JP7515134B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ライン状に対象物を読み取ることにより得られる読取画像データを処理する、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像読取装置に関するものである。

従来から主として可視域の光源を用いた表面検査装置に採用されているシステムは、ラインセンサ、密着型イメージセンサ、或いは、レーザビームによる走査型光学系と光電変換素子（フォトマル、アバランシェフォトダイオード、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなど）やライトガイドを含む受光光学系の組合せなどが代表的な検査システムであり、その多くは、検査対象（読取対象）におけるキズ、凹凸、欠陥、欠落、付着した異物などからの反射光や蛍光を受光する反射型である。なお、検査対象として、紙製品、食品の他、産業用として、フィルム又はシートのような樹脂成型物などが挙げられる。

それに対し、受光系と照明系とを検査対象を挟んで対向配置した透過型において、検査対象は、透明で、薄く、透過率が高いものが多い。そして、厚みのある検査対象において、その検査対象に含まれる異物やキズ、欠陥等の対象物を検出するシステムは稀である。

また、非破壊検査装置として名高い透過性に優れたＸ線検査装置は、放射線であるＸ線を用いるため、放射線管理区域を設ける必要があり、放射線の人への被ばく量も管理しなければならない。即ち、設置場所を決定するうえでのハードルが高い。しかも、大型であり、重量もあるため、工場の既存の生産ラインへの追加導入は容易ではない。加えて、高額であるため、検査ポイントを多く設けることができない。

さらに、Ｘ線検査装置は、Ｘ線自身の良好な透過性が仇となり、異物や欠陥、キズといったものまで透過してしまい、区別が出来ない場合も多い。

国際公開第２０１５／１８６５６６号

特許文献１では、ライン光源及びラインセンサを備える従来の画像読取装置の一例が開示されている。従来の透過方式の画像読取装置では、Ｘ線検査装置のように検査対象に含まれる異物や欠陥、キズ等に起因してライン光源から出射される光が散乱する。

特に、検査対象が分厚い場合などには、画像読取装置で対象物がライン状に読み取られ、その対象物を示すデータ形式の画像が生成される場合、画像上の対象物に対応する領域である対象領域の輪郭がぼけやすい。対象領域は、具体的には、画像上で対象物を構成する画素の領域である。

本願発明者らは、上記のような画像上の対象領域の輪郭のぼけに着目し、鋭意検討した結果、副走査方向においては、回り込みの光による画像上の対象領域の輪郭のぼけが除去されるが、主走査方向においては、ぼけが除去されないことが、鮮明な出力画像データを得られない原因になっていると考えるに至った。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ライン状に対象物を読み取ることにより得られる、複数の読取画像データに画像処理を施すことで、対象領域の輪郭が鮮明な出力画像データを生成することができる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像読取装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像処理装置は、同一の対象物に対して、それぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿ってライン状に当該対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに画像処理を施す画像処理装置であって、当該画像処理装置は、スペクトル生成処理部と、比較処理部と、合成スペクトル生成処理部と、画像生成処理部とを備える。前記スペクトル生成処理部は、前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を施すことで、複数のスペクトルデータを生成する。前記比較処理部は、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分同士を比較する。前記合成スペクトル生成処理部は、前記比較処理部による比較結果に基づき、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中からいずれかの成分を選択することにより、合成スペクトルデータを生成する。前記画像生成処理部は、前記合成スペクトルデータに対して、逆フーリエ変換処理を施すことで、出力画像データを生成する。

このような構成によれば、対象物に対応する領域の輪郭が鮮明な出力画像データを生成することができる。

前記合成スペクトル生成処理部は、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分を選択してもよい。

このような構成によれば、対象物に対応する領域の輪郭がより鮮明な出力画像データを生成することができる。また、このような構成によれば、読取画像データの数が多いほど、対象物に対応する領域の輪郭がより鮮明な出力画像データを生成することができると思われる。

前記画像処理装置は、前記複数の読取画像データのそれぞれにおける画像上で前記対象物に対応する領域が略同一に位置されるように、フーリエ変換処理が施される前の前記複数の読取画像データの少なくとも１つに対して補正処理を施す補正処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記スペクトル生成処理部は、前記補正処理部による補正処理が施された前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を施してもよい。

このような構成によれば、各読取画像データにおいて、対象物に対応する領域を略同一に位置させることができる。

前記補正処理部は、フーリエ変換処理が施される前の前記複数の読取画像データの少なくとも１つに対して、当該読取画像データにおける画像上の前記対象物に対応する領域の傾き又は倍率を補正してもよい。

このような構成によれば、読取画像データにおいて、対象物に対応する領域の傾き又は倍率を補正することで、各読取画像データにおいて、対象物に対応する領域を略同一に位置させることができる。

本発明に係る画像読取装置は、複数のラインセンサと、前記画像処理装置とを備える。前記複数のラインセンサは、それぞれ主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能であり、当該主走査方向が副走査方向に対してそれぞれ異なる方向に延びる。前記画像処理装置は、前記複数のラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す。

このような構成によれば、対象物又は複数のラインセンサが副走査方向に移動するだけで、つまり、一度の動作だけで複数の読取画像データを生成することができる。すなわち、このような構成によれば、効率よく複数の読取画像データを得ることできる。

前記複数のラインセンサには、主走査方向が互いに直交するように配置された２つのラインセンサが含まれていてもよい。

このような構成によれば、２つのラインセンサを用いて、効率よく複数の読取画像データを得ることできる。

前記２つのラインセンサは、それぞれの主走査方向が前記副走査方向に対して４５°の角度で交差するように配置されていてもよい。

このような構成によれば、２つのラインセンサを用いて、さらに効率よく複数の読取画像データを得ることできる。

前記複数のラインセンサが、前記副走査方向に対して交差する方向に並べて配置されていてもよい。

このような構成によれば、副走査方向と交差する方向に並べて配置された複数のラインセンサで、対象物を分割して読み取ることができる。これにより、副走査方向におけるラインセンサの配置領域を狭めて、省スペース化することができる。

本発明の画像読取装置は、少なくとも１つのラインセンサと、前記画像処理装置とを備える。前記少なくとも１つのラインセンサは、副走査方向に対して交差する長手方向に沿って長尺形状を有する。前記画像処理装置は、前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す。前記少なくとも１つのラインセンサには、前記長手方向に対して傾斜し、前記長手方向に並べて配置される複数の第１撮像素子と、前記長手方向に対して前記第１撮像素子とは異なる角度で傾斜し、前記長手方向に並べて配置される複数の第２撮像素子とが含まれる。

このような構成によれば、副走査方向における各ラインセンサの配置領域を狭めて、省スペース化することができる。

前記少なくとも１つのラインセンサには、２つのラインセンサが含まれ、前記２つのラインセンサのうちの一方には、前記長手方向に対して傾斜する前記複数の第１撮像素子が前記長手方向に並べて配置され、前記２つのラインセンサのうちの他方には、前記長手方向に対して前記第１撮像素子とは異なる角度で傾斜する前記複数の第２撮像素子が前記長手方向に並べて配置されていてもよい。

このような構成によれば、各ラインセンサの長手方向に沿って複数の第１撮像素子又は複数の第２撮像素子を並べて配置する構成と比べて、副走査方向における各ラインセンサの配置領域を狭めて、省スペース化することができる。

前記少なくとも１つのラインセンサのうちの１つには、前記長手方向に対して傾斜する前記複数の第１撮像素子が前記長手方向に並べて配置されるとともに、前記長手方向に対して前記第１撮像素子とは異なる角度で傾斜する前記複数の第２撮像素子が前記長手方向に並べて配置されている。

このような構成によれば、長手方向に沿って複数の第１撮像素子又は複数の第２撮像素子が並べて配置された２つのラインセンサを設ける構成と比べて、２つのラインセンサを一体化し、かつ、副走査方向におけるラインセンサの配置領域を狭めて、省スペース化することができる。

本発明の画像読取装置は、少なくとも１つのラインセンサと、前記画像処理装置とを備える。前記少なくとも１つのラインセンサは、主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能である。前記画像処理装置は、前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す。前記ラインセンサは、光源と、スリット部材を有する。前記光源は、前記主走査方向に延び、前記対象物に光を照射する。前記スリット部材は、前記主走査方向に延び、前記対象物と前記光源との間に配置される。

このような構成によれば、対象物に対する副走査方向での回り込みの光による画像上の輪郭のぼけを抑制することができるため、対象物に対応する領域の輪郭がより鮮明な出力画像データを生成することができる。

本発明の画像読取装置は、少なくとも１つのラインセンサと、前記画像処理装置とを備える。前記少なくとも１つのラインセンサは、主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能である。前記画像処理装置は、前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す。前記ラインセンサは、ラインレーザ光源を有する。前記ラインレーザ光源は、前記対象物に光を照射する。

このような構成によれば、ラインセンサとしてラインレーザ光源を用いることにより、対象物に対する副走査方向での回り込みの光による画像上の輪郭のぼけを抑制することができるため、部材の数を増やすことなく、対象物に対応する領域の輪郭がより鮮明な出力画像データを生成することができる。

本発明の画像読取装置は、少なくとも１つのラインセンサと、前記画像処理装置と、複数の搬送装置とを備える。前記少なくとも１つのラインセンサは、主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能である。前記画像処理装置は、前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す。前記複数の搬送装置は、前記主走査方向に対して交差する方向に延びる搬送路に沿って前記対象物を搬送する。前記ラインセンサは、光源を有する。前記光源は、前記対象物に光を照射する。前記複数の搬送装置は、前記搬送路に沿って互いに隙間を空けて配置されており、前記光源は、前記搬送路に沿って搬送される前記対象物に前記隙間を介して光を照射し、又は、前記搬送路に沿って搬送される対象物に照射した光を前記隙間に入射させる。

このような構成によれば、光源から照射された光が、対象物に到達するまでに吸収又は反射されるのを抑制することができるため、読取画像データにおいて、対象物に対応する領域の輪郭がぼやけるのを防止することができる。

本発明の画像読取装置は、少なくとも１つのラインセンサと、前記画像処理装置と、搬送装置とを備える。前記少なくとも１つのラインセンサは、主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能である。前記画像処理装置は、前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す。前記搬送装置は、前記主走査方向に対して交差する方向に延びる搬送路に沿って前記対象物を搬送する。前記ラインセンサは、光源を有する。前記光源は、前記対象物に光を照射する。前記搬送装置は、前記搬送路を形成する搬送面を含み、当該搬送面が光透過性を有することにより、前記光源からの光が前記搬送面を透過して前記対象物に照射される。

このような構成によれば、光源から照射された光が、対象物に到達するまでに吸収又は反射されるのを抑制することができるため、読取画像データにおいて、対象物に対応する領域の輪郭がぼやけるのを防止することができる。

本発明に係る画像処理方法は、同一の対象物に対して、それぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿ってライン状に当該対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す画像処理方法であって、当該画像処理方法は、スペクトル生成ステップと、比較ステップと、合成スペクトル生成ステップと、画像生成ステップを含む。前記スペクトル生成ステップは、前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を施すことで、複数のスペクトルデータを生成する。前記比較ステップは、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分同士を比較する。合成スペクトル生成処理ステップは、前記比較ステップによる比較結果に基づき、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中からいずれかの成分を選択することにより、合成スペクトルデータを生成する。前記画像生成ステップは、前記合成スペクトルデータに対して、逆フーリエ変換処理を施すことで、出力画像データを生成する。

このような構成によれば、対象物に対応する領域の輪郭が鮮明な出力画像データを生成することが可能な画像処理方法を提供できる。

本発明に係る画像処理プログラムは、同一の対象物に対して、それぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿ってライン状に対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す画像処理プログラムであって、当該画像処理プログラムは、スペクトル生成ステップと、比較ステップと、合成スペクトル生成ステップと、画像生成ステップとをコンピュータに実行させる。前記スペクトル生成ステップは、前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を施すことで、複数のスペクトルデータを生成する。前記比較ステップは、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分同士を比較する。合成スペクトル生成処理ステップは、前記比較ステップによる比較結果に基づき、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中からいずれかの成分を選択することにより、合成スペクトルデータを生成する。前記画像生成ステップは、前記合成スペクトルデータに対して、逆フーリエ変換処理を施すことで、出力画像データを生成する。

このような構成によれば、対象物に対応する領域の輪郭が鮮明な出力画像データを生成することが可能な画像処理プログラムを提供できる。

本発明によれば、ライン状に対象物を読み取ることにより得られる、複数の読取画像データに画像処理を施すことで、対象物に対応する領域の輪郭が鮮明な出力画像データを生成することができる。

第１実施形態の画像読取装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態の画像読取部の一例を示す断面図である。 第１実施形態の画像読取部におけるライン状光源の外観の一例を概略的に示す分解斜視図である。 第１実施形態の読取画像の一例を示す図である。 第１実施形態の読取画像の他の例を示す図である。 第１実施形態の出力画像の一例を示す図である。 第１実施形態のＲＡＭのメモリマップの一例を示す図である。 第１実施形態の画像読取装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態の画像読取装置のＣＰＵの画像処理の一例を示すフロー図である。 第２実施形態の複数の画像読取部の周辺の一例を示す概略図である。 第２実施形態の補正処理の一例を説明するための図である。 第２実施形態のＲＡＭのメモリマップの一例を示す図である。 第２実施形態の画像読取装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 第２実施形態の画像読取装置のＣＰＵの画像処理の一例を示すフロー図である。 第２実施形態の画像読取部の配置を説明するための概略図である。 第２実施形態の画像読取部の配置を説明するための概略図である。 第２実施形態の画像読取部の配置を説明するための概略図である。 第２実施形態の画像読取部の配置を説明するための概略図である。 第２実施形態の画像読取部の配置を説明するための概略図である。 第３実施形態の画像読取部の配置を説明するための概略図である。 第３実施形態の画像読取部の構成を説明するための概略図である。 第３実施形態の画像読取部の構成の変形例を説明するための概略図である。 第４実施形態の画像読取部の一例の一部を示す断面図である。 第５実施形態の画像読取部の周辺の構成を説明するための概略図である。 第５実施形態の画像読取部の周辺の構成の変形例を説明するための概略図である。

１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の画像読取装置１０の電気的構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、画像読取装置１０は、制御部２０及び画像読取部２８を含み、これらの各々は、バス３０を介して電気的に接続される。

また、制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４及び記憶部２６を含む。

ＣＰＵ２２は、画像読取装置１０の全体的な制御を司る。ＲＡＭ２４は、ＣＰＵ２２のワーク領域およびバッファ領域として用いられる。

記憶部２６は、画像読取装置１０の主記憶装置であって、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）およびＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）のような不揮発性メモリが用いられる。また、記憶部２６が、ＲＡＭ２４を含むように構成されてもよい。

記憶部２６には、ＣＰＵ２２が画像読取装置１０の各コンポーネントの動作を制御するための制御プログラムについてのデータ、各種画像についてのデータ及び制御プログラムの実行に必要な実行用データ等が記憶される。

画像読取部２８は、少なくともイメージセンサを含み、副走査方向に走査しながら、主走査方向に沿ってライン状に対象物を読み取る。なお、イメージセンサは、光を光電変換により電気出力として画像を読取るためのセンサである。

イメージセンサは、副走査方向に走査しながら、主走査方向に沿ってライン状に対象物を読み取ることが可能であれば、種類及び数は特に限定されない。

画像読取部２８としては、たとえば、汎用のラインセンサ、汎用のカメラ又はＣＩＳ（Contact Image Sensor）などが利用可能である。第１実施形態では、画像読取部２８として、ＣＩＳを用いた場合を例に挙げて説明する。

なお、エリアカメラなどの汎用のカメラ、すなわち、エリアセンサを備えるカメラを画像読取部２８として用いる場合、エリアセンサの一列だけを用いる。カメラの視野角は、狭い方が好ましい。さらに、光源の出射幅及び出射角度についても、狭い方が好ましい。さらにまた、光源の出射角度は、０に近い方が好ましい。

なお、第１実施形態の画像読取装置１０の電気的構成は一例である。たとえば、画像読取装置１０に、複数の画像読取部２８が設けられてもよい。

図２は、第１実施形態の画像読取部２８の一例を示す断面図である。図３は、第１実施形態の画像読取部２８におけるライン状光源４４（４４Ａ、４４Ｂ）の外観の一例を概略的に示す分解斜視図である。図２に示すように、画像読取部２８は、焦点面４０を挟んで対向配置される２つの筐体４２（４２Ａ、４２Ｂ）及び筐体４２に設けられる各種コンポーネントを含む。

各筐体４２内には、焦点面４０上にある物体を照明するためのライン状光源４４（４４Ａ、４４Ｂ）が設けられている。ライン状光源４４は、焦点面４０にある読取対象（検査対象）Ｔに向けて光を出射するコンポーネントである。図２において、ライン状光源４４Ａから焦点面４０に向けて出射される光をＬ１で示し、ライン状光源４４Ｂから焦点面４０に向けて出射される光をＬ２で示す。

また、図３に示すように、ライン状光源４４は、長手方向Ｄに沿って延びる透明な導光体４６と、長手方向Ｄの一方の端面に設けられた第１光源部４８と、長手方向Ｄの他方の端面に設けられた第２光源部５０と、導光体４６の外側の各側面を保持するためのカバー部材５１とを含む。なお、ライン状光源４４は、導光体４６で光をガイドするようなガイド式に限らない。また、図３では、第１光源部４８及び第２光源部５０は、導光体４６から離間して図示される。

さらに、ライン状光源４４は、光拡散パターンＰを有している。光拡散パターンＰは、導光体４６の底面５２において、長手方向Ｄに沿って延びるように形成される。第１光源部４８及び第２光源部５０から導光体４６に光が入射されると、光拡散パターンＰは、その導光体４６の中を進む光を拡散・屈折させて、導光体４６の光出射側面５４から出射させる。

なお、光出射側面５４は、レンズの集光効果を持たせるために外向きに滑らかな凸の曲線状に形成されている。

また、図２に示すように、筐体４２Ａには、ライン状光源４４Ａを固定するための基板５６が設けられ、筐体４２Ｂには、ライン状光源４４Ｂを固定するための基板５８Ｂが設けられる。

図３に示すように、第１光源部４８及び第２光源部５０には、端子６０が設けられている。ライン状光源４４Ａは、端子６０が基板５６に差し込まれ、半田付けされることで、その基板５６に固定される。また、ライン状光源４４Ｂは、端子６０が基板５８Ｂに差し込まれ、半田付けされることで、その基板５８Ｂに固定される。

また、図２に示すように、筐体４２Ａ内には、レンズアレイ６２が設けられる。レンズアレイ６２は、読取対象Ｔで反射又は透過された光を後述する受光部６４に結像する光学素子であり、セルフォックレンズアレイ（登録商標：日本板硝子製）などのロッドレンズアレイを用いることができる。

さらに、焦点面４０から受光部６４までの任意の位置には、受光部６４に紫外光が入射するのを阻止する紫外光遮断フィルタ（ＵＶカットフィルタ）６７が設けられている。また、受光部６４と紫外光遮断フィルタ６７との間には、特定波長範囲の可視光を通過させるカラーフィルタ６８が設けられている。

受光部６４は、イメージセンサを含み、筐体４２Ａ内において、基板５８Ａに実装されている。また、各筐体４２には、使用中のごみの飛散や傷つきからライン状光源４４を保護するために保護ガラス６６（６６Ａ、６６Ｂ）が設けられる。

このように構成される画像読取部２８では、ライン状光源４４Ａから出射された光Ｌ１は、ライン状の照明光となって読取対象Ｔを照明し、読取対象Ｔからの反射光が受光部６４に導かれる。また、ライン状光源４４Ｂから出射された光Ｌ２は、ライン状の照明光となって読取対象Ｔを透過し、読取対象Ｔを透過した透過光が受光部６４に導かれる。読取対象Ｔとしては、食品を例示することができるが、これに限られるものではない。たとえば、読取対象Ｔとしては、食品（固形物、液状物などの他、密度(パンや油等)、色(ケチャップやカレー等)又は形状(麺類等)が特徴的なものであっても、品目は問わない。）、フィルム又はシートのような樹脂成形物、布生地、衣服又は不織布のような繊維製品、枚葉、ロール又は構造体（封筒又は箱）のような紙製品などが挙げられる。読取対象Ｔ自体が対象物であってもよいし、読取対象Ｔに内包される、混合される、あるいは覆われるなどの状態で同時に読み取られる部分が対象物であってもよい。当該部分としては、金属片、樹脂片（プラスチック又はゴムなど）、鉱物片（石又は砂など）、動植物片（枝葉、骨又は虫など）、それらの複合物の他、読取対象Ｔの内部における構造的欠陥（キズ、凹凸、気泡又は付着した異物など）を例示できる。

したがって、画像読取部２８では、たとえば、副走査方向（図２におけるＸ方向）に走査しながら、主走査方向（図２におけるＹ方向）に沿ってライン状に読取対象Ｔを読み取ることができる。ただし、ライン状光源４４Ａが省略されることにより、読取対象Ｔからの透過光のみが受光部６４で受光されるような構成であってもよい。

また、図示は省略するが、基板５８（５８Ａ、５８Ｂ）上には、制御部２０と電気的に接続するための構成、たとえば、コネクタ等が設けられる。

第１実施形態では、画像読取部２８を用いて、同一の対象物に対して、それぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿ってライン状に対象物を読み取ることで、複数の読取画像データが生成される。例えば、固定された画像読取部２８の焦点面４０上で、Ｙ方向と交差する異なる複数の方向に対象物を搬送しながら、各搬送時の対象物を主走査方向に沿って読み取れば、同一の対象物に対してそれぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿って対象物を読み取ることができる。また、焦点面４０上で停止している対象物に対して、画像読取部２８を移動させてもよい。

なお、本明細書では、画像データは、データ形式である画像を指す。したがって、本明細書では、たとえば、読取画像データを読取画像と記述する場合もあり、読取画像を読取画像データを記述する場合もある。このことは、後述するスペクトルについても同様である。

第１実施形態では、複数の読取画像データが生成されると、複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理が施される。また、複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理が施されると、複数のスペクトルデータが生成される。

具体的に、フーリエ変換処理では、読取画像に対して２次元フーリエ変換が行われる。また、スペクトルデータは、データ形式の周波数スペクトルである。周波数スペクトルは、周波数ごとに対応する成分を有するスペクトルである。また、周波数スペクトルは、具体的に、空間周波数スペクトルである。

第１実施形態では、周波数スペクトルは、振幅スペクトル、位相スペクトル及びパワースペクトルのいずれかに対応する。たとえば、周波数スペクトルが、振幅スペクトルに対応するのであれば、周波数に対応する成分は、振幅の大きさを示す。周波数スペクトルとしては、振幅スペクトルが用いられるのが好ましい。

第１実施形態では、複数のスペクトルデータが生成されると、各スペクトルデータ同士が比較される。具体的には、複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分同士が比較される。

同一周波数に対応する各成分同士が比較されると、その比較結果に基づき、複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中からいずれかの成分が合成用成分として選択される。第１実施形態では、複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分が合成用成分として選択される。

また、各周波数に対応する成分として合成用成分が選択されると、それらの合成用成分に基づいて合成スペクトルデータが生成される。合成スペクトルデータは、データ形式の合成スペクトルである。また、合成スペクトルは、各周波数に対応する成分が合成用成分とされるスペクトルである。

第１実施形態では、合成スペクトルデータが生成されると、その合成スペクトルデータに対して、逆フーリエ変換処理が施される。また、合成スペクトルデータに逆フーリエ変換処理が施されると、出力画像データが生成される。なお、逆フーリエ変換処理では、合成スペクトルデータに対して２次元逆フーリエ変換が施される。

図４は、第１実施形態の読取画像の一例を示す図である。図５は、第１実施形態の読取画像の他の例を示す図である。また、図４及び図５が示す読取画像は、同じ読取対象Ｔをライン状に読み取ることで生成される画像である。さらに、図４及び図５が示す読取画像が生成される際は、画像読取部２８の主走査向及び副走査方向は直交する。さらにまた、図４が示す読取画像が生成される際の画像読取部２８の副走査方向は、図５が示す読取画像が生成される際の画像読取部２８の副走査方向と直交する。具体的に、図４では、上下方向が主走査方向、左右方向が副走査方向であり、図５では、左右方向が主走査方向、上下方向が副走査方向である。

図４及び図５に示す読取画像が生成される際、対象物を走査する環境、具体的には、主走査方向が異なるため、これらの読取画像では、画像上の対象物に対応する領域である対象領域の輪郭において、ぼける部分が異なる。すなわち、対象領域の輪郭において、鮮明な部分が異なる。

なお、対象領域は、具体的に、画像上で対象物を構成する画素の領域である。すなわち、対象領域は、画像上の対象物ともいえる。

図６は、第１実施形態の出力画像の一例を示す図である。また、図６における出力画像は、図４及び図５が示す読取画像に対応する画像である。出力画像では、対象領域は、各読取画像における対象領域の鮮明な部分を組み合わせたように表示される。すなわち、出力画像では、対象領域の輪郭が鮮明に表示される。

なお、図６では、２枚の読取画像に対応する出力画像を例に挙げているが、読取画像の枚数が多いほど、出力画像において、対象領域の輪郭の全体がより鮮明に表示される。

第１実施形態では、たとえば、ｇ_θを対象領域の輪郭が不鮮明な読取画像データとした場合、ｇ_θは下記式（１）で表される。ｆは、対象領域の輪郭が鮮明な読取画像データである。ｈ_θは、ＰＳＦ（Point Spread Function）である。つまり、ｈ_θは、対象領域の輪郭のぼけに起因する要素である。また、ＰＳＦは、主走査方向の角度に依存する。

式（１）に対して、式（２）に示すように、両辺にフーリエ変換処理を適用すると、式（３）が導き出される。したがって、式（３）において、Ｇ_θ、Ｆ、Ｈ_θは、フーリエ変換処理が施されたｇ_θ、ｆ、ｈ_θである。すなわち、Ｇ_θはスペクトルデータである。

また、上述したように、合成スペクトルデータが生成される際は、複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分が選択される。したがって、合成スペクトルデータが生成される際は、式（４）に従って生成される。つまり、式（４）において、左辺は合成スペクトルデータであり、右辺は、各合成用成分である。

合成スペクトルデータには、逆フーリエ変換処理が施されるため、式（４）に対して、式（５）に示すように逆フーリエ変換処理が適用される。すなわち、式（５）において、左辺は、出力画像データである。

図７は、第１実施形態のＲＡＭ２４のメモリマップ２００の一例を示す図である。図７に示すようにＲＡＭ２４は、プログラム領域２０１およびデータ領域２０２を含み、プログラム領域２０１には、記憶部２６から予め読み出された制御プログラムが記憶される。

制御プログラムは、画像読取プログラム２０１ａ、スペクトル生成プログラム２０１ｂ、比較プログラム２０１ｃ、合成スペクトル生成プログラム２０１ｄ及び画像生成プログラム２０１ｅ等を含む。

画像読取プログラム２０１ａは、画像読取部２８を制御して読取画像データ２０２ａを生成するためのプログラムである。

スペクトル生成プログラム２０１ｂは、画像読取プログラム２０１ａによって生成される読取画像データ２０２ａに対して、フーリエ変換処理を施すことで、スペクトルデータ２０２ｂを生成するためのプログラムである。

比較プログラム２０１ｃは、スペクトル生成プログラム２０１ｂによって生成される複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分同士を比較するためのプログラムである。

合成スペクトル生成プログラム２０１ｄは、比較プログラム２０１ｃによる比較結果に基づき、複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分を選択し、合成スペクトルデータ２０２ｃを生成するためのプログラムである。

画像生成プログラム２０１ｅは、合成スペクトルデータ２０２ｃに対して、逆フーリエ変換処理を施すことで、出力画像データ２０２ｄを生成するためのプログラムである。

なお、図示は省略するが、プログラム領域２０１には、画像読取プログラム２０１ａ及びスペクトル生成プログラム２０１ｂ等以外の制御プログラムも記憶される。

データ領域２０２には、予め記憶部２６から読み出されたデータが記憶される。図７に示す例では、データ領域２０２には、読取画像データ２０２ａ、スペクトルデータ２０２ｂ、合成スペクトルデータ２０２ｃ及び出力画像データ２０２ｄ等が記憶される。

読取画像データ２０２ａは、読取画像に対応するデータである。また、データ領域２０２には、複数の読取画像データ２０２ａが記憶されることがある。

スペクトルデータ２０２ｂは、周波数スペクトルに対応するデータである。また、データ領域２０２には、複数のスペクトルデータ２０２ｂが記憶されることがある。

合成スペクトルデータ２０２ｃは、合成スペクトルに対応するデータである。出力画像データ２０２ｄは、出力画像に対応するデータである。

また、データ領域２０２には、たとえば、実行用データが記憶されたり、制御プログラムの実行に必要なタイマ（カウンタ）およびレジスタが設けられたりする。

図８は、第１実施形態の画像読取装置１０の機能的構成の一例を示すブロック図である。ＣＰＵ２２を含む制御部２０において、ＣＰＵ２２が画像読取プログラム２０１ａを実行することで、制御部２０が画像読取部２８を制御して読取画像データ２０２ａを生成する画像読取処理部９０として機能する。

また、ＣＰＵ２２がスペクトル生成プログラム２０１ｂを実行することで、制御部２０が読取画像データ２０２ａに対して、フーリエ変換処理を施し、スペクトルデータ２０２ｂを生成するスペクトル生成処理部９２として機能する。

さらに、ＣＰＵ２２が比較プログラム２０１ｃを実行することで、制御部２０が複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分同士を比較する比較処理部９４として機能する。

さらにまた、ＣＰＵ２２が合成スペクトル生成プログラム２０１ｄを実行することで、制御部２０が、比較処理部９４の比較結果に基づき、複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分を選択し、合成スペクトルデータを生成する合成スペクトル生成処理部９６として機能する。

また、ＣＰＵ２２が画像生成プログラム２０１ｅを実行することで、制御部２０が合成スペクトルデータ２０２ｃに対して、逆フーリエ変換処理を施し、出力画像データ２０２ｄを生成する画像生成処理部９８として機能する。

図８に示す例では、たとえば、画像読取処理部９０によって複数の読取画像データ２０２ａが生成されるとき、スペクトル生成処理部９２によって、複数のスペクトルデータ２０２ｂが生成される。また、複数のスペクトルデータ２０２ｂが生成されると、比較処理部９４によって、複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分同士が比較され、合成スペクトル生成処理部９６では、比較処理部９４の比較結果に基づき、複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分が選択され、合成スペクトルデータ２０２ｃが生成される。さらに、合成スペクトルデータ２０２ｃが生成されると、画像生成処理部９８によって、出力画像データ２０２ｄが生成される。

図９は、第１実施形態の画像読取装置１０のＣＰＵ２２の画像処理の一例を示すフロー図である。ＣＰＵ２２は、たとえば、複数の読取画像データ２０２ａが生成されると、画像処理を開始する。

ステップＳ１では、各読取画像データ２０２ａに対して、フーリエ変換処理を行い、複数のスペクトルデータ２０２ｂを生成する。

ステップＳ２では、複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分同士を比較する。

ステップＳ３では、同一周波数に対応する各成分の比較結果に基づき、複数のスペクトルデータ２０２ｂの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分を選択し、合成スペクトルデータ２０２ｃを生成する。

ステップＳ４では、合成スペクトルデータ２０２ｃに対して、逆フーリエ変換処理を施し、出力画像データ２０２ｄを生成する。また、ステップＳ４で、出力画像データ２０２ｄが生成されると、画像処理が終了する。

第１実施形態によれば、対象領域の輪郭が鮮明な出力画像データを生成することができる。

また、第１実施形態によれば、読取画像データの数が多いほど、対象領域の輪郭がより鮮明な出力画像データが生成されると思われる。

なお、複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分が合成用成分として選択されるような構成に限らず、合成用成分が適宜に選択されてもよい。

たとえば、複数のスペクトルデータのうち、一部の周波数に対応する成分については、最も大きい成分が合成用成分として選択され、他の周波数に対応する成分については、適宜に合成用成分が選択されてもよい。

さらに、複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中から合成用成分が選択される際、最も小さい成分及び最も大きい成分の間の任意の成分を合成用成分としてもよい。

２．第２実施形態
第２実施形態では、複数の画像読取部２８を用いて対象物を読み取る。また、第２実施形態では、複数の読取画像データに対してフーリエ変換処理が施される前に、各読取画像データにおいて、対象領域を略同一に位置させるための処理を施す。なお、フーリエ変換処理以降の一連の処理は、第１実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。

第２実施形態では、複数の画像読取部２８の主走査方向が互いに交差するように配置される。また、各画像読取部２８は、主走査方向が副走査方向に対して所定の角度で交差するように配置される。ただし、第２実施形態における各画像読取部２８の副走査方向（対象物の搬送方向、又は、各画像読取部２８の移動方向）は、同一の方向であり、かつ、全ての画像読取部２８と交差する方向である。

図１０は、第２実施形態の複数の画像読取部２８の周辺の一例を示す概略図である。なお、図１０は、焦点面４０と直交する方向から見た場合の複数の画像読取部２８の周辺の一例を示す概略図でもある。

図１０に示す例では、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂの主走査方向が互いに直交し、かつ、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂが、副走査方向に対して主走査方向が４５°の角度で交差するように配置される。すなわち、図１０に示す例では、各画像読取部２８の主走査方向及び副走査方向は、直交しない。

また、各画像読取部２８の副走査方向は、同一の方向であり、かつ、各画像読取部２８の副走査方向は、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂと交差する。ただし、画像読取部２８の副走査方向と主走査方向が成す角度は、４５°に限らない。また、画像読取部２８の主走査方向同士が成す角度は、９０°に限らない。

また、第２実施形態では、複数の画像読取部２８は、主走査方向が副走査方向に対してそれぞれ異なる方向に延び、かつ、互いの主走査方向が１点で交差するように配置されるともいえる。

第２実施形態では、主走査方向及び副走査方向が直交しない画像読取部２８に基づいて、読取画像データが生成されるため、対象領域が傾く読取画像データが生成される。

第２実施形態では、複数の読取画像データのそれぞれにおける画像上で対象領域が略同一に位置されるように、フーリエ変換処理が施される前の複数の読取画像データに対して、補正処理を施す。

補正処理は、対象領域の傾きを補正する傾き補正処理及び対象領域の倍率を補正する倍率補正処理を含み、たとえば、傾き補正処理、倍率補正処理の順に行われる。補正処理については、図１１を参照して説明する。図１１は、第２実施形態の補正処理の一例を説明するための図である。また、図１１は、画像読取部２８Ａに対応する読取画像、画像読取部２８Ｂに対応する読取画像を示す。なお、補正処理では、初めに、読取画像が走査され、画素の座標が取得される。

対象領域は、対象物を読み取る際の画像読取部２８と対象物との相対的な速度に応じた角度で傾く。上記相対的な速度が速いほど、対象領域の傾きは大きくなる。

傾き補正処理では、画素の座標に基づいて対象領域の傾きを算出し、その傾きに従って、画素が上下方向にシフトされる。このように、傾き補正処理では、画素のシフトに伴って対象領域の傾きが補正される。なお、画素の座標から、対象領域の傾きを算出する方法としては、周知の方法を用いる。

倍率補正処理では、対象領域を左右方向に縮小する。また、対象領域を縮小する際の倍率である補正倍率は、各読取画像上において、対象領域が略同一に位置されるのであれば、特に限定されない。たとえば、補正倍率は、傾き補正前の対象領域の傾きに基づいて、設定されてもよい。なお、対象領域の倍率の調整に伴う画素の補間等は、周知であるため、詳細な説明は省略する。ただし、倍率補正処理では、対象領域を縮小するのではなく、拡大してもよい。

また、傾き補正処理だけでも、各読取画像データにおいて、対象領域を略同一に位置させることができるため、倍率補正処理については、行われなくても良い。つまり、補正処理では、傾き補正処理及び倍率補正処理のうち、少なくとも傾き補正処理が行われてもよい。

さらに、補正処理では、周知の方法を用いて、対象領域の傾き及び倍率のうち、少なくとも傾きを補正してもよい。たとえば、補正処理では、画像上における文字、図形、イラスト等のオブジェクトを構成する画素の位置（座標）に基づいて、そのオブジェクトの傾き及び倍率を補正する周知の方法が用いられてもよい。

さらに、第２実施形態では、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂの主走査方向が互いに直交して配置される場合を例に挙げて説明したが、複数の画像読取部２８は、主走査方向が副走査方向に対してそれぞれ異なる方向に延び、かつ、互いの主走査方向が１点で交差するのであれば、画像読取部２８の数は３つ以上でもよい。また、画像読取部２８を配置する際の角度及び数によっては、補正処理が施される読取画像データは、少なくとも１つでよい。

図１２は、第２実施形態のＲＡＭ２４のメモリマップ２００の一例を示す図である。第２実施形態では、制御プログラムは、補正プログラム２０１ｆを含む。また、補正プログラム２０１ｆは、傾き補正プログラム２０１ｇ及び倍率補正プログラム２０１ｈを含む。

補正プログラム２０１ｆは、画像読取プログラム２０１ａによって生成される読取画像データ２０２ａに補正処理を施し、補正画像データ２０２ｅを生成するためのプログラムである。

傾き補正プログラム２０２ｇは、画像読取プログラム２０１ａによって生成される読取画像データ２０２ａに傾き補正処理を施すためのプログラムである。倍率補正プログラム２０１ｈは、画像読取プログラム２０１ａによって生成される読取画像データ２０２ａに倍率補正処理を施すためのプログラムである。

また、第２実施形態では、データ領域２０２に補正画像データ２０２ｅが記憶される。補正画像データ２０２ｅは、補正処理が施された読取画像である補正画像に対応するデータである。なお、補正画像データ２０２ｅは、補正画像に対応するデータを複数含むことがある。

さらに、第２実施形態では、スペクトル生成プログラム２０１ｂは、画像読取プログラム２０１ａによって生成される読取画像データ２０２ａ、具体的には、補正画像データ２０２ｅに対して、フーリエ変換処理を施すことで、スペクトルデータ２０２ｂを生成するためのプログラムである。

図１３は、第２実施形態の画像読取装置１０の機能的構成の一例を示すブロック図である。第２実施形態では、ＣＰＵ２２が補正プログラム２０１ｆを実行することで、読取画像データ２０２ａに補正処理を施し、補正画像データ２０２ｅを生成する補正処理部１００として機能する。また、第２実施形態では、ＣＰＵ２２がスペクトル生成プログラム２０１ｂを実行することで、補正画像データ２０２ｅに対して、フーリエ変換処理を施し、スペクトルデータ２０２ｂを生成するスペクトル生成処理部９２として機能する。

図１４は、第２実施形態の画像読取装置１０のＣＰＵ２２の画像処理の一例を示すフロー図である。第２実施形態では、複数の読取画像データ２０２ａが生成されると、ステップＳ１で、複数の補正画像データ２０２ｅを生成する。なお、ステップＳ２～ステップＳ５については、図９に示すフロー図のステップＳ１～ステップＳ４に相当するため、重複する説明は省略する。

第２実施形態では、上述したように、画像読取部２８の数は３つ以上でもよく、画像読取部２８を配置する際の角度及び数によっては、補正処理が施される読取画像データは、少なくとも１つでよい。したがって、第２実施形態によれば、複数の読取画像データのうち、少なくとも一部の読取画像データにおいて対象領域が傾いていても、各読取画像データにおいて対象領域を略同一に位置させることができる。すなわち、画像読取部２８を主走査方向及び副走査方向が直交しないように配置することができる。

また、第２実施形態によれば、対象物又は複数の画像読取部２８が副走査方向に移動するだけで、つまり、一度の動作だけで複数の読取画像データを生成することができる。したがって、第２実施形態によれば、効率よく複数の読取画像データを得ることできる。ただし、この場合、各画像読取部２８の主走査方向及び副走査方向は直交しない。

なお、第２実施形態では、図１５～図１９に示すように、複数の画像読取部２８は、副走査方向に対して交差する方向に並べて配置されてもよい。具体的には、主走査方向が副走査方向に対してそれぞれ異なる方向に延び、かつ、副走査方向に並べて配置される画像読取部２８の一群は、副走査方向に対して直交する方向に並べて配置されてもよい。

図１５～図１９は、第２実施形態の画像読取部２８の配置を説明するための概略図である。図１５に示す例では、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂは、主走査方向が互いに直交し、かつ、副走査方向に対して主走査方向が４５°の角度で交差するように配置される。また、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂは、副走査方向と直交する方向を軸（対称軸）として、対称に配置されている。さらに、画像読取部２８Ｃ及び画像読取部２８Ｄについては、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂと同様に配置されている。

また、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂに係る対称軸は、画像読取部２８Ｃ及び画像読取部２８Ｄに係る対称軸と同一である。画像読取部２８Ｃ及び画像読取部２８Ｄを含む一群は、副走査方向と直交する方向において、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂを含む一群と並べて配置される。

なお、図１５に示す例では、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｃは、互いの主走査方向が平行となるように配置され、さらに、副走査方向において互いの一部が重なるように配置される。このことは、画像読取部２８Ｂ及び画像読取部２８Ｄについても同様である。

図１６に示す例では、図１５に示す例と異なり、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｃは、互いの主走査方向が交差するように配置され、さらに、副走査方向を軸として対称となるように配置される。つまり、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｃは、副走査方向において互いの一部が重ならない。このことは、画像読取部２８Ｂ及び画像読取部２８Ｄについても同様である。

図１７に示す例では、図１６に示す例と異なり、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂに係る対称軸は、画像読取部２８Ｃ及び画像読取部２８Ｄに係る対称軸と異なる。つまり、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｃは、非対称とされ、画像読取部２８Ｂ及び画像読取部２８Ｄについても非対称とされる。また、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｃは、副走査方向において互いの一部が重なる。このことは、画像読取部２８Ｂ及び画像読取部２８Ｄについても同様である。

図１８に示す例では、図１６に示す例と異なり、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｃは、非対称であり、副走査方向において互いの一部が重なる。このことは、画像読取部２８Ｂ及び画像読取部２８Ｄについても同様である。

図１９に示す例では、図１６に示す例と異なり、主走査方向が副走査方向と直交する画像読取部２８Ｅが設けられる。画像読取部２８Ｅは、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂに係る対称軸に沿って設けられる。図１９に示す例では、画像読取部２８Ａ及び画像読取部２８Ｂは、副走査方向に対して主走査方向が６０°の角度で交差するように配置される。画像読取部２８Ｃ及び画像読取部２８Ｄについても同様に、副走査方向に対して主走査方向が６０°の角度で交差するように配置される。これにより、画像読取部２８Ａ、画像読取部２８Ｃ及び画像読取部２８Ｅは、互いに正三角形状に配置され、画像読取部２８Ｂ、画像読取部２８Ｄ及び画像読取部２８Ｅも同様に、互いに正三角形状に配置される。

図１５～図１９の例のように、画像読取部２８の一群が、副走査方向に対して交差する方向に並べて配置される場合、各画像読取部２８の主走査方向の長さが短くても、副走査方向と交差する方向に並べて配置された複数の画像読取部２８で、読取対象Ｔを分割して読み取ることができる。

これにより、副走査方向における画像読取部２８の配置領域を狭めて、省スペース化することができる。特に、図１５～図１９の例では、各画像読取部２８が同じ長さであり、同一の画像読取部２８を複数用意して適切に配置するだけでよいため、低コストで省スペース化を実現できる。なお、このように、画像読取部２８の一群が、副走査方向に対して交差する方向に並べて配置される場合、必要に応じて、補正された後の読取画像が合成されてもよい。

なお、第１実施形態、第２実施形態では、後述する撮像素子３２（３２Ａ、３２Ｂ）（図２１、図２２参照）が画像読取部２８の長手方向に対して傾斜することなく、その長手方向に並べて配置されているため、画像読取部２８の主走査方向は、その画像読取部２８の長手方向と一致している。

３．第３実施形態
第３実施形態は、画像読取部２８の構成及び配置を変更したこと以外は、第１実施形態、第２実施形態と同様である。図２０は、第３実施形態の画像読取部２８の配置を説明するための概略図である。図２１は、第３実施形態の画像読取部２８の構成を説明するための概略図である。なお、図２１は、図２０における画像読取部２８の周辺を拡大した図でもある。

第３実施形態では、２つの画像読取部２８が用いられる。また、画像読取部２８のそれぞれは、副走査方向に対して交差する長手方向に沿って長尺形状を有する。図２１に示す例では、画像読取部２８のそれぞれは、長手方向が副走査方向と直交するよう配置されている。

また、第３実施形態では、２つの画像読取部２８のうち一方の画像読取部２８Ａには、画像読取部２８Ａの長手方向に対して傾斜する第１撮像素子３２Ａが、画像読取部２８Ａの長手方向に並べて配置される。また、他方の画像読取部２８Ｂには、画像読取部２８Ｂの長手方向に対して第１撮像素子３２Ａと異なる角度で傾斜する第２撮像素子３２Ｂが、画像読取部２８Ｂの長手方向に並べて配置される。第１撮像素子３２Ａ及び第２撮像素子３２Ｂは、それぞれ受光ＩＣチップであり、フォトダイオードなどの光電変換素子が一直線上に複数並べて配置されることにより構成される。

図２１に示す例では、第１撮像素子３２Ａは、画像読取部２８Ａの長手方向に対して＋４５°の角度で傾斜し、第２撮像素子３２Ｂは、画像読取部２８Ｂの長手方向に対して－４５°の角度で傾斜している。また、第１撮像素子３２Ａ及び第２撮像素子３２Ｂは、副走査方向に直交する方向を軸として対称となるように配置されている。つまり、図２１に示す例では、各画像読取部２８の主走査方向は、直交している。

このように、第１撮像素子３２Ａ及び第２撮像素子３２Ｂを配置した場合、２つの画像読取部２８を平行に配置しても、主走査方向がそれぞれ異なる２つの画像読取部２８で２つの読取画像データを取得することができる。そのため、図１０のように各画像読取部２８の長手方向に沿って複数の第１撮像素子３２Ａ又は複数の第２撮像素子３２Ｂを並べて配置する構成と比べて、副走査方向における各画像読取部２８の配置領域を狭めて、省スペース化することができる。

図２２は、第３実施形態の画像読取部２８の構成の変形例を説明するための概略図である。この変形例では、画像読取部２８が１つだけ用いられている。この場合、１つの画像読取部２８における同一基板上に、画像読取部２８の長手方向に並べて複数の第１撮像素子３２Ａが平行に配置されるとともに、画像読取部２８の長手方向に並べて複数の第２撮像素子３２Ｂが平行に配置される。

図２２に示す例では、第１撮像素子３２Ａは、画像読取部２８Ａの長手方向に対して＋４５°の角度で傾斜し、第２撮像素子３２Ｂは、画像読取部２８Ｂの長手方向に対して－４５°の角度で傾斜している。また、第１撮像素子３２Ａ及び第２撮像素子３２Ｂは、副走査方向に直交する方向を軸として対称となるように配置されている。したがって、図２２に示す例では、画像読取部２８の主走査方向は、２方向存在し、各主走査方向は、直交している。

このように、１つの画像読取部２８に第１撮像素子３２Ａ及び第２撮像素子３２Ｂを配置した場合でも、図１０のように各画像読取部２８の長手方向に沿って複数の第１撮像素子３２Ａ又は複数の第２撮像素子３２Ｂを並べて配置する構成と比べて、副走査方向における画像読取部２８の配置領域を狭めて、省スペース化することができる。

４．第４実施形態
第４実施形態は、画像読取部２８の構成を変更したこと以外は、第１実施形態、第２実施形態と同様である。つまり、第４実施形態では、画像読取部２８の長手方向と主走査方向は一致する。

図２３は、第４実施形態の画像読取部２８の一例の一部を示す断面図である。また、図２３は、画像読取部２８を主走査方向から見た場合の断面図である。図２３に示すように、第４実施形態の画像読取部２８は、スリット部材３４を備える。スリット部材３４は、主走査方向に延び、読取対象Ｔとライン状光源４４Ｂとの間に配置される。スリット部材３４には、主走査方向に沿って細長いスリットが形成されており、当該スリットを通過した光のみが読取対象Ｔに照射される。スリットにおける主走査方向に直交する幅は、撮像素子の各光電変換素子の幅と同程度以下であってもよい。

ライン状光源４４Ｂは、ＬＥＤ又はハロゲンランプなどにより構成され、７５０ｎｍ～２５００ｎｍの近赤外域の光を出射するものであってもよい。この場合、スリット部材３４は、高出力の近赤外光に耐性があり、寸法安定性に優れる材料及び形状で形成されることが好ましい。また、スリット部材３４は、読取対象Ｔに対して、近接又は離間させる方向に移動可能であってもよい。

スリット部材３４によれば、主走査方向と直交する方向において、読取対象Ｔに照射される光Ｌ２の一部が遮られるため、読取対象Ｔに対する副走査方向での回り込みの光による画像上の輪郭のぼけを抑制することができる。これにより、読取対象Ｔに対応する領域の輪郭がより鮮明な出力画像データを生成することができる。

また、図示は省略するが、ライン状光源４４Ｂとして、汎用のラインレーザ光源が用いられても良い。ラインレーザ光源は、レーザ光源及びレンズを含み、ライン状にレーザ光を照射する。ラインレーザ光源から照射されるライン状のレーザ光における主走査方向に直交する幅は、撮像素子の各光電変換素子の幅と同程度以下であってもよい。ラインレーザ光源は、７５０ｎｍ～２５００ｎｍの近赤外域の光を出射するものであってもよい。ラインレーザ光源としては、たとえば、テレセントリックレーザ光源が挙げられる。

ライン状光源４４Ｂとして、ラインレーザ光源を用いた場合、主走査方向と直交する方向において、光が放射状に広がるのが抑制されるため、スリット部材３４を設けた場合と同様の効果が得られる。つまり、ライン状光源４４Ｂとしてラインレーザ光源を用いることにより、読取対象Ｔに対する副走査方向での回り込みの光による画像上の輪郭のぼけを抑制することができるため、部材の数を増やすことなく、読取対象Ｔに対応する領域の輪郭がより鮮明な出力画像データを生成することができる。

５．第５実施形態
第５実施形態では、搬送装置３６の具体的構成について説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態においても、画像読取装置１０は搬送装置を備えているが、具体的な説明は省略した。

搬送装置３６は、画像読取部２８の主走査方向に対して交差する方向に延びる搬送路に沿って、読取対象Ｔを搬送する。第５実施形態を第４実施形態と組み合わせる場合は、搬送装置３６は、画像読取部２８の長手方向と交差する方向に延びる搬送路に沿って、読取対象Ｔを搬送する。

図２４は、第５実施形態の画像読取部２８の周辺の構成を説明するための概略図である。図２４に示す例では、複数の搬送装置３６が設けられ、これらの搬送装置３６は、搬送路に沿って互いに隙間を空けて配置される。また、複数の搬送装置３６は、主走査方向に対して直交する方向に延びる搬送路に沿って、読取対象Ｔを搬送する。搬送装置３６としては、ベルトコンベアを用いられるが、これに限定されない。

さらに、画像読取部２８のライン状光源４４Ｂは、搬送路に沿って搬送される読取対象Ｔに、隣接する搬送装置３６間の隙間を介して光を照射する。ただし、読取対象Ｔが搬送装置３６よりもライン状光源４４Ｂ側で搬送される構成の場合には、搬送路に沿って搬送される読取対象Ｔに照射した光が、隣接する搬送装置３６間の隙間に入射してもよい。

このように、搬送装置３６同士の間にライン状光源４４Ｂを配置した場合、ライン状光源４４Ｂから照射された光が、読取対象Ｔに到達するまでに吸収又は反射されるのを抑制することができるため、読取画像データにおいて、読取対象Ｔに対応する領域の輪郭がぼやけるのを防止することができる。図２４の例では、搬送装置３６が２つ設けられているが、３つ以上の搬送装置３６を設けて、隣接する搬送装置３６同士の間のそれぞれにライン状光源４４Ｂを配置してもよい。

図２５は、第５実施形態の画像読取部２８の周辺の構成の変形例を説明するための概略図である。この例では、画像読取部２８のライン状光源４４Ｂから照射される光が、搬送装置３６を透過する。具体的には、画像読取部２８のライン状光源４４Ｂから照射される光が、ベルトコンベアにより構成される搬送装置３６のベルトを透過する。そのため、ベルトが透明な材料で形成されることにより、搬送路を形成する搬送面３６Ａが光透過性を有しており、ライン状光源４４Ｂからの光が搬送面３６Ａを透過して読取対象Ｔに照射される。この場合、搬送面３６Ａがライン状光源４４Ｂ及び読取対象Ｔの間に位置するように画像読取部２８が配置される。

このように、搬送面３６Ａが光透過性を有するのであれば、ライン状光源４４Ｂから照射された光が、読取対象Ｔに到達するまでに吸収又は反射されるのを抑制することができるため、読取画像データにおいて、読取対象Ｔに対応する領域の輪郭がぼやけるのを防止することができる。なお、図２５では、ライン状光源４４Ｂが搬送装置３６の外側（ベルトの下側）に配置されているが、これに限らず、搬送装置３６の内側（ベルトの内側）に配置されてもよい。

さらに、上述の実施形態で挙げた具体的な構成等は一例であり、実際の製品に応じて適宜変更することが可能である。たとえば、画像読取装置１０における画像読取部２８を省略することにより、画像処理装置として機能してもよい。ただし、この場合、各実施形態における画像読取部２８として機能することが可能な外部の画像読取部と画像処理装置が通信可能に接続される。また、たとえば、各実施形態で説明した画像読取装置１０は、異物やキズ、欠陥等を検出するための検査装置として実施されてもよい。

さらにまた、上述の実施形態で示したフロー図の各ステップは、同じ結果が得られるのであれば、処理される順番は適宜変更することが可能である。

なお、対象領域の輪郭が鮮明な読取画像データに対する出力画像データの類似度の評価指標として、ＺＮＣＣ（Zero-mean Normalized Cross-Correlation：正規化相互相関）を用いることが可能である。

１０ 画像読取装置
２０ 制御部
２２ ＣＰＵ
２４ ＲＡＭ
２６ 記憶部
２８ 画像読取部
３２ 撮像素子
３４ スリット部材
３６ 搬送装置
４４ 光源
９０ 画像処理部
９２ スペクトル生成処理部
９４ 比較処理部
９６ 合成スペクトル生成処理部
９８ 画像生成処理部
１００ 補正処理部
２０２ａ 読取画像データ
２０２ｂ スペクトルデータ
２０２ｃ 合成スペクトルデータ
２０２ｄ 出力画像データ
２０２ｅ 補正画像データ

Claims (17)

1. 同一の対象物に対して、それぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿ってライン状に当該対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに、画像処理を施す画像処理装置であって、
   前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を施すことで、複数のスペクトルデータを生成するスペクトル生成処理部と、
   前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分同士を比較する比較処理部と、
   前記比較処理部による比較結果に基づき、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中からいずれかの成分を選択することにより、合成スペクトルデータを生成する合成スペクトル生成処理部と、
   前記合成スペクトルデータに対して、逆フーリエ変換処理を施すことで、出力画像データを生成する画像生成処理部とを備える、画像処理装置。
2. 前記合成スペクトル生成処理部は、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中から最も大きい成分を選択する、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記複数の読取画像データのそれぞれにおける画像上で前記対象物に対応する領域が同一に位置されるように、フーリエ変換処理が施される前の前記複数の読取画像データの少なくとも１つに対して補正処理を施す補正処理部をさらに備え、
   前記スペクトル生成処理部は、前記補正処理部による補正処理が施された前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を施す、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記補正処理部は、フーリエ変換処理が施される前の前記複数の読取画像データの少なくとも１つに対して、当該読取画像データにおける画像上の前記対象物に対応する領域の傾き又は倍率を補正する、請求項３に記載の画像処理装置。
5. それぞれ主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能であり、当該主走査方向が副走査方向に対してそれぞれ異なる方向に延びる複数のラインセンサと、
   前記複数のラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す請求項１～４のいずれか一項に記載の画像処理装置とを備える、画像読取装置。
6. 前記複数のラインセンサには、主走査方向が互いに直交するように配置された２つのラインセンサが含まれる、請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記２つのラインセンサは、それぞれの主走査方向が前記副走査方向に対して４５°の角度で交差するように配置されている、請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記複数のラインセンサが、前記副走査方向に対して交差する方向に並べて配置されている、請求項５～７のいずれか一項に記載の画像読取装置。
9. 副走査方向に対して交差する長手方向に沿って長尺形状を有する少なくとも１つのラインセンサと、
   前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す請求項１～４のいずれか一項に記載の画像処理装置とを備え、
   前記少なくとも１つのラインセンサには、前記長手方向に対して傾斜し、前記長手方向に並べて配置される複数の第１撮像素子と、前記長手方向に対して前記第１撮像素子とは異なる角度で傾斜し、前記長手方向に並べて配置される複数の第２撮像素子とが含まれる、画像読取装置。
10. 前記少なくとも１つのラインセンサには、２つのラインセンサが含まれ、
    前記２つのラインセンサのうちの一方には、前記長手方向に対して傾斜する前記複数の第１撮像素子が前記長手方向に並べて配置され、
    前記２つのラインセンサのうちの他方には、前記長手方向に対して前記第１撮像素子とは異なる角度で傾斜する前記複数の第２撮像素子が前記長手方向に並べて配置されている、請求項９に記載の画像読取装置。
11. 前記少なくとも１つのラインセンサのうちの１つには、前記長手方向に対して傾斜する前記複数の第１撮像素子が前記長手方向に並べて配置されるとともに、前記長手方向に対して前記第１撮像素子とは異なる角度で傾斜する前記複数の第２撮像素子が前記長手方向に並べて配置されている、請求項９に記載の画像読取装置。
12. 主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能な少なくとも１つのラインセンサと、
    前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す請求項１～４のいずれか一項に記載の画像処理装置とを備え、
    前記ラインセンサは、
    前記主走査方向に延び、前記対象物に光を照射する光源と、
    前記主走査方向に延び、前記対象物と前記光源との間に配置されるスリット部材とを有する、画像読取装置。
13. 主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能な少なくとも１つのラインセンサと、
    前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す請求項１～４のいずれか一項に記載の画像処理装置とを備え、
    前記ラインセンサは、前記対象物に光を照射するラインレーザ光源を有する、画像読取装置。
14. 主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能な少なくとも１つのラインセンサと、
    前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す請求項１～４のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
    前記主走査方向に対して交差する方向に延びる搬送路に沿って前記対象物を搬送する複数の搬送装置とを備え、
    前記ラインセンサは、
    前記対象物に光を照射する光源を有し、
    前記複数の搬送装置は、前記搬送路に沿って互いに隙間を空けて配置されており、
    前記光源は、前記搬送路に沿って搬送される前記対象物に前記隙間を介して光を照射し、又は、前記搬送路に沿って搬送される対象物に照射した光を前記隙間に入射させる、画像読取装置。
15. 主走査方向に沿ってライン状に画像を読み取り可能な少なくとも１つのラインセンサと、
    前記少なくとも１つのラインセンサで同一の対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに対して、画像処理を施す請求項１～４のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
    前記主走査方向に対して交差する方向に延びる搬送路に沿って前記対象物を搬送する搬送装置とを備え、
    前記ラインセンサは、
    前記対象物に光を照射する光源を有し、
    前記搬送装置は、前記搬送路を形成する搬送面を含み、当該搬送面が光透過性を有することにより、前記光源からの光が前記搬送面を透過して前記対象物に照射される、画像読取装置。
16. 同一の対象物に対して、それぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿ってライン状に当該対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに、画像処理を施す画像処理方法であって、
    前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を施すことで、複数のスペクトルデータを生成するスペクトル生成ステップと、
    前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分同士を比較する比較ステップと、
    前記比較ステップによる比較結果に基づき、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中からいずれかの成分を選択することにより、合成スペクトルデータを生成する合成スペクトル生成ステップと、
    前記合成スペクトルデータに対して、逆フーリエ変換処理を施すことで、出力画像データを生成する画像生成ステップとを備える、画像処理方法。
17. 同一の対象物に対して、それぞれ異なる方向に延びる主走査方向に沿ってライン状に対象物を読み取ることにより得られる複数の読取画像データに、画像処理を施す画像処理プログラムであって、
    前記複数の読取画像データのそれぞれに対して、フーリエ変換処理を行うことで、複数のスペクトルデータを生成するスペクトル生成ステップと、
    前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分同士を比較する比較ステップと、
    前記比較ステップによる比較結果に基づき、前記複数のスペクトルデータの同一周波数に対応する各成分の中からいずれかの成分を選択することにより、合成スペクトルデータを生成する合成スペクトル生成ステップと、
    前記合成スペクトルデータに対して、逆フーリエ変換処理を施すことで、出力画像データを生成する画像生成ステップとをコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。

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