JP2018101365A - 読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明による眩輝の発生を低減することが可能な読取装置を提供する。【解決手段】撮像窓が設けられた筐体と、前記筐体内に設けられ、前記撮像窓の外側の下方を撮像方向とする撮像部と、前記筐体内に設けられ、前記撮像窓の外側に形成される前記撮像部の撮像領域を上方から照射する照明部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、読取装置に関する。

従来、物品を撮像した撮像画像から当該物品の特徴量を抽出し、予め用意された各基準物品の特徴量と比較することで、その物品の認識を行う物体認識に係る技術が存在する。また、この技術を用いて、青果品等の商品の品種を認識し、その認識結果に基づいて商品の売上登録を行う技術が提案されている。例えば、商品の売上登録に係る読取装置では、筐体内に撮像装置を設け、筐体に設けられた開口（撮像窓）越しに撮像を行うことで、撮像窓の前方にかざされた商品を撮像するものが存在している。

ところで、上記の読取装置では、撮像装置の撮像範囲を照明装置で照らすことで、撮像範囲の照度を確保することが行われている。この場合、照明装置は、撮像窓前方のエリア、つまり使用者が存在する方向に光を照射することになる。そのため、照明の光が使用者の目に直接入り、眩しさを感じる眩輝（グレア）を引き起こす可能性があった。

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、照明による眩輝の発生を低減することが可能な読取装置を提供することである。

実施形態の読取装置は、撮像窓が設けられた筐体と、前記筐体内に設けられ、前記撮像窓の外側の下方を撮像方向とする撮像部と、前記筐体内に設けられ、前記撮像窓の外側に形成される前記撮像部の撮像領域を上方から照射する照明部と、を備える。

図１は、実施形態に係る読取装置をサッカー台とともに示す側面図である。 図２は、実施形態に係る読取装置の縦断面図である。 図３は、実施形態に係る読取装置の撮像窓の内部構造を示す正面図である。 図４は、実施形態に係る読取装置を備えたセルフＰＯＳの構成の一例を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る読取装置の一実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態では、本発明の読取装置をスーパーマーケットやコンビニエンスストア等で使用される縦型スキャナに適用した例について説明するが、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。なお、以下で説明する図面中の矢印Ａは縦型スキャナ（読取装置）の上下方向を示し、矢印Ｂは縦型スキャナ（読取装置）の前後方向、矢印Ｃは縦型スキャナ（読取装置）の幅方向（左右方向）を意味する。

図１に示すように、縦型スキャナ１は、縦型の読取装置である。縦型スキャナ１は、対面した使用者の目よりも低い位置に撮像窓１７（図２参照）が位置するように、サッカー台２に設置される。サッカー台２は、買物籠等が載置されるものであり、店舗の会計場所に設置される。縦型スキャナ１の上部には、操作入力部３と表示器４とが配設される。操作入力部３は、タッチパネル付き表示器やキーボード等を有し、店員等の使用者の操作を受け付ける。表示器４は、例えば客用のものであり、商品の値段等を表示する。

縦型スキャナ１は、読取装置１０と、この読取装置１０を支持する支持部２０とを備える。支持部２０は、サッカー台２に立設される。読取装置１０は、支持部２０の上部に取り付けられる。

以下、読取装置１０の構成について説明する。図２は、読取装置１０の縦断面図である。また、図３は、読取装置１０の撮像窓１７の内部構造を示す正面図である。なお、図３は、図２の光軸Ｄ１方向から見た撮像窓１７の内部構造を示している。

読取装置１０は、撮像装置１１、照明装置１２、拡散フィルタ１３、制御ボード１４、筐体１５等を備えている。読取装置１０は、撮像装置１１が出力した撮像画像に基づくデータを出力する。当該データとしては、例えば、撮像装置１１が出力した画像データや、当該画像データに明るさ等の補正を施したものが挙げられる。

読取装置１０は、商品販売データ処理装置（図示せず）に接続されて用いられる。商品販売データ処理装置は、読取装置１０が出力するデータに基づいて、物品を特定する。具体的には、商品販売データ処理装置は、一般物体認識（generic object recognition）に係る技術を用いることで、読取装置１０で撮像された物品を特定する。

一般物体認識は、対象となる物品（オブジェクト）をカメラで撮像した画像データから当該物品の種別等を認識する技術である。商品販売データ処理装置のコンピュータは、画像データからこの画像に含まれる物品の外観特徴量を抽出する。そして商品販売データ処理装置のコンピュータは、認識辞書ファイルに登録された基準画像の特徴量データと照合して類似度を算出し、この類似度に基づいて当該物品の種別等を認識する。画像中に含まれる物品を認識する技術については、下記の文献に解説されている。
柳井 啓司，“一般物体認識の現状と今後”，情報処理学会論文誌，Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．ＳＩＧ１６，［平成２８年８月３０日検索］，インターネット＜ URL: http://mm.cs.uec.ac.jp/IPSJ-TCVIM-Yanai.pdf ＞

また、画像をオブジェクト毎に領域分割することによって一般物体認識を行う技術については、下記の文献に解説されている。
Jamie Shottonら，“Semantic Texton Forests for Image Categorization and Segmentation”，［平成２８年８月３０日検索］，インターネット＜ URL: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.145.3036&rep=rep1&type=pdf ＞

筐体１５は、撮像装置１１、照明装置１２、拡散フィルタ１３及び制御ボード１４等を内部に収容して保護する箱型容器である。筐体１５の前面は開口部１６である。開口部１６には、撮像窓１７が設けられている。撮像窓１７は、低反射率の透明なガラス板で、筐体１５の開口部１６に筐体１５と密着して設けられている。

撮像装置１１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、レンズ等を備える。撮像装置１１は、例えば、撮像窓１７を正面視して、撮像窓１７の略中央位置に配置される。撮像装置１１は、筐体１５の内側から撮像窓１７越しに被写体を撮像し、撮像画像を出力する。

照明装置１２は、撮像窓１７にかざされた物品を照らすための照明装置である。照明装置１２は、例えば白色の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成され、発光面を撮像窓１７に向けて配置される。図３の例では、照明装置１２は、８つの光源（発光ダイオード）で構成される例を示しているが、光源の個数はこれに限らないものとする。

拡散フィルタ１３は、照明装置１２の光の出射経路上に配されて、照明装置１２の光を拡散する。照明装置１２が発する光は、拡散フィルタ１３によって輝度ムラが緩和され、均質な照明光として照射される。

制御ボード１４は、例えばプロセッサや入出力Ｉ／Ｆ等を備える。制御ボード１４は、撮像装置１１や照明装置１２の動作を制御する。また、制御ボード１４は、撮像装置１１が出力した撮像画像に基づくデータを商品販売データ処理装置に出力したりする。

ところで、読取装置１０では、撮像装置１１が撮像する領域（撮像領域）を照明装置１２で照らすことで、撮像範囲の照度を確保している。具体的には、照明装置１２は、筐体１５内から撮像窓１７の前方（外側）のエリア、つまり使用者が存在する方向に光を照射する。しかしながら、照明装置１２が照射した光が使用者の目に直接入ると、眩しさを感じる眩輝（グレア）を引き起こす可能性がある。

そこで、本実施形態の読取装置１０は、照明光による眩輝の発生を低減させるための構成を備えている。以下、この構成について説明する。

まず、撮像装置１１の撮像方向となる光軸Ｄ１は、撮像窓１７の前方（外側）の下方に向けられている。撮像装置１１は、撮像窓１７前方に形成される撮像範囲Ａ１（図２参照）を撮像する。なお、筐体１５内での撮像装置１１の設置位置は、特に問わないものとするが、光軸Ｄ１が撮像窓１７の略中央を通過するように設置することが好ましい。

撮像装置１１の撮像範囲Ａ１は、撮像装置１１が備える撮像レンズ（図示せず）の特性により決まる。例えば、撮像レンズを固定焦点レンズとした場合、焦点（ピントが最も合う位置）は、撮像レンズ先端から一定の距離だけ離れた位置にある。この焦点位置で撮像された物品が置かれた時の解像度が最も高く鮮明に撮像できる。そのため、撮像装置１１の焦点位置は、撮像窓１７前方の所定位置（物品のかざし位置）となるよう調整することが好ましい。

照明装置１２は、筐体１５内において、撮像窓１７の上縁部に沿って設けられている（図３参照）。また、照明装置１２の光軸Ｄ２は、撮像窓１７前方の下方に向けられている。ここで、筐体１５の水平方向に対する照明装置１２の光軸Ｄ２の角度（照射方向）は、撮像装置１１の光軸Ｄ１の角度（撮像方向）より急峻である。また、図２に示すように、照明装置１２の光軸Ｄ２は、撮像窓１７の前方で光軸Ｄ１と交差するよう調整されている。つまり、照明装置１２が照射する光の範囲（照明範囲）Ａ２は、撮像窓１７の前方に形成される撮像範囲Ａ１を上方から照らす。また、照明範囲Ａ２は、少なくとも撮像範囲Ａ１の主要部分を覆うことができるよう、照射方向や拡散フィルタ１３の光学特性が調整されているものとする。

なお、照明装置１２の設置位置は、撮像範囲Ａ１を上方から照らすことが可能な位置であれば、図２の例に限らないものとする。例えば、撮像装置１１よりも前方（撮像窓１７寄り）に照明装置１２を設置する場合には、図２のように、撮像窓１７の上縁部や上側部等に設けることが好ましい。また、撮像装置１１と照明装置１２とを、筐体１５の上下方向に並べて配置する場合には、撮像装置１１の上方に照明装置１２を設置することで、撮像範囲Ａ１を上方から照らすことができる。

さらに、撮像窓１７（筐体１５の開口部１６）は、読取装置１０の前方に傾斜した状態で設けられている。より詳細には、筐体１５の開口部１６は、撮像装置１１の光軸Ｄ１と略直交する傾斜角度で設けられており、当該開口部１６に撮像窓１７が設けられている。

上記構成の読取装置１０において、使用者は、撮像窓１７の前方に商品（物品）をかざすことで、その商品の読み取り（撮像）を読取装置１０に行わせる。撮像窓１７の前方に商品がかざされると、その商品は撮像範囲Ａ１に入るため、その画像が撮像装置１１によって撮像される。また、照明装置１２は、撮像範囲Ａ１を照らすことで、商品を撮像する際の照度を確保することができるため、撮像される画像の品質向上を図ることができる。また、照明装置１２は、撮像範囲Ａ１を上方から照らすことで、使用者の目に直接入る光（照明光）を減らすことができるため、眩輝の発生を低減させることができる。

さらに、撮像装置１１及び照明装置１２の光軸Ｄ１、Ｄ２を撮像窓１７前方の下方に向けることで、筐体１５の正面方向への光の照射を抑えつつ、撮像窓１７の近傍に撮像範囲Ａ１を形成することができる。また、撮像窓１７が傾斜を有することで、使用者は撮像窓１７の下方に商品を潜り込ませようとする意識が働くため、撮像装置１１の被写界深度の浅さをカバーすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、撮像窓１７を、撮像装置１１の光軸Ｄ１と略直交する配置角度で設けた例を説明したが、これに限らないものとする。例えば、撮像窓１７は、垂直に設けられてもよい。なお、撮像装置１１は、その光軸Ｄ１が撮像窓１７の略中央を通過するように設置することが好ましい。

また、上記実施形態では、物品を撮像した画像データから、当該物品を認識する一般物体認識技術を用いた読取装置に適用したが、これに限るものではなく、バーコードや二次元コード等のコードシンボルを読み取る読取装置に適用してもよい。

また、上記実施形態では、光源としてＬＥＤを使用したが、これに限らず、他の光源を使用することができる。

また、上記実施形態では、撮像窓として正面視で四角形である長方形のものを例に示したが、これに限らないものとする。例えば、撮像窓は、正面視で五角形や六角形、円形等であってもよい。

また、上記実施形態では、縦型スキャナ１を例に示したが、適用先の装置はこれに限らないものとする。例えば、客自身が商品の読み取り（登録）と会計とを行うセルフチェックアウト装置（以降、単にセルフＰＯＳと称する）に適用してもよい。

ここで、図４は、セルフＰＯＳ１０００の構成の一例を示す斜視図である。図４に示すように、セルフＰＯＳ１０００の本体１００２は、タッチパネル８１が表面に配設された第１表示部８２や、商品の種別等を認識（検出）するために商品の画像を読み取る商品読取部９０を備える。係る商品読取部９０は、上述した縦型スキャナ１の読取装置１０に対応する。

第１表示部８２は、例えば液晶表示器である。第１表示部８２は、商品の合計金額や預かり金額、釣銭額等を表示し、支払い方法の選択をする精算画面等を表示する。

商品読取部９０は、上述した読取装置１０に対応し、箱型容器の内部に撮像装置１１及び照明装置１２等を有する（何れも図示せず）。商品読取部９０の撮像装置１１及び照明装置１２は、上述した読取装置１０と同様の構成を有し、撮像窓１７越しに撮像及び照明を行う。具体的には、撮像装置１１は、客が撮像窓１７にかざした商品を撮像する。照明装置１２は、撮像装置１１の撮像範囲を上方から照射する。また、商品読取部９０は、商品に付されたコードシンボルを撮像画像から読み取ったり、当該商品の品種等の認識を撮像画像に基づいて行う。

また、セルフＰＯＳ１０００は、本体１００２の右側に、かごに入った未精算の商品を置くための商品載置台１００３を備える。セルフＰＯＳ１０００は、本体１００２の左側に、精算済みの商品を置くための商品載置台１００４を備える。商品載置台１００４は、精算済みの商品を入れるための袋を掛ける袋掛けフック１００５や、精算済みの商品を袋に入れる前に一時的に置いておくための一時置き台１００６を備える。商品載置台１００３、１００４には、図示しない計量器がそれぞれ備えられており、精算の前後で商品の重量が同じであることを確認する機能を有する。

また、セルフＰＯＳ１０００の本体１００２は、精算用の紙幣の入金や釣り紙幣の受け取りを行うための釣り銭器１００１を備える。

上記構成のセルフＰＯＳ１０００とすることで、例えば、子供等の背の低い客が商品読取部９０を操作する場合であっても、客の目に直接入る光（照明光）を減らすことができるため、眩輝の発生を低減させることができる。そのため、セルフＰＯＳ１０００を利用する際の客の利便性を向上させることができる。

１ 縦型スキャナ
２ サッカー台
３ 操作入力部
４ 表示器
１０ 読取装置
１１ 撮像装置
１２ 照明装置
１３ 拡散フィルタ
１４ 制御ボード
１５ 筐体
１６ 開口部
１７ 撮像窓
２０ 支持部
Ａ１ 撮像範囲
Ａ２ 照明範囲
Ｄ１、Ｄ２ 光軸

特開２０１３−８９０８３号公報

Claims (5)

1. 撮像窓が設けられた筐体と、
   前記筐体内に設けられ、前記撮像窓の外側の下方を撮像方向とする撮像部と、
   前記筐体内に設けられ、前記撮像窓の外側に形成される前記撮像部の撮像領域を上方から照射する照明部と、
   を備える読取装置。
2. 前記撮像窓は、前記撮像部の光軸と略直交する配置角度で前記筐体に設けられる請求項１に記載の読取装置。
3. 前記撮像部の光軸は、前記撮像窓の略中央を通過する請求項１又は２に記載の読取装置。
4. 前記照明部は、前記撮像窓の上縁部に沿って配置される請求項１〜３の何れか一項に記載の読取装置。
5. 前記筐体内に設けられ、前記照明部が照射する光を拡散する拡散フィルタを更に備える請求項１〜４の何れか一項に記載の読取装置。

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