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JP3455676B2 - Step detecting device and processing device using the same - Google Patents

Step detecting device and processing device using the same

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Publication number
JP3455676B2
JP3455676B2 JP18295698A JP18295698A JP3455676B2 JP 3455676 B2 JP3455676 B2 JP 3455676B2 JP 18295698 A JP18295698 A JP 18295698A JP 18295698 A JP18295698 A JP 18295698A JP 3455676 B2 JP3455676 B2 JP 3455676B2
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JP
Japan
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light
illumination
image
area
irradiation
Prior art date
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JP18295698A
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昌孝 白土
勉 斎藤
啓 志村
佳典 本宮
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH11153411A publication Critical patent/JPH11153411A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば郵便物の宛
名ラベルや宛名表示用セロハン窓(宛名窓)の位置およ
び領域検出装置等に用いられる段差検知装置およびこれ
を用いた処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level difference detecting device used in, for example, a position and area detecting device of an address label of a mail item or a cellophane window (address window) for address display, and a processing device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、郵便用封筒など書状の表面に貼ら
れた宛名ラベルの領域検知には、単に書状面の画像を撮
像して、画像の濃淡の情報から、宛名ラベルと思しき適
当な大きさの適当な位置にある長方形の領域を検知する
という方法が用いられてきた。この方法はある程度有効
に作用するものではあるが、宛名ラベルと書状面の地が
同色である場合や、書状面にラベルのように見える絵が
描いてあるような場合に影響を受ける可能性がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, for detecting an area of an address label attached to the surface of a letter such as a mail envelope, an image of the letter surface is simply picked up, and it is considered that the address label has an appropriate size based on information about the density of the image. A method of detecting a rectangular area at an appropriate position has been used. Although this method works to some extent, it may be affected if the address label and the letter surface have the same color, or if the letter surface has a picture that looks like a label. is there.

【0003】また、従来、宛名窓(光学的に反射率の高
い透明な紙、例えばセロハン・パラフィン等で覆われた
窓部分)の検知には、照明光の正反射光成分を検知する
方法が用いられてきた。特公昭58−45305号公報
(特許番号第1377041号)にはその例が見られ
る。この方法は、もちろん宛名窓検知専用の方法であ
り、宛名ラベルの検知は別に行なう必要がある。
Further, conventionally, a method of detecting a specular reflection light component of illumination light has been used to detect an address window (a transparent paper having a high optical reflectance, for example, a window portion covered with cellophane or paraffin). Has been used. An example thereof can be found in Japanese Examined Patent Publication No. 58-45305 (Patent No. 1377041). This method is of course only for detecting the address window, and it is necessary to separately detect the address label.

【0004】また、これら以外に宛名ラベルや宛名窓の
検知に応用可能と思われる段差および凹凸検知方式も、
従来より数種類知られている。まず、斜め照明によって
段差エッジによる影や散乱光を読み取る方式がある。図
38に、単純な斜め照明により書状面の段差を読み取る
構成を示す。本構成は、郵便用封筒等の多数の書状の表
裏を自動的に取り揃えて押印する書状取り揃え押印機に
搭載されたものであり、書状のフラップ(郵便書状の折
り返し封緘部)を検知して書状の表裏を判別することを
目的とするものである。特公平05−7750号公報に
同様の構成が記載されている。
In addition to these, there are also steps and unevenness detection methods which are considered to be applicable to the detection of address labels and address windows.
Several types have been known from the past. First, there is a method of reading a shadow or scattered light due to a step edge by oblique illumination. FIG. 38 shows a configuration for reading the level difference on the letter surface by simple oblique illumination. This configuration is installed in a letter stacking and stamping machine that automatically sorts and stamps the front and back of a large number of letters such as envelopes for mail. The purpose is to discriminate between the front and back. A similar configuration is described in Japanese Patent Publication No. 05-7750.

【0005】図38に示されているように、ハロゲンラ
ンプを出た光線は、平行化レンズにより平行化され、書
状を大入射角(入射角は、法線と入射光線の成す角の意
味)で斜め方向から照射する。撮像レンズとCCDセン
サによりなる撮像部は、書状を垂直方向から撮像して、
段差部において生じた影を検出することにより、フラッ
プによる段差の位置を検知する。
As shown in FIG. 38, a light beam emitted from a halogen lamp is collimated by a collimating lens and forms a letter at a large incident angle (incident angle means an angle formed by a normal line and an incident ray). Irradiate from diagonal direction. The image pickup unit consisting of the image pickup lens and the CCD sensor images the letter from the vertical direction,
The position of the step due to the flap is detected by detecting the shadow generated in the step portion.

【0006】しかし、このように単純に斜め照明を行な
って影や散乱光を検出する方法では、書状面の印刷内容
の影響を受ける可能性がある。例えば、書状の表面に黒
い直線が印刷してあった場合には、これを読み取った出
力が書状表面に貼り重ねられた宛名ラベルのエッジを読
み取ったときの出力や、書状裏面のフラップを読み取っ
たときの出力と区別しにくい場合が考えられる。
However, in such a method of simply performing oblique illumination to detect shadows and scattered light, there is a possibility that the printed contents of the letter surface will be affected. For example, if a black straight line is printed on the front side of the letter, the output obtained by reading this line is the output when the edge of the address label attached to the front side of the letter is read, or the flap on the back side of the letter is read. It may be difficult to distinguish it from the output.

【0007】その他、斜め照明を利用した代表的な段差
検知装置としては、図39に示すオーストラリアのSC
HRACK社の製品SERRATION READER
BML3Dがある。これは郵便切手専用のエッジ検知
装置である。図39に示されているように、この装置に
おいては、平行光線によりなる照明光は切手の貼りつけ
られた面上のライン状領域を斜め方向から大入射角で照
明する。
[0007] In addition, as a typical step detecting device using oblique illumination, an SC of Australia shown in FIG. 39 is used.
Product of HRACK SERIAL READER
There is BML3D. This is an edge detector for postage stamps. As shown in FIG. 39, in this device, the illumination light composed of parallel rays illuminates a linear region on the surface to which the stamp is attached at a large angle of incidence from an oblique direction.

【0008】そして、その領域をラインイメージセンサ
で読み取る。ラインイメージセンサの読み取り領域(図
中、CCD AREA)は切手の縦の辺とほぼ平行とな
るようにする。切手ミシン目の各パンチ穴に相当する部
分は斜め照明の効果により、穴の上側に影が生じ、穴の
下側は照明光を散乱して明るく光る。
Then, the area is read by the line image sensor. The reading area (CCD AREA in the figure) of the line image sensor should be substantially parallel to the vertical side of the stamp. A portion corresponding to each punch hole of the stamp perforation has a shadow on the upper side of the hole due to the effect of oblique illumination, and the lower side of the hole scatters the illumination light and shines brightly.

【0009】これをラインイメージセンサで読み取る
と、ちょうど切手のミシン目の間隔に合わせた周期の信
号が得られる。この信号を予め用意した参照パターンと
照合することにより、切手のミシン目つきエッジを検知
するというものである。
When this is read by the line image sensor, a signal having a period exactly matching the perforation of the stamp is obtained. By comparing this signal with a reference pattern prepared in advance, the perforated edge of the stamp is detected.

【0010】この方式は切手にミシン目のようなギザギ
ザがついていることを最大限利用して、検知の確度を向
上している。このため、宛名ラベルのように各辺が直線
により構成されている場合には適用できない。
This system improves the accuracy of detection by making maximum use of the fact that the stamp is notched like perforations. Therefore, it cannot be applied when each side is composed of a straight line like an address label.

【0011】また、他の表面凹凸検知法としては、図4
0に示す三角測量法が知られている。図は照晃社198
9年刊「応用光エレクトロニクスハンドブック」より引
用した。図中、半導体レーザ光源を発したレーザ光を被
測定点に当て、斜め方向からそのスポットを観測する。
Another method for detecting surface irregularities is shown in FIG.
The triangulation method shown in 0 is known. The figure shows Shokosha 198.
It is quoted from "Applied Optoelectronics Handbook" published in 1997. In the figure, a laser beam emitted from a semiconductor laser light source is applied to a measured point, and the spot is observed from an oblique direction.

【0012】スポットは結像レンズによりポジションセ
ンサ上に像を形成する。被測定点の高さにより、ポジシ
ョンセンサ上のスポット像の位置が変化するため、これ
を検知して被測定点の高さを検知することができる。キ
ーエンス社の可視光レーザ式変位センサLB−1000
シリーズ(LB−1000/LB−040)などがこの
方式を用いている。
The spot forms an image on the position sensor by the imaging lens. Since the position of the spot image on the position sensor changes depending on the height of the measured point, this can be detected to detect the height of the measured point. Keyence Corporation visible light laser displacement sensor LB-1000
Series (LB-1000 / LB-040) and the like use this method.

【0013】この方式においては、測定は一時に1点の
み行なわれるため、宛名ラベルのように面的広がりを持
った領域の凹凸形状を測定するためには、検知装置をア
レイ状に並べて、その下を書状を搬送させる必要があ
る。このため、個々のセンサの小型化には限界があるこ
とも考えると、分解能やコスト的には不利である。
In this method, since only one point is measured at a time, in order to measure the uneven shape of a region having a planar spread such as an address label, the detectors are arranged in an array and It is necessary to carry a letter underneath. Therefore, considering that there is a limit to miniaturization of each sensor, it is disadvantageous in terms of resolution and cost.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の宛名ラベル・宛名窓検知装置や斜め照明による段差検
知装置においては、書状面上の印刷や地の模様による反
射率分布の変化が段差形状の読み取り結果に影響を与
え、正確に段差位置を検出することができないという問
題があった。
As described above, in the conventional address label / address window detection device and the step detection device by oblique illumination, the change in the reflectance distribution due to the printing on the letter surface or the pattern of the ground causes a step difference. There is a problem that the result of shape reading is affected and the step position cannot be accurately detected.

【0015】また、その他の、切手のエッジ検知の方式
や三角測量法による凹凸検知は、そのままでは、宛名ラ
ベルのような面的広がりと直線状のエッジをもった領域
の凹凸検知には適用できないという問題があった。
Further, other methods of edge detection of stamps and unevenness detection by triangulation cannot be applied as they are to the unevenness detection of a region having a planar spread and a linear edge like an address label. There was a problem.

【0016】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであり、書状面の印刷内容等による測定面の反射率
分布の影響を低減できるようにして、書状面上の宛名ラ
ベルや宛名窓などの位置を高精度に検知することが可能
な段差検知装置およびこれを用いた処理装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the influence of the reflectance distribution of the measurement surface due to the printing content of the letter surface and the like, so that the address label or the address window on the letter surface can be reduced. It is an object of the present invention to provide a step detection device capable of detecting the position such as with high accuracy and a processing device using the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、被検物に照明光を照射する照明手段と、
この照明手段によって照明光が照射された領域の画像を
入力する撮像手段とを具備し、これら照明手段および撮
像手段を用いて前記被検物上の段差を光学的に検知する
段差検知装置において、前記被検物面上をそれぞれ2次
元の領域から成る複数の小照射領域に分割し、隣接する
小照射領域に互いに異なる方向から照射光が照射される
ように構成したものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides an illumination means for irradiating an object with illumination light.
In a step detecting device, which comprises an image pickup means for inputting an image of a region illuminated by the illumination light by the illumination means, and which optically detects a step on the object to be inspected by using the illumination means and the image pickup means, The test object surface is divided into a plurality of small irradiation regions each of which is a two-dimensional region, and irradiation light is irradiated to adjacent small irradiation regions from different directions.

【0018】すなわち、本発明に係る段差検知装置で
は、被検物面上がそれぞれ2次元の領域から成る複数の
小照射領域に分割され、隣接する小照射領域に対して互
いに異なった方向から照明光が照射される。
That is, in the step detecting apparatus according to the present invention, the surface of the object to be inspected is divided into a plurality of small irradiation areas each consisting of a two-dimensional area, and adjacent small irradiation areas are illuminated from different directions. Light is emitted.

【0019】そして、イメージセンサ等でそれら小照射
領域から構成される被検物面の画像を得ることにより、
被検物となる郵便物などの書状の地の模様などの影響を
ほとんど受けずに段差の位置を検知できるようにしてい
る。
Then, by obtaining an image of the surface of the object to be examined, which is composed of these small irradiation areas, by an image sensor or the like,
The position of the step can be detected with almost no influence of the pattern of the ground of a letter such as a mail to be inspected.

【0020】例えば、宛名ラベル付きの書状を斜め方向
から平行光線によって照明すると、斜め照明の効果によ
り、宛名ラベルの段差部においては段差の向きに応じて
暗線もしくは輝線が現れる。
For example, when a letter with an address label is illuminated by parallel rays from an oblique direction, a dark line or a bright line appears in the step portion of the address label depending on the direction of the step due to the effect of the oblique illumination.

【0021】段差の段の高い側から斜め照明を行なった
場合には段差部に影が生じ、段の低い側から斜め照明を
行なった場合には段差部に輝線が生じる。段差となって
いない部分においては、どちら側から照明を行なった場
合でも、照度に差は無い。
When oblique illumination is performed from the higher step side of the step, a shadow is formed on the step portion, and when oblique illumination is performed from the lower step side, a bright line is generated on the step portion. There is no difference in illuminance in the part where there is no step, no matter which side is illuminated.

【0022】以上のことより、右側から斜め照明して撮
った画像と左側から斜め照明して撮った画像とでは、段
差の部分で明暗が反転している以外は同じ画像となる。
したがって、隣接する小照射領域間で互いに異なる方向
から照明光を照射することによって画像を撮像し、そし
て、その撮像画像内の各小照射領域の境界において特徴
的に照度が変化している部分を画像処理等によって検知
することにより、宛名ラベルのエッジに対応する段差部
を検知することができる。
From the above, the image taken by obliquely illuminating from the right side and the image taken by obliquely illuminating from the left side are the same image except that the brightness is reversed at the step.
Therefore, an image is captured by irradiating illumination light from different directions between adjacent small irradiation areas, and a portion where the illuminance is characteristically changed at the boundary of each small irradiation area in the captured image. By detecting by image processing or the like, it is possible to detect a step portion corresponding to the edge of the address label.

【0023】すなわち、ある小照射領域内で暗線であっ
たものが、隣の小照射領域内に入ったところで輝線に変
化していれば、その直線は宛名ラベルのエッジである可
能性が高い。
That is, if a dark line in a certain small irradiation area changes into a bright line when it enters the adjacent small irradiation area, the straight line is highly likely to be the edge of the address label.

【0024】反対に、ある小照射領域内で暗線であった
ものが、隣の小照射領域内に入っても暗線であり、小照
射領域の境界部において照度の不連続的な変化が見られ
ない場合には、それは書状面に印刷してある単なる黒い
直線である可能性が高い。したがって、書状面の印刷内
容等による反射率分布の影響を受けずに、書状面上の宛
名ラベルや宛名窓などの位置を高精度に検知することが
可能となる。
On the contrary, what was a dark line in a certain small irradiation area is a dark line even in the adjacent small irradiation area, and a discontinuous change in illuminance is seen at the boundary of the small irradiation areas. If not, it is likely to be just a straight black line printed on the writing surface. Therefore, the position of the address label or address window on the letter surface can be detected with high accuracy without being affected by the reflectance distribution due to the printed contents of the letter surface.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】(第1の実施形態) 図1には、本発明の第1実施形態に係る段差検知装置の
全体の構成が示されている。また、図2は、図1の段差
検知装置を手前方向から見た場合の正面図である。本第
1実施形態の段差検知装置は、例えば郵便物の宛名ラベ
ルや宛名表示用セロハン窓(宛名窓)の位置および領域
検出装置等に用いられるものであり、照明部・撮像部・
画像処理部の3部分から構成される。
(First Embodiment) FIG. 1 shows the overall structure of a step detecting device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the step detecting device of FIG. 1 when viewed from the front side. The step detecting device according to the first embodiment is used for, for example, an address label of a mail item, a position of an address display cellophane window (address window), an area detection device, and the like, and an illumination unit, an imaging unit,
It is composed of three parts: an image processing part.

【0027】照明部は郵便物などの書状に対して左右両
方向から照明光を大入射角で照射するものであり、多数
の平行で等間隔な照明ビームをそれぞれ発する2つの照
明装置310および315から構成される。
The illumination unit irradiates a letter such as a postal matter with illumination light from both the left and right directions at a large incident angle, and from two illumination devices 310 and 315 which emit a large number of parallel and equally spaced illumination beams, respectively. Composed.

【0028】照明装置310から発射された照明光41
0は左斜め上方向から、照明装置315から発射された
照明光415は右斜め上方向から、図示しない搬送装置
によって副走査方向230へ搬送される書状200の面
上の直線状の読み取り領域220をそれぞれ同時に照明
する。
Illumination light 41 emitted from the illumination device 310
0 is from the obliquely upper left direction, and the illumination light 415 emitted from the illuminating device 315 is from the obliquely upper right direction. The linear reading area 220 on the surface of the letter 200 is conveyed in the sub-scanning direction 230 by a conveying device (not shown). Illuminate each simultaneously.

【0029】これら照明光410と照明光415の入射
角、つまり書状200面の法線と成す角度は等しく、各
々70°程度である。また、両照明装置310,315
の照明能力は互いに等しく、この系を真上から見たと
き、両照明装置310,315は読み取り領域220に
対して対称な位置にある。読み取り領域220は、副走
査方向230と垂直、つまり主走査方向と平行な長手方
向を持つライン状領域であり、このライン状領域の画像
が撮像部を構成するCCDラインイメージセンサ540
によって読みとられる。
The incident angles of the illumination light 410 and the illumination light 415, that is, the angles formed by the normal to the surface of the letter 200 are equal to each other and are about 70 °. Also, both lighting devices 310, 315
Are equal to each other, and when the system is viewed from directly above, both illuminators 310 and 315 are located symmetrically with respect to the reading area 220. The reading area 220 is a line-shaped area having a longitudinal direction that is perpendicular to the sub-scanning direction 230, that is, parallel to the main-scanning direction, and the image of this line-shaped area constitutes a CCD line image sensor 540 that constitutes an imaging unit.
Read by.

【0030】読み取り領域220に照射される照明光4
10,415は前述のようにそれぞれ多数の平行で等間
隔な照明ビームからなり、照明光410の照明ビームは
多数の照射スポット221を照射し、また照明光415
からの照明ビームは多数の照射スポット222を照射す
る。また、書状200面が平面である場合、照明光41
0と照明光415の両方により、直線状の読み取り領域
220上は均一な照度で照明されるようになっている。
Illumination light 4 applied to the reading area 220
As described above, reference numerals 10 and 415 each include a large number of parallel and evenly spaced illumination beams, and the illumination beam of the illumination light 410 illuminates a number of illumination spots 221.
The illumination beam from illuminates a number of illumination spots 222. If the surface of the letter 200 is flat, the illumination light 41
The linear reading area 220 is illuminated with a uniform illuminance by both 0 and the illumination light 415.

【0031】照明光410の照明する多数の照射スポッ
ト221と照明光415の照明する多数の照射スポット
222は、図3に示されているように、直線状の読み取
り領域220上において一つおきに互い違いに(22
1,222,221,222,…と)等間隔に並んでい
る。
A large number of irradiation spots 221 illuminated by the illumination light 410 and a large number of irradiation spots 222 illuminated by the illumination light 415 are alternately arranged on the linear reading area 220, as shown in FIG. Alternately (22
1, 222, 221, 222, ...).

【0032】書状200は直線状の読み取り領域220
の長手方向と直交する搬送方向230に搬送されるの
で、読み取り領域220によって書状200面上全体が
右から左方向に走査されることになる。
The letter 200 has a linear reading area 220.
Since the sheet is conveyed in the conveying direction 230 that is orthogonal to the longitudinal direction, the reading area 220 scans the entire surface of the letter 200 from right to left.

【0033】したがって、多数の照射スポット221,
222もそれぞれ書状200面上全体にわたって右から
左方向に走査され、これにより書状200面全体は照射
スポット221,222の軌跡に沿って、搬送方向23
0と平行な細長い多数の小照射領域軌跡に分割される。
Therefore, a large number of irradiation spots 221,
222 is also scanned from right to left over the entire surface of the letter 200, so that the entire surface of the letter 200 is scanned along the loci of the irradiation spots 221 and 222 in the transport direction 23.
It is divided into a number of elongated small irradiation area trajectories parallel to zero.

【0034】この様子を図5に示す。すなわち、書状2
00面の撮像画像は、左方向からの照明光310による
多数の小照射領域軌跡321と右方向からの照明光31
5による多数の小照射領域軌跡322とから構成され、
かつそれら小照射領域軌跡321と小照射領域軌跡32
とが一つおきに交互に並んで配置されることになる。
This state is shown in FIG. That is, letter 2
The captured image of the 00 plane has many small irradiation area loci 321 by the illumination light 310 from the left direction and the illumination light 31 from the right direction.
5 consisting of a large number of small irradiation area trajectories 322 ,
Moreover, the small irradiation area trajectory 321 and the small irradiation area trajectory 32
Every other two will be arranged alternately.

【0035】また、図1に示されているように、 直線
状の読み取り領域220の上方には結像レンズ530が
位置し、さらにその上方に位置するCCDラインイメー
ジセンサ540上にその像を結像し、撮像する。書状2
00が副走査方向230へ搬送されることにより、CC
Dラインイメージセンサ540は書状200全体の画像
を撮像し、出力する。こうして得られた画像データは画
像処理部100へ送られ、そこで段差位置情報が抽出さ
れる。
Further, as shown in FIG. 1, an imaging lens 530 is located above the linear reading area 220, and its image is formed on a CCD line image sensor 540 located above it. Image and image. Letter 2
00 is conveyed in the sub-scanning direction 230, so that CC
The D line image sensor 540 captures and outputs an image of the entire letter 200. The image data thus obtained is sent to the image processing unit 100, where the step position information is extracted.

【0036】上記のような櫛形の照明を実現するため
に、照明装置310,315の各々は図4に示すような
構成となっている。図4中、ハロゲンランプ101が発
した光は、平行化レンズ102を通して平行化される。
In order to realize the comb-shaped illumination as described above, each of the illumination devices 310 and 315 has a structure as shown in FIG. In FIG. 4, the light emitted from the halogen lamp 101 is collimated by the collimating lens 102.

【0037】さらにこの平行光は多数の等間隔の穴のあ
いたスリット103を通して多数の平行光線束となり、
複数の照射スポット221または222を右側または左
側から櫛形に照明する。照明の間隔を等間隔とすること
により、照射スポット221と222との間の位置合わ
せの簡易化や、画像処理部100による処理の簡易化な
どの効果が期待できる。
Further, this parallel light passes through a plurality of slits 103 having holes at equal intervals to form a large number of parallel light beams,
The plurality of irradiation spots 221 or 222 are illuminated in a comb shape from the right side or the left side. By setting the illumination intervals to be equal, it is possible to expect effects such as simplification of alignment between the irradiation spots 221 and 222 and simplification of processing by the image processing unit 100.

【0038】ここで、このような照明部および撮像部を
用いて得られる画像について説明する。
An image obtained by using such an illumination unit and an image pickup unit will be described.

【0039】図1に示すような照明部・撮像部により得
られた画像は、ラベルエッジ等の段差部を除いた部分に
ついては、両側から照明を当てる通常の照明によるもの
と同じものとなる。
The image obtained by the illumination unit / imaging unit as shown in FIG. 1 is the same as that obtained by normal illumination in which the illumination is applied from both sides except for the step portion such as the label edge.

【0040】つまり、単に書状200面上の濃度分布ま
たは反射率分布を反映した画像が得られる。しかし、ラ
ベルエッジ部、特に搬送方向230と直交する主走査方
向のエッジにおいては、斜め照明(大入射角の平行光に
よる照明)の効果によって、左右のどちら側から照明さ
れているかにより出力画素の値が異なる。
That is, an image simply reflecting the density distribution or reflectance distribution on the surface of the letter 200 can be obtained. However, at the label edge portion, particularly at the edge in the main scanning direction orthogonal to the transport direction 230, due to the effect of oblique illumination (illumination by parallel light with a large incident angle), the output pixel of the output pixel is The values are different.

【0041】つまり、照明方向とエッジの向きに応じ
て、輝線あるいは暗線が生じる。具体的には、エッジ部
において段差の段の高い側から斜め照明を行なった場合
にはそこに暗線が生じ、段の低い側から斜め照明を行な
った場合にはそこに輝線が生じる。
That is, a bright line or a dark line occurs depending on the illumination direction and the edge direction. Specifically, when oblique illumination is performed from the high step side of the step at the edge portion, a dark line occurs there, and when oblique illumination is performed from the low step side, a bright line occurs there.

【0042】したがって、隣接する小照射領域軌跡間の
境界をまたいでラベルエッジ部が存在する場合には、そ
れら小照射領域軌跡間の境界において輝線が暗線に、ま
たはその逆への遷移を起こし、それら隣接する小照射領
軌跡間で明暗の不連続性を生ずる。このような画像の
例を図5に示す。
Therefore, when the label edge portion exists across the boundary between the adjacent small irradiation area trajectories , the bright line causes a transition to a dark line or the reverse thereof at the boundary between the small irradiation area trajectories , A light-dark discontinuity occurs between the adjacent small irradiation area trajectories . An example of such an image is shown in FIG.

【0043】図5において、宛名ラベルの左右のラベル
エッジはほぼ直線であるが、この直線に沿って、櫛形照
明の間隔に対応した特定の周期、かつ特定の位相で輝線
と暗線が交互に入れ替わり、これによってラベルエッジ
部に図示破線のような画像が得られる。
In FIG. 5, the label edges on the left and right of the address label are almost straight lines. Along the straight lines, bright lines and dark lines alternate with a specific period corresponding to the interval of comb-shaped illumination and a specific phase. As a result, an image like a broken line is obtained at the label edge portion.

【0044】この信号の周期と位相を検出することによ
りラベルエッジなどの段差の存在を知ることができる。
ラベルの右端と左端のエッジでは同様の画像が得られる
が、エッジ部の信号の位相は反転したものとなる。つま
り、右端の輝線の部分が左端では暗線になり、右端の暗
線の部分が左端では輝線になる。これよりラベルの右端
と左端を識別することも可能である。
Presence of a step such as a label edge can be known by detecting the period and phase of this signal.
Similar images are obtained at the right edge and the left edge of the label, but the phase of the signal at the edge portion is inverted. That is, the bright line portion at the right end becomes a dark line at the left end, and the dark line portion at the right end becomes a bright line at the left end. From this, it is also possible to distinguish the right end and the left end of the label.

【0045】具体的にエッジを検知するためには、パタ
ーンマッチングなどの方法を用いることができる。例え
ば、CCDラインイメージセンサ540の主走査方向の
読み取り密度は、1mmにつき1画素であるとする。ま
た、照明領域220は1つの小照射領域が2mmの幅を
持つものとする。
In order to specifically detect the edge, a method such as pattern matching can be used. For example, the reading density of the CCD line image sensor 540 in the main scanning direction is 1 pixel per 1 mm. Further, in the illumination area 220, one small irradiation area has a width of 2 mm.

【0046】つまり、CCDラインイメージセンサ54
0の1番目と2番目の画素が右側照明の領域を撮像する
なら、3番目と4番目の画素は左側照明の領域で、5番
目と6番目の画素は再度右側である、ということであ
る。
That is, the CCD line image sensor 54
If the 1st and 2nd pixels of 0 image the area of the right side illumination, the 3rd and 4th pixels are the area of the left side illumination, and the 5th and 6th pixels are the right side again. .

【0047】この場合、主走査方向と平行な幅4cmの
ラベル210のエッジが読み取り領域内に入って来た場
合には、このラインに関してラベルエッジ部の幅4cm
の長さにわたって2画素毎に明暗が反転する。段差の無
い、ラベル等のエッジ以外の部分においては、特に照明
の方向によって変化が現れることは無く、単に書状面の
画像が得られる。
In this case, when the edge of the label 210 having a width of 4 cm parallel to the main scanning direction comes into the reading area, the width of the label edge portion with respect to this line is 4 cm.
The brightness is reversed every two pixels over the length of. In a portion having no step and other than the edge such as a label, the change does not particularly appear depending on the illumination direction, and an image of the letter surface is simply obtained.

【0048】このような画像に対して、主走査方向に細
長い、長さ1cm程度の参照パターンを用意し、この参
照パターンと画像との相関を、参照パターンを主走査方
向に1画素ずつずらしながらとることにより、照明方向
の変化と同期して変化する信号の成分を発見することが
できる。
For such an image, a reference pattern elongated in the main scanning direction and having a length of about 1 cm is prepared, and the correlation between the reference pattern and the image is shifted by one pixel in the main scanning direction. By taking this, it is possible to find the component of the signal that changes in synchronization with the change in the illumination direction.

【0049】文字など、書状面上の1cm程度の範囲に
おける細かい濃度変化は、1cm程度よりも十分大きな
領域内においては完全に照明方向の変化と同期している
ということは滅多に無いため、この領域内において相関
をとることにより、その影響をほとんど現れなくするこ
とが可能である。
It is rare that a minute density change in the area of about 1 cm on the letter surface such as a character is completely synchronized with a change in the illumination direction in an area sufficiently larger than about 1 cm. By taking the correlation within the region, it is possible to make the influence hardly appear.

【0050】また、書状200面上の地の模様など、1
cm程度よりも大きな範囲にわたってなだらかに変化す
る濃度変化についても、参照パターンと相関をとること
により影響が無くなる。このようにして、エッジ部を検
知することが可能である。
Also, such as the background pattern on the 200th letter, 1
The density change, which changes gently over a range larger than about cm, is also eliminated by correlating with the reference pattern. In this way, the edge portion can be detected.

【0051】さらに、画像処理部100において、上述
の方法により検知した段差部の位置情報から、ラベル等
による段差領域も検知する。図5に示す撮像部の出力に
おいて、宛名ラベルの右側および左側の辺に、小照射領
軌跡321と322の配列に対応した破線状模様が現
れる。
Further, the image processing section 100 also detects a step area due to a label or the like from the position information of the step section detected by the above method. In the output of the imaging unit shown in FIG. 5, broken line patterns corresponding to the arrangement of the small irradiation area loci 321 and 322 appear on the right and left sides of the address label.

【0052】これにより、これら2辺が段差部を表すこ
とが検知される。さらに、この2辺は長さおよび位置が
左右対応しており、また、左辺で輝線となっている部分
は右辺では暗線、左辺で暗線となっている部分は右辺で
は輝線となっている。
As a result, it is detected that these two sides represent the step portion. Further, the length and position of these two sides correspond to each other on the left and right sides. Further, the portion of the left side that is the bright line is the dark line on the right side, and the portion of the left side that is the dark line is the bright line on the right side.

【0053】これにより、この2辺はある方形の段差領
域の左辺と右辺であることが推測でき、方形の段差領域
が検知できる。画像処理部100においては、このよう
な処理を行なうことにより、書状200に貼りつけられ
た宛名ラベル210の領域を検知することが可能とな
る。
From this, it can be inferred that these two sides are the left side and the right side of a certain rectangular step region, and the rectangular step region can be detected. By performing such processing, the image processing section 100 can detect the area of the address label 210 attached to the letter 200.

【0054】本第1実施形態においては、左右の方向か
らラベル等の貼りつけられた平面を照射するため、左右
方向に伸びる段差部に対しては、右照明と左照明で出力
に差が無い。つまり、副走査方向に平行なラベル210
の上下の2辺を検知できない。
In the first embodiment, since the plane to which the label or the like is attached is irradiated from the left and right directions, there is no difference in the output between the right illumination and the left illumination for the step portion extending in the left and right direction. . That is, the label 210 parallel to the sub-scanning direction
The upper and lower sides of can not be detected.

【0055】しかし、本第1実施形態の場合、書状20
0面上に貼られたラベル210の各辺ではなく、そのラ
ベル210の位置および領域を検知することが目的であ
る。
However, in the case of the first embodiment, the letter 20
The purpose is to detect the position and area of the label 210, not each side of the label 210 attached on the 0th surface.

【0056】ラベル210はほとんどの場合長方形であ
るので、向かい合う左右2辺の位置が分かれば、上下2
辺が検知できなくとも、ラベル210の占める方形の領
域を確定することができる。このため、本第1実施形態
の目的は十分満たされる。
Since the label 210 is rectangular in most cases, if the positions of the right and left sides facing each other are known, the label 210
Even if an edge cannot be detected, the rectangular area occupied by the label 210 can be determined. Therefore, the purpose of the first embodiment is sufficiently satisfied.

【0057】次に、本第1実施形態による段差検知装置
の効果について説明する。櫛形に2方向から照明を行な
う方法により得られる画像は、従来の櫛形構造の無い一
様な照明によって得られる書状200面の濃度分布を反
映したものと非常に似ているが、ラベルのエッジ部にお
いては特定周期かつ特定位相の信号で変調が掛かったも
のとなる。
Next, the effect of the step detecting device according to the first embodiment will be described. The image obtained by the method of illuminating in a comb shape from two directions is very similar to the one that reflects the density distribution on the surface of the letter 200 obtained by the uniform illumination without the conventional comb structure, but the edge portion of the label. In, the signal is modulated with a signal having a specific period and a specific phase.

【0058】この特定周期・特定位相を持つ特徴的な信
号をパターンマッチング等の手法を用いて抽出すること
により、書状200面の濃度分布に影響されずにラベル
等のエッジ部だけを容易に検知することが可能となる。
By extracting the characteristic signal having the specific period and the specific phase using a method such as pattern matching, it is possible to easily detect only the edge portion of the label or the like without being affected by the density distribution on the surface of the letter 200. It becomes possible to do.

【0059】さらに、本第1実施形態にかかる段差検知
装置を、例えば郵便物宛名読み取り区分機に組み込むこ
とにより、宛名認識部において宛名の記載されている宛
名ラベルや宛名窓の領域を素早く正確に検知して、宛名
の認識率を向上することが可能である。
Further, by incorporating the step detecting device according to the first embodiment into, for example, a mail address reading / sorting machine, the area of the address label or the address window where the address is described in the address recognition section can be quickly and accurately determined. It is possible to detect and improve the recognition rate of the address.

【0060】上述のように、イメージセンサ540によ
る出力画像は、地の模様の影響を受けるが、上記照明に
かかる小照射領域軌跡321,322の間隔を、地の模
様の影響を受けにくいように調節することにより、この
影響を軽減もしくは消滅させることができる。地の模様
の場合、各小照射領域軌跡の境界のある1箇所で偶然濃
度が変化することはあっても、何周期にも渡って各小照
射領域軌跡の境界で濃度が変化し続けることはほとんど
ない。
As described above, the output image from the image sensor 540 is affected by the pattern of the ground, but the interval between the small irradiation area loci 321 and 322 for the illumination is set to be less affected by the pattern of the ground. By adjusting, this effect can be reduced or eliminated. If the land pattern, the small radiation even be accidentally concentration changes in one place with a boundary of a region locus, the concentration at the boundary of the over many cycles each small irradiation region locus continues to change rare.

【0061】したがって、各小照射領域軌跡の間隔と参
照パターンの大きさ(小照射領域いくつ分の大きさか)
を適切に選ぶことにより、地の模様の影響をほとんどの
場合において回避することができる。
Therefore, the intervals between the loci of the small irradiation areas and the size of the reference pattern (how many small irradiation areas the size is).
By selecting appropriately, the influence of the background pattern can be avoided in most cases.

【0062】以上、本発明の第1実施形態について詳細
に説明したが、本発明はこの第1実施形態の構成に限定
されるものではない。例えば、段差を検知する画像処理
部は、パターンマッチングを利用したものに限らず、段
差部分を検知するためのその他のどのような方法を用い
たものであってもよい。
Although the first embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the configuration of this first embodiment. For example, the image processing unit that detects a step is not limited to one that uses pattern matching, but may be any other method that detects a step.

【0063】他の画像処理部の構成として、画像データ
を時系列信号に変換して、パターンに対応する周波数の
成分を抽出するフィルタを用いても、簡便な検知を実現
できる。
As another configuration of the image processing section, simple detection can be realized by using a filter for converting image data into a time series signal and extracting a frequency component corresponding to the pattern.

【0064】また、他の画像処理部の構成として、画像
のトレースによるものがある。これは、撮像部により出
力された画像から、暗線・輝線とみなされるものをトレ
ースし、照明方向の切り替わる小照射領域境界軌跡にお
いて、これらの曲線の出力画素値が不連続的に変化して
いるか否かをチェックする。
As another configuration of the image processing section, there is one based on image tracing. This traces what is considered to be a dark line / bright line from the image output by the image capturing unit, and the output pixel values of these curves are discontinuous in the small irradiation area boundary locus where the illumination direction switches. Check whether it has changed.

【0065】これらの暗線・輝線が段差によるものであ
れば、小照射領域軌跡境界において出力画素値が不連続
に変化するはずであるので、これを用いてこの曲線が段
差によるものかどうかを判定することが可能である。
If these dark and bright lines are caused by a step, the output pixel value should change discontinuously at the boundary of the locus of the small irradiation area. Therefore, it is used to determine whether this curve is due to a step. It is possible to

【0066】この構成を用いることにより、段差部がラ
インイメージセンサ540の主走査方向から大きく外れ
ている場合や、段差部が曲線である場合においても、問
題無く段差部を検知できる。
By using this structure, the step portion can be detected without any problem even when the step portion is largely deviated from the main scanning direction of the line image sensor 540 or the step portion is a curved line.

【0067】また、他の画像処理部の構成として、補間
と差分を用いたものがある。これは、撮像部により出力
された1枚の画像から、右照明の領域の画素と左照明の
領域の画素を分離して2枚に分け、各々の画像のうち欠
けている画素を周りの画素から補間して、完全な右照明
の画像と完全な左照明の画像を構成する。
Further, as another configuration of the image processing section, there is one using interpolation and difference. This is to separate the pixels in the area of right illumination and the pixels of the area of left illumination from one image output by the image capturing unit into two, and to divide the missing pixels in each image into surrounding pixels. To form a complete right-illuminated image and a complete left-illuminated image.

【0068】そして、これら2枚の画像の各画素ごとの
差をとって、もう一枚の画像(差分画像)を得る。全体
を右照明して得られた画像と全体を左照明して得られた
画像は、段差の部分以外は全く同じ画像となるはずであ
るので、右照明の画像を補間して得られる画像と左照明
の画像を補間して得られる画像との間にも、近似的に同
じことが成り立つと言える。
Then, the difference of each pixel of these two images is taken to obtain another image (difference image). The image obtained by illuminating the whole to the right and the image obtained by illuminating the whole to the left should be exactly the same except for the steps, so the image obtained by interpolating the image of the right illumination It can be said that the same holds approximately for the image obtained by interpolating the image for left illumination.

【0069】したがって、差分画像は段差の位置におい
てのみ値を持ち、その他の位置においては画素値は相殺
されて0になる。このようにして段差の位置を検知する
ことが可能である。この構成を用いることにより、画像
処理部の実装が非常に容易になり、かつ高い性能を発揮
する。
Therefore, the difference image has a value only at the position of the step, and at other positions, the pixel value is canceled and becomes 0. In this way, the position of the step can be detected. By using this configuration, mounting of the image processing unit becomes very easy and high performance is exhibited.

【0070】照明部の実現方法は、図4で説明した平行
化レンズ101とスリット103を用いたものに限らな
い。このスリットを透過した光をさらに結像レンズを用
いて照射部に導いてもよい。
The method for realizing the illumination unit is not limited to the one using the parallelizing lens 101 and the slit 103 described in FIG. The light transmitted through this slit may be further guided to the irradiation unit by using an imaging lens.

【0071】十分な焦点深度を確保することにより、こ
の方法によって照明光の平行度を上げ、検知の精度を向
上できる。また、レンズアレイ等を用いて照射部におい
て明るい部分と暗い部分が交互に現れるようにしたもの
であってもよい。この方法によって、特性の調整の容易
化や、機器の小型化が図れる可能性がある。
By securing a sufficient depth of focus, this method can increase the parallelism of the illumination light and improve the detection accuracy. Further, a bright part and a dark part may alternately appear in the irradiation part using a lens array or the like. By this method, there is a possibility that the adjustment of the characteristics can be facilitated and the device can be downsized.

【0072】また、スリットを用いた場合においても、
高度に平行化された光源は必ずしも必要ではない。スリ
ットを用いて櫛形照明を実現した別の例を図6、図7に
示す。図6は段差検地装置を正面から見た図であり、ま
た図7は上から見た図である。この構成では、光源とし
て図示しないハロゲンランプを用い、ここから出た光を
ライン型ライトガイドを用いて導き、これが照明光41
0,415として用いられる。
Also, when the slit is used,
A highly collimated light source is not necessary. Another example in which comb-shaped illumination is realized by using slits is shown in FIGS. 6 is a front view of the step detecting device, and FIG. 7 is a top view thereof. In this configuration, a halogen lamp (not shown) is used as a light source, and the light emitted from the halogen lamp is guided using a line-type light guide.
Used as 0,415.

【0073】ライン型ライトガイドとは、光ファイバを
多数束ねたもので、出射側の端は細長くライン状に並べ
替えられていて、通常は、ライン状の領域を照明するた
め用いられるものである。被照射部直近には図示のよう
な櫛形のスリット430,435を置くことにより、櫛
形の照明を実現する。
The line type light guide is a bundle of a large number of optical fibers, and the end on the emission side is elongated and arranged in a line shape, and is usually used for illuminating a line area. . Comb-shaped illumination is realized by placing comb-shaped slits 430 and 435 as illustrated in the immediate vicinity of the irradiated portion.

【0074】ライン型ライトガイドを構成する光ファイ
バーからは、光がある広がり角をもって発するが、この
広がり角の典型的な値は中心軸の両側に各々15度程度
である。このように必ずしも平行光と言えないような光
源を用いても、この照明ビームの広がり角が、スリット
のピッチをスリットと書状面の間隔により除した比に対
して十分小さければ、十分目的は達成される。
Light is emitted from the optical fiber forming the line type light guide with a certain divergence angle, and a typical value of this divergence angle is about 15 degrees on both sides of the central axis. Even if such a light source that is not necessarily parallel light is used, if the divergence angle of this illumination beam is sufficiently small with respect to the ratio of the slit pitch divided by the distance between the slit and the writing surface, the objective is sufficiently achieved. To be done.

【0075】中心軸から15度の広がりを持つような光
源の場合、出射口から単位長さ離れた面上において、単
位長さの0.5倍の全幅に広がる。このとき、スリット
430,435と書状200面との間隔は、各スリット
のピッチの少なくとも同程度以下にすることが、十分な
変調を掛ける上で必要である。逆に、スリット430,
435と書状200面の距離を短くすることにより、こ
のようなライン状配列の光源の平行度に対する要求を緩
和することができる。
In the case of a light source having a spread of 15 degrees from the central axis, it spreads over a width of 0.5 times the unit length on the surface separated by a unit length from the emission port. At this time, the spacing between the slits 430 and 435 and the surface of the letter 200 is required to be at least equal to or less than the pitch of each slit for sufficient modulation. Conversely, the slit 430,
By shortening the distance between 435 and the surface of the letter 200, the requirement for the parallelism of the light source having such a linear arrangement can be relaxed.

【0076】また、CCDラインイメージセンサ504
の読み取り領域を照明する際、照射方向は左方向と右方
向の2方向である必要は無く、それ以上の複数の方向か
ら照射してもよい。
Further, the CCD line image sensor 504
When illuminating the reading area, the irradiation directions do not have to be two directions, the left direction and the right direction, and the irradiation may be performed from a plurality of more directions.

【0077】本第1実施形態では、前述したように書状
200面上に貼られたラベル210の、主走査方向に平
行なエッジは検知できるが、副走査方向に平行なエッジ
を検知することは難しい。照明光を2方向から当てる場
合、このようにエッジ検知の難しくなる方向が1方向存
在する。しかし、照明方向を3方向以上に増やして検知
困難な向きを無くすことによりこの問題を回避すること
が可能である。
In the first embodiment, as described above, the edge parallel to the main scanning direction of the label 210 attached on the surface of the letter 200 can be detected, but the edge parallel to the sub scanning direction cannot be detected. difficult. When the illumination light is applied from two directions, there is one direction in which edge detection is difficult. However, it is possible to avoid this problem by increasing the illumination directions to three or more directions to eliminate the difficult-to-detect directions.

【0078】また、書状200の搬送される方向とライ
ンイメージセンサの向きは、必ずしも直交している必要
はない。書状200の搬送される方向(副走査方向23
0)とラインイメージセンサ540の主走査方向の成す
角度を調節することによって、主に検知したいエッジの
向きの検知が難しくならないようにすることもできる。
The direction in which the letter 200 is conveyed and the direction of the line image sensor need not necessarily be orthogonal. The direction in which the letter 200 is conveyed (the sub-scanning direction 23
0) and the line image sensor 540 in the main scanning direction may be adjusted to prevent difficulty in detecting the edge direction to be detected.

【0079】例えば、書状200が右から左へ搬送され
るとき、CCDラインイメージセンサ540を右上から
左下にかけてのライン状領域を読み取るように設置す
る。そして、右下方向および左下方向から大入射角の櫛
形の照明を行なう。
For example, when the letter 200 is conveyed from right to left, the CCD line image sensor 540 is installed so as to read the line-shaped area from the upper right to the lower left. Then, comb-shaped illumination with a large incident angle is performed from the lower right direction and the lower left direction.

【0080】このようにすることにより、宛名ラベルの
副走査方向230に垂直な向きの辺だけでなく、副走査
方向230に平行な向きの辺によっても暗線および輝線
が生じ、副走査方向230に平行なエッジの検知が可能
となる。
By doing so, not only the side of the address label in the direction perpendicular to the sub-scanning direction 230, but also the side of the address label in the direction parallel to the sub-scanning direction 230 causes dark lines and bright lines. It is possible to detect parallel edges.

【0081】また、平面を照射したときの、各方向から
の照明光による照度は、等しくなっている必要は無く、
互いに異なっていてもよい。このような場合には、シェ
ーディング補正処理部で補正する。
The illuminance by the illumination light from each direction when irradiating a plane need not be equal,
They may be different from each other. In such a case, the shading correction processing unit makes a correction.

【0082】また、各方向からの照明光は同一の性質の
ものである必要は無く、例えば右上方からの照明がハロ
ゲンランプ光源で左上方からの照明が蛍光灯光源であっ
てもよい。これらの場合、適切な補正部で補正を行なう
ことにより、複数の光源の特性を細かく一致させるため
の調整にかかる労力・費用を省くことができる。
The illumination light from each direction does not have to have the same property, and for example, the illumination from the upper right may be a halogen lamp light source and the illumination from the upper left may be a fluorescent lamp light source. In these cases, it is possible to save the labor and cost for the adjustment for finely matching the characteristics of the plurality of light sources by performing the correction by the appropriate correction unit.

【0083】このような種々の変形が可能であるが、本
発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの変形は全て本発
明に含まれるものである。
Although various modifications can be made as described above, these modifications are all included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.

【0084】(第2の実施形態) 以下、本第2実施形態に係る段差検知装置は図1で説明
した第1実施形態と同様に照明部・撮像部・画像処理部
の3部分から構成されるものであり、撮像部には、図1
のCCDラインイメージセンサ540の代わりに、 C
CDエリアイメージセンサが用いられ、これにより例え
ば書状200面全体に対応する2次元の読み取り領域上
の画像が一度に読み取られる。
(Second Embodiment) Hereinafter, the step detecting device according to the second embodiment is composed of three parts of an illumination unit, an image pickup unit, and an image processing unit, as in the first embodiment described with reference to FIG. The image pickup unit is shown in FIG.
C line image sensor 540 instead of C
A CD area image sensor is used to read, for example, an image on a two-dimensional reading area corresponding to the entire surface of the letter 200 at one time.

【0085】照明部は、2次元の読み取り領域を図8に
示すような亀の甲良状の細かな小照射領域に分割して、
各々の領域を大入射角(法線と光線が成す角度が70°
程度)の照明光により照射する。
The illuminating section divides the two-dimensional reading area into small small irradiation areas like a turtle shell as shown in FIG.
Each area has a large angle of incidence (the angle between the normal and the ray is 70 °
Irradiation light of (about).

【0086】このとき、隣接する小照射領域は異なった
向きから照明を行なうようにする。図8の各小照射領域
内には、その小照射領域の照射方向を読み取り面内に射
影したものを矢印で示す。撮像部により撮像された画像
データは、画像処理部により処理され、段差部分の位置
データが抽出されて出力される。
At this time, the adjacent small irradiation areas are illuminated from different directions. In each small irradiation area in FIG. 8, the irradiation direction of the small irradiation area is projected on the reading surface by an arrow. The image data captured by the image capturing unit is processed by the image processing unit, and the position data of the step portion is extracted and output.

【0087】画像処理部における処理の例として、画像
のトレースによる方法を説明する。これは、撮像部によ
り出力された画像から、暗線・輝線とみなされるものを
トレースし、照明方向の切り替わる小照射領域境界にお
いて、これらの曲線の出力画素値が不連続的に変化して
いるか否かをチェックする。
A method of tracing an image will be described as an example of processing in the image processing section. This traces what is considered to be a dark line / bright line from the image output by the imaging unit, and determines whether the output pixel values of these curves change discontinuously at the boundary of the small irradiation area where the illumination direction switches. I will check.

【0088】これらの暗線・輝線が段差によるものであ
れば、小照射領域境界において出力画素値が不連続に変
化するはずであるので、これを用いてこの曲線が段差に
よるものかどうかを判定することが可能である。
If these dark lines / bright lines are caused by a step, the output pixel value should change discontinuously at the boundary of the small irradiation area. Therefore, it is used to determine whether or not this curve is due to a step. It is possible.

【0089】なお、画像処理部における段差位置情報抽
出方法は、画像のトレースによる方法を用いたものに限
らない。例えば、ニューラルネットワークを利用したも
の、パターンマッチングを利用したもの、補間と差分を
利用したものなど、様々なものが考えられる。
The step position information extraction method in the image processing section is not limited to the method using the image trace. For example, various things such as one using a neural network, one using pattern matching, and one using interpolation and difference can be considered.

【0090】また、照明の向き(照明光の照射方向を読
み取り面に射影したものの向き)を上下左右の4方向に
すると、照明装置を単純化することができ、コストダウ
ンなどの利点がある。地図の4色問題の理論により、隣
接する小照射領域が異なった向きから照射されるよう
に、4方向から照明の向きを選ぶことは可能である。
Further, if the direction of illumination (the direction in which the irradiation direction of the illumination light is projected on the reading surface) is set to the four directions of up, down, left and right, the illumination device can be simplified, and there are advantages such as cost reduction. According to the theory of the four-color problem of the map, it is possible to select the illumination direction from four directions so that the adjacent small illuminated areas are illuminated from different directions.

【0091】このような種々の変形が可能であるが、本
発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの変形は全て本発
明に含まれるものである。
Although various modifications can be made as described above, these modifications are all included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.

【0092】(第3の実施の形態) 本発明の第3の実施形態にかかる段差検知装置は、照明
部・撮像部・画像処理部により成る。
(Third Embodiment) A step detecting device according to a third embodiment of the present invention includes an illumination unit, an image pickup unit, and an image processing unit.

【0093】本第3実施形態は、第1の実施形態にかか
る図1の構成とほぼ共通の構成をもつが、照明部におけ
る小照射領域が不等間隔で並んでいる点において特徴を
持つ。図9は、本実施形態にかかるライン状読み取り領
域における照射スポット221と照射スポット222の
配置の様子が示されている。
The third embodiment has substantially the same structure as the structure of FIG. 1 according to the first embodiment, but is characterized in that the small irradiation regions in the illumination section are arranged at unequal intervals. FIG. 9 shows the arrangement of the irradiation spots 221 and 222 in the linear reading area according to this embodiment.

【0094】CCDラインイメージセンサ540の読み
取り領域220には、図示するように左方向から70°
程度の大入射角の照明光が射される複数の照射スポット
221と、右方向から70°程度の大入射角の照明光が
射される複数の照射スポット222とが、読み取り領域
220の長手方向に沿って1つおきに不等間隔で配置さ
れている。
In the reading area 220 of the CCD line image sensor 540, 70 ° from the left direction as shown in the drawing.
A plurality of irradiation spots 221 that emit illumination light with a large incident angle and a plurality of irradiation spots 222 that emit illumination light with a large incident angle of about 70 ° from the right direction are in the longitudinal direction of the reading area 220. Every other one is arranged at unequal intervals.

【0095】これを第1の実施形態と同様に、書状を読
み取り領域220の長手方向と直交する搬送方向に搬送
しながら撮像部を用いて撮像することにより、書状全体
がその搬送方向と平行な複数の不等間隔の小照射領域
に分割されることになる。
As in the first embodiment, the letter is picked up by the image pickup unit while being fed in the feeding direction orthogonal to the longitudinal direction of the reading area 220, so that the entire letter is parallel to the feeding direction. Multiple non-uniformly illuminated small area gauges
Will be divided into traces .

【0096】これを画像処理部を用いて処理することに
より、段差の位置情報を抽出する。画像処理部に用いら
れる処理方法も、第1の実施形態に用いられる処理方法
を応用することが可能である。
By processing this using the image processing unit, the position information of the step is extracted. The processing method used in the first embodiment can also be applied to the processing method used in the image processing unit.

【0097】次に、本第3実施形態による段差検知装置
の効果について説明する。書状200面には様々な印刷
がされる可能性があり、縞模様などの周期性を持った模
様が印刷されることも多い。
Next, the effect of the step detecting device according to the third embodiment will be described. Various printings may be performed on the surface of the letter 200, and a pattern having periodicity such as a striped pattern is often printed.

【0098】本発明は、書状200面の印刷内容の影響
を極力抑えることを課題の1つとしているが、小照射領
域が等間隔で並んでいる場合、この周期性を持った模様
の周期が偶然小照射領域の間隔と一致したときに、画像
処理部において混乱を来すことが考えられる。
One of the problems of the present invention is to suppress the influence of the printed contents on the surface of the letter 200 as much as possible. However, when the small irradiation areas are arranged at equal intervals, the cycle of the pattern having this periodicity is It is conceivable that the image processing unit may be confused when it coincides with the interval of the small irradiation area.

【0099】本第3実施形態においては、小照射領域を
ランダムな不等間隔とすることにより、書状200面の
印刷内容として多用されがちな周期性を持った模様によ
る影響を極力抑えることが可能である。
In the third embodiment, the small irradiation areas are arranged at random unequal intervals, so that it is possible to suppress the influence of a pattern having a periodicity which is often used as the print content of the letter 200 surface. Is.

【0100】(第4の実施形態) 本発明の第4の実施形態にかかる段差検知装置は、各小
照射領域に入射する照明光が、2方向以上の方向からの
照明光により構成され、隣接する小照射領域でその強度
の構成比率が異なっているというものである。
(Fourth Embodiment) In the step detecting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the illumination light incident on each small irradiation area is composed of illumination light from two or more directions and is adjacent to each other. That is, the composition ratio of the intensity is different in the small irradiation area.

【0101】例えば、第1または第3実施形態のよう
に、書状200面上に多数の小照射領域軌跡321,3
22が交互に並んでいる場合において、その奇数番目の
小照射領域は、右側から8000lx、左側から200
0lxで照射されているとする。また、偶数番目の小照
射領域は右側から3000lx、左側から6000lx
で照射されているものとする。
For example, as in the first or third embodiment, a large number of small irradiation area loci 321 and 3 are formed on the surface of the letter 200.
In the case where 22 are alternately arranged, the odd-numbered small irradiation regions are 8000 lx from the right side and 200 from the left side.
It is assumed that the irradiation is 0 lx. The even-numbered small irradiation area is 3000 lx from the right side and 6000 lx from the left side.
It is supposed to have been irradiated with.

【0102】この場合、奇数番目の小照射領域は主とし
て右側から、偶数番目の小照射領域は主として左側から
照明されているわけであるが、各々左側あるいは右側か
らの照明光も若干は受けている。
In this case, the odd-numbered small irradiation areas are mainly illuminated from the right side, and the even-numbered small irradiation areas are mainly illuminated from the left side, but the illumination light from the left side or the right side is also slightly received. .

【0103】このように、各小照射領域に入射する照明
光が、2方向以上の方向からの照明光により構成され、
隣接する小照射領域でその強度の構成比率が異なってい
るという構成も、本発明の特徴とする「隣接する小照射
領域に異なる方向から照明光を照射する」という概念に
含まれるものである。
As described above, the illumination light incident on each small irradiation region is composed of illumination light from two or more directions,
A configuration in which adjacent small irradiation regions have different intensity composition ratios is also included in the concept of "irradiating adjacent small irradiation regions with illumination light from different directions" that is a feature of the present invention.

【0104】ここで、図1の構成と同様に、2方向から
の照明光410と415があり、第1及び第2の2種の
小照射領域軌跡321,322が1つおきに交互に並ん
でいる場合において、各小照射領域に照明光410と4
15の光が任意の割合で混合して入射される場合を考え
る。このような場合でも、ある条件を満たせば、画像処
理により段差部を検知することが可能である。
Here, similarly to the configuration of FIG. 1, there are illumination lights 410 and 415 from two directions, and the first and second two types of small irradiation area loci 321 and 322 are alternately arranged. In each case, the illumination light 410 and 4
Consider the case where 15 lights are mixed and incident at an arbitrary ratio. Even in such a case, if a certain condition is satisfied, it is possible to detect the step portion by image processing.

【0105】例えば、読み取り面が平面のときに、小照
射領域軌跡321には光源AからL1A、光源BからL
1Bの量の光量が入り、小照射領域軌跡322には光源
AからL2A、光源BからL2Bの量の光量が入る場合
を考える。
For example, when the reading surface is a plane, the small irradiation area locus 321 includes light sources A to L1A and light sources B to L.
Consider a case where the amount of light of 1B enters and the amount of light of light sources A to L2A and from light sources B to L2B enters the small irradiation region trajectory 322.

【0106】すると、小照射領域軌跡321の出力L1
は、 L1=L1A+L1B となり、また小照射領域軌跡322の出力L2は、 L2=L2A+L2B となる。読み取り部が段差になっており、ある傾きを持
っている場合には、光源Aおよび光源Bからの光の量が
ある一定割合で変化して、 L1=αL1A+βL1B L2=αL2A+βL2B となる。この場合、 L1A×L2B−L1B×L2A≠0 ならば、αとβを画素の値から逆算することができ、画
像処理によって段差部かどうかを判別することができ
る。
Then, the output L1 of the small irradiation area trajectory 321
Is L1 = L1A + L1B, and the output L2 of the small irradiation area trajectory 322 is L2 = L2A + L2B. When the reading unit has a step and has a certain inclination, the amount of light from the light source A and the light source B changes at a certain rate, and L1 = αL1A + βL1B L2 = αL2A + βL2B. In this case, if L1A × L2B−L1B × L2A ≠ 0, α and β can be back-calculated from the pixel values, and it is possible to determine whether or not there is a step portion by image processing.

【0107】以上、光源の方向と各光源から来る光量の
構成の異なる小照射領域の種類とが2つである場合につ
いて説明したが、3つ以上ある場合でも、全く同様のこ
とが成り立つ。このような設定は、照明系の構成に新た
な自由度が導入されるものであり、迷光処理の簡便化な
ど、装置を構成しやすいという特長を有する。
The case has been described above in which there are two types of small irradiation areas having different directions of light sources and different amounts of light coming from the respective light sources. However, the same applies when there are three or more. Such a setting introduces a new degree of freedom to the configuration of the illumination system, and has a feature that the device can be easily configured, such as simplification of stray light processing.

【0108】なお、本第4実施形態は、隣り合う小照射
領域の間で、各光源から来る光量の構成が異なっている
ことが肝要であり、この条件を満たせば、光量の比がど
のようなものであっても画像処理部において適切な処理
を行なうことにより段差を検知することが可能である。
In the fourth embodiment, it is important that the structures of the amounts of light coming from the respective light sources are different between the adjacent small irradiation areas. If this condition is satisfied, what is the ratio of the amounts of light? Even with such a thing, it is possible to detect the step by performing appropriate processing in the image processing unit.

【0109】(第5の実施形態) 本発明の第5実施形態に係る段差検知装置は、小照射領
軌跡321と322との境界に、その境界を挟む2つ
軌跡領域321,322を照明するいずれの照明方向
の照明によっても重複して照明される微小領域軌跡が存
在するような構成を持つ。
(Fifth Embodiment) A step detecting device according to a fifth embodiment of the present invention illuminates two locus areas 321 and 322 sandwiching the boundary between the small irradiation area loci 321 and 322. It has a configuration in which there are microscopic region loci that are overlapped and illuminated by illumination in any illumination direction.

【0110】すなわち、線状の読み取り領域220にお
いて、隣接する照射スポット221とスポット222と
が一部重複するような構成である。また、その他の部分
においては、前述の各実施形態と同様の構成を持つ。
That is, in the linear reading area 220, the adjacent irradiation spots 221 and 222 partially overlap each other. Further, the other parts have the same configurations as those of the above-described embodiments.

【0111】各小照射領域を一方向からのみ一様に照明
し、各々の小照射領域の境界で厳密に照明方向が切り替
わるという照明部は現実的でなく、そのような照明を実
現する光学系は非常に高価なものとなるであろう。
An illuminating section that uniformly illuminates each small irradiation area only from one direction and switches the illuminating direction exactly at the boundary of each small irradiation area is not realistic, and an optical system for realizing such illumination is not available. Would be very expensive.

【0112】本第5実施形態においては、小照射領域
321と322との境界付近にこのような微小な境界
領域を設けることにより、光学系に対する要求が緩和さ
れ、コスト削減につなげるものである。
In the fifth embodiment, the small irradiation area track is used.
By providing such a minute boundary region near the boundary between the traces 321 and 322, the requirement for the optical system is alleviated, which leads to cost reduction.

【0113】小照射領域軌跡321と322の境界がこ
のようにぼやける場合、書状200面の段差によって生
じる暗線・輝線などの曲線の画素値に明白な不連続性は
生じなくなるかもしれない。
When the boundary between the small irradiation area loci 321 and 322 is blurred in this way, there may be no obvious discontinuity in the pixel values of curves such as dark lines and bright lines caused by the steps on the surface of the letter 200.

【0114】しかし、そのような場合でも、段差によっ
て生じる曲線の明暗の周期や位相は、小照射領域軌跡
21,322の境界の位置と整合したものとなることに
変わりは無く、画像処理部の処理を最適化することによ
り段差部であることの判定が可能である。
However, even in such a case, the cycle and phase of light and darkness of the curve caused by the step difference are determined by the small irradiation area trajectory 3
There is no change in that the position is aligned with the boundary position of 21, 322, and it is possible to determine that it is a stepped portion by optimizing the processing of the image processing portion.

【0115】なお、小照射領域軌跡321と322との
各境界に、境界を挟む2つの領域を照明するいずれの照
明方向の照明によっても照明されない微小領域が存在す
るような構成を持つものによっても、同様の効果が期待
できる。
It should be noted that the structure may be such that there is a minute area on each boundary between the small irradiation area loci 321 and 322 that is not illuminated by illumination in any illumination direction that illuminates the two areas sandwiching the boundary. , The same effect can be expected.

【0116】また、画像処理部において、前記微小領域
の出力画素値を単に無視することにより、前記微小領域
が存在しない場合とほとんど同じ処理によって段差部の
検知が可能である。
Further, in the image processing section, by simply ignoring the output pixel value of the minute area, the step portion can be detected by almost the same processing as in the case where the minute area does not exist.

【0117】(第6の実施形態) 図10に、本発明の第6実施形態に係る段差検地装置の
構成を示す。この段差検地装置も第1実施形態と同様に
照明部・撮像部・画像処理部の3部分から構成されるも
のであるが、照明部は、第1実施形態のように書状20
0の搬送方向と平行な線上における左右2方向から同時
に照明光を照射するのではなく、書状200の搬送方向
と直交する線上に置かれた2つの照明装置によって左右
2方向から照明光を交互に照射するように構成されてい
る。
(Sixth Embodiment) FIG. 10 shows the arrangement of a step detecting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. This step detecting device is also composed of three parts, an illumination unit, an imaging unit, and an image processing unit, as in the first embodiment, but the illumination unit is the same as in the first embodiment.
Rather than irradiating illumination light simultaneously from the two left and right directions on a line parallel to the transport direction of 0, the two illumination devices placed on a line orthogonal to the transport direction of the letter 200 alternately illuminate the light from the two left and right directions. It is configured to illuminate.

【0118】すなわち、図10に示されているように、
書状200は紙面手前側から奥側に向かって搬送され
る。紙面左側の光源610から発した光は平行板状化素
子611によって板状の平行光線に変換され、ライン状
の読み取り領域を照射する。
That is, as shown in FIG.
The letter 200 is conveyed from the front side of the paper toward the back side. The light emitted from the light source 610 on the left side of the paper is converted into a plate-shaped parallel light beam by the parallel plate-shaped element 611 and irradiates the line-shaped reading area.

【0119】また、紙面右側の光源615から発した光
も同様に平行板状化素子612によって板状の平行光線
に変換され、ライン状の読み取り領域を照射する。これ
ら光源610,615の両光源の照明の能力は等しい。
Further, the light emitted from the light source 615 on the right side of the paper is likewise converted into a plate-shaped parallel light beam by the parallel plate-shaped element 612, and irradiates the line-shaped reading area. The illumination capabilities of both light sources 610 and 615 are equal.

【0120】また、光源610,615は、矩形波発生
装置および反転回路からなる駆動回路により、書状20
0の搬送動作と同期して交互に発光するように制御され
る。
Further, the light sources 610 and 615 are formed by a drive circuit including a rectangular wave generator and an inverting circuit so that the letters 20
It is controlled to emit light alternately in synchronism with the transport operation of 0.

【0121】撮像部としては、ラインイメージセンサ5
40が用いられ、ライン状の読み取り領域の画像は結像
レンズ530によってラインイメージセンサ540上に
結蔵される。
As the image pickup section, the line image sensor 5 is used.
40 is used, and the image of the linear reading area is stored on the line image sensor 540 by the imaging lens 530.

【0122】このライン状の読み取り領域は書状200
の搬送方向(副走査方向)と直交する。書状200があ
る一定距離、例えば5mm搬送される毎に、照明方向の
切り替えが行われる。
This line-shaped reading area is a letter 200.
Is orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of. The illumination direction is switched every time the letter 200 is conveyed by a certain distance, for example, 5 mm.

【0123】この照明方向を書状200面上に射影した
向きは、書状200の搬送方向と直交する主走査方向と
一致するか、あるいはその主走査方向を中心としたある
小さな角度範囲に含まれる。
The direction in which the illumination direction is projected on the surface of the letter 200 coincides with the main scanning direction orthogonal to the conveying direction of the letter 200, or is included in a certain small angle range centered on the main scanning direction.

【0124】このように、異なる方向から照明光を発す
る2つの光源610,615を書状200の搬送動作に
合わせて交互に発光させて照明方向を時分割的に切り替
えることにより、図11に示されているように、書状面
全体は主走査方向と平行な多数の小照射領域軌跡に分割
され、かつ隣接する小照射領域軌跡には互いに異なる方
向から照明光が照射されることになる。
As shown in FIG. 11, the two light sources 610 and 615 which emit the illumination light from different directions are alternately made to emit light in accordance with the transport operation of the letter 200 and the illumination directions are switched in a time division manner. As described above, the entire writing surface is divided into a large number of small irradiation area loci parallel to the main scanning direction, and the adjacent small irradiation area loci are irradiated with the illumination light from different directions.

【0125】このような構成により得られる画像は、丁
度図5の画像を90度回転させたようなものが得られ
る。つまり、図11に示されているように、書状200
の搬送方向と直交する方向に、光源610からの照明光
が照射される小照射領域軌跡321と光源615からの
照明光が照射される小照射領域軌跡322とが交互に配
置されるので、小照射領域軌跡321と322との境界
線は副走査方向ではなく主走査方向に現れ、ラベルエッ
ジでの明暗分布による波線も、主走査方向に平行な辺で
はなく、副走査方向に平行な辺に現れる。
The image obtained by such a structure is obtained by rotating the image of FIG. 5 by 90 degrees. That is, as shown in FIG.
Since the small irradiation area locus 321 irradiated with the illumination light from the light source 610 and the small irradiation area locus 322 irradiated with the illumination light from the light source 615 are alternately arranged in a direction orthogonal to the transport direction of The boundary line between the irradiation area loci 321 and 322 appears in the main scanning direction instead of the sub scanning direction, and the wavy line due to the light-dark distribution at the label edge does not appear on the side parallel to the main scanning direction but on the side parallel to the sub scanning direction. appear.

【0126】このようにラベルエッジでの明暗分布によ
る波線を副走査方向に平行な辺に現れるような構成にす
ることにより、ラベルエッジに現れる暗線または輝線
を、ラインセンサ540の主走査方向の分解能で扱える
ことが可能となる。
Thus, the dark line or bright line appearing at the label edge is resolved by the line sensor 540 in the main scanning direction by forming the wavy line due to the light-dark distribution at the label edge on the side parallel to the sub-scanning direction. Can be handled with.

【0127】通常、CCDラインセンサなどのラインセ
ンサにおいては、主走査方向と副走査方向とが同じ解像
度の場合においても、副走査方向においては走査により
隣接画素との混合が起こるため、実効的な分解能は副走
査方向のほうが劣る傾向が強い。
Normally, in a line sensor such as a CCD line sensor, even when the main scanning direction and the sub scanning direction have the same resolution, the admixing with adjacent pixels occurs in the sub scanning direction, so that it is effective. The resolution tends to be lower in the sub-scanning direction.

【0128】特に、照明装置の照明能力を十分高めるこ
とが難しい場合、または書状の搬送速度が非常に高速な
場合において、 CCDラインセンサの駆動周波数を定
格より落とすことにより対処すると、主走査方向の解像
度に変化は無いものの、副走査方向の解像度は周波数が
下がるのに比例して劣化する。
In particular, when it is difficult to sufficiently enhance the illumination capability of the illuminating device, or when the letter conveying speed is very high, it is necessary to reduce the driving frequency of the CCD line sensor below the rated value to solve the problem. Although the resolution does not change, the resolution in the sub-scanning direction deteriorates in proportion to the decrease in frequency.

【0129】書状のラベル検知の場合、検出されたラベ
ルの位置が数ミリの誤差を含んでいたとしても、大きな
問題とはならないが、ラベルエッジに現れる影や輝線を
見落とすと、ラベルの検出に失敗する。このような場合
には、主走査方向の分解能で扱えることは重要な意味を
もつ。
In the case of letter label detection, even if the detected label position includes an error of several millimeters, it does not cause a big problem. However, if the shadow or bright line appearing at the label edge is overlooked, the label will not be detected. Fail. In such a case, it is important to be able to handle the resolution in the main scanning direction.

【0130】(第7の実施形態) 図12は、本発明の第7実施形態に係る段差検知処理装
置である。
(Seventh Embodiment) FIG. 12 shows a step detection processing device according to a seventh embodiment of the present invention.

【0131】この段差検知処理装置は、宛名ラベルつき
郵便物の区分処理装置などを行う書状搬送・振り分け装
置として用いられるものであり、処理対象の書状200
を搬送しながらその書状200に対して振り分け処理な
どの処理を施す。
This step detection processing device is used as a letter conveying / sorting device for performing a sorting processing device for postal items with an address label and the like.
While the paper is being transported, the letter 200 is subjected to processing such as sorting processing.

【0132】この書状搬送・振り分け装置に設けられた
搬送機構のベルトによって搬送される書状200は、ま
ず、前述の各実施形態で説明したいずれかの構造をもつ
段差検知装置から成る面形状読み取り部11において書
状200面上の段差による凹凸形状が読み取られる。
The letter 200 conveyed by the belt of the conveying mechanism provided in this letter conveying / sorting device is first of all a surface shape reading section including a step detecting device having any one of the structures described in the above embodiments. In 11, the uneven shape due to the step on the surface of the letter 200 is read.

【0133】面形状読み取り部11によって凹凸形状が
読み取られた書状200は次に画像読み取り部12側に
搬送され、そこで、書状200面に記載された文字等の
画像が撮像される。
The letter 200 of which the uneven shape has been read by the surface shape reading unit 11 is then conveyed to the image reading unit 12 side, where an image of the characters and the like written on the surface of the letter 200 is picked up.

【0134】ラベル・宛名窓位置情報抽出部113は、
面形状読み取り部111において読み取られた凹凸形状
の情報をもとに、ラベルや宛名窓が存在するか否かを判
定し、存在する場合にはその位置情報を出力する。ラベ
ル・宛名窓部画像情報抽出部114においては、画像読
み取り部112によって得られた画像情報から、ラベル
・宛名窓位置情報抽出部113によって得られたラベル
・宛名窓の位置情報をもとにラベル・宛名窓部分の画像
情報を抽出する。
The label / address window position information extraction unit 113
Based on the uneven shape information read by the surface shape reading unit 111, it is determined whether or not there is a label or address window, and if there is, the position information is output. In the label / address window image information extraction unit 114, based on the image information obtained by the image reading unit 112, the label / address window position information obtained by the label / address window position information extraction unit 113 is used as the label. -Extract the image information of the address window.

【0135】この抽出された画像情報は、宛名情報認識
部115に送られる。ラベルや宛名窓が存在しない場合
には、全画像情報が宛名情報認識部115に送られる。
宛名情報認識部115では、ラベル・宛名窓部分の画像
情報をもとに、文字認識・知識処理等により宛名情報を
解析するなどの画像処理を行なう。
The extracted image information is sent to the address information recognition section 115. If there is no label or address window, all image information is sent to the address information recognition unit 115.
The address information recognition unit 115 performs image processing such as analyzing the address information by character recognition and knowledge processing based on the image information of the label / address window portion.

【0136】そして、郵便物がどのように振り分けられ
るべきかを決定し、書状搬送・振り分け装置110に郵
便物区分処理命令を送る。書状搬送・振り分け装置11
0は、この命令に従い、書状の振り分け処理を行なう。
Then, it is determined how the mail should be sorted, and a letter sorting processing command is sent to the letter transport / sorting device 110. Letter transport / sorting device 11
According to this instruction, 0 executes letter distribution processing.

【0137】このように、本発明に係る段差検知装置を
書状搬送・振り分け装置110を制御するための段差検
知処理装置として用いることにより、効率的かつ正確に
宛名の認識を行ない、正しく素早く郵便物を区分処理す
ることが可能となる。
As described above, by using the step detecting device according to the present invention as the step detecting processing device for controlling the letter conveying / sorting device 110, the address can be recognized efficiently and accurately, and the mail can be correctly and quickly sent. It is possible to classify.

【0138】なお、面形状読み取り部11によって得ら
れたラベル・宛名窓の面形状情報は、画像読み取り部1
2によって得られた画像からラベル・宛名窓部分の画像
を単に切り出すのみならず、その面形状情報を用いて画
像情報を処理するためのいかなる用途に用いることもで
きる。
The surface shape information of the label / address window obtained by the surface shape reading unit 11 is obtained by the image reading unit 1.
The image of the label / address window portion is not simply cut out from the image obtained by 2, but can be used for any purpose for processing the image information using the surface shape information.

【0139】例えば、面形状読み取り部111によって
得られた段差領域の位置情報により、書状200面上の
各領域に対し、宛名記載領域である確率を計算して、最
も確率の高い領域部分から順に宛名認識を試みるという
処理構成が考えられる。
For example, based on the position information of the step area obtained by the surface shape reading unit 111, the probability of being the address writing area is calculated for each area on the surface of the letter 200, and the area portion having the highest probability is sequentially ordered. A processing configuration in which address recognition is tried can be considered.

【0140】このような構成により、初回に宛名ラベル
・宛名窓位置情報の抽出に失敗した場合でも、2回目以
降に正しい宛名ラベル・宛名窓位置情報が抽出され、宛
名認識の成功確率が増す。
With such a configuration, even when the extraction of the address label / address window position information fails for the first time, the correct address label / address window position information is extracted from the second time onward, and the probability of successful address recognition increases.

【0141】このように、面形状読み取り部111によ
って得られた面形状の情報は、画像読み取り部112に
よって得られた画像から宛名ラベル・宛名窓部分の画像
を単に切り出すために用いるのみならず、画像情報を処
理するためのいかなる用途に用いたものであってもよ
い。
As described above, the surface shape information obtained by the surface shape reading unit 111 is used not only for simply cutting out the image of the address label / address window portion from the image obtained by the image reading unit 112, It may be used for any purpose for processing image information.

【0142】また、図12の段差検知処理装置の構成は
図示したものに限定されるものではなく、画像読み取り
部112を省略し、画像読み取り部112で得られる画
像の代わりに面形状読み取り部111の撮像部で得られ
た画像を、画像情報として用いる構成であってもよい。
The configuration of the step detection processing device in FIG. 12 is not limited to that shown in the figure, and the image reading unit 112 is omitted and the surface shape reading unit 111 is used instead of the image obtained by the image reading unit 112. The image obtained by the image capturing unit may be used as image information.

【0143】画像読み取り部112で得られる画像と面
形状読み取り部111で得られる画像は、段差部を除き
ほぼ同じものが得られる。したがって、このように画像
読み取り部112を省略して、面形状読み取り部111
に画像読み取り部の機能を持たせる構成が可能である。
これにより、装置の簡略化やコスト削減のメリットがあ
る。
The image obtained by the image reading unit 112 and the image obtained by the surface shape reading unit 111 are almost the same except for the step portion. Therefore, the image reading unit 112 is omitted in this way, and the surface shape reading unit 111 is omitted.
It is possible to have a configuration in which the function of the image reading unit is provided.
This has the advantage of simplifying the device and reducing costs.

【0144】また、段差検知処理装置の構成および目的
は上述したものに限定されるものではなく、搬送される
書状200から面形状読み取り部111により面形状を
読み取り、これをもとにフラップ(郵便書状の折り返し
封緘部)や切手の位置を検知し、書状200の表裏を取
り揃えたり、仕分けするものであってもよい。
The structure and purpose of the step detection processing device are not limited to those described above. The surface shape reading unit 111 reads the surface shape from the letter 200 to be conveyed, and the flap (postal mail) is read based on the read surface shape. It is also possible to detect the position of the folded back sealing portion of the letter) or the position of a stamp and sort or sort the front and back of the letter 200.

【0145】このように、画像読み取り部112が無い
構成であっても、面形状読み取り部111で得られた面
形状情報をもとに、郵便物などの区分・仕分け・取り揃
え処理等の有用な処理を行なう段差検知処理装置が構成
できる。
As described above, even if the image reading unit 112 is not provided, it is useful for sorting, sorting, sorting, etc. of mail based on the surface shape information obtained by the surface shape reading unit 111. A step detection processing device that performs processing can be configured.

【0146】このような種々の変形が可能であるが、読
み取った画像データを読み取った面形状データを用いて
処理し、有効に活用するという本発明の趣旨を逸脱しな
い限り、これらの変形は全て本発明に含まれるものであ
る。
Although various modifications can be made as described above, all of these modifications are possible unless deviating from the gist of the present invention in which the read image data is processed using the read surface shape data and is effectively utilized. It is included in the present invention.

【0147】(第8の実施形態) 図13に、本発明の第8実施形態にかかる段差検知装置
の全体の構成を示す。また、図14は、図13の段差検
知装置を手前方向から見た場合の正面図である。さら
に、図15は図13の段差検知装置を上から見た場合の
上面図である。なお、図1と同一部分には、同一符号を
付して説明する。
(Eighth Embodiment) FIG. 13 shows the overall structure of a step detecting device according to an eighth embodiment of the present invention. Further, FIG. 14 is a front view of the step detecting device of FIG. 13 when viewed from the front side. Further, FIG. 15 is a top view of the step detecting device of FIG. 13 when viewed from above. The same parts as those in FIG. 1 will be described with the same reference numerals.

【0148】本実施形態の段差検知装置は、例えば郵便
物の宛名ラベルや宛名表示用セロハン窓(宛名窓)の位
置および領域検出装置等に用いられるものであり、照明
部・撮像部・画像処理部の3部分から構成される。
The step detecting device of this embodiment is used for, for example, the address label of a mail item, the position of a cellophane window for address display (address window), and the area detecting device. It consists of three parts.

【0149】照明部は本実施形態を特徴づける最も重要
な部分である。照明部は郵便物などの書状に対して左右
両方向から照明光を大入射角で照射するものであり、細
長い出射口からライン状領域220に向けて照明ビーム
を発する2つの照明装置310および315、および、
被照射点ごとに入射する照明光を選択するために書状2
00面付近に設置された2つの櫛形スリット430およ
び435から構成される。
The lighting unit is the most important part that characterizes this embodiment. The illumination unit irradiates a letter such as a postal matter with illumination light from both left and right directions at a large incident angle, and two illumination devices 310 and 315 that emit an illumination beam from the elongated exit to the linear region 220. and,
Letter 2 to select the incident illumination light for each illuminated point
It is composed of two comb-shaped slits 430 and 435 installed near the 00 plane.

【0150】このスリットの遮光部としての作用によ
り、照明装置310から発射された照明光410は左斜
め上方向から、照明装置315から発射された照明光4
15は右斜め上方向から、図示しない搬送装置によって
副走査方向230へ搬送される書状200の面上の直線
状の読み取り領域220内の互い違いの位置を、それぞ
れ同時に照明する。これらについてこれから詳細に説明
する。
Due to the action of the slit as a light shielding portion, the illumination light 410 emitted from the illumination device 310 is emitted from the illumination device 315 from the obliquely upper left direction.
Reference numeral 15 simultaneously illuminates the staggered positions in the linear reading area 220 on the surface of the letter 200 conveyed in the sub-scanning direction 230 from the obliquely upper right direction. These will be described in detail below.

【0151】細長い出射口からライン状領域220に向
けて照明ビームを発する左右の照明装置310および3
15には、ライン型ライトガイドを用いる。ライン型ラ
イトガイドとは、ハロゲンランプ等の光源を発した光束
を、一旦光ファイバーを束にした光ファイバー束に集光
・入射し、光ファイバー束の出射端をライン状(例えば
1直線上に2列)に並べ替えたようなものであり、ライ
ン状の領域を均等に照明するのに適した光学素子であ
る。
The left and right illuminating devices 310 and 3 which emit an illuminating beam from the elongated emission port toward the linear region 220.
A line type light guide is used for 15. A line-type light guide is one in which a light beam emitted from a light source such as a halogen lamp is once collected and made incident on an optical fiber bundle that is a bundle of optical fibers, and the output end of the optical fiber bundle is linear (for example, two rows on one straight line). The optical element is suitable for uniformly illuminating a line-shaped region.

【0152】これより発して読み取り領域220に達す
る照明光410と照明光415の入射角、つまり書状2
00面の法線と成す角度θは等しく、各々θ=45°程
度とする。
The incident angles of the illumination light 410 and the illumination light 415 emitted from this to reach the reading area 220, that is, the letter 2
The angle θ formed by the normal line of the 00 plane is equal to each other, and each θ is about 45 °.

【0153】また、両照明装置310、315の照明能
力は互いに等しく、この系を真上から見たとき、両照明
装置310、315は読み取り領域220に対して対称
な位置にある。
The illumination capacities of the illumination devices 310 and 315 are equal to each other, and when the system is viewed from directly above, the illumination devices 310 and 315 are symmetrical with respect to the reading area 220.

【0154】なお、読み取り領域220は、副走査方向
230と垂直、つまり主走査方向と平行な長手方向を持
つライン状領域であり、このライン状領域の画像が撮像
部を構成するCCDラインイメージセンサ540によっ
て読み取られる。
The reading area 220 is a line-shaped area having a longitudinal direction perpendicular to the sub-scanning direction 230, that is, parallel to the main-scanning direction, and the image of this line-shaped area constitutes a CCD line image sensor constituting an image pickup section. Read by 540.

【0155】読み取り領域220に照射される照明光4
10、415は、図15に示す櫛形のスリット430お
よび435の存在により、それぞれ多数の平行で等間隔
な照明ビームとなって読み取り領域220を照射する。
Illumination light 4 applied to the reading area 220
The presence of comb-shaped slits 430 and 435 shown in FIG.

【0156】照明光410の照明ビームは多数の照明ス
ポット221を照射し、また照明光415からの照明ビ
ームは多数の照射スポット222を照射する。また、書
状200面が平面である場合、照明光410と照明光4
15の両方により、直線状の読み取り領域220上は均
一な照度で照明されるように調整する。
The illumination beam of the illumination light 410 illuminates a number of illumination spots 221 and the illumination beam of the illumination light 415 illuminates a number of illumination spots 222. When the surface of the letter 200 is flat, the illumination light 410 and the illumination light 4 are
Both of 15 adjust so that the linear reading area 220 is illuminated with a uniform illuminance.

【0157】照明光410の照明する多数の照射スポッ
ト221と照明光415の照明する多数の照射スポット
222は、図19に示されているように、直線上の読み
取り領域220上において一つおきに互い違いに(22
1,222,221,222,…と)等間隔に並んでい
る。図18は、書状200の宛名ラベル付近の照明を説
明するための図である。
As shown in FIG. 19, a large number of irradiation spots 221 illuminated by the illumination light 410 and a large number of irradiation spots 222 illuminated by the illumination light 415 are alternately arranged on the linear reading area 220. Alternately (22
1, 222, 221, 222, ...). FIG. 18 is a diagram for explaining the illumination near the address label of the letter 200.

【0158】書状200は直線状の読み取り領域220
の長手方向と直交する搬送方向230に搬送されるの
で、読み取り領域220によって書状200面上全体が
右から左方向に走査されることになる。
The letter 200 is a linear reading area 220.
Since the sheet is conveyed in the conveying direction 230 that is orthogonal to the longitudinal direction, the reading area 220 scans the entire surface of the letter 200 from right to left.

【0159】したがって、多数の照射スポット221,
222もそれぞれ書状200面上全体にわたって右から
左方向に走査され、これにより書状200面全体は照射
スポット221,222の軌跡に沿って、搬送方向23
0と平行な細長い多数の小照射領域軌跡に分割される。
この様子を図20に示す。
Therefore, a large number of irradiation spots 221,
222 is also scanned from right to left over the entire surface of the letter 200, so that the entire surface of the letter 200 is scanned along the loci of the irradiation spots 221 and 222 in the transport direction 23.
It is divided into a number of elongated small irradiation area trajectories parallel to zero.
This state is shown in FIG.

【0160】すなわち、書状200面の撮像画像は、左
方向からの照明光310による多数の小照射領域軌跡
21と右方向からの照明光315による多数の小照射領
軌跡322とから構成され、かつそれら小照射領域
321と小照射領域軌跡322とが一つおきに交互に
並んで配置されることになる。
That is, the picked-up image of the surface of the letter 200 shows a large number of small irradiation area loci 3 by the illumination light 310 from the left.
Is composed of a large number of small radiation area path 322 by the illumination light 315 from 21 and to the right, and they small radiation area trajectories
The traces 321 and the small irradiation region loci 322 are arranged alternately every other line.

【0161】なお、改めて注釈すると、ここで「小照射
領域軌跡」と言っているのは、書状200面上の副走査
方向に細長い幅pの短冊型領域である。また、「照射ス
ポット」と言っているのは、ラインセンサの読み取り領
域を長さp毎に分割した小領域で、多くの場合は主走査
方向に細長い領域のことである。
It is to be noted that the "small irradiation area locus " is a strip area having a width p elongated in the sub-scanning direction on the surface of the letter 200. Further, the term "irradiation spot" is a small area obtained by dividing the reading area of the line sensor into lengths p, and in many cases is an elongated area in the main scanning direction.

【0162】小照射領域軌跡の境界と照射スポットの境
界は重なった位置にあり、照射スポットを副走査方向に
走査したときの各照射スポットの移動する軌跡が小照射
領域軌跡となる。
[0162] boundary between irradiated boundary spot of the small radiation area locus is in overlapping positions, moving loci of the irradiation spot when scanning an irradiated spot in the sub scanning direction becomes small radiation area trajectory.

【0163】照明部の特性を記述する上で、以下に述べ
るp,d,wの3つのパラメータが重要である。スリッ
トは図15に示すような形状であり、左右互い違いとな
るように設置され、そのピッチは図示するようにpであ
る。また、図14に示すように、このスリットは、被照
射部から光線入射方向に測って距離dの位置に設置され
ている。
In describing the characteristics of the illumination section, the following three parameters p, d and w are important. The slits have a shape as shown in FIG. 15, are installed so that they are staggered left and right, and the pitch thereof is p as shown. Further, as shown in FIG. 14, this slit is installed at a position of a distance d measured from the irradiated portion in the light ray incident direction.

【0164】また、ライン型ライトガイドから出る光の
出射方向と光強度の関係は、それを構成する光ファイバ
ーの特性によって決まる。光ファイバーの中心軸方向を
中心としてどの程度の広がりを持った方向に光が出射さ
れるかを表すために、広がり幅wを用いる。
Further, the relationship between the emission direction of the light emitted from the line type light guide and the light intensity is determined by the characteristics of the optical fibers forming the light guide. A divergence width w is used to represent the extent to which the light is emitted with the center axis direction of the optical fiber as the center.

【0165】図16および図17において、光ファイバ
ー出射口から単位距離離れた平面上において、照度が中
心点の1/√eに落ちる半径をwとする。ただし、光フ
ァイバーの口径は単位距離に比べて十分小さいものとす
る。これら3つのパラメータはp/wd>4を満たすよ
うに選ぶ。
In FIGS. 16 and 17, the radius at which the illuminance drops to 1 / √e of the center point on the plane separated by a unit distance from the optical fiber exit is w. However, the diameter of the optical fiber shall be sufficiently smaller than the unit distance. These three parameters are chosen to satisfy p / wd> 4.

【0166】例えば、w=0.24のときに、p=5m
m、d=4mmなどの値が考えられる。後述するよう
に、これら3パラメータを用いて読み取り領域における
照度分布を決定できる。
For example, when w = 0.24, p = 5 m
Values such as m and d = 4 mm are possible. As will be described later, the illuminance distribution in the reading area can be determined using these three parameters.

【0167】また、図13に示されているように、直線
状の読み取り領域220の上方には結像レンズ530が
位置し、さらにその上方に位置するCCDラインイメー
ジセンサ540上にその像を結像し、撮像する。
Further, as shown in FIG. 13, an imaging lens 530 is located above the linear reading area 220, and the image is formed on a CCD line image sensor 540 located above it. Image and image.

【0168】書状200が副走査方向230へ搬送され
ることにより、CCDラインイメージセンサ540は書
状200全体の画像を撮像し、出力する。こうして得ら
れた画像データは、画像処理部100へ送られ、そこで
段差位置情報が抽出される。
When the letter 200 is conveyed in the sub-scanning direction 230, the CCD line image sensor 540 captures and outputs an image of the entire letter 200. The image data thus obtained is sent to the image processing unit 100, where the step position information is extracted.

【0169】以上により、本実施形態のおおまかな構成
について説明した。ここで、このような照明部および撮
像部を用いて得られる画像について説明する。
The rough structure of this embodiment has been described above. Here, an image obtained using such an illumination unit and an imaging unit will be described.

【0170】図13に示すような照明部・撮像部により
得られた画像は、櫛形の遮光板430および435の存
在により、ラベルエッジ等の段差部を除いた部分につい
ては、両側から照明を当てる通常の照明によるものと同
じものとなる。
The image obtained by the illumination unit / imaging unit as shown in FIG. 13 is illuminated from both sides except the step portions such as the label edges due to the presence of the comb-shaped light shielding plates 430 and 435. It will be the same as with normal lighting.

【0171】つまり、単に書状200面上の濃度分布ま
たは反射率分布を反映した画像が得られる。しかし、ラ
ベルエッジ部、特に搬送方向230と直交する主走査方
向のエッジにおいては、斜め照明の効果(大入射角の平
行光による照明による効果)によって、左右のどちら側
から照明されているかにより出力画素の値が異なる。
That is, an image simply reflecting the density distribution or reflectance distribution on the surface of the letter 200 can be obtained. However, the label edge portion, particularly the edge in the main scanning direction orthogonal to the transport direction 230, is output depending on which of the left and right sides is illuminated due to the effect of oblique illumination (effect of illumination by parallel light with a large incident angle). The pixel values are different.

【0172】つまり、照明方向とエッジの向きに応じ
て、輝線あるいは暗線が生じる。具体的には、エッジ部
において段差の段の高い側から斜め照明を行なった場合
にはそこに暗線が生じ、段の低い側から斜め照明を行な
った場合にはそこに輝線が生じる。
That is, a bright line or a dark line occurs depending on the illumination direction and the edge direction. Specifically, when oblique illumination is performed from the high step side of the step at the edge portion, a dark line occurs there, and when oblique illumination is performed from the low step side, a bright line occurs there.

【0173】したがって、隣接する小照射領域軌跡間の
境界を跨いでラベルエッジが存在する場合には、それら
小照射領域軌跡間の境界において輝線が暗線に、または
その逆への遷移を起こし、それら隣接する小照射領域
間で明暗の不連続性を生ずる。このような画像の例を
図20に示す。
Therefore, when the label edge exists across the boundary between the adjacent small irradiation area loci , the bright line causes a transition to the dark line or vice versa at the boundary between the small irradiation area trajectories , and Adjacent small irradiation area gauge
A light-dark discontinuity occurs between the traces . An example of such an image is shown in FIG.

【0174】図20において、宛名ラベルの左右のラベ
ルエッジはほぼ直線である。この直線に沿って、櫛形照
明の間隔に対応した特定の周期、かつ特定の位相で、輝
線と暗線が交互に入れ替わる。これによって、図示する
ように、ラベルエッジ部に破線状の画像が得られてい
る。
In FIG. 20, the label edges on the left and right of the address label are substantially straight lines. Along the straight line, the bright lines and the dark lines alternate with each other in a specific cycle corresponding to the interval of the comb-shaped illumination and a specific phase. As a result, a broken line image is obtained at the label edge portion as shown in the figure.

【0175】この信号の周期と位相を検出することによ
りラベルエッジなどの段差の存在を知ることができる。
これが本方式による段差検知の原理である。ラベルの右
端と左端のエッジでは同様の画像が得られるが、エッジ
部の信号の位相は反転したものとなる。つまり、右端の
輝線の部分が左端では暗線になり、右端の暗線の部分が
左端では輝線になる。これよりラベルの右端と左端を識
別することも可能である。
Presence of a step such as a label edge can be known by detecting the period and phase of this signal.
This is the principle of step detection by this method. Similar images are obtained at the right edge and the left edge of the label, but the phase of the signal at the edge portion is inverted. That is, the bright line portion at the right end becomes a dark line at the left end, and the dark line portion at the right end becomes a bright line at the left end. From this, it is also possible to distinguish the right end and the left end of the label.

【0176】具体的にエッジを検知するためには、パタ
ーンマッチングなどの画像処理技法を用いることができ
る。
An image processing technique such as pattern matching can be used to specifically detect the edge.

【0177】以上のように、本実施形態は、ある一定長
さpの区間ごとに左または右に切り替わる照明方向から
照射領域を照射することにより、段差位置および段差領
域を検知する。
As described above, in this embodiment, the step position and the step region are detected by irradiating the irradiation area from the illumination direction which is switched to the left or right for each section of a certain fixed length p.

【0178】このような互い違いの照明方向は、図15
に示す櫛形スリットを用いて実現するが、このスリット
の形状および設置位置に関して、p/wd>4の条件を
満たすことで良好な検知特性を実現できることを上で述
べた。
Such alternate illumination directions are shown in FIG.
Although it is realized by using the comb-shaped slit shown in (1), it has been described above that good detection characteristics can be realized by satisfying the condition of p / wd> 4 with respect to the shape and installation position of this slit.

【0179】この条件は、図13の構成において、左か
らの照明光410により照射されるべき照射スポット2
21に右からの照明光415が迷い込むこと、などをな
るべく避けるために必要なものである。この条件につい
て、以下に詳細に述べる。
This condition is that the irradiation spot 2 to be irradiated with the illumination light 410 from the left in the configuration of FIG.
This is necessary in order to prevent the illumination light 415 from the right from entering the 21 as much as possible. This condition will be described in detail below.

【0180】まず、スリットが無い場合の照度分布につ
いて説明する。dは図14に記載のように、照明光の照
射方向に測った櫛形の遮光板と被照射部(読み取り領域
220)とのあいだの距離である。
First, the illuminance distribution when there is no slit will be described. As shown in FIG. 14, d is the distance between the comb-shaped shading plate measured in the irradiation direction of the illumination light and the irradiated portion (reading area 220).

【0181】また、wは光源に用いられるライン型ライ
トガイドを構成する光ファイバーから出る光の広がり具
合いを表す指標である。ここでwの定義について、図1
6および図17を用いて説明する。
Further, w is an index showing the spread of light emitted from the optical fiber forming the line type light guide used as the light source. Here, regarding the definition of w, FIG.
6 and FIG.

【0182】図16において、1本の光ファイバー(断
面積ΔA)をz軸上に置き、その出射口と原点との距離
Lがファイバー断面の大きさに対して十分大きくなるよ
うにする。そして、xy−平面上に被照射面を置き、x
−軸上における照度分布を計測する。多くの場合、この
照度分布は
In FIG. 16, one optical fiber (cross-sectional area ΔA) is placed on the z-axis so that the distance L between its exit and the origin is sufficiently large with respect to the size of the fiber cross section. Then, the irradiated surface is placed on the xy-plane, and x
-Measure the illuminance distribution on the axis. In most cases, this illuminance distribution is

【数1】 のように近似できる。例えば典型的な場合においては、
w=0.24,c=2.8などである。このように、w
は単位距離離れた平面上に作る照度分布の半幅などとし
て定義できる。さて、このような出射光広がり特性を持
つ断面積ΔAの光ファイバーと被照射部の距離がDのと
き、被照射部の照度は
[Equation 1] Can be approximated as For example, in the typical case,
For example, w = 0.24, c = 2.8. Like this, w
Can be defined as the half-width of the illuminance distribution created on a plane separated by a unit distance. Now, when the distance between the optical fiber having a cross-sectional area ΔA having such outgoing light spreading characteristics and the irradiated portion is D, the illuminance of the irradiated portion is

【数2】 となる。また、出射口の幅と被照射部の幅が両方とも十
分狭く、図14に示す入射方向θがθ≠0のときには、
被照射部の照度は単に上記式に| cosθ|に乗じたもの
となる。これらより、幅ΔY、長さΔXの出射口を持つ
ラインファイバーから距離D離れた面での照度分布I
(x,y)は
[Equation 2] Becomes Further, when both the width of the emission port and the width of the irradiated portion are sufficiently narrow and the incident direction θ shown in FIG. 14 is θ ≠ 0,
The illuminance of the irradiated portion is simply the above equation multiplied by | cos θ |. From these, the illuminance distribution I on the surface at a distance D from the line fiber having the exit with the width ΔY and the length ΔX
(X, y) is

【数3】 となる。[Equation 3] Becomes

【0183】さらにスリットも入れた場合について考え
る。被照射面をxy−平面、ライン型ライトガイドを構
成する光ファイバーはz軸に平行な向きであり、出射口
の中心は(x,y,z)=(0,0,D)、出射口の長
手方向はx方向であるとする。
Consider a case where a slit is further provided. The irradiated surface is an xy-plane, and the optical fiber forming the line-type light guide is oriented parallel to the z-axis, and the center of the emission port is (x, y, z) = (0, 0, D). The longitudinal direction is the x direction.

【0184】また、スリットは平面z=d内にあり、2
np<x<(2n+1)pでは透過、(2n−1)p<
x<2npでは遮光とする(ただし、nは整数)。この
ように、ライン型ライトガイドとスリットにより構成さ
れる照明系によって得られる照射面上の照度分布を計算
する。
Further, the slit is in the plane z = d, and 2
np <x <(2n + 1) p is transparent, (2n-1) p <
When x <2np, light is shielded (however, n is an integer). In this way, the illuminance distribution on the irradiation surface obtained by the illumination system composed of the line type light guide and the slit is calculated.

【0185】ライン型ライトガイド出射口がx方向に十
分長い(ΔX/p>>1)場合には、x方向について並
進対称性が成り立つ。このとき、x軸に垂直な平面で系
を切ると、z=D、幅ΔYの光源から光がI(x)の表
式で表される広がりを持って発せられている。
When the line-type light guide outlet is sufficiently long in the x direction (ΔX / p >> 1), translational symmetry is established in the x direction. At this time, when the system is cut along a plane perpendicular to the x-axis, light is emitted from a light source having z = D and a width ΔY with a spread represented by the formula I (x).

【0186】また、y軸に垂直な平面で系を切ると、z
=D上に無限に長い光源が存在し、被照射部からはこの
光源をz=dに存在するスリットを通して覗くことにな
る。光源をある方向にでた光線の輝度は、スリットを抜
ける前も後も変化しないので、この状態はスリットの透
過部にI(x)の表式で表される広がりをもつ光源が存
在するのと等価である。被照射面内のx軸上における照
度を考えるときには、z=d、y=0の直線上に、幅
(d/D)ΔY、長さpで、I(x)の表式で表される
広がりを持って発せられる光源が、間隔pごとに並んで
いる場合の照度として計算できる。
If the system is cut along a plane perpendicular to the y-axis, z
= D has an infinitely long light source, and this light source is seen through the slit existing at z = d from the irradiated portion. Since the brightness of the light beam that exits the light source in a certain direction does not change before or after passing through the slit, this state means that there is a light source having a spread represented by the formula I (x) in the transmission part of the slit. Is equivalent to When considering the illuminance on the x-axis within the irradiated surface, the width (d / D) ΔY and the length p are represented by a formula of I (x) on a straight line of z = d and y = 0. It can be calculated as the illuminance when light sources emitted with a spread are arranged at intervals p.

【0187】[0187]

【数4】 という関数を定義して、これを用いてピッチ2p(幅
p)のスリットの透過率を表すと、H(X/p)とな
る。これより、
[Equation 4] The following function is defined, and the transmittance of the slit having a pitch of 2p (width p) is expressed by using this function, which is H (X / p). Than this,

【数5】 が得られる。[Equation 5] Is obtained.

【0188】ここで得られた式によると、読み取り部に
おける照度分布I(x,y=0)の形状は、係数p/w
dにより決定されることがわかる(細かく言えば、I
(x)の関数形にも依存する。この場合はexp{−|
x|c/2} )。上式の積分は、exp{|x|c/2} を
ある一定間隔 2p/wd毎に現れる長さp/wdの積
分範囲で積分しているのと同じことである。exp{|
x|c/2} の中心のピークが、この積分範囲の中心に位
置するとき、上式は最大値Imax (p/wd)をとる。
また、exp{|x|c/2} の中心のピークが、この積
分範囲の隙間の中心に位置するとき、上式は最小値Ima
x (p/wd)をとる。
According to the equation obtained here, the shape of the illuminance distribution I (x, y = 0) in the reading section is determined by the coefficient p / w.
It can be seen that it is determined by d (specifically, I
It also depends on the functional form of (x). In this case, exp {-|
x | c / 2}). The integral of the above equation is the same as the integral of exp {| x | c / 2} in the integral range of the length p / wd that appears at every certain interval 2p / wd. exp {|
When the peak at the center of x | c / 2} is located at the center of this integration range, the above equation takes the maximum value Imax (p / wd).
Further, when the peak at the center of exp {| x | c / 2} is located at the center of the gap in this integration range, the above equation is the minimum value Ima.
Take x (p / wd).

【0189】これより、I(x,y=0)の最大値はe
xp{−|x|c/2} の中心付近を積分することになる
x/p=+1/2のときであり、最小値はx/p=−1
/2のときである。
From this, the maximum value of I (x, y = 0) is e
xp {-| x | c / 2} is the case where x / p = + 1/2, which is to integrate near the center, and the minimum value is x / p = -1.
It is / 2.

【0190】ただし、上記積分範囲の幅がexp{|x
|c/2} の全幅の1/3程度であるときなどには、ex
p{|x|c/2} の中心部の寄与より周辺部の寄与の方
が大きくなり、最大値と最小値が入れ替わることがあ
る。上記積分範囲の幅がexp{|x|c/2} の幅に比
べて十分大きいときには、
However, the width of the integration range is exp {| x
When it is about 1/3 of the full width of | c / 2}, ex
The contribution of the peripheral part of p {| x | c / 2} becomes larger than that of the central part, and the maximum value and the minimum value may be interchanged. When the width of the integration range is sufficiently larger than the width of exp {| x | c / 2},

【数6】 となり、また[Equation 6] Next to

【数7】 となる。このとき、最大値と最小値の差はImax (∞)
となり、この値を基準として「変調度」を定義できる。
すなわち、左方向からの照明光による照度をIL(x,p/w
d) 、右方向からの照明光による照度をIR(x,p/wd) と
するとき、IR(x,p/wd)=Imax (∞)−IL(x,p/wd) の
関係がある。これらを用いて、|IL(x,p/wd) −IR(x,
p/wd) |/Imax (∞)を、点xにおける変調度と定義
する。特に、IL(x,p/wd) またはIR(x,p/wd) が最大値
または最小値をとるx=±p/2における変調度を、単
に「変調度」と呼ぶことにする。つまり、スリットを入
れたときの最大照度と最小照度の差を、この基準の照度
で割った値が「変調度」である。
[Equation 7] Becomes At this time, the difference between the maximum value and the minimum value is Imax (∞)
Therefore, the "modulation degree" can be defined with reference to this value.
That is, the illuminance due to the illumination light from the left is IL (x, p / w
d), when the illuminance due to the illumination light from the right direction is IR (x, p / wd), there is a relation of IR (x, p / wd) = Imax (∞) −IL (x, p / wd). . Using these, | IL (x, p / wd) −IR (x,
p / wd) | / Imax (∞) is defined as the modulation factor at the point x. In particular, the modulation degree at x = ± p / 2 at which IL (x, p / wd) or IR (x, p / wd) takes the maximum value or the minimum value is simply referred to as “modulation degree”. That is, the value obtained by dividing the difference between the maximum illuminance and the minimum illuminance when the slit is formed by this reference illuminance is the “modulation degree”.

【0191】上記のように、櫛形スリットによる被照射
領域照度の「変調度」はp/wdのみによって決まる。
p/wdが小さいときには、スリットパターンは被照射
面上で完全にボケてしまい、十分な「変調度」を得られ
ない。したがって、段差の検知にも支障が出る。p/w
dが十分に大きければ、スリットパターンが被照射面に
投影され、十分な「変調度」を得られる。
As described above, the "modulation degree" of the illuminance of the illuminated area by the comb-shaped slit is determined only by p / wd.
When p / wd is small, the slit pattern is completely blurred on the illuminated surface, and a sufficient "modulation degree" cannot be obtained. Therefore, there is a problem in detecting a step. p / w
If d is sufficiently large, the slit pattern is projected onto the illuminated surface, and a sufficient “modulation degree” can be obtained.

【0192】ここで、図21にp/wdの値に対する
「変調度」のグラフを示す。これを参照すると、櫛形照
明の「変調度」、つまり隣接する小照射領域の中心部同
士の照度の差を規格化したものは、p/wd=1.1に
おいて0となる。つまり、p/wd>1.1を満たさな
い場合には、本実施形態によって特徴的パターンを捉え
た段差検出はできない。より現実的には、「変調度」は
ほぼ100%あるほうが、照明光を有効利用できるた
め、望ましいと言える。
FIG. 21 shows a graph of "modulation degree" with respect to the value of p / wd. With reference to this, the “modulation degree” of comb-shaped illumination, that is, the normalized difference in illuminance between the central portions of adjacent small irradiation regions is 0 at p / wd = 1.1. That is, when p / wd> 1.1 is not satisfied, it is not possible to detect the level difference by capturing the characteristic pattern according to the present embodiment. More practically, it is preferable that the “modulation degree” is almost 100% because the illumination light can be effectively used.

【0193】再度図21を参照すると、p/wd>4で
あればp/wdはこの意味においても十分大きいと言え
るであろう。
Referring again to FIG. 21, it can be said that p / wd is sufficiently large in this sense if p / wd> 4.

【0194】以上の計算に基づいて、p,d,wが各値
をとるときのライン状読み取り領域220における照度
分布を計算した。図22にp/wd=1のときの照度分
布の様子を表す図を示す。この場合は、スリットのピッ
チが狭すぎる、または、スリットと読み取り領域との間
隔が広すぎる、あるいは、照明光410および415の
指向性が十分でないために、櫛形のパターンが完全にボ
ケてしまい、読み取り領域内全体で、左右両方向からの
光が混じり合っている。
Based on the above calculation, the illuminance distribution in the line-shaped reading area 220 when p, d and w take respective values was calculated. FIG. 22 is a diagram showing the state of the illuminance distribution when p / wd = 1. In this case, the pitch of the slits is too narrow, the distance between the slits and the reading area is too wide, or the directivity of the illumination lights 410 and 415 is insufficient, so that the comb-shaped pattern is completely blurred. Light from both left and right directions is mixed in the entire reading area.

【0195】この状態は、櫛形スリット無しで、左右か
ら半分の光強度の光源で照明しているのとほぼ同じ状態
で、段差検知を行なうことはできない。図23にp/w
d=2のときの照度分布の様子を表す図を示す。この場
合は、「変調度」は約55%となる。読み取り領域22
0内のどの位置においても左右両方向から照明光が当た
っているため、段差部における暗線または輝線のコント
ラストが低い。このため、段差検知は可能ではあるが、
「変調度」は最大値と比べ相当量減少する。図24にp
/wd=4のときの照度分布の様子を表す図を示す。
In this state, the level difference cannot be detected in the almost same state as illumination with a light source having a half light intensity from the left and right without a comb-shaped slit. Figure 23 shows p / w
The figure showing the mode of illuminance distribution when d = 2 is shown. In this case, the “modulation degree” is about 55%. Reading area 22
Since the illumination light is applied from both left and right directions at any position within 0, the contrast of the dark line or the bright line in the step portion is low. Therefore, although it is possible to detect a step,
The “modulation degree” is considerably reduced compared to the maximum value. P in FIG.
The figure showing the mode of illuminance distribution when / wd = 4 is shown.

【0196】この場合は、「変調度」はほぼ100%と
なり、各小照射領域の中心点付近においては左右方向か
らの光が十分分離されている。このとき、主走査方向に
関しpの分解能で段差領域(宛名ラベル)の位置を検知
することが可能である。図25にp/wd=8のときの
照度分布の様子を表す図を示す。この状態になれば、小
照射領域の境界部を見分けることが十分可能である。
In this case, the “modulation degree” is almost 100%, and the light from the left and right directions is sufficiently separated near the center point of each small irradiation area. At this time, it is possible to detect the position of the step region (address label) with a resolution of p in the main scanning direction. FIG. 25 shows a diagram showing the state of the illuminance distribution when p / wd = 8. In this state, it is possible to sufficiently distinguish the boundary portion of the small irradiation area.

【0197】p/wdに4という閾値を決めたことに関
して、若干の補足を行なう。上述のように、この4とい
う閾値は、隣接する小照射領域の中心部同士の照度の差
が十分に表れるように決めたものである。中心部のみに
注目して基準を定めたことについて補足する。
Regarding the determination of the threshold value of 4 for p / wd, a little supplement will be made. As described above, the threshold value of 4 is determined so that the difference in illuminance between the central portions of the adjacent small irradiation areas is sufficiently expressed. A supplementary explanation will be given that the criteria are set by focusing only on the central part.

【0198】実際に本実施形態のような照明を行なうと
図20のような画像が得られるが、このような画像から
段差領域を検出する処理は、画像処理により行なう。目
的とする段差領域が郵便書状の宛名ラベルである場合に
は、一般の形状の段差領域を検知する場合に比べて、処
理内容をかなり簡略化することができる。一つの理由
は、このような宛名ラベルはほとんどの場合長方形であ
り、ラベルのエッジはほぼ直線的であるため、一般の形
状を検知する場合に比べて単純な処理で済むことであ
る。
When the illumination as in the present embodiment is actually performed, an image as shown in FIG. 20 is obtained, and the processing for detecting the step area from such an image is performed by image processing. When the target step area is a mailing address label, the processing content can be considerably simplified as compared with the case where a general step area is detected. One reason is that such an address label is almost rectangular and the edges of the label are almost linear, so that the processing is simple compared to the case of detecting a general shape.

【0199】もう一つの理由は、位置検出の要求精度が
緩やかなのは、ラベルの大きさが数cmのオーダーであ
り、宛名領域を限定して宛名認識の処理時間を短縮した
り誤認識を回避する目的のためには、数mm程度以下の
精度は要求されないことが多いためである。
Another reason is that the required accuracy of position detection is gradual because the size of the label is on the order of several cm, and the address area is limited to shorten the processing time of address recognition and to avoid erroneous recognition. This is because an accuracy of about several mm or less is not often required for the purpose.

【0200】本実施形態の手法を用いる場合、少なくと
も小照射領域の中心部付近の照度分布変調度は十分であ
ることが必要である。しかし、小照射領域境界部付近の
変調度は必ずしも高くなくても良く(つまりボケていて
も良く)、このときには段差領域の位置検出精度は主走
査方向に関してp程度となる。
When the method of this embodiment is used, it is necessary that the illuminance distribution modulation degree at least near the center of the small irradiation area is sufficient. However, the degree of modulation in the vicinity of the small irradiation area boundary does not necessarily need to be high (that is, it may be blurred), and at this time, the position detection accuracy of the step area is about p in the main scanning direction.

【0201】数mm以下の検出精度を得るためには、櫛
形照明のピッチpは数mm以下であればよい。小照射領
域境界部付近の照明パターンがボケていても、Houg
h変換などの強力な直線抽出アルゴリズムを応用して、
小照射領域中心部付近の画素データのみからラベルエッ
ジの位置をp程度の精度で特定することは可能である。
In order to obtain the detection accuracy of several mm or less, the pitch p of the comb-shaped illumination may be several mm or less. Even if the illumination pattern near the small irradiation area boundary is blurred, Houg
Applying a powerful straight line extraction algorithm such as h conversion,
It is possible to specify the position of the label edge with an accuracy of about p only from the pixel data near the center of the small irradiation area.

【0202】つまり、p程度の要求精度を得るために
は、小照射領域中心部の「変調度」が十分であることが
条件で、このためには上述のようにp/wd>4であれ
ばよい。
That is, in order to obtain the required accuracy of about p, the "modulation degree" of the central portion of the small irradiation area is sufficient. For this purpose, p / wd> 4 as described above. Good.

【0203】次に、本実施形態による段差検知装置の効
果について説明する。本実施形態は、櫛形のスリットを
用いることにより特殊な照明を行ない、それによって段
差を高精度・高確度に検知するものである。
Next, the effect of the step detecting device according to the present embodiment will be explained. In this embodiment, special illumination is performed by using a comb-shaped slit, and thereby a step is detected with high accuracy and high accuracy.

【0204】本発明の方式により得られる画像は、従来
の櫛形構造の無い一様な照明によって得られる、書状面
の濃度分布を反映したものと非常に似ているが、ラベル
のエッジ部においては特定周期かつ特定位相の信号で変
調が掛かったものとなる。このため、得られた画像から
段差検出のための情報を取り出すことが可能であるばか
りでなく、得られた画像をラベル上の印字してある文字
の認識のために使うことも可能である。
The image obtained by the method of the present invention is very similar to the one obtained by the conventional uniform illumination without the comb structure, which reflects the density distribution of the writing surface, but at the edge portion of the label. The signal is modulated with a signal having a specific cycle and a specific phase. Therefore, it is possible not only to extract information for detecting a step from the obtained image, but also to use the obtained image for recognition of the characters printed on the label.

【0205】本発明にかかる照明装置は、それほど平行
度の高い光源を用いなくても、櫛形の遮光板を請求項に
示す条件に従って設置することにより、容易に実現可能
である。櫛形スリットは非常に安価に製作することが可
能で、段差検知に高い効果を発揮する。
The illuminating device according to the present invention can be easily realized by installing a comb-shaped light-shielding plate according to the conditions described in the claims without using a light source with a high degree of parallelism. Comb-shaped slits can be manufactured at very low cost and are highly effective in detecting steps.

【0206】また、本実施形態にかかる段差検知装置を
郵便物宛名読み取り区分機などに組み込めば、宛名認識
部において宛名の記載されている宛名ラベルや宛名窓の
領域を素早く正確に検知して、宛名の認識率と処理速度
を向上するなど、相乗効果を発揮することが可能であ
る。郵便物宛名読み取り区分機には、元々、書状面画像
取得装置が組み込まれている場合がほとんどである。
If the step detecting device according to the present embodiment is incorporated into a mail address reading / sorting machine or the like, the address recognition section can quickly and accurately detect the area of the address label or the address window where the address is described. It is possible to exert synergistic effects such as improving the recognition rate of addresses and the processing speed. In most cases, a letter image reading device is originally incorporated in a mail address reading / sorting machine.

【0207】このため、単に櫛形の遮光板を読み取り領
域付近に設置するだけのコストで、本来の機能に加え
て、段差検知の機能を追加することが可能である。
Therefore, it is possible to add a step detecting function in addition to the original function at the cost of simply installing the comb-shaped light shielding plate near the reading area.

【0208】以上、本発明の一実施形態について詳細に
説明したが、本発明はこの実施形態の構成に限定される
ものではない。例えば、CCDラインセンサの解像度に
関しては、副走査方向には段差部分の検知のために少な
くとも100μm程度の解像度が必要である。しかし、
主走査方向の解像度はそれほど高くなくても段差検知は
可能である。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the configuration of this embodiment. For example, with respect to the resolution of the CCD line sensor, at least 100 μm resolution is required for detecting a step portion in the sub-scanning direction. But,
Step detection is possible even if the resolution in the main scanning direction is not so high.

【0209】ただし、主走査方向の解像度も100μm
程度とすると、取得画像を文字認識と共用できる可能性
が生じる。段差検知は、各小照射領域ごとに1点または
数点を選択し、主走査方向の情報量を落としても、可能
である。
However, the resolution in the main scanning direction is 100 μm.
Depending on the degree, there is a possibility that the acquired image can be shared with the character recognition. The level difference can be detected by selecting one point or several points for each small irradiation area and reducing the information amount in the main scanning direction.

【0210】ライン照明とライン状読み取り領域200
の間に櫛形の遮光板(スリット)を置く場合、ライン状
読み取り領域の照度パターンは櫛形遮光板の極一部の形
状によって決まる。
Line illumination and line reading area 200
When a comb-shaped shading plate (slit) is placed between the two, the illuminance pattern of the line-shaped reading area is determined by the shape of a part of the comb-shaped shading plate.

【0211】つまり、図26において、ライン照明を発
してライン状読み取り領域に至る光線は、ライン状読み
取り領域の左右に斜め45°方向に延びる2枚の平面内
(図26の照明光410または415を含む平面)にほ
ぼ含まれる。
That is, in FIG. 26, a ray of light emitted from the line illumination to reach the line-shaped reading area is in two planes extending in the 45 ° oblique direction to the left and right of the line-shaped reading area (illumination light 410 or 415 in FIG. 26). Is almost included in the plane including).

【0212】したがって、遮光板の形状にとって重要な
のは、遮光板がこの2枚の平面と交差する部分の形状で
ある。図26に示すこの直線部分440および445の
上の、遮光部分と透過部分の並びかたが同じであれば、
その他の部分がいかなる形状でも、ライン状読み取り領
域の照度パターンは同じになる。よって、遮光板は図1
5のようなものを用いても、図28のようなものを用い
ても、同じ効果が得られる。
Therefore, what is important for the shape of the light shielding plate is the shape of the portion where the light shielding plate intersects these two planes. If the light-shielding portions and the light-transmitting portions are arranged in the same manner on the straight line portions 440 and 445 shown in FIG. 26,
The illuminance pattern of the linear reading area is the same regardless of the shape of the other portions. Therefore, the shading plate is shown in FIG.
The same effect can be obtained by using the one as shown in FIG. 5 or the one as shown in FIG.

【0213】また、この遮光板は、撮像部が読み取り領
域を読み取る妨げとなってはならないため、読み取り領
域付近に隙間450が必要である。しかし、段差検知の
ためには読み取り領域全体の画像情報は必要ではなく、
小照射領域内で1点または数点の情報があれば、段差検
知可能である。
Further, since the light shielding plate should not interfere with the reading of the reading area by the image pickup section, a gap 450 is required near the reading area. However, the image information of the entire reading area is not necessary for detecting the step,
If there is information about one or several points in the small irradiation area, it is possible to detect a step.

【0214】したがって、スリットの形状は、図27の
ように必要な部分にのみ遮光部分を取り付け、それらを
細いワイヤー500でつないだようなものでも構わな
い。ワイヤー部分が小照射領域の境界上付近に来る場
合、小照射領域境界部はもともと照度パターンがボケて
いて段差検知に使えない場合が多いため、多くの場合は
あまり問題にならない。
Therefore, the shape of the slit may be such that a light shielding part is attached only to a necessary part and they are connected by a thin wire 500 as shown in FIG. When the wire portion is near the boundary of the small irradiation area, the small irradiation area boundary portion originally has a blurred illuminance pattern and cannot be used for step detection, so in many cases, it is not a problem.

【0215】また、櫛形遮光板の形状は、遮光部と透過
部の幅が等しいものに限らない。遮光部のうちいずれか
一つについてでも、その幅pがp/wd>4を満たせ
ば、その部分の影が「変調度」100%で読み取り領域
に現れる。また、透過部のうちいずれか一つについてで
も、その幅pがp/wd>4を満たせば、その部分の形
状が「変調度」100%で読み取り領域に現れる。した
がって、その部分の読み取り画像については段差検知に
用いることが可能であり、このようなものも本発明に含
まれる。
Further, the shape of the comb-shaped light-shielding plate is not limited to the one in which the width of the light-shielding portion is equal to that of the transmitting portion. For any one of the light-shielding portions, if the width p satisfies p / wd> 4, the shadow of that portion appears in the reading area with a “modulation degree” of 100%. Further, if any one of the transmissive portions has a width p satisfying p / wd> 4, the shape of that portion appears in the reading area with a “modulation degree” of 100%. Therefore, the read image of that portion can be used for step detection, and such an image is also included in the present invention.

【0216】また、左右の照明光の入射角は、必ずしも
等しいものでなくても構わない。
The incident angles of the left and right illumination lights do not necessarily have to be the same.

【0217】このような種々の変形が可能であるが、本
発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの変形は全て本発
明に含まれるものである。
Although various modifications can be made as described above, these modifications are all included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.

【0218】(第9の実施形態) 図13に、本発明の第9実施形態にかかる段差検知装置
の全体の構成を示す。また、図14は、図13の段差検
知装置を手前方向から見た場合の正面図である。さら
に、図15は図13の段差検知装置を上から見た場合の
上面図である。本実施形態の段差検知装置は、例えば郵
便物の宛名ラベルや宛名表示用セロハン窓(宛名窓)の
位置および領域検出装置等に用いられるものであり、照
明部・撮像部・画像処理部の3部分から構成される。
(Ninth Embodiment) FIG. 13 shows the overall structure of a step detecting device according to a ninth embodiment of the present invention. Further, FIG. 14 is a front view of the step detecting device of FIG. 13 when viewed from the front side. Further, FIG. 15 is a top view of the step detecting device of FIG. 13 when viewed from above. The step detecting device of the present embodiment is used for, for example, an address label of a postal matter, a position of an address display cellophane window (address window), a region detecting device, and the like, and includes an illumination unit, an imaging unit, and an image processing unit. Composed of parts.

【0219】照明部は本実施形態を特徴づける最も重要
な部分である。照明部は郵便物などの書状に対して左右
両方向から照明光を大入射角で照射するものであり、細
長い出射口からライン状領域220に向けて照明ビーム
を発する2つの照明装置310および315、および、
被照射点ごとに入射する照明光を選択するために書状2
00面付近に設置された2つの櫛形スリット430およ
び435から構成される。
The illumination unit is the most important part that characterizes this embodiment. The illumination unit irradiates a letter such as a postal matter with illumination light from both left and right directions at a large incident angle, and two illumination devices 310 and 315 that emit an illumination beam from the elongated exit to the linear region 220. and,
Letter 2 to select the incident illumination light for each illuminated point
It is composed of two comb-shaped slits 430 and 435 installed near the 00 plane.

【0220】このスリットの遮光部としての作用によ
り、照明装置310から発射された照明光410は左斜
め上方向から、照明装置315から発射された照明光4
15は右斜め上方向から、図示しない搬送装置によって
副走査方向230へ搬送される書状200の面上の直線
状の読み取り領域220内の互い違いの位置を、それぞ
れ同時に照明する。これらについてこれから詳細に説明
する。
Due to the action of the slit as a light-shielding portion, the illumination light 410 emitted from the illumination device 310 is emitted from the illumination device 315 from the obliquely upper left direction.
Reference numeral 15 simultaneously illuminates the staggered positions in the linear reading area 220 on the surface of the letter 200 conveyed in the sub-scanning direction 230 from the obliquely upper right direction. These will be described in detail below.

【0221】細長い出射口からライン状領域220に向
けて照明ビームを発する左右の照明装置310および3
15には、ライン型ライトガイドを用いる。ライン型ラ
イトガイドとは、ハロゲンランプ等の光源を発した光束
を、一旦光ファイバーを束にした光ファイバー束に集光
・入射し、光ファイバー束の出射端をライン状(例えば
1直線上に2列)に並べ替えたようなものであり、ライ
ン状の領域を均等に照明するのに適した光学素子であ
る。
The left and right illuminating devices 310 and 3 which emit an illuminating beam from the elongated emission port toward the linear region 220.
A line type light guide is used for 15. A line-type light guide is one in which a light beam emitted from a light source such as a halogen lamp is once collected and made incident on an optical fiber bundle that is a bundle of optical fibers, and the output end of the optical fiber bundle is linear (for example, two lines on one straight line). The optical element is suitable for uniformly illuminating a line-shaped region.

【0222】これより発して読み取り領域220に達す
る照明光410と照明光415の入射角、つまり書状2
00面の法線と成す角度θは等しく、各々θ=45°程
度とする。
Incident angles of the illumination light 410 and the illumination light 415 emitted from this to reach the reading area 220, that is, the letter 2
The angle θ formed by the normal line of the 00 plane is equal to each other, and each θ is about 45 °.

【0223】また、両照明装置310、315の照明能
力は互いに等しく、この系を真上から見たとき、両照明
装置310、315は読み取り領域220に対して対称
な位置にある。
Further, the illumination capabilities of the two illumination devices 310 and 315 are equal to each other, and when the system is viewed from directly above, the illumination devices 310 and 315 are in symmetrical positions with respect to the reading area 220.

【0224】なお、読み取り領域220は、副走査方向
230と垂直、つまり主走査方向と平行な長手方向を持
つライン状領域であり、このライン状領域の画像が撮像
部を構成するCCDラインイメージセンサ540によっ
て読み取られる。
The reading area 220 is a line-shaped area having a longitudinal direction perpendicular to the sub-scanning direction 230, that is, parallel to the main-scanning direction, and the image of this line-shaped area constitutes a CCD line image sensor which constitutes an image pickup section. Read by 540.

【0225】読み取り領域220に照射される照明光4
10、415は、図15に示す櫛形のスリット430お
よび435の存在により、それぞれ多数の平行で等間隔
な照明ビームとなって読み取り領域を照射する。
Illumination light 4 applied to the reading area 220
Due to the presence of the comb-shaped slits 430 and 435 shown in FIG.

【0226】照明光410の照明ビームは多数の照明ス
ポット221を照射し、また照明光415からの照明ビ
ームは多数の照射スポット222を照射する。また、書
状200面が平面である場合、照明光410と照明光4
15の両方により、直線状の読み取り領域220上は均
一な照度で照明されるように調整する。
The illumination beam of the illumination light 410 illuminates a number of illumination spots 221 and the illumination beam of the illumination light 415 illuminates a number of illumination spots 222. When the surface of the letter 200 is flat, the illumination light 410 and the illumination light 4 are
Both of 15 adjust so that the linear reading area 220 is illuminated with a uniform illuminance.

【0227】照明光410の照明する多数の照射スポッ
ト221と照明光415の照明する多数の照射スポット
222は、図19に示されているように、直線上の読み
取り領域220上において一つおきに互い違いに(22
1,222,221,222,…と)等間隔に並んでい
る。
As shown in FIG. 19, a large number of irradiation spots 221 illuminated by the illumination light 410 and a large number of irradiation spots 222 illuminated by the illumination light 415 are alternately arranged on the linear reading area 220. Alternately (22
1, 222, 221, 222, ...).

【0228】書状200は直線状の読み取り領域220
の長手方向と直交する搬送方向230に搬送されるの
で、読み取り領域220によって書状200面上全体が
右から左方向に走査されることになる。
The letter 200 is a linear reading area 220.
Since the sheet is conveyed in the conveying direction 230 that is orthogonal to the longitudinal direction, the reading area 220 scans the entire surface of the letter 200 from right to left.

【0229】したがって、多数の照射スポット221,
222もそれぞれ書状200面上全体にわたって右から
左方向に走査され、これにより書状200面全体は照射
スポット221,222の軌跡に沿って、搬送方向23
0と平行な細長い多数の小照射領域に分割される。この
様子を図20に示す。
Therefore, a large number of irradiation spots 221,
222 is also scanned from right to left over the entire surface of the letter 200, so that the entire surface of the letter 200 is scanned along the loci of the irradiation spots 221 and 222 in the transport direction 23.
It is divided into a large number of elongated irradiation areas parallel to zero. This state is shown in FIG.

【0230】すなわち、書状200面の撮像画像は、左
方向からの照明光310による多数の小照射領域軌跡
21と右方向からの照明光315による多数の小照射領
軌跡322とから構成され、かつそれら小照射領域
321と小照射領域軌跡322とが一つおきに交互に
並んで配置されることになる。
That is, the picked-up image of the surface of the letter 200 shows a large number of small irradiation area loci 3 by the illumination light 310 from the left direction.
Is composed of a large number of small radiation area path 322 by the illumination light 315 from 21 and to the right, and they small radiation area trajectories
The traces 321 and the small irradiation region loci 322 are arranged alternately every other line.

【0231】なお、改めて注釈すると、ここで「小照射
領域」と言っているのは、書状200面上の副走査方向
に細長い幅pの短冊型領域である。また、「照射スポッ
ト」と言っているのは、ラインセンサの読み取り領域を
長さp毎に分割した小領域で、多くの場合は主走査方向
に細長い領域のことである。
It is to be noted that the "small irradiation area" here is a strip area having a width p which is elongated in the sub-scanning direction on the surface of the letter 200. Further, the term "irradiation spot" is a small area obtained by dividing the reading area of the line sensor into lengths p, and in many cases is an elongated area in the main scanning direction.

【0232】小照射領域の境界と照射スポットの境界は
重なった位置にあり、照射スポットを副走査方向に走査
したときの各照射スポットの移動する軌跡が小照射領域
となる。
The boundary of the small irradiation area and the boundary of the irradiation spot are located at the overlapping position, and the locus of movement of each irradiation spot when the irradiation spot is scanned in the sub-scanning direction is the small irradiation area.

【0233】照明部の特性を記述する上で、以下に述べ
るp,d,wの3つのパラメータが重要である。スリッ
トは図15に示すような形状であり、左右互い違いとな
るように設置され、そのピッチは図示するようにpであ
る。また、図14に示すように、このスリットは、被照
射部から光線入射方向に測って距離dの位置に設置され
ている。
In describing the characteristics of the illumination section, the following three parameters of p, d and w are important. The slits have a shape as shown in FIG. 15, are installed so that they are staggered left and right, and the pitch thereof is p as shown. Further, as shown in FIG. 14, this slit is installed at a position of a distance d measured from the irradiated portion in the light ray incident direction.

【0234】また、ライン型ライトガイドから出る光の
出射方向と光強度の関係は、それを構成する光ファイバ
ーの特性によって決まる。光ファィバーの中心軸方向を
中心としてどの程度の広がりを持った方向に光が出射さ
れるかを表すために、広がり幅wを用いる。
The relationship between the emission direction of the light emitted from the line type light guide and the light intensity is determined by the characteristics of the optical fibers constituting the light guide. The spread width w is used to represent the extent to which light is emitted with the center axis direction of the optical fiber as the center.

【0235】図16および図17において、光ファイバ
ー出射口から単位距離離れた平面上において、照度が中
心点の1/√eに落ちる半径をwとする。ただし、光フ
ァイバーの口径は単位距離に比べて十分小さいものとす
る。これら3つのパラメータはp/wd>8を満たすよ
うに選ぶ。例えば、w=0.24のときに、p=5m
m、d=4mmなどの値が考えられる。後述するよう
に、これら3パラメータを用いて読み取り領域における
照度分布を決定できる。
In FIGS. 16 and 17, let w be the radius at which the illuminance drops to 1 / √e of the center point on a plane that is a unit distance away from the optical fiber outlet. However, the diameter of the optical fiber shall be sufficiently smaller than the unit distance. These three parameters are chosen to satisfy p / wd> 8. For example, when w = 0.24, p = 5 m
Values such as m and d = 4 mm are possible. As will be described later, the illuminance distribution in the reading area can be determined using these three parameters.

【0236】また、図13に示されているように、直線
状の読み取り領域220の上方には結像レンズ530が
位置し、さらにその上方に位置するCCDラインイメー
ジセンサ540上にその像を結像し、撮像する。書状2
00が副走査方向230へ搬送されることにより、CC
Dラインイメージセンサ540は書状200全体の画像
を撮像し、出力する。こうして得られた画像データは、
画像処理部100へ送られ、そこで段差位置情報が抽出
される。
As shown in FIG. 13, an imaging lens 530 is located above the linear reading area 220, and the image is formed on a CCD line image sensor 540 located above it. Image and image. Letter 2
00 is conveyed in the sub-scanning direction 230, so that CC
The D line image sensor 540 captures and outputs an image of the entire letter 200. The image data obtained in this way is
The step position information is sent to the image processing unit 100, where the step position information is extracted.

【0237】以上により、本実施形態のおおまかな構成
について説明した。ここで、このような照明部および撮
像部を用いて得られる画像について説明する。
The rough structure of this embodiment has been described above. Here, an image obtained using such an illumination unit and an imaging unit will be described.

【0238】図13に示すような照明部・撮像部により
得られた画像は、(櫛形の遮光板430および435の
存在により、)ラベルエッジ等の段差部を除いた部分に
ついては、両側から照明を当てる通常の照明によるもの
と同じものとなる。
The image obtained by the illumination unit / imaging unit as shown in FIG. 13 is illuminated from both sides with respect to the portion excluding the stepped portion such as the label edge (due to the presence of the comb-shaped shading plates 430 and 435). It will be the same as with normal lighting.

【0239】つまり、単に書状200面上の濃度分布ま
たは反射率分布を反映した画像が得られる。しかし、ラ
ベルエッジ部、特に搬送方向230と直交する主走査方
向のエッジにおいては、斜め照明の効果(大入射角の平
行光による照明による効果)によって、左右のどちら側
から照明されているかにより出力画素の値が異なる。
That is, an image that simply reflects the density distribution or reflectance distribution on the surface of the letter 200 is obtained. However, the label edge portion, particularly the edge in the main scanning direction orthogonal to the transport direction 230, is output depending on which of the left and right sides is illuminated due to the effect of oblique illumination (effect of illumination by parallel light with a large incident angle). The pixel values are different.

【0240】つまり、照明方向とエッジの向きに応じ
て、輝線あるいは暗線が生じる。具体的には、エッジ部
において段差の段の高い側から斜め照明を行なった場合
にはそこに暗線が生じ、段の低い側から斜め照明を行な
った場合にはそこに輝線が生じる。
That is, a bright line or a dark line occurs depending on the illumination direction and the edge direction. Specifically, when oblique illumination is performed from the high step side of the step at the edge portion, a dark line occurs there, and when oblique illumination is performed from the low step side, a bright line occurs there.

【0241】したがって、隣接する小照射領域間の境界
を跨いでラベルエッジが存在する場合には、それら小照
射領域間の境界において輝線が暗線に、またはその逆へ
の遷移を起こし、それら隣接する小照射領域間で明暗の
不連続性を生ずる。このような画像の例を図20に示
す。
Therefore, when the label edge exists across the boundary between the adjacent small irradiation areas, the bright line makes a transition to the dark line or vice versa at the boundary between the small irradiation areas, and the label edges are adjacent to each other. A light-dark discontinuity occurs between the small irradiation areas. An example of such an image is shown in FIG.

【0242】図20において、宛名ラベルの左右のラベ
ルエッジはほぼ直線である。この直線に沿って、櫛形照
明の間隔に対応した特定の周期、かつ特定の位相で、輝
線と暗線が交互に入れ替わる。
In FIG. 20, the label edges on the left and right of the address label are substantially straight lines. Along the straight line, the bright lines and the dark lines alternate with each other in a specific cycle corresponding to the interval of the comb-shaped illumination and a specific phase.

【0243】これによって、図示するように、ラベルエ
ッジ部に破線状の画像が得られている。この信号の周期
と位相を検出することによりラベルエッジなどの段差の
存在を知ることができる。
As a result, a broken line image is obtained at the label edge portion as shown in the figure. The presence of a step such as a label edge can be known by detecting the period and phase of this signal.

【0244】これが本方式による段差検知の原理であ
る。ラベルの右端と左端のエッジでは同様の画像が得ら
れるが、エッジ部の信号の位相は反転したものとなる。
つまり、右端の輝線の部分が左端では暗線になり、右端
の暗線の部分が左端では輝線になる。これよりラベルの
右端と左端を識別することも可能である。
This is the principle of level difference detection by this method. Similar images are obtained at the right edge and the left edge of the label, but the phase of the signal at the edge portion is inverted.
That is, the bright line portion at the right end becomes a dark line at the left end, and the dark line portion at the right end becomes a bright line at the left end. From this, it is also possible to distinguish the right end and the left end of the label.

【0245】具体的にエッジを検知するためには、パタ
ーンマッチングなどの画像処理技法を用いることができ
る。
To detect the edge specifically, an image processing technique such as pattern matching can be used.

【0246】以上のように、本実施形態は、ある一定長
さpの区間ごとに左または右に切り替わる照明方向から
照射領域を照射することにより、段差位置および段差領
域を検知する。
As described above, in this embodiment, the step position and the step region are detected by irradiating the irradiation area from the illumination direction which is switched to the left or the right for each section of a certain fixed length p.

【0247】このような互い違いの照明方向は、図15
に示す櫛形スリットを用いて実現するが、このスリット
の形状および設置位置に関して、p/wd>8の条件を
満たすことで良好な検知特性を実現できることを上で述
べた。
Such alternate illumination directions are shown in FIG.
Although it is realized by using the comb-shaped slit shown in FIG. 3, it has been described above that good detection characteristics can be realized by satisfying the condition of p / wd> 8 regarding the shape and installation position of this slit.

【0248】この条件は、図13の構成において、左か
らの照明光410により照射されるべき照射スポット2
21に右からの照明光415が迷い込むこと、などなる
べく避けるために必要なものである。この条件につい
て、以下に詳細に述べる。
This condition is that the irradiation spot 2 to be irradiated with the illumination light 410 from the left in the configuration of FIG.
It is necessary in order to avoid that the illumination light 415 from the right gets into the light source 21, etc. as much as possible. This condition will be described in detail below.

【0249】まず、スリットが無い場合の照度分布につ
いて説明する。dは図14に記載のように、照明光の照
射方向に測った櫛形の遮光板と被照射部(読み取り領域
220)とのあいだの距離である。
First, the illuminance distribution when there is no slit will be described. As shown in FIG. 14, d is the distance between the comb-shaped shading plate measured in the irradiation direction of the illumination light and the irradiated portion (reading area 220).

【0250】また、wは光源に用いられるライン型ライ
トガイドを構成する光ファイバーから出る光の広がり具
合いを表す指標である。ここでwの定義について、図1
6および図17を用いて説明する。図16において、1
本の光ファイバー(断面積ΔA)をz軸上に置き、その
出射口と原点との距離Lがファイバー断面の大きさに対
して十分大きくなるようにする。そして、xy−平面上
に被照射面を置き、x−軸上における照度分布を計測す
る。多くの場合、この照度分布は
[0250] Further, w is an index showing the spread of light emitted from the optical fiber forming the line type light guide used as the light source. Here, regarding the definition of w, FIG.
6 and FIG. In FIG. 16, 1
This optical fiber (cross-sectional area ΔA) is placed on the z-axis so that the distance L between its exit and the origin is sufficiently large with respect to the size of the fiber cross section. Then, the irradiated surface is placed on the xy-plane, and the illuminance distribution on the x-axis is measured. In most cases, this illuminance distribution is

【数8】 のように近似できる。例えば典型的な場合においては、
w=0.24,c=2.8などである。
[Equation 8] Can be approximated as For example, in the typical case,
For example, w = 0.24, c = 2.8.

【0251】このように、wは単位距離離れた平面上に
作る照度分布の半幅などとして定義できる。さて、この
ような出射光広がり特性を持つ断面積ΔAの光ファイバ
ーと被照射部の距離がDのとき、被照射部の照度は
As described above, w can be defined as the half width of the illuminance distribution formed on a plane separated by a unit distance. Now, when the distance between the optical fiber having a cross-sectional area ΔA having such outgoing light spreading characteristics and the irradiated portion is D, the illuminance of the irradiated portion is

【数9】 となる。[Equation 9] Becomes

【0252】また、出射口の幅と被照射部の幅が両方と
も十分狭く、図14に示す入射方向θがθ≠0のときに
は、被照射部の照度は単に上記式に| cosθ|に乗じた
ものとなる。これらより、幅ΔY、長さΔXの出射口を
持つラインファイバーから距離D離れた面での照度分布
I(x,y)は
Further, when both the width of the emission port and the width of the irradiated portion are sufficiently narrow and the incident direction θ shown in FIG. 14 is θ ≠ 0, the illuminance of the irradiated portion is simply multiplied by | cos θ | It becomes a thing. From these, the illuminance distribution I (x, y) on the surface separated by the distance D from the line fiber having the exit of width ΔY and length ΔX is

【数10】 となる。[Equation 10] Becomes

【0253】さらにスリットも入れた場合について考え
る。被照射面をxy−平面、ライン型ライトガイドを構
成する光ファイバーはz軸に平行な向きであり、出射口
の中心は(x,y,z)=(0,0,D)、出射口の長
手方向はx方向であるとする。
Consider a case where a slit is further provided. The irradiated surface is an xy-plane, and the optical fiber forming the line-type light guide is oriented parallel to the z-axis, and the center of the emission port is (x, y, z) = (0, 0, D). The longitudinal direction is the x direction.

【0254】また、スリットは平面z=d内にあり、2
np<x<(2n+1)pでは透過、(2n−1)p<
x<2npでは遮光とする(ただし、nは整数)。この
ように、ライン型ライトガイドとスリットにより構成さ
れる照明系によって得られる照射面上の照度分布を計算
する。
Further, the slit is in the plane z = d, and 2
np <x <(2n + 1) p is transparent, (2n-1) p <
When x <2np, light is shielded (however, n is an integer). In this way, the illuminance distribution on the irradiation surface obtained by the illumination system composed of the line type light guide and the slit is calculated.

【0255】ライン型ライトガイド出射口がx方向に十
分長い(ΔX/p>>1)場合には、x方向について並
進対称性が成り立つ。このとき、x軸に垂直な平面で系
を切ると、z=D、幅ΔYの光源から光がI(x)の表
式で表される広がりを持って発せられている。
When the line type light guide emission port is sufficiently long in the x direction (ΔX / p >> 1), translational symmetry is established in the x direction. At this time, when the system is cut along a plane perpendicular to the x-axis, light is emitted from a light source having z = D and a width ΔY with a spread represented by the formula I (x).

【0256】また、y軸に垂直な平面で系を切ると、z
=D上に無限に長い光源が存在し、被照射部からはこの
光源をz=dに存在するスリットを通して覗くことにな
る。光源をある方向にでた光線の輝度は、スリットを抜
ける前も後も変化しないので、この状態はスリットの透
過部にI(x)の表式で表される広がりをもつ光源が存
在するのと等価である。
When the system is cut along a plane perpendicular to the y axis, z
= D has an infinitely long light source, and this light source is seen through the slit existing at z = d from the irradiated portion. Since the brightness of the light beam that exits the light source in a certain direction does not change before or after passing through the slit, this state means that there is a light source having a spread represented by the formula I (x) in the transmission part of the slit. Is equivalent to

【0257】被照射面内のx軸上における照度を考える
ときには、z=d、y=0の直線上に、幅(d/D)Δ
Y、長さpで、I(x)の表式で表される広がりを持っ
て発せられる光源が、間隔pごとに並んでいる場合の照
度として計算できる。
When considering the illuminance on the x-axis within the irradiated surface, the width (d / D) Δ is drawn on the straight line of z = d and y = 0.
It can be calculated as the illuminance in the case where the light sources that are Y and have the length p and are emitted with the spread represented by the expression I (x) are arranged at intervals p.

【0258】[0258]

【数11】 という関数を定義して、これを用いてピッチ2p(幅
p)のスリットの透過率を表すと、H(X/p)とな
る。これより、
[Equation 11] The following function is defined, and the transmittance of the slit having a pitch of 2p (width p) is expressed by using this function, which is H (X / p). Than this,

【数12】 が得られる。[Equation 12] Is obtained.

【0259】ここで得られた式によると、読み取り部に
おける照度分布I(x,y=0)は、係数p/wdによ
り決定されることがわかる(細かく言えば、I(x)の
関数形にも依存する。
According to the equation obtained here, it is understood that the illuminance distribution I (x, y = 0) in the reading section is determined by the coefficient p / wd (specifically, the functional form of I (x). Also depends on.

【0260】この場合はexp{−|x|c/2} )。上
式の積分は、exp{|x|c/2}をある一定間隔2p
/wd毎に現れる長さp/wdの積分範囲で積分してい
るのと同じことである。
In this case, exp {-| x | c / 2}). In the integration of the above equation, exp {| x | c / 2} is set at a certain interval 2p
This is the same as integrating in the integration range of the length p / wd that appears for each / wd.

【0261】読み取り領域の照度パターンは、p/wd
の値が大きくなるほど方形波形状に近くなる。この照度
パターンは例えば図24や図25のようになる。右方向
からの寄与による照度パターンと左方向からの寄与によ
る照度パターンは、丁度位相が180°ずれた形とな
る。
The illuminance pattern of the reading area is p / wd
The larger the value of, the closer to the square wave shape. This illuminance pattern is as shown in FIGS. 24 and 25, for example. The illuminance pattern due to the contribution from the right direction and the illuminance pattern due to the contribution from the left direction are exactly 180 degrees out of phase with each other.

【0262】段差部を明確に認識するためには、右方向
からの照明光と左方向からの照明光の差が大きい、つま
り変調度が大きいほどよい。ここで、ある点xにおける
変調度とは、左右の照明光による照度の差を左右の照明
光による照度の和で割った値を指す。
In order to clearly recognize the step portion, it is better that the difference between the illumination light from the right direction and the illumination light from the left direction is large, that is, the modulation degree is large. Here, the modulation factor at a certain point x refers to a value obtained by dividing the difference in illuminance by the left and right illumination lights by the sum of the illuminance by the left and right illumination lights.

【0263】本発明においては、照明方向が切り替わる
場所での輝度の変化を捉えて、段差かどうかを判断す
る。段差部においては、右方向から照明光を照射したと
きと、左方向から照明光を照射したときでは、輝度が大
きく異なる。左右両方向から同じ場所を照明したときに
は、影などが発生せず、平坦部と区別することが難し
い。
In the present invention, it is determined whether or not there is a step by grasping the change in luminance at the place where the illumination direction is switched. In the step portion, the brightness is significantly different when the illumination light is emitted from the right direction and when the illumination light is emitted from the left direction. When the same place is illuminated from both the left and right directions, shadows do not occur and it is difficult to distinguish it from the flat part.

【0264】本実施形態のように小照射領域ごとに照明
方向を切り替える場合、小照射領域境界部付近において
は、どうしても若干両方向の照明光が混在する。このた
め、このように両方向の照明光が混在する領域において
は、段差部を明確に認識することが難しい。
When the illumination direction is switched for each small irradiation area as in this embodiment, the illumination light in both directions is inevitably mixed in the vicinity of the small irradiation area boundary. For this reason, it is difficult to clearly recognize the step portion in the region in which the illumination lights in both directions are mixed as described above.

【0265】この領域内にラベルエッジの端が(たまた
ま)掛かると、ラベルエッジの端がどこであるか認識す
ることは難しい。このように、左右方向の照明光が混在
する領域においては、段差かどうかの認識は難しい。
When the edge of the label edge overlaps (accidentally) in this area, it is difficult to recognize where the edge of the label edge is. In this way, it is difficult to recognize whether or not there is a step in the region where the illumination light in the left-right direction is mixed.

【0266】p/wdの値が4程度では、ほぼp程度の
精度でラベルエッジ等の位置を特定できる。この条件を
満たす場合には、小照射領域の少なくとも中心部付近に
おいては、左右からの照明光の強度差が十分大きくな
る。
When the value of p / wd is about 4, the position of the label edge or the like can be specified with an accuracy of about p. When this condition is satisfied, the intensity difference of the illumination light from the left and right becomes sufficiently large at least near the center of the small irradiation area.

【0267】中心部付近以外では、左右からの照明光が
混在し、段差を十分認識することができない。このた
め、中心部付近のデータのみを用いてラベルエッジの検
出が可能となるが、中心部付近のデータしか利用できな
いことからpという精度の制約が現れる。
Outside the vicinity of the central portion, the illumination light from the left and right is mixed and the step cannot be recognized sufficiently. For this reason, the label edge can be detected using only the data in the vicinity of the central portion, but the accuracy of p appears because only the data in the vicinity of the central portion can be used.

【0268】p/wdが更に大きく、p/wd>8とな
れば、小照射領域の境界部付近までほぼ100%の変調
度の領域が広がる。したがって、変調度の低い、段差検
知の難しい領域が狭くなる。実際には、段差部の端がこ
の変調度の低い領域に掛かることもありえるが、この領
域の幅が狭くなれば、この領域に掛かった場合の精度も
そのぶん向上し、また、この領域に掛かる確率も低くな
る。段差部の端が変調度ほぼ100%の領域にかかれ
ば、位置精度は小照射領域の幅pに制約されない。
When p / wd is further large and p / wd> 8, a region having a modulation degree of almost 100% extends to the vicinity of the boundary of the small irradiation region. Therefore, the area in which the degree of modulation is low and the level difference is difficult to detect becomes narrow. In reality, the edge of the stepped portion may hang on this low-modulation region, but if the width of this region becomes narrower, the accuracy when it hangs on this region also improves, and The probability of hanging is also low. As long as the end of the step portion is in the region where the degree of modulation is almost 100%, the positional accuracy is not limited by the width p of the small irradiation region.

【0269】実際上はラインセンサの解像度程度の位置
分解能となるが、事実上の無制限と言える。このよう
に、p/wdが十分大きければ、飛躍的に高い精度・分
解能が得られる。
Although the position resolution is practically close to that of the line sensor, it can be said that the position resolution is practically unlimited. In this way, if p / wd is sufficiently large, dramatically higher accuracy and resolution can be obtained.

【0270】また、破線パターンがくっきり現れるた
め、破線パターンの検出精度も向上する。ただし、画像
処理の方式にも依存するが、pがあまり大きくなると、
段差かどうかの判定が難しくなる。
Since the broken line pattern appears clearly, the detection accuracy of the broken line pattern is also improved. However, depending on the image processing method, if p becomes too large,
It becomes difficult to judge whether or not there is a step.

【0271】図29にx=0からx=pの区間におけ
る、変調度99%以上の区間の割合を図示する。同図を
参照すると、p/wd>8において、高分解能領域の割
合が50%を超える。
FIG. 29 shows the ratio of the sections having a modulation factor of 99% or more in the section from x = 0 to x = p. Referring to the figure, the ratio of the high resolution region exceeds 50% when p / wd> 8.

【0272】例えば、p/wd=10のとき、62.8
%の領域が高分解能領域となる。このとき、ラベルエッ
ジの端点(ラベルの4隅に相当する点)は、62.8%
の確率で高分解能領域に含まれ、37.2%の確率で低
分解能領域に含まれる。高分解能領域に含まれる場合に
は、ラベルエッジの端点位置は、ラインセンサの解像度
(例えば0.1mm)で特定される。
For example, when p / wd = 10, 62.8.
The area of% is the high resolution area. At this time, the end point of the label edge (the points corresponding to the four corners of the label) is 62.8%.
It is included in the high resolution region with a probability of, and included in the low resolution region with a probability of 37.2%. When included in the high resolution area, the end point position of the label edge is specified by the resolution (for example, 0.1 mm) of the line sensor.

【0273】低分解能領域に含まれる場合には、ラベル
エッジの端点位置は、低分解能領域の幅程度の解像度
(例えばp=5mmのときは5mm×37.2%=1.
86mm)で特定される。
When it is included in the low resolution area, the end point position of the label edge has a resolution about the width of the low resolution area (for example, when p = 5 mm, 5 mm × 37.2% = 1.
86 mm).

【0274】以上の計算に基づいて、p,d,wが各値
をとるときのライン状読み取り領域220における照度
分布を計算した。図22にp/wd=1のときの照度分
布の様子を表す図を示す。
Based on the above calculation, the illuminance distribution in the linear reading area 220 when p, d, and w take respective values was calculated. FIG. 22 is a diagram showing the state of the illuminance distribution when p / wd = 1.

【0275】この場合は、スリットのピッチが狭すぎ
る、または、スリットと読み取り領域との間隔が広すぎ
る、あるいは、照明光410および415の指向性が十
分でないために、櫛形のパターンが完全にボケてしま
い、読み取り領域内全体で、左右両方向からの光が混じ
り合っている。
In this case, the pitch of the slits is too narrow, the distance between the slits and the reading area is too wide, or the directivity of the illumination lights 410 and 415 is insufficient, so that the comb-shaped pattern is completely blurred. Light from both left and right directions is mixed in the entire reading area.

【0276】この状態は、櫛形スリット無しで、左右か
ら半分の光強度の光源で照明しているのとほぼ同じ状態
で、段差検知を行なうことはできない。図23にp/w
d=2のときの照度分布の様子を表す図を示す。
In this state, the step detection cannot be performed in the almost same state as illuminating with a light source of half the light intensity from the left and right without the comb-shaped slit. Figure 23 shows p / w
The figure showing the mode of illuminance distribution when d = 2 is shown.

【0277】この場合は、「変調度」は約55%とな
る。読み取り領域220内のどの位置においても左右両
方向から照明光が当たっているため、段差部における暗
線または輝線のコントラストが低い。
In this case, the "modulation degree" is about 55%. At any position in the reading area 220, the illumination light is applied from both the left and right directions, so that the contrast of the dark line or the bright line in the step portion is low.

【0278】このため、段差検知は可能ではあるが、
「変調度」は最大値と比べ相当量減少する。図24にp
/wd=4のときの照度分布の様子を表す図を示す。こ
の場合は、「変調度」はほぼ100%となり、各小照射
領域の中心点付近においては左右方向からの光が十分分
離されている。
Therefore, although the step can be detected,
The “modulation degree” is considerably reduced compared to the maximum value. P in FIG.
The figure showing the mode of illuminance distribution when / wd = 4 is shown. In this case, the “modulation degree” is almost 100%, and the light from the left and right directions is sufficiently separated near the center point of each small irradiation area.

【0279】このとき、主走査方向に関しpの分解能で
段差領域(宛名ラベル)の位置を検知することが可能で
ある。図25にp/wd=8のときの照度分布の様子を
表す図を示す。この状態になれば、小照射領域の境界部
を見分けることが十分可能である。
At this time, it is possible to detect the position of the step region (address label) with a resolution of p in the main scanning direction. FIG. 25 shows a diagram showing the state of the illuminance distribution when p / wd = 8. In this state, it is possible to sufficiently distinguish the boundary portion of the small irradiation area.

【0280】次に、本実施形態による段差検知装置の効
果について説明する。本実施形態は、櫛形のスリットを
用いることにより特殊な照明を行ない、それによって段
差を高精度・高確度に検知するものである。
Next, the effect of the step detecting device according to the present embodiment will be explained. In this embodiment, special illumination is performed by using a comb-shaped slit, and thereby a step is detected with high accuracy and high accuracy.

【0281】本発明の方式により得られる画像は、従来
の櫛形構造の無い一様な照明によって得られる、書状面
の濃度分布を反映したものと非常に似ているが、ラベル
のエッジ部においては特定周期かつ特定位相の信号で変
調が掛かったものとなる。
The image obtained by the method of the present invention is very similar to the one obtained by the conventional uniform illumination without the comb structure, which reflects the density distribution of the writing surface, but at the edge portion of the label. The signal is modulated with a signal having a specific cycle and a specific phase.

【0282】このため、得られた画像から段差検出のた
めの情報を取り出すことが可能であるばかりでなく、得
られた画像をラベル上の印字してある文字の認識のため
に使うことも可能である。
Therefore, it is possible not only to extract the information for step detection from the obtained image, but also to use the obtained image for recognition of the characters printed on the label. Is.

【0283】本発明にかかる照明装置は、それほど平行
度の高い光源を用いなくても、櫛形の遮光板を請求項に
示す条件に従って設置することにより、容易に実現可能
である。櫛形スリットは非常に安価に製作することが可
能で、段差検知に高い効果を発揮する。
The illuminating device according to the present invention can be easily realized by installing a comb-shaped light-shielding plate according to the conditions shown in the claims without using a light source having a high degree of parallelism. Comb-shaped slits can be manufactured at very low cost and are highly effective in detecting steps.

【0284】また、本実施形態にかかる段差検知装置を
郵便物宛名読み取り区分機などに組み込めば、宛名認識
部において宛名の記載されている宛名ラベルや宛名窓の
領域を素早く正確に検知して、宛名の認識率と処理速度
を向上するなど、相乗効果を発揮することが可能であ
る。
If the step detecting device according to the present embodiment is incorporated in a mail address reading / sorting machine, etc., the address recognition section can quickly and accurately detect the area of the address label or the address window where the address is described. It is possible to exert synergistic effects such as improving the recognition rate of addresses and the processing speed.

【0285】郵便物宛名読み取り区分機には、元々、書
状面画像取得装置が組み込まれている場合がほとんどで
ある。このため、単に櫛形の遮光板を読み取り領域付近
に設置するだけのコストで、本来の機能に加えて、段差
検知の機能を追加することが可能である。
In most cases, a letter image acquisition device is originally incorporated in the mail address reading / sorting machine. Therefore, it is possible to add the function of detecting a step in addition to the original function at the cost of simply installing the comb-shaped light shielding plate near the reading area.

【0286】以上、本発明の第9実施形態について詳細
に説明したが、本発明はこの実施形態の構成に限定され
るものではない。
Although the ninth embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the configuration of this embodiment.

【0287】例えば、CCDラインセンサの解像度に関
しては、副走査方向には段差部分の検知のために少なく
とも100μm程度の解像度が必要である。しかし、主
走査方向の解像度はそれほど高くなくても段差検知は可
能である。
For example, with respect to the resolution of the CCD line sensor, at least about 100 μm is required to detect the step portion in the sub scanning direction. However, the level difference can be detected even if the resolution in the main scanning direction is not so high.

【0288】ただし、主走査方向の解像度も100μm
程度とすると、取得画像を文字認識と共用できる可能性
が生じる。段差検知は、各小照射領域ごとに1点または
数点を選択し、主走査方向の情報量を落としても、可能
である。
However, the resolution in the main scanning direction is 100 μm.
Depending on the degree, there is a possibility that the acquired image can be shared with the character recognition. The level difference can be detected by selecting one point or several points for each small irradiation area and reducing the information amount in the main scanning direction.

【0289】ライン照明とライン状読み取り領域200
の間に櫛形の遮光板を置く場合、ライン状読み取り領域
の照度パターンは櫛形遮光板の極一部の形状によって決
まる。
Line illumination and line reading area 200
When a comb-shaped light-shielding plate is placed between them, the illuminance pattern in the line-shaped reading area is determined by the shape of a part of the comb-shaped light-shielding plate.

【0290】つまり、図26において、ライン照明を発
してライン状読み取り領域に至る光線は、ライン状読み
取り領域の左右に斜め45°方向に延びる2枚の平面内
(図26の照明光410または415を含む平面)にほ
ぼ含まれる。
That is, in FIG. 26, the light beam emitted from the line illumination to reach the line-shaped reading region is in the two planes extending in the 45 ° oblique direction to the left and right of the line-shaped reading region (illumination light 410 or 415 in FIG. 26). Is almost included in the plane including).

【0291】したがって、遮光板の形状にとって重要な
のは、遮光板がこの2枚の平面と交差する部分の形状で
ある。図26に示すこの直線部分440および445の
上の、遮光部分と透過部分の並びかたが同じであれば、
その他の部分がいかなる形状でも、ライン状読み取り領
域の照度パターンは同じになる。
Therefore, what is important for the shape of the light shielding plate is the shape of the portion where the light shielding plate intersects these two planes. If the light-shielding portions and the light-transmitting portions are arranged in the same manner on the straight line portions 440 and 445 shown in FIG. 26,
The illuminance pattern of the linear reading area is the same regardless of the shape of the other portions.

【0292】よって、遮光板は図15のようなものを用
いても、図28のようなものを用いても、同じ効果が得
られる。また、この遮光板は、撮像部が読み取り領域を
読み取る妨げとなってはならないため、読み取り領域付
近に隙間450が必要である。
Therefore, the same effect can be obtained regardless of whether the shading plate shown in FIG. 15 or the shading plate shown in FIG. 28 is used. Further, since the light shielding plate should not prevent the image pickup unit from reading the reading area, a gap 450 is required near the reading area.

【0293】しかし、段差検知のためには読み取り領域
全体の画像情報は必要ではなく、小照射領域内で1点ま
たは数点の情報があれば、段差検知可能である。したが
って、スリットの形状は、図27のように必要な部分に
のみ遮光部分を取り付け、それらを細いワイヤーでつな
いだようなものでも構わない。
However, the image information of the entire reading area is not necessary for detecting the step, and the step can be detected if there is information of one point or several points in the small irradiation area. Therefore, the shape of the slit may be such that a light shielding portion is attached only to a necessary portion and they are connected by a thin wire as shown in FIG.

【0294】ワイヤー部分が小照射領域の境界上付近に
来る場合、小照射領域境界部はもともと照度パターンが
ボケていて段差検知に使えない場合が多いため、多くの
場合はあまり問題にならない。
When the wire portion is near the boundary of the small irradiation area, the boundary of the small irradiation area often has a blurred illuminance pattern and cannot be used for step detection.

【0295】また、櫛形遮光板の形状は、遮光部と透過
部の幅が等しいものに限らない。遮光部のうちいずれか
一つについてでも、その幅pがp/wd>8を満たせ
ば、その部分の影が十分な幅をもって変調度100%で
読み取り領域に現れる。また、透過部のうちいずれか一
つについてでも、その幅pがp/wd>8を満たせば、
その部分の形状が十分な幅をもって変調度100%で読
み取り領域に現れる。したがって、その部分の読み取り
画像については段差検知に用いることが可能であり、こ
のようなものも本発明に含まれる。
The shape of the comb-shaped light-shielding plate is not limited to the one in which the width of the light-shielding portion is equal to that of the transmitting portion. For any one of the light-shielding portions, if the width p satisfies p / wd> 8, the shadow of that portion appears in the reading area with a sufficient width and a modulation factor of 100%. Further, if any one of the transmissive portions has a width p satisfying p / wd> 8,
The shape of that portion appears in the reading area with a sufficient width and a modulation of 100%. Therefore, the read image of that portion can be used for step detection, and such an image is also included in the present invention.

【0296】また、左右の照明光の入射角は、必ずしも
等しいものでなくても構わない。
The incident angles of the left and right illumination lights do not necessarily have to be equal.

【0297】このような種々の変形が可能であるが、本
発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの変形は全て本発
明に含まれるものである。
Although various modifications can be made as described above, these modifications are all included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.

【0298】(第10の実施形態) 図30に、本発明の第10実施形態にかかる段差検知装
置の全体の構成を示す。また、図31は、図30の段差
検知装置を手前方向から見た場合の正面図である。さら
に、図32は図30の段差検知装置を上から見た場合の
上面図である。
(Tenth Embodiment) FIG. 30 shows the overall structure of a step detecting device according to a tenth embodiment of the present invention. In addition, FIG. 31 is a front view of the step detecting device of FIG. 30 when viewed from the front side. Further, FIG. 32 is a top view of the step detecting device of FIG. 30 when viewed from above.

【0299】本実施形態の段差検知装置は、例えば郵便
物の宛名ラベルや宛名表示用セロハン窓(宛名窓)の位
置および領域検出装置等に用いられるものであり、照明
部・撮像部・画像処理部の3部分から構成される。
The step detecting device of the present embodiment is used for, for example, an address label of a mail item, a position of an address display cellophane window (address window), an area detecting device, and the like. It consists of three parts.

【0300】照明部は本実施形態を特徴づける最も重要
な部分である。照明部は郵便物などの書状に対して左右
両方向から照明光を大入射角で照射するものであり、細
長い出射口からライン状領域220に向けて照明ビーム
を発する2つの照明装置310および315、および、
書状200面付近に設置された透明ガラス基板437か
ら構成される。
The illumination unit is the most important part that characterizes this embodiment. The illumination unit irradiates a letter such as a postal matter with illumination light from both left and right directions at a large incident angle, and two illumination devices 310 and 315 that emit an illumination beam from the elongated exit to the linear region 220. and,
It is composed of a transparent glass substrate 437 installed near the surface of the letter 200.

【0301】この透明ガラス基板上には、被照射点ごと
に入射する照明光を選択するために、2つの櫛形の遮光
パターンが形成されている。この遮光パターンの作用に
より、照明装置310から発射された照明光410は左
斜め上方向から、照明装置315から発射された照明光
415は右斜め上方向から、図示しない搬送装置によっ
て副走査方向230へ搬送される書状200の面上の直
線状の読み取り領域220内の互い違いの位置を、それ
ぞれ同時に照明する。この照明部の細部についてこれか
ら詳細に説明する。
On this transparent glass substrate, two comb-shaped light-shielding patterns are formed in order to select the illuminating light that enters at each irradiated point. Due to the action of the light-shielding pattern, the illumination light 410 emitted from the illumination device 310 is obliquely upward from the left side, and the illumination light 415 emitted from the illumination device 315 is obliquely upward from the right direction. Alternate positions within the linear reading area 220 on the surface of the letter 200 conveyed to are simultaneously illuminated. The details of the illumination unit will be described in detail below.

【0302】細長い出射口からライン状領域220に向
けて照明ビームを発する左右の照明装置310および3
15には、ライン型ライトガイドを用いる。ライン型ラ
イトガイドとは、ハロゲンランプ等の光源を発した光束
を、一旦光ファイバーを束にした光ファイバー束に集光
・入射し、光ファイバー束の出射端をライン状(例えば
1直線上に2列)に並べ替えたようなものであり、ライ
ン状の領域を均等に照明するのに適した光学素子であ
る。
The left and right illumination devices 310 and 3 which emit an illumination beam from the elongated emission port toward the linear region 220.
A line type light guide is used for 15. A line-type light guide is one in which a light beam emitted from a light source such as a halogen lamp is once collected and made incident on an optical fiber bundle that is a bundle of optical fibers, and the output end of the optical fiber bundle is linear (for example, two lines on one straight line). The optical element is suitable for uniformly illuminating a line-shaped region.

【0303】これより発して読み取り領域220に達す
る照明光410と照明光415の入射角、つまり書状2
00面の法線と成す角度θは等しく、各々θ=45°程
度とする。
Incident angles of the illumination light 410 and the illumination light 415 emitted from this to reach the reading area 220, that is, the letter 2
The angle θ formed by the normal line of the 00 plane is equal to each other, and each θ is about 45 °.

【0304】また、両照明装置310、315の照明能
力は互いに等しく、この系を真上から見たとき、両照明
装置310、315は読み取り領域220に対して対称
な位置にある。
The illumination capabilities of the two illumination devices 310 and 315 are equal to each other, and when the system is viewed from directly above, the illumination devices 310 and 315 are in symmetrical positions with respect to the reading area 220.

【0305】なお、読み取り領域220は、副走査方向
230と垂直、つまり主走査方向と平行な長手方向を持
つライン状領域であり、このライン状領域の画像が撮像
部を構成するCCDラインイメージセンサ540によっ
て読み取られる。
The reading area 220 is a line-shaped area having a longitudinal direction perpendicular to the sub-scanning direction 230, that is, parallel to the main-scanning direction, and the image of this line-shaped area constitutes a CCD line image sensor which constitutes an image pickup section. Read by 540.

【0306】透明部材に形成された遮光パターンは、図
32に示すような形状であり、左右互い違いとなるよう
に設置されている。これが図32における遮光部417
となる。
The light-shielding patterns formed on the transparent member have a shape as shown in FIG. 32, and are arranged so that they are staggered left and right. This is the light shield 417 in FIG.
Becomes

【0307】照明装置310および315より発して読
み取り領域220に達する読み取り領域220に照射さ
れる照明光410,415は、図32に示すような遮光
部437の存在により、それぞれ多数の平行で等間隔な
照明ビームとなって読み取り領域を照射する。照明光4
10の照明ビームは多数の照明スポット221を照射
し、また照明光415からの照明ビームは多数の照射ス
ポット222を照射する。
The illumination lights 410 and 415 emitted from the illumination devices 310 and 315 and reaching the reading region 220 are irradiated to the reading region 220 by the presence of the light shielding part 437 as shown in FIG. And illuminates the reading area. Illumination light 4
The 10 illumination beams illuminate a number of illumination spots 221 and the illumination beam from illumination light 415 illuminates a number of illumination spots 222.

【0308】また、書状200面が平面である場合、照
明光410と照明光415の両方により、直線状の読み
取り領域220上は均一な照度で照明されるようになっ
ている。
Further, when the surface of the letter 200 is flat, both the illumination light 410 and the illumination light 415 illuminate the linear reading area 220 with a uniform illuminance.

【0309】照明光410の照明する多数の照射スポッ
ト221と照明光415の照明する多数の照射スポット
222は、図19に示されているように、直線上の読み
取り領域220上において一つおきに互い違いに(22
1,222,221,222,…と)等間隔に並んでい
る。
As shown in FIG. 19, a large number of irradiation spots 221 illuminated by the illumination light 410 and a large number of irradiation spots 222 illuminated by the illumination light 415 are alternately arranged on the linear reading area 220. Alternately (22
1, 222, 221, 222, ...).

【0310】書状200は直線状の読み取り領域220
の長手方向と直交する搬送方向230に搬送されるの
で、読み取り領域220によって書状200面上全体が
右から左方向に走査されることになる。
The letter 200 is a linear reading area 220.
Since the sheet is conveyed in the conveying direction 230 that is orthogonal to the longitudinal direction, the reading area 220 scans the entire surface of the letter 200 from right to left.

【0311】したがって、多数の照射スポット221,
222もそれぞれ書状200面上全体にわたって右から
左方向に走査され、これにより書状200面全体は照射
スポット221,222の軌跡に沿って、搬送方向23
0と平行な細長い多数の小照射領域軌跡に分割される。
この様子を図20に示す。
Therefore, a large number of irradiation spots 221,
222 is also scanned from right to left over the entire surface of the letter 200, so that the entire surface of the letter 200 is scanned along the loci of the irradiation spots 221 and 222 in the transport direction 23.
It is divided into a number of elongated small irradiation area trajectories parallel to zero.
This state is shown in FIG.

【0312】すなわち、書状200面の撮像画像は、左
方向からの照明光310による多数の小照射領域軌跡
21と右方向からの照明光315による多数の小照射領
軌跡322とから構成され、かつそれら小照射領域
321と小照射領域軌跡322とが一つおきに交互に
並んで配置されることになる。
That is, the picked-up image of the surface of the letter 200 shows a large number of small irradiation area loci 3 by the illumination light 310 from the left direction.
Is composed of a large number of small radiation area path 322 by the illumination light 315 from 21 and to the right, and they small radiation area trajectories
The traces 321 and the small irradiation region loci 322 are arranged alternately every other line.

【0313】また、図30に示されているように、直線
状の読み取り領域220の上方には結像レンズ530が
位置し、さらにその上方に位置するCCDラインイメー
ジセンサ540上にその像を結像し、撮像する。
Further, as shown in FIG. 30, the imaging lens 530 is located above the linear reading area 220, and the image is formed on the CCD line image sensor 540 located above the imaging lens 530. Image and image.

【0314】書状200が副走査方向230へ搬送され
ることにより、CCDラインイメージセンサ540は書
状200全体の画像を撮像し、出力する。こうして得ら
れた画像データは、画像処理部100へ送られ、そこで
段差位置情報が抽出される。
When the letter 200 is conveyed in the sub-scanning direction 230, the CCD line image sensor 540 captures and outputs an image of the entire letter 200. The image data thus obtained is sent to the image processing unit 100, where the step position information is extracted.

【0315】このように本装置は、第8の実施形態に述
べた装置と、構成および原理的に全く同じものである
が、櫛形の遮光板を読み取り領域の左右から差し出す代
わりに、ガラス板に櫛形遮光板のパターンを焼き付け
て、その部分だけ光を通さないようにした点において特
徴的である。
As described above, the present apparatus is exactly the same in configuration and principle as the apparatus described in the eighth embodiment, but instead of inserting the comb-shaped light-shielding plate from the left and right of the reading area, a glass plate is used. It is characteristic in that the pattern of the comb-shaped shading plate is baked so that only that portion is blocked from light.

【0316】このような照明部および撮像部を用いて得
られる画像は、前記実施形態の構成によって得られる画
像と同じものであり、図20のような画像が得られる。
これから段差部分を検出する画像処理手法も同じものを
用いることが可能である。
The image obtained by using the illumination unit and the image pickup unit as described above is the same as the image obtained by the configuration of the above embodiment, and the image as shown in FIG. 20 is obtained.
It is possible to use the same image processing method for detecting the step portion.

【0317】次に、本実施形態による段差検知装置の効
果について説明する。遮光パターンを実施例8と同様に
設計する場合、典型的な場合のdの値は数mm以下とす
ることが必要である。
Next, the effect of the step detecting device according to the present embodiment will be explained. When the light-shielding pattern is designed in the same manner as in Example 8, the value of d in a typical case needs to be several mm or less.

【0318】実際に郵便物宛名読み取り区分機により搬
送される郵便書状には、さまざまな状態のものが想定さ
れ、また、搬送速度は通常秒速数メートルと高速であ
る。櫛形スリットのギザギザ部とこれら書状の搬送路の
間隔がこのように近接していた場合、書状がスリットに
引っかかり、破損してしまう事態も考えられる。
It is assumed that the mail letters actually conveyed by the mail address reading / sorting machine are in various states, and the conveying speed is usually as high as several meters per second. If the interval between the notched portion of the comb-shaped slit and the transport path of these letters is close to each other in this way, the letter may be caught in the slit and damaged.

【0319】このような問題を解決するため、本実施形
態では櫛形スリットのパターンをガラス板に焼き付ける
構成をとった。
In order to solve such a problem, in the present embodiment, the pattern of comb-shaped slits is printed on the glass plate.

【0320】ガラス板にスリットパターンを焼き付けた
場合、物理形状的にギザギザ部分は存在しないため、書
状の破損の可能性は極めて低いものとなる。また、スリ
ット自体も折れ曲がったりすることが無くなり、耐久性
も向上できる。
When a slit pattern is printed on a glass plate, since there is no jagged portion in terms of physical shape, the possibility of letter damage is extremely low. Further, the slit itself will not be bent, and the durability can be improved.

【0321】さらに、書状と光学読み取り部とをガラス
板により分離することにより、埃などが光学読み取り部
に付着することを防ぎ、メンテナンスも容易になる。ま
た、2枚のスリットを左右から差し出して間隔を調整す
る場合と比べ、はじめから位置関係の決まった2つのス
リットのパターンをガラス板に焼き付けた場合には、そ
の分調整作業が省略でき、組み立てコストの削減につな
がる。
Furthermore, by separating the letter and the optical reading section with a glass plate, it is possible to prevent dust and the like from adhering to the optical reading section, and to facilitate maintenance. In addition, compared with the case where two slits are inserted from the left and right to adjust the spacing, when the pattern of the two slits whose positional relationship is determined from the beginning is printed on the glass plate, the adjustment work can be omitted and the assembly can be omitted. It leads to cost reduction.

【0322】以上、本発明の一実施形態について詳細に
説明したが、本発明はこの実施形態の構成に限定される
ものではない。例えば、ガラス板の表側または裏側に不
透明層を形成したようなものでもよい。この不透明層
は、不透明インクでスリットパターンを描いたようなも
のでもよいし、不透明パターンを蒸着したものでもよ
い。櫛形の不透明スリットと櫛形のガラス板を組み合わ
せて、全体として平板状にしたものであってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the configuration of this embodiment. For example, an opaque layer may be formed on the front side or the back side of the glass plate. This opaque layer may be a slit pattern drawn with an opaque ink, or an opaque pattern may be vapor-deposited. A comb-shaped opaque slit and a comb-shaped glass plate may be combined to form a flat plate as a whole.

【0323】透明部材は、サファイアガラスであっても
よい。
The transparent member may be sapphire glass.

【0324】遮光部分は、光吸収性の不透明部材を用い
たものでもよいし、光を被照射部以外の方向へ反射する
鏡面のようなものでもよいし、光を被照射部以外の方向
へ散乱する拡散板のようなものでもよい。
The light-shielding portion may be a light-absorbing opaque member, may be a mirror surface that reflects light in a direction other than the irradiated area, or may be light in a direction other than the irradiated area. It may be a diffuser plate that scatters.

【0325】光を被照射部以外の方向へ回折する回折板
のようなものでもよい。光を被照射部以外の方向へ屈折
するレンズあるいはプリズムのようなものでもよい。こ
のように、遮光部は、遮光のための吸収材を透明部材に
形成したものに限らず、レンズのように立体的な構造を
遮光のために形成したものも含む。
A diffractive plate that diffracts light in a direction other than the irradiated area may be used. It may be a lens or a prism that refracts light in a direction other than the irradiated area. As described above, the light-shielding portion is not limited to one in which the light-absorbing material for light-shielding is formed on the transparent member, but includes one having a three-dimensional structure such as a lens formed for light-shielding.

【0326】白黒の櫛形パターンを形成する以外のもの
であっても、読み取り領域において所望の照度分布が得
られるように、光源からの照明光が所望の照射スポット
には照射され、その他の照射スポットには照射されない
ようにパターンが形成された遮光部を用いたものは、本
発明に含まれる。
Even if a pattern other than a black and white comb-shaped pattern is formed, the illumination light from the light source is applied to a desired irradiation spot so that a desired illuminance distribution can be obtained in the reading area, and other irradiation spots are irradiated. What uses a light-shielding portion in which a pattern is formed so as not to be irradiated is included in the present invention.

【0327】また、遮光部は、所望以外の照射スポット
に向かう照明光の直進を妨げ、所望の照射スポットに至
る照明光を直進させるために、所望の照射スポットに至
る照明光の光線の透過する部分を透明としたものに限ら
ない。
In addition, the light-shielding portion prevents the illumination light traveling toward the irradiation spot other than the desired one from going straight, and transmits the light beam of the illumination light reaching the desired irradiation spot in order to make the illumination light reaching the desired irradiation spot go straight. The part is not limited to being transparent.

【0328】遮光部分以外の部分に鏡面・拡散板・回折
板のようなパターンを形成して、光源からの照明を反射
・回折・屈折させることによって、所望の照射スポット
へ光を到達させるようなものでもよい。
By forming a pattern such as a mirror surface / diffuser / diffraction plate on a portion other than the light-shielding portion and reflecting / diffracting / refracting the illumination from the light source, it is possible to make the light reach a desired irradiation spot. It may be one.

【0329】このようなものも請求項記載の「透明部材
に遮光効果を得るためのパターンを形成した」遮光部に
該当し、このようなものによっても本実施形態の効果は
得られる。
Such a thing also corresponds to a "light-shielding part in which a pattern for obtaining a light-shielding effect is formed" in the claims, and the effect of this embodiment can be obtained by such a thing.

【0330】この一例を図37に示す。図37は、図3
0における左側の照明光410と読み取り部20を含む
ような面で、系を切った断面図である。
An example of this is shown in FIG. FIG. 37 shows FIG.
3 is a cross-sectional view of the system taken along a plane including the left side illumination light 410 at 0 and the reading unit 20. FIG.

【0331】左側の光源を発した照明光410は、透明
部材に遮光効果を得るためのパターンを形成した遮光部
により、光路が屈折され、全ての光は左側の照明光41
0により照射されるべき照射スポット221に向かい、
右側の照明光415により照射されるべき照射スポット
222には照射されないようになっている。
The illumination light 410 emitted from the left-side light source is refracted in its optical path by the light-shielding portion in which a pattern for obtaining a light-shielding effect is formed on the transparent member, and all the light is left-side illumination light 41.
0 towards the irradiation spot 221 to be irradiated,
The irradiation spot 222 to be irradiated with the illumination light 415 on the right side is not irradiated.

【0332】このように、遮光効果を得るためのパター
ンは、照射スポット222に照明光410を当てないた
めのパターンのみに限らず、照射スポット221に照明
光410を当てるためのパターンも含む。
As described above, the pattern for obtaining the light blocking effect is not limited to the pattern for not irradiating the irradiation light 410 to the irradiation spot 222, but includes the pattern for applying the irradiation light 410 to the irradiation spot 221.

【0333】読み取り領域において所望の照度分布が得
られるように、光源からの照明光が所望の照射スポット
には照射され、その他の照射スポットには照射されない
ようにパターンが形成された遮光部を用いたものは、本
発明に含まれる。
A light-shielding portion having a pattern is formed so that the illumination light from the light source irradiates a desired irradiation spot and does not irradiate other irradiation spots so that a desired illuminance distribution can be obtained in the reading area. What has been included in the present invention.

【0334】ライン照明とライン状読み取り領域200
の間に櫛形の遮光板を置く場合、ライン状読み取り領域
の照度パターンは櫛形遮光板の極一部の形状によって決
まる。
Line illumination and line reading area 200
When a comb-shaped light-shielding plate is placed between them, the illuminance pattern in the line-shaped reading area is determined by the shape of a part of the comb-shaped light-shielding plate.

【0335】つまり、図26において、ライン照明を発
してライン状読み取り領域に至る光線は、ライン状読み
取り領域の左右に斜め45°方向に延びる2枚の平面内
(図26の照明光410または415を含む平面)にほ
ぼ含まれる。したがって、遮光板の形状にとって重要な
のは、遮光板がこの2枚の平面と交差する部分の形状で
ある。
That is, in FIG. 26, the light beam emitted from the line illumination to reach the line-shaped reading region is in the two planes extending in the 45 ° oblique direction to the left and right of the line-shaped reading region (illumination light 410 or 415 in FIG. 26). Is almost included in the plane including). Therefore, what is important for the shape of the shading plate is the shape of the portion where the shading plate intersects these two planes.

【0336】図26に示すこの直線部分440および4
45の上の、遮光部分と透過部分の並びかたが同じであ
れば、その他の部分がいかなる形状でも、ライン状読み
取り領域の照度パターンは同じになる。よって、図3
3、図34、図35、図36などのようなパターンを形
成したものであっても、効果は同じである。
This straight line portion 440 and 4 shown in FIG.
If the arrangement of the light-shielding portion and the transmitting portion on 45 is the same, the illuminance pattern of the linear reading area is the same regardless of the shape of the other portions. Therefore, FIG.
The effect is the same even when the patterns shown in FIG. 3, FIG. 34, FIG. 35, FIG. 36, etc. are formed.

【0337】また、櫛形遮光板の形状は、遮光部と透過
部の幅が等しいものに限らない。遮光部のうちいずれか
一つについてでも、その幅pがp/wd>8を満たせ
ば、その部分の影が十分な幅をもって変調度100%で
読み取り領域に現れる。また、透過部のうちいずれか一
つについてでも、その幅pがp/wd>8を満たせば、
その部分の形状が十分な幅をもって変調度100%で読
み取り領域に現れる。したがって、その部分の読み取り
画像については段差検知に用いることが可能であり、こ
のようなものも本発明に含まれる。
The shape of the comb-shaped light-shielding plate is not limited to the one in which the width of the light-shielding portion is equal to that of the transmitting portion. For any one of the light-shielding portions, if the width p satisfies p / wd> 8, the shadow of that portion appears in the reading area with a sufficient width and a modulation factor of 100%. Further, if any one of the transmissive portions has a width p satisfying p / wd> 8,
The shape of that portion appears in the reading area with a sufficient width and a modulation of 100%. Therefore, the read image of that portion can be used for step detection, and such an image is also included in the present invention.

【0338】また、左右の照明光の入射角は、必ずしも
等しいものでなくても構わない。
The incident angles of the left and right illumination lights do not necessarily have to be equal.

【0339】このような種々の変形が可能であるが、本
発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの変形は全て本発
明に含まれるものである。
Although various modifications can be made as described above, these modifications are all included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.

【0340】また、照明手段は必ずしも2つであるとは
限らない。
Also, the number of illumination means is not always two.

【0341】1つの光源から発した照明光のうち一部の
光路を変更することにより、2方向から光照射領域に照
明光を入射させるものであってもよい。図41はその例
を示す概念図である。照明部312から照射した照明光
414は、遮光部434により遮光され、左側から照明
されるべき照射スポットにのみ照明光が到達する。
The illumination light may be incident on the light irradiation area from two directions by changing a part of the optical path of the illumination light emitted from one light source. FIG. 41 is a conceptual diagram showing the example. The illumination light 414 emitted from the illumination unit 312 is blocked by the light shielding unit 434, and the illumination light reaches only the irradiation spot to be illuminated from the left side.

【0342】また、照明部312から照射した照明光4
12は、遮光部432により、その一部が反射されると
ともに、光路が変更され、右側から照明されるべき照射
スポットにのみ照明光が到達する。
The illumination light 4 emitted from the illumination unit 312
A part of the light beam 12 is reflected by the light shielding unit 432, the optical path is changed, and the illumination light reaches only the irradiation spot to be illuminated from the right side.

【0343】遮光部434は、前述した形状(例えば、
櫛形スリットなど)のものを利用できる。また、遮光部
432は、必要な部分だけの光を反射する鏡面となって
おり、その他の部分は光を吸収する反射防止面となって
いる。
The light shielding portion 434 has the above-described shape (for example,
Comb-shaped slits) can be used. Further, the light shielding portion 432 is a mirror surface that reflects light only in a necessary portion, and the other portions are antireflection surfaces that absorb light.

【0344】[0344]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
書状面上の印刷内容などの色濃度分布に影響されること
無く、書状面上の段差を正確に検知することができる。
したがって、近年増加しているカラーの大きな広告のつ
いたダイレクトメール等に関しても、宛名ラベル等の位
置を正確に検知することが可能となる。この正確な検知
の効果により、宛名ではない部分を宛名であると誤認す
ることによる宛名の誤認識が大幅に減少する。
As described above, according to the present invention,
The step on the letter surface can be accurately detected without being affected by the color density distribution such as the print content on the letter surface.
Therefore, it is possible to accurately detect the position of the address label and the like even for direct mails with large color advertisements, which has been increasing in recent years. Due to the effect of this accurate detection, the false recognition of the address due to the false recognition of the non-address portion as the address is significantly reduced.

【0345】また、宛名ラベル位置の検知により、宛名
認識の処理対象となる面積が減少し、認識処理にかかる
処理時間の短縮や処理回路の縮小など、宛名認識処理の
負担を大幅に軽減する効果が得られる。このように、郵
便処理の効率化に大きく貢献することが可能である。
Further, by detecting the address label position, the area to be processed for the address recognition is reduced, and the processing time required for the recognition process is shortened and the processing circuit is downsized. Is obtained. In this way, it is possible to greatly contribute to the efficiency of postal processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る段差検知装置の全
体を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an entire step detecting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の段差検知装置を手前方向から見た正面
図。
FIG. 2 is a front view of the step detecting device of FIG. 1 seen from the front side.

【図3】同第1実施形態の段差検知装置で用いられる小
照射領域の並びの一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an arrangement of small irradiation areas used in the step detecting device according to the first embodiment.

【図4】同第1実施形態の段差検知装置で用いられる櫛
形照明の作り方の一例を説明するための図。
FIG. 4 is a view for explaining an example of how to make comb-shaped illumination used in the step detecting device of the first embodiment.

【図5】同第1実施形態の段差検知装置の撮像部から出
力される画像の一例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an image output from the imaging unit of the step detecting device according to the first embodiment.

【図6】同第1実施形態の段差検知装置におけるスリッ
トの配置位置を示す正面図。
FIG. 6 is a front view showing an arrangement position of slits in the step detecting device according to the first embodiment.

【図7】同第1実施形態の段差検知装置におけるスリッ
トの配置位置を上から見た場合の平面図。
FIG. 7 is a plan view of an arrangement position of slits in the step detecting device of the first embodiment when viewed from above.

【図8】本発明の第2実施形態に係る段差検知装置で用
いられる小照射領域の構成の一例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration of a small irradiation area used in the step detecting device according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施形態に係る段差検知装置で用
いられる小照射領域の構成の一例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a configuration of a small irradiation area used in a step detecting device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6実施形態に係る段差検知装置を
示す正面図。
FIG. 10 is a front view showing a step detecting device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】同第6実施形態の段差検知装置の撮像部から
出力される画像の一例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of an image output from the imaging unit of the step detection device of the sixth embodiment.

【図12】本発明の第7実施形態に係る段差検知処理装
置の全体を示すブロック図。
FIG. 12 is a block diagram showing an entire step detection processing device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第8実施形態及び第9実施形態にか
かる段差検知装置の全体を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an entire step detecting device according to eighth and ninth embodiments of the present invention.

【図14】図13に示した段差検知装置の正面図。FIG. 14 is a front view of the step detecting device shown in FIG.

【図15】図13に示した段差検知装置の上面図。15 is a top view of the step detecting device shown in FIG.

【図16】光ファイバーの出射光の広がりを説明するた
めの図。
FIG. 16 is a diagram for explaining the spread of light emitted from an optical fiber.

【図17】光ファイバーの出射光の広がりを説明するた
めの図。
FIG. 17 is a diagram for explaining the spread of light emitted from an optical fiber.

【図18】照明方法を説明するための図。FIG. 18 is a diagram illustrating an illumination method.

【図19】照明方法を説明するための図。FIG. 19 is a diagram illustrating an illumination method.

【図20】撮像部より出力された画像の図。FIG. 20 is a diagram of an image output from the imaging unit.

【図21】p/wdと「変調度」の関係を示す図。FIG. 21 is a diagram showing a relationship between p / wd and “modulation degree”.

【図22】p/wd=1の照度分布を示す図。FIG. 22 is a diagram showing an illuminance distribution with p / wd = 1.

【図23】p/wd=2の照度分布を示す図。FIG. 23 is a diagram showing an illuminance distribution with p / wd = 2.

【図24】p/wd=4の照度分布を示す図。FIG. 24 is a diagram showing an illuminance distribution with p / wd = 4.

【図25】p/wd=8の照度分布を示す図。FIG. 25 is a diagram showing an illuminance distribution with p / wd = 8.

【図26】遮光板(スリット)を説明するための図。FIG. 26 is a view for explaining a light blocking plate (slit).

【図27】スリットの第1の変形例を示す図。FIG. 27 is a diagram showing a first modification of the slit.

【図28】スリットの第2の変形例を示す図。FIG. 28 is a diagram showing a second modification of the slit.

【図29】変調度99%以上の領域の割合を示す図。FIG. 29 is a diagram showing a ratio of a region having a modulation degree of 99% or more.

【図30】本発明の第10実施形態にかかる段差検知装
置の全体を示す図。
FIG. 30 is a diagram showing an entire step detecting device according to a tenth embodiment of the present invention.

【図31】図30に示した段差検知装置の正面図。31 is a front view of the step detecting device shown in FIG. 30. FIG.

【図32】図30に示した段差検知装置の上面図。32 is a top view of the step detecting device shown in FIG. 30. FIG.

【図33】透明基板に遮光部分を形成した例。FIG. 33 shows an example of forming a light shielding part on a transparent substrate.

【図34】透明基板に遮光部分を形成した例。FIG. 34 is an example of forming a light shielding portion on a transparent substrate.

【図35】透明基板に遮光部分を形成した例。FIG. 35 is an example of forming a light-shielding portion on a transparent substrate.

【図36】透明基板に遮光部分を形成した例。FIG. 36 is an example of forming a light-shielding portion on a transparent substrate.

【図37】透明基板に遮光部分を形成した例。FIG. 37 is an example of forming a light shielding portion on a transparent substrate.

【図38】従来の斜め照明による段差検知の原理を説明
するための図。
FIG. 38 is a diagram for explaining the principle of conventional level difference detection by oblique illumination.

【図39】従来の切手ミシン目検出の原理を説明するた
めの図。
FIG. 39 is a view for explaining the principle of conventional stamp perforation detection.

【図40】従来の三角測量法を説明するための図。FIG. 40 is a diagram for explaining a conventional triangulation method.

【図41】照明部が1つの場合の段差検知装置を示す
図。
FIG. 41 is a diagram showing a step detecting device in the case where there is one illuminating section.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…画像処理部、200…書状、210…宛名ラベ
ル、211…切手、220…読み取り領域、221…ス
ポット、222…スポット、223…ラベルエッジによ
る影、224…ラベルエッジによる輝線、230…書状
の搬送方向または副走査方向、310…照明装置
(左)、315…照明装置(右)、321…照明光
(左)による小照射領域軌跡、322…照明光(右)に
よる小照射領域軌跡、410…照明光(左)、415…
照明光(右)、420…書状面での反射光、430…ス
リット(左)、435…スリット(右)、437…遮光
部、440…遮光板と照明光の交差する部分(左)、4
45…遮光板と照明光の交差する部分(右)、450…
撮像部が読み取り領域を覗くための遮光板の隙間、53
0…結像レンズ、540…CCDラインイメージセン
サ。
100 ... Image processing unit, 200 ... Letter, 210 ... Address label, 211 ... Stamp, 220 ... Read area, 221 ... Spot, 222 ... Spot, 223 ... Label edge shadow, 224 ... Label edge bright line, 230 ... Letter Transport direction or sub-scanning direction, 310 ... Illumination device (left), 315 ... Illumination device (right), 321 ... Small irradiation region locus by illumination light (left), 322 ... Small irradiation region locus by illumination light (right), 410 … Illumination light (left), 415…
Illumination light (right), 420 ... Reflected light on the writing surface, 430 ... Slit (left), 435 ... Slit (right), 437 ... Shading portion, 440 ... Crossing portion of the shading plate and illumination light (left), 4
45 ... the intersection of the light shield and the illumination light (right), 450 ...
The gap of the light shielding plate for the imaging unit to look into the reading area, 53
0 ... Imaging lens, 540 ... CCD line image sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本宮 佳典 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平8−147405(JP,A) 特開 平9−61113(JP,A) 特開 昭60−181879(JP,A) 特開 昭53−62599(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 B07C 1/00 - 9/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshinori Motomiya 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research & Development Center Co., Ltd. (56) Reference JP-A-8-147405 (JP, A) Kaihei 9-61113 (JP, A) JP 60-181879 (JP, A) JP 53-62599 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11 / 00-11/30 B07C 1/00-9/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検物に照明光を照射する照明手段と、
この照明手段によって照明光が照射された領域の画像を
入力する撮像手段とを具備し、これら照明手段および撮
像手段を用いて前記被検物上の段差を光学的に検知する
段差検知装置において、 前記被検物面上をそれぞれ2次元の領域から成る複数の
小照射領域に分割し、隣接する小照射領域に互いに異な
る方向から照射光を照射することを特徴とする段差検知
装置。
1. Illumination means for illuminating an object with illumination light,
In a step detecting device, which comprises an image pickup means for inputting an image of a region illuminated by the illumination light by the illumination means, and which optically detects a step on the object to be inspected by using the illumination means and the image pickup means, A step detecting device, characterized in that the surface of the object to be inspected is divided into a plurality of small irradiation regions each of which is a two-dimensional region, and irradiation light is irradiated to adjacent small irradiation regions from mutually different directions.
【請求項2】 所定の搬送方向に搬送される被検物に対
して前記搬送方向と交差するライン状の照明光を照射す
る照明手段と、この照明手段によってライン状の照明光
が照射された領域の画像を入力する撮像手段とを具備
し、これら照明手段および撮像手段を用いて前記被検物
上の前記搬送方向と平行な方向の段差を光学的に検知す
る段差検知装置において、 前記照明手段は、 前記被検物面上の画像が前記被検物の搬送方向と平行な
複数の小照射領域軌跡に分割され、かつそれら小照射領
軌跡に照射される照射光の方向が隣接する小照射領域
軌跡間で互いに異なる方向となるように、前記ライン状
の照明光が照射される光照射領域を複数の照射スポット
に分割し、隣接する照射スポットに互いに異なる方向か
ら同時に照明光を照射することを特徴とする段差検知装
置。
2. An illuminating means for irradiating a test object conveyed in a predetermined conveying direction with a linear illuminating light intersecting with the conveying direction, and a linear illuminating light is radiated by the illuminating means. A step detecting device for optically detecting a step in a direction parallel to the transport direction on the object using the illuminating means and the image capturing means. The means divides the image on the surface of the object into a plurality of small irradiation area loci parallel to the conveyance direction of the object, and the small irradiation area paths are adjacent to each other in the direction of irradiation light. Irradiation area
The light irradiation area to which the linear illumination light is irradiated is divided into a plurality of irradiation spots so that the trajectories are in mutually different directions, and adjacent irradiation spots are simultaneously irradiated with the illumination light from different directions. A characteristic step detecting device.
【請求項3】 前記照明光の照射方向は、隣接する照射
スポット毎に交互に切り替えられる第1および第2の2
方向であり、 前記照明手段は、前記被検物の搬送方向と平行する線上
に互いに対向配置され、前記第1および第2の方向から
それぞれ照明光を照射する第1および第2の照明装置を
含むことを特徴とする請求項2記載の段差検知装置。
3. The irradiation direction of the illumination light is switched alternately for each of adjacent irradiation spots.
The first and second illuminating devices are arranged to face each other on a line parallel to the conveyance direction of the object to be inspected, and illuminate illumination light from the first and second directions, respectively. The step detecting device according to claim 2, further comprising:
【請求項4】 所定の搬送方向に搬送される被検物に対
して前記搬送方向と交差するライン状の照明光を照射す
る照明手段と、この照明手段によってライン状の照明光
が照射された領域の画像を入力する撮像手段とを具備
し、これら照明手段および撮像手段を用いて前記被検物
上の前記搬送方向と平行な方向の段差を光学的に検知す
る段差検知装置において、 前記照明手段は、 検査対象の前記被検物面上の画像が前記被検物の搬送方
向と交差する方向に沿って複数の小照射領域に分割さ
れ、かつそれら小照射領域に照射される照射光の方向が
隣接する小照射領域間で互いに異なる方向となるよう
に、前記被検物の搬送動作に応じて、前記小照射領域毎
に前記ライン状の照明光の照射方向を切り替えることを
特徴とする段差検知装置。
4. Illuminating means for irradiating a test object conveyed in a predetermined conveying direction with linear illumination light intersecting with the conveying direction, and linear illumination light is emitted by the illuminating means. A step detecting device for optically detecting a step in a direction parallel to the transport direction on the object using the illuminating means and the image capturing means. The means divides an image on the surface of the object to be inspected into a plurality of small irradiation areas along a direction intersecting the conveyance direction of the object to be inspected, and It is characterized in that the irradiation direction of the linear illumination light is switched for each of the small irradiation regions according to the transport operation of the test object so that the directions are different from each other between adjacent small irradiation regions. Step detection device.
【請求項5】 前記照明光の照射方向は、隣接する小照
射領域毎に切り替えられる第1および第2の2方向であ
り、 前記照明手段は、前記被検物の搬送方向と交差する方向
の線上に互いに対向配置され、前記第1および第2の方
向からそれぞれ照明光を照射する第1および第2の照明
装置と、 これら第1および第2の照明装置から交互に照明光を出
力させる手段とを具備することを特徴とする請求項4項
記載の段差検知装置。
5. The irradiation direction of the illumination light is a first direction and a second direction that are switched for each adjacent small irradiation area, and the illumination unit is a direction that intersects with a conveyance direction of the test object. First and second illumination devices that are arranged on the line so as to face each other and emit illumination light from the first and second directions, respectively, and means for alternately outputting the illumination light from the first and second illumination devices. The step detecting device according to claim 4, further comprising:
【請求項6】 被検物に照明光を照射する照明手段と、
この照明手段によって照明光が照射された領域の画像を
入力する撮像手段とを具備し、これら照明手段および撮
像手段を用いて前記被検物上の段差を光学的に検知する
段差検知装置において、 前記撮像手段は2次元の光照射領域を一度に撮像可能な
エリアセンサから構成され、 前記照明手段は、前記2次元の光照射領域をそれぞれ2
次元の領域から成る複数の小照射領域に分割し、隣接す
る小照射領域に互いに異なる方向から照射光を照射する
ことを特徴とする段差検知装置。
6. Illumination means for irradiating an object with illumination light,
In a step detecting device, which comprises an image pickup means for inputting an image of a region illuminated by the illumination light by the illumination means, and which optically detects a step on the object to be inspected by using the illumination means and the image pickup means, The image pickup means is composed of an area sensor capable of picking up a two-dimensional light irradiation area at a time, and the illumination means is provided with two two-dimensional light irradiation areas.
A step detecting device, characterized in that it is divided into a plurality of small irradiation regions composed of three-dimensional regions, and irradiation light is irradiated to adjacent small irradiation regions from mutually different directions.
【請求項7】 被検物に照明光を照射する照明手段この 照明手段によって照明光が照射された領域の画像を
入力する撮像手段と、 前記被検物上の段差を光学系を用いて検知する段差検知
手段と、 この段差検知手段によって検知された段差情報に基づい
て前記被検物に対する処理を実行する手段とを具備し、 前記段差検知手段は、 検査対象の前記被検物面上をそれぞれ2次元の領域から
成る複数の小照射領域に分割し、隣接する小照射領域に
互いに異なる方向から照射光が照射されるように構成さ
れていることを特徴とする処理装置。
Used 7. illumination means for irradiating illumination light to the test object, an imaging means for inputting an image of an area which the illumination light is irradiated by the illuminating means, an optical system a step on the test object And a means for executing processing on the object based on the step information detected by the step detecting means, wherein the step detecting means is the step of detecting the surface of the object to be inspected. A processing apparatus, characterized in that the upper part is divided into a plurality of small irradiation areas each consisting of a two-dimensional area, and irradiation light is irradiated to adjacent small irradiation areas from different directions.
【請求項8】 所定の搬送方向に搬送される被検物に対
して前記搬送方向と交差するライン状の照明光を照射す
る照明手段と、 前記照明手段によって照射された照明光のうちの一部の
光路を変更する遮光手段と、 これら照明手段及び遮光手段を介して得られるライン状
の照明光が照射される光照射領域の画像を入力する撮像
手段とを具備し、 これら照明手段、遮光手段及び撮像手段を用いて前記被
検物上の前記搬送方向と平行な方向の段差を光学的に検
知する段差検知装置において、 前記遮光手段は、前記照明手段から照射される照明光の
一部の光路を変更することにより前記光照射領域を複数
の照射スポットに分割し、隣接する照射スポットには互
いに異なる方向からの照明光が入射するようにしたこと
を特徴とする段差検知装置。
8. One of an illumination means for irradiating an object conveyed in a predetermined conveyance direction with a linear illumination light intersecting the conveyance direction, and an illumination light emitted by the illumination means. The illumination means and the light-shielding means for inputting the image of the light irradiation area to which the linear illumination light obtained through the illumination means and the light-shielding means is input are provided. In the step detecting device that optically detects a step in a direction parallel to the transport direction on the object using the image pickup unit and the image pickup unit, the light shielding unit is a part of illumination light emitted from the illumination unit. The step detection device is characterized in that the light irradiation region is divided into a plurality of irradiation spots by changing the optical path of the above, and illumination lights from different directions are incident on adjacent irradiation spots.
【請求項9】 所定の搬送方向に搬送される被検物上の
前記搬送方向と直交するライン状の領域に向けて2つ以
上の向きから照明光を照射する照明手段と、 前記ライン状の領域上の特定の部分に特定の方向からの
照明光のみ到達させ、他の方向からの照明光を遮るよう
に前記照明手段と前記ライン状の領域の間に挿入された
遮光手段と、 前記ライン状の領域の画像を入力する撮像手段と、 前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記被
検物上の前記搬送方向と平行な方向の段差を光学的に検
知する検知手段とを具備し、前記照明手段、前記遮光手
段、前記撮像手段及び前記検知手段を用いて前記被検物
上の段差を光学的に検知する段差検知装置において、 前記遮光手段を通過した照明光の光路方向に測った前記
遮光手段と前記ライン状の領域との間の距離をd、 前記照明手段の1点から照射された照明光の照度が前記
照明手段から単位距離離れた平面上において、中心点の
照度の√eになるときの前記照明光の半径をw、 前記遮光手段の遮光部分及び光透過部分のいずれかの幅
をpとした場合に、 p/wd>4の関係があることを特徴とする段差検知装
置。
9. Illumination means for irradiating illumination light from two or more directions toward a line-shaped region on a test object conveyed in a predetermined conveyance direction, the line-shaped region being orthogonal to the conveyance direction. Light-blocking means inserted between the lighting means and the line-shaped area so that only specific illumination light from a specific direction reaches a specific portion on the area and the illumination light from other directions is blocked; And an image pickup unit for inputting an image of a circular region, and a detection unit for optically detecting a step in a direction parallel to the carrying direction on the object based on the image picked up by the image pickup unit. In the step detecting device that optically detects a step on the object using the illuminating means, the light shielding means, the image capturing means, and the detecting means, in the optical path direction of the illumination light passing through the light shielding means. The measured light-shielding means and the light The distance between the illuminating means and the illuminance of the illumination light emitted from one point of the illuminating means on the plane separated by a unit distance from the illuminating means is √e of the illuminance at the central point. A step detecting device having a relationship of p / wd> 4, where w is a radius of illumination light and p is a width of either a light-shielding portion or a light-transmitting portion of the light-shielding means.
【請求項10】 所定の搬送方向に搬送される被検物上
の前記搬送方向と直交するライン状の領域に向けて2つ
以上の向きから照明光を照射する照明手段と、 前記ライン状の領域上の特定の部分に特定の方向からの
照明光のみ到達させ、他の方向からの照明光を遮るよう
に前記照明手段と前記ライン状の領域の間に挿入された
遮光手段と、 前記ライン状の領域の画像を入力する撮像手段と、 前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記被
検物上の前記搬送方向と平行な方向の段差を光学的に検
知する検知手段とを具備し、前記照明手段、前記遮光手
段、前記撮像手段及び前記検知手段を用いて前記被検物
上の段差を光学的に検知する段差検知装置において、 前記遮光手段を通過した照明光の光路方向に測った前記
遮光手段と前記ライン状の領域との間の距離をd、 前記照明手段の1点から照射された照明光の照度が前記
照明手段から単位距離離れた平面上において、中心点の
照度の√eになるときの前記照明光の半径をw、 前記遮光手段の遮光部分及び光透過部分のいずれかの幅
をpとした場合に、 p/wd>8の関係があることを特徴とする段差検知装
置。
10. Illumination means for irradiating illumination light from two or more directions toward a line-shaped region orthogonal to the conveyance direction on the object conveyed in a predetermined conveyance direction; Light-blocking means inserted between the lighting means and the line-shaped area so that only specific illumination light from a specific direction reaches a specific portion on the area and the illumination light from other directions is blocked; And an image pickup unit for inputting an image of a circular region, and a detection unit for optically detecting a step in a direction parallel to the carrying direction on the object based on the image picked up by the image pickup unit. In the step detecting device that optically detects a step on the object using the illuminating means, the light shielding means, the image capturing means, and the detecting means, in the optical path direction of the illumination light passing through the light shielding means. The measured light-shielding means and the measured When the illuminance of the illumination light emitted from one point of the illuminating means is √e of the illuminance at the center point on a plane separated by a unit distance from the illuminating means, A step detecting device having a relationship of p / wd> 8, where w is a radius of the illumination light and p is a width of either the light-shielding portion or the light-transmitting portion of the light-shielding means.
【請求項11】 前記遮光手段は、透明部材に遮光効果
を得るためのパターンが形成された透明部材であること
を特徴とする請求項8乃至請求項10いずれか1項に記
載の段差検知装置。
11. The step detecting device according to claim 8, wherein the light shielding unit is a transparent member in which a pattern for obtaining a light shielding effect is formed on a transparent member. .
【請求項12】 前記検知手段によって検知された段差
に基づいて前記被検物に対する処理を実行する手段をさ
らに具備することを特徴とする請求項8乃至請求項11
いずれか1項に記載の段差検知装置。
12. The method according to claim 8, further comprising means for executing a process for the object to be inspected based on a step detected by the detecting means.
The step detection device according to any one of items.
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