像読取装置シミュレ
    ーション方法において、前記光源と画像読取装置の構成
    部材からの多重反射とによる被写体部におけるフレア分
    布を計算することを特徴とする画像読取装置シミュレー
    ション方法。
11. 【請求項１１】 プログラムを記憶した記憶媒体におい
    て、請求項８、請求項９、または請求項１０のいずれか
    １項に記載の画像読取装置シミュレーション方法に従っ
    てプログラミングしたプログラムを記憶したことを特徴
    とする記憶媒体。