JP5655505B2 - Image processing apparatus and image reading apparatus used therefor - Google Patents
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Description
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。 The present invention is directed to an image processing apparatus capable of generating a deepened image and an image reading apparatus used therefor.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus having an image reading function such as a copying machine, a facsimile machine, an image scanner, and an industrial camera generally employs a configuration in which an image showing a subject is read by scanning the subject (typically, a document). ing. Such a scanning mechanism includes a light source for irradiating light on a subject, an imaging optical system for forming a reflected image from the subject, and a line sensor for reading the reflected image. These read the image showing the subject while changing the relative position to the subject.
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。 An imaging optical system has been adopted as a structure of a conventional image reading apparatus. This imaging optical system is constituted by, for example, a reduction optical system having a magnification of about 1/5. By adopting such a reduction optical system, the depth of field can be increased. However, in an image reading apparatus employing such a reduction optical system, the conjugate length becomes long and it is difficult to reduce the size of the apparatus.
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。 On the other hand, the use of a contact optical system is increasing as a structure of a smaller image reading apparatus. This close-contact optical system is composed of, for example, an equal-magnification compound-eye optical system configured by arranging one or more rows of gradient index lenses (selfoc lenses). By employing such a close-contact optical system, the conjugate length is significantly shortened, and the apparatus can be downsized. However, an image reading apparatus employing such a contact optical system has overlapping images due to the compound eye optical system, and the combined aperture angle becomes large, so that the depth of field becomes shallow.
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。 As the depth of field becomes shallow, there is a problem that the image quality is deteriorated for a subject having unevenness such as a binding margin portion of a book or a fold. For this reason, the application range of the image reading apparatus adopting the contact optical type is limited to applications where the depth of field may be shallow, such as an automatic document feeder (ADF).
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。 By the way, there is a technique for increasing the depth of an acquired image in an imaging device (typically an area sensor not having a light source) of a non-contact optical system such as a digital camera, instead of the image reading device as described above. Proposed.
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。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-244982 (Patent Document 1) uses a spectral image sensor that can photoelectrically convert a subject image in which a focused image and a blurred image overlap each other with three colors of light. A configuration of an ultra-deep image generating apparatus that can generate a high-quality ultra-deep image without causing a lack of resolution, false color, or the like by imaging is disclosed. More specifically,
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。
Non-Patent
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。 However, the technique for increasing the depth as described above cannot be simply applied to an image reading apparatus employing a contact optical system. That is, in the contact optical system, a light source for reading an image has to be arranged, but in the non-contact optical system, such a light source is unnecessary. This light source is arranged with an incident angle with respect to the subject (original) in order to avoid interference with the imaging optical system. Further, since the light emitted from the light source diffuses, the illumination intensity distribution on the axis of the optical system does not become uniform, and takes a peak value at a certain position (depth).
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。 For this reason, when the position of the document surface to be read deviates from the illumination intensity peak position, such as when the document is placed at a position (long depth region) away from the top surface of the document table, the document surface is irradiated. The S / N characteristic of the read image deteriorates due to the insufficient amount of light. As a result, it becomes difficult to stably acquire distance data (contrast data) extracted for increasing the depth.
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。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of achieving both the downsizing of the apparatus and the expansion of the depth of field, and an image used therefor. It is to provide a reader.
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。 An image processing apparatus according to an aspect of the present invention includes an illumination unit that emits illumination light having a predetermined wavelength band on a document, and different spectral sensitivities for acquiring respective color images for a plurality of colors. The image acquisition means comprising a plurality of pixels having light and the light generated by reflection of the illumination light on the original are guided to the image acquisition means, and the image forming position is different between the plurality of colors by generating a predetermined chromatic aberration. And an image processing means for generating an image having a longer depth from a plurality of color images acquired by the image acquisition means. The magnitude relationship between the illumination intensity at the object point position of the first color and the illumination intensity at the object point position of the second color is between the output characteristic value of the first color and the output characteristic value of the second color. It is configured to be the opposite of the magnitude relationship.
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。 By adopting this configuration, it is possible to stabilize the distance data calculation process in the deepening process.
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。
Preferably, the image forming unit includes a contact optical system.
Preferably, the shorter the wavelength, the higher the illumination intensity at the object point position. By adopting such a configuration, it becomes suitable for the actual use frequency.
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。 Preferably, a color having a longer wavelength is configured to have a larger output characteristic value.
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。 Preferably, the illumination unit includes a first light source that generates the first illumination light, and a second light source that generates the second illumination light including a wavelength longer than the wavelength band of the first illumination light, The image processing means calculates distance data from the color image of the color included in the wavelength band of the first and second illumination light and synthesizes the color image of the color included in the wavelength band of the first illumination light. Thus, an image having a long depth is generated. By adopting such a configuration, the depth of field can be expanded.
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。
More preferably, the second light source generates infrared second illumination light.
Preferably, the imaging means includes an optical system configured by arranging one or more rows of gradient index lenses. By adopting such a configuration, a chromatic aberration optical system can be easily realized.
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。 Preferably, the image acquisition means includes silicon photodiodes that respectively acquire color images of red, green, and blue, and the illumination intensity at the blue object point position is twice the illumination intensity at the green object point position. Configured to be larger. By adopting such a configuration, distance data can be calculated and calculated even when a silicon photodiode having a relatively low sensitivity to a short wavelength is used.
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。 Preferably, the image processing unit calculates the distance to the document and corrects the brightness of the acquired plurality of color images based on the calculated distance. By adopting such a configuration, it is possible to correct uneven brightness even for a subject whose distance from the light source is not uniform.
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。 An image reading apparatus according to another aspect of the present invention includes an illuminating unit that emits illumination light having a predetermined wavelength band on a document, and different spectroscopic units for acquiring respective color images for a plurality of colors. The image acquisition means composed of a plurality of pixels having sensitivity and the light generated by reflecting the illumination light on the original are guided to the image acquisition means, and a predetermined chromatic aberration is generated, so that the image forming position is set between the plurality of colors. Different imaging means. The magnitude relationship between the illumination intensity at the object point position of the first color and the illumination intensity at the object point position of the second color is between the output characteristic value of the first color and the output characteristic value of the second color. It is configured to be the opposite of the magnitude relationship.
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。 According to the present invention, both miniaturization of the apparatus and expansion of the depth of field can be achieved.
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。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<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。
<A. Overview>
The image processing apparatus according to the present embodiment has an image reading mechanism that employs a contact optical system. In particular, by using the lengthening process together, it is possible to expand the range in which image reading is guaranteed (the direction away from the image scanner). A chromatic aberration optical system is employed to carry out such a lengthening process.
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。 However, since the S / N characteristic deteriorates by adopting the chromatic aberration optical system, the illumination intensity distribution and the sensor output characteristic are optimized so as to match the characteristic of the chromatic aberration optical system. By adopting such a configuration, the sensitivity of the image acquired at the in-focus position is increased, and the reconstruction process of the long depth image can be stabilized.
<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。
<B. Configuration of Image Processing Device>
The present invention can be applied to any apparatus as long as it has an image reading function. Specifically, the present invention is applied to a copying machine (Multi Function Peripheral), a facsimile, an image scanner, an industrial camera, and the like. Applied. Hereinafter, as a typical example of the image processing apparatus according to the present invention, a multi-function peripheral equipped with a plurality of functions such as a copying function, a printing function, a facsimile function, and an image scanner function will be described.
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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image processing apparatus MFP according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, image processing apparatus MFP includes an
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。
The automatic
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。
The
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。
The original image acquired by the
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。
In image processing apparatus MFP according to the present embodiment,
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。
For example, the
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。
The
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。
Electrostatic latent images are formed on the surfaces of the
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。
The color toner images developed on the surfaces of the
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。
The toner image transferred onto the recording paper is fixed at a fixing portion disposed at the downstream portion and then discharged onto the
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。
In parallel with the operation of the
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。 The transfer unit 45 applies a voltage of opposite polarity to the photosensitive drum 41 to transfer the toner image formed on the photosensitive drum 41 to a recording sheet. The static eliminator 46 removes the recording paper from which the toner image has been transferred, thereby separating the recording paper from the photosensitive drum 41. Thereafter, the recording paper on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 47. The transfer device 45 may employ a transfer method using a transfer charger or a transfer roller instead of the transfer method using a transfer belt as shown in FIG. Alternatively, instead of the direct transfer method in which the toner image is directly transferred from the photosensitive drum 41 to the recording paper, an intermediate transfer member such as a transfer roller or a transfer belt is disposed between the photosensitive drum 41 and the recording paper. Transfer may be performed by a process of more than one stage.
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。
The fixing device 47 includes a heating roller 471 and a pressure roller 472. The heating roller 471 heats the recording paper to melt the toner transferred thereon, and the melted toner is fixed on the recording paper by the compression force between the heating roller 471 and the pressure roller 472. The Then, the recording paper is discharged to the
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。
On the other hand, in the photosensitive drum 41 from which the recording paper has been separated, after the residual potential is removed, the residual toner is removed and cleaned by the cleaning unit 48. Then, the next image forming process is executed. For example, the cleaning unit 48 removes and cleans residual toner by using a cleaning blade, a cleaning brush, a cleaning roller, or a combination thereof. Alternatively, a cleaner-less system that collects residual toner using the
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。
The
<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。
<C. Image Scanner Configuration>
Next, the configuration of the
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。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing
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。
In this specification, the plane of the document table 35 (the surface on which the document is placed) is an XY plane (the main scanning direction is the X axis and the sub scanning direction is the Y axis). The orthogonal direction is the Z axis (the direction away from the
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。
Referring to FIG. 2, a
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。
The
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。
The plurality of
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。
As the
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。
In particular, the
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。
In other words, when observing from the
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。
By employing a plurality of
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。
Next, with reference to FIGS. 3 and 4,
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。
The
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。
As shown in FIG. 4, the light (irradiation light) emitted from each of the
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。
Hereinafter, the lengthening process for generating the long-depth image will be described.
<D. Lengthening process>
As described above, the deepening process is a means for solving the problem that the depth of field becomes shallow due to the adoption of the contact optical type, and a binding margin portion, a crease, etc. Even when an uneven document is placed, the contents can be read accurately.
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。
In order to realize such a deepening process, the
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。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an imaging position in reading
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。
In the example shown in FIG. 5, an image forming position is set in the order of blue (B), green (G), and red (R) from the surface of the document table 35. In the
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。 Further, the width of the color object distance (distance from R to B) indicates an approximate range in which a long-depth image can be generated. That is, this width corresponds to the depth of field at which image reading is guaranteed.
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。 In the example shown in FIG. 5, a book or a document is assumed as a subject, and the depth of field is designed to be 2 [mm] so that the image can be read even when there are irregularities (for example, folds). Yes.
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。 Then, the blue (B) imaging position with the shortest color object distance is set on the surface of the document table 35 so as to be a reference point of these depths of field. That is, the color object distance L (B) for blue (B) is set to 0 [mm]. On the other hand, the red (R) imaging position with the shortest color object distance is set at a position away from the surface of the document table 35 by the depth of field. That is, the color object distance L (R) = 2 [mm] for red (R). Then, the green (G) imaging position having an intermediate color object distance is set at the center of the depth of field. That is, the color object distance L (G) = 1 [mm] for green (G).
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。
In this manner, a long-depth image is generated from a plurality of color images acquired using the
(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。
(1) Image acquisition processing As shown in FIG. 5, a plurality of colors having different imaging characteristics (blurring conditions) using an imaging optical system having chromatic aberration that varies the imaging position (focal length) for each color. Get an image.
(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。
(2) Distance data calculation processing Based on the contrast data obtained by evaluating the contrast of the acquired color images, distance data for each minute region constituting the acquired image is calculated. More specifically, by comparing the degree of sharpness between the color images, it is determined which image forming position in the Z-axis direction the portion of the subject (document) corresponding to the minute area to be evaluated is determined. To do. Here, the fact that the contrast of the color image is maximized in the in-focus state is used. The distance distribution in the image can be obtained by repeating the distance data calculation process for all the minute regions constituting the image.
(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。
(3) Reconstruction process Using the acquired distance data for each minute region, each color image is sharpened, and a sharpened color image is reconstructed to generate a long-depth image.
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。
For the detailed contents of the deepening process, refer to the above-mentioned
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。 In such a deepening process, in order to generate a long-depth image with high accuracy, it is necessary to accurately calculate distance data. That is, the distance data is desired to have a high S / N characteristic that is resistant to noise. Therefore, it is necessary to acquire image data so that the contrast ratio of the color image can be maintained at a sufficiently high value in the focused state.
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。
Therefore, the
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。
Hereinafter, a more specific design example will be illustrated.
<E. Design Example 1>
In the design example 1 described below, an RGB color CCD is used as the detection device (pixel 336) constituting the
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。
As the
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。
In
(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。
(1) Generation of a high-quality long-depth image (appropriate execution of a deepening process)
(2) Normal Document Reading with High Quality Hereinafter, these aspects will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 6 is a diagram representing output characteristic values in design example 1 of reading
(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。
(E1: Generation of a high-quality long-depth image)
In order to generate a high-quality long-depth image, it is necessary to increase the S / N characteristic for each color image acquired when a subject at each color object distance is imaged. For example, when looking at a subject at a color object distance L = 2 [mm], it is sufficient that the S / N characteristic of the R image acquired at that time is high, and other images (G images) acquired at the same timing. It is not necessary to increase the S / N characteristics of the (B and B images).
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。 Similarly, regarding a subject at the position of the color object distance L = 1 [mm], it is sufficient that the S / N characteristic of the G image acquired at that time is high, and the color object distance L = 0 [mm]. For the subject at the position, it is sufficient that the S / N characteristic of the BG image acquired at that time is high.
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。
Therefore, in the
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。 More specifically, the output characteristics of the color in which the illumination intensity at each object point position (color object distance L (R), color object distance L (G), color object distance L (B)) is focused at that position. Determine based on the value.
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。 Here, the color output characteristic value will be described. The color output characteristic value is defined as an integrated value of the spectral wavelength characteristic of the light source and the spectral sensitivity of the image sensor.
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。
For example, if the
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。 As the illumination intensity distribution on the optical axis, in the case of a color having a relatively large output characteristic value, the illumination intensity at the corresponding object point position is relatively small. That is, the shorter the wavelength, the higher the illumination intensity at the object point position.
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。 In other words, as shown in FIG. 7, the magnitude relationship between the illumination intensities at the object point positions of the respective colors is opposite to the magnitude relationship between the output characteristic values of the corresponding colors (reverse relationship). Is done.
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。 As shown in FIG. 7, for example, in the design example 1 of the present embodiment, the color object point position of blue (B) when the blue (B) whose output characteristic value is relatively lower than other colors is seen. The illumination intensity is designed to be relatively strong at (color object distance L = 0 [mm]). By setting such an illumination intensity distribution, it is possible to suppress the deterioration of the S / N characteristic of each color image, and to stably calculate distance data for any color.
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。 In the design example 1 of the present embodiment, as an example, the output characteristic value (output characteristic value (B): output characteristic value (G): output characteristic value (R) = 0.48: 0.76: 1) of each color is used. Taking into consideration, the illumination intensity ratio between each color object point position is B (value at color object distance L (B) = 0 [mm]): G (color object distance L (G) = 1 [mm]. Value): color object distance L (R) = 2 [mm]) = 1: 0.6 or more: 0.4 or more.
(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。
(E2: high quality normal document reading)
In image processing apparatus MFP according to the present embodiment, not only a document table direct reading operation (for example, +0 [mm] from the top surface of the document table) but also an automatic document transport operation (for example, +0.2 [mm from the top surface of the document table). ]) Is possible.
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。
In consideration of these operations, in the
<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。
<F. Design Example 2>
In design example 2 shown below, another color used for calculation of distance data (contrast data) that is not output as a long-depth image but is used to increase the depth is added. As a result, the range in which a long-depth image can be generated (distance data can be calculated) is expanded, that is, the depth of field at which image reading is guaranteed is deepened. In design example 2, as a typical example of another color, a wavelength in an IR (infrared) region having a longer wavelength is used.
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。
In Design Example 2 described below, a four-color CCD of R, G, B, and IR type is used as the detection device (pixel 336) constituting the
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。
FIG. 8 is a side view schematically showing design example 2 of reading
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。 That is, the distance data is calculated from the color images included in the visible light region and the infrared region, and the color image included in the visible light region is combined to generate a long-depth image.
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。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an imaging position in design example 2 of reading
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。
In the example illustrated in FIG. 9, an image forming position is set in the order of blue (B), green (G), red (R), and infrared (IR) from the surface of the document table 35. Similar to the first design example described above, since the chromatic aberration is expressed using the material properties of the
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。 Here, the width between the smallest color object distance and the longest color object distance (the distance from IR to B) corresponds to the depth of field that guarantees the calculation of the distance data.
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。 In design example 2, the same design values as the color object distances L (R), L (G), and L (B) for red (R), green (G), and blue (B) in design example 1 are adopted. At the same time, the infrared (IR) imaging position with the shortest color object distance is set to the position farthest from the surface of the document table 35. As an example, the color object distance L (IR) for infrared (IR) is set to 3 [mm].
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。 Also in the design example 2, the illumination intensity distribution on the optical system axis (Z axis) is determined in consideration of the two viewpoints as described above.
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。
Hereinafter, these aspects will be described with reference to FIGS. 10 and 11. Here, FIG. 10 is a diagram representing output characteristic values in design example 2 of reading
(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。
(F1: Generation of a high-quality long-depth image)
In order to generate a high-quality long-depth image, it is necessary to increase the S / N characteristic for each color image acquired when a subject at each color object distance is imaged.
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。
Therefore, in the
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。
For example, if the
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。 As the illumination intensity distribution on the optical axis, in the case of a color having a relatively large output characteristic value, the illumination intensity at the corresponding object point position is relatively small. That is, the shorter the wavelength, the higher the illumination intensity at the object point position.
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。 In other words, as shown in FIG. 11, the magnitude relationship between the illumination intensities at the object point positions of each color is opposite to the magnitude relationship between the output characteristic values of the corresponding colors (reverse relationship). Is done.
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。 As shown in FIG. 11, for example, in design example 1 of the present embodiment, when blue (B) whose output characteristic value is relatively lower than other colors is seen, the color object point position of blue (B) The illumination intensity is designed to be relatively strong at (color object distance L = 0 [mm]). By setting such an illumination intensity distribution, it is possible to suppress the deterioration of the S / N characteristic of each color image, and to stably calculate distance data for any color.
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。 In the design example 1 of this embodiment, as an example, output characteristic values (output characteristic value (B): output characteristic value (G): output characteristic value (R) = 0.42: 1: 0.94) of each color are used. In consideration, the illumination intensity of blue (B) at the color object distance L (B) = 0 [mm], and the illumination intensity and color of green (G) at the color object distance L (G) = 1 [mm]. It was set to be larger than twice for any of the red (R) illumination intensities at the object distance L (R) = 2 [mm]. By adopting such an illumination intensity ratio, distance data can be stably acquired even when a Si photodiode having a lower blue (B) detection sensitivity than other colors is used. That is, the illumination intensity at the blue object point position is configured to be greater than twice the illumination intensity at the green object point position.
(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。
(F2: high quality normal document reading)
Also in the design example 2 of the
<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。
<G. Design Method>
Next, a design method of the image scanner (reading unit 33) including the above-described optimization of the illumination intensity distribution will be described. FIG. 12 is a flowchart representing a design method of the image scanner according to the embodiment of the present invention.
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。
Referring to FIG. 12, first, the depth of field of the
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。 Once the depth of field is determined, the imaging optical system is then determined (step S20). Specifically, the physical size and material properties of the gradient index lens are selected so that the focal length (imaging position) and the degree of chromatic aberration have appropriate values.
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。 Once the imaging optical system is determined, the type of light source is then determined (step S30). Specifically, a light source with an appropriate cost and product specifications is selected according to the characteristics of the image scanner to be designed. There is also a degree of freedom in the number of light sources. For example, the content is whether to employ an LED or a rare gas fluorescent lamp.
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。 Once the type of light source is determined, the spectral sensitivity of the image sensor is then determined (step S40). Specifically, the type, material, and color filter characteristics of the image sensor are determined.
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)。 When the spectral sensitivity of the image sensor is determined, next, the illumination intensity distribution is optimized (step S50). Specifically, the position of the light source and the lens combined with the light source so that the magnitude relationship between the illumination intensities at the color object point positions is opposite to the magnitude relationship between the output characteristic values of the corresponding colors. The physical properties of the light source (in the case of a rare gas fluorescent lamp, the gas pressure and gas type to be sealed) are appropriately changed. Then, it is determined whether or not the illumination intensity distribution has been optimized (step S60).
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。 If the illumination intensity distribution cannot be optimized (NO in step S60), the processes in steps S40 and S50 are executed again. On the other hand, if the illumination intensity distribution cannot be optimized (YES in step S60), the design of the image scanner is completed.
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。 As described above, as in the present embodiment, the degree of freedom for optimizing the illumination intensity distribution is relatively high. That is, there are many factors that determine the spectral sensitivity of the image sensor, and there are many factors that determine the spectral wavelength characteristics of the light source. In addition, there are many factors that determine the position of the object point for each color. Therefore, as a means of optimizing the illumination intensity distribution, it may be necessary only to adjust the type and position of the light source. However, if the optimization is not sufficient, the system including the optical system and image sensor can be used. It is also possible to optimize as a whole.
<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。
<H. Brightness correction>
In addition to the above-described deepening process, it is possible to improve the quality of the long-depth image by correcting the brightness.
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。 For example, considering the case of reading a spread part of a book, the distance S from the document table 35 is not uniform within the subject. On the other hand, the illumination intensity of light emitted from the light source has an intensity distribution (in the Z-axis direction) corresponding to the distance S from the document table 35. Therefore, the brightness of each acquired color image varies according to the distance S from the document table 35, and when viewed as the entire image, the brightness becomes uneven.
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。 Therefore, the quality of the long-depth image can be further improved by correcting such unevenness in brightness using the distance data calculated in the above-described depth-enhancing process. In other words, the distance to the document is calculated, and the brightness of the acquired plurality of color images is corrected based on the calculated distance.
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。 As a specific mounting method, the surface illuminance correction coefficient is experimentally acquired in advance in association with the distance S from the document table 35 to the subject. Then, in the image processing apparatus MFP, an LUT (Look Up Table) that defines the relationship between the distance S and the surface illuminance correction coefficient (for example, digitized gain value) is prepared, and each acquired For a color image, for each minute area, a correction coefficient obtained by referring to the LUT from distance data calculated for the minute area is acquired, and a two-dimensional brightness is obtained using the acquired correction coefficient. Correct the unevenness.
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。 By adopting such a correction method, even if the subject includes a portion where the distance S from the document table 35 is different from each other, unevenness of brightness in the acquired color image is reduced, and a high-quality long length is achieved. A depth image can be generated.
<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。
<I. Configuration of control unit>
FIG. 13 is a schematic diagram showing a hardware configuration of
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。
Referring to FIG. 13, the
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。
In
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。
The
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。
The external communication I /
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。
The internal communication I /
<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。
<J. Control structure>
FIG. 14 is a block diagram showing a control structure in
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。
More specifically, the
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。
The
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。
The R
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。
Similarly, the G
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。
Note that <F. As illustrated in the section of Design Example 2>, when the wavelength component of the IR region used for calculating the distance data is added, only the infrared (IR) component is extracted from the image data held in the
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。
The
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。
The distance
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。
The
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。
The R
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。
Similarly, the G
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。
When the
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。
Similarly, when the
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。
Even if the IR
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。
The
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。
The
<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。
<K. Other Embodiments>
The above-described values such as the light source, the imaging optical system, the image sensor, the color filter characteristics, and the number of colors are merely design examples, and the present invention is not limited to these design examples.
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。 In the above-described design example, the configuration using a single light source having a predetermined wavelength band has been illustrated. However, by adopting an independent light source (for example, an LED for each color), the emission intensity is independent for each color. Therefore, the adjustment of the illumination intensity distribution on the axis of the optical system becomes easier.
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。 In the design example described above, since chromatic aberration is expressed by utilizing the material properties of the gradient index lens, an example is shown in which the color object distance L becomes smaller as the wavelength becomes shorter. However, the present invention is not limited to this, and the color object distance L may be reduced as the wavelength becomes longer. That is, it can be designed such that L (B)> L (G)> L (R).
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。 In the above-described embodiment, the configuration in which the imaging optical system forms an image on the image sensor is exemplified. However, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-244982 (Patent Document 1), a bifocal lens or the like is employed. You can also
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。 Part or all of the functions realized by the programs according to the above-described embodiments may be configured by dedicated hardware. Further, the program executed by the CPU according to the above-described embodiment is processed by calling a required module at a predetermined timing in a predetermined arrangement among program modules provided as a part of a computer operating system (OS). May be executed. In that case, the program itself does not include the module, and the process is executed in cooperation with the OS. Therefore, a program that does not include such a module can also be included in the program according to the present invention.
<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。
<K. Effect>
According to the embodiment of the present invention, the two needs of downsizing the image reading device and increasing the depth of field can be solved simultaneously. As a result of the expansion of the depth of field, the design tolerance can be relaxed, and an image scanner using a reduction optical system and an image scanner using an imaging optical system are mounted on the front and back surfaces, respectively. Even if it exists, both the front surface and the back surface of the document can be read with high quality.
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
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。 2 Automatic Document Conveying Unit, 3 Image Scanner, 4 Print Engine, 5 Paper Feeding Unit, 10 Control Unit, 21 Document Feeding Stand, 22 Feeding Roller, 23 Registration Roller, 24 Conveying Drum, 25 Paper Discharging Stand, 26 Manual Feeding Paper section, 27 Transfer belt, 33 units, 35 Document table, 41, 41Y, 41M, 41C, 41K Photosensitive drum, 43Y, 43M, 43C, 43K Image writing section, 44Y, 44M, 44C, 44K Imaging (image forming) ) Unit, 45 Transfer device, 46 Static eliminator, 47 Fixing device, 48 Cleaning unit, 49 IDC sensor, 51 Timing roller, 52, 53, 54 Delivery roller, 55 Transport roller, 57 Tray, 102 Image buffer, 104, 106, 108, 109 Image extraction unit, 110 Distance data calculation unit, 114, 116, 1 18 Image correction unit, 124, 126, 128 filter, 130 reconstruction unit, 201, 202 CPU, 203, 204 RAM, 206, 208 ROM, 212, 214 Communication I / F, 216 Internal bus, 331 Side plate, 332 Refractive index Distributed lens, 333,333A light source, 335 substrate, 336 pixels, 441Y, 441M, 441C, 441K toner unit, 471 heating roller, 472 pressure roller, D original, MFP image processing apparatus, NW network, PC personal computer.
Claims (10)
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。 Illuminating means for emitting illumination light having a predetermined wavelength band to a document;
Image acquisition means comprising a plurality of pixels having different spectral sensitivities for acquiring respective color images for a plurality of colors;
An imaging unit that guides light generated by reflection of the illumination light from the document to the image acquisition unit and generates a predetermined chromatic aberration to make the imaging positions different among the plurality of colors,
Image processing means for generating an image having a longer depth from a plurality of color images acquired by the image acquisition means,
The magnitude relationship between the illumination intensity at the object point position of the first color and the illumination intensity at the object point position of the second color is the output characteristic value of the first color and the output characteristic value of the second color. An image processing apparatus configured to be opposite to the magnitude relationship between the two.
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。 The illumination unit includes a first light source that generates first illumination light, and a second light source that generates second illumination light including a wavelength longer than the wavelength band of the first illumination light,
The image processing means calculates distance data from a color image of a color included in the wavelength band of the first and second illumination light and calculates a color image of a color included in the wavelength band of the first illumination light. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image having the longer depth is generated by combining the images.
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。 The image acquisition means includes a silicon photodiode that acquires color images for red, green, and blue, respectively.
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the illumination intensity at the blue object point position is configured to be greater than twice the illumination intensity at the green object point position.
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。 Illuminating means for emitting illumination light having a predetermined wavelength band to a document;
Image acquisition means comprising a plurality of pixels having different spectral sensitivities for acquiring respective color images for a plurality of colors;
An imaging unit that guides light generated by reflection of the illumination light from the document to the image acquisition unit and generates a predetermined chromatic aberration to change the imaging position between the plurality of colors;
The magnitude relationship between the illumination intensity at the object point position of the first color and the illumination intensity at the object point position of the second color is the output characteristic value of the first color and the output characteristic value of the second color. An image reading apparatus configured to be opposite to the magnitude relationship between the two.
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