説明

シンボル認識装置、及びレジシステム

【課題】商品等の物品に付されているシンボルが読取部に正しくかざされているか否かを、オペレータが目視により容易に確認できるようにする。
【解決手段】CCDカメラ31をケース60に収納する。ケース60のCCDカメラ31における撮像素子の撮像面と対向する面に、物品に付されたシンボルを位置させるための読取枠15を形成する。ケース60より外側の読取枠15の領域内に位置する物品を照射するためのLED光源17,18を取り付ける。LED光源17,18によって照射される物品からの反射光の一部を透過させ、残りを反射させるハーフミラー16を、読取枠15に嵌め込む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バーコード等のシンボルが付された物品の二次元画像を撮像手段で撮像し、この画像から前記シンボルを認識するシンボル認識装置に関する。
【背景技術】
【0002】
商品に付されるバーコード等のシンボルを認識するシンボル認識装置は、レーザ光をスキャニングさせるレーザ方式が主流である。しかしその一方で、近年では、シンボルが付された物品の二次元画像を撮像手段で撮像し、この画像からシンボルを認識する方式、いわゆるカメラ撮像方式が開発されている。
【0003】
カメラ撮像方式の一例として、特許文献1は、CCD(Charge Coupled Device)カメラを用いて物品に設けられた固有コードをハウジングの読取部から読取るコード読取装置を開示する。この装置は、CCDカメラの光軸に対して所定角度傾斜したハーフミラーをハウジング内に配設する。そして、同じくハウジング内に設けられた光源からの照射光の一部をハーフミラーで反射させて、読取部から物品の固有コードが設けられた被読取面を照射し、この被読取面からの反射光を、読取部を介してCCDカメラに導いて結像させる。このとき、光源からの照射光の残りは、ハーフミラーによって透過するので、この装置は、ハーフミラーの透過光を、前記CCDカメラの光軸に対して対向して配設された光反射膜によって反射させ、反射した透過光を、さらにハーフミラーを介してCCDカメラへ導くことによって、CCDカメラに入光する光の光量を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−127216号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したようなカメラ撮像方式のシンボル認識装置は、レーザ方式のシンボル認識装置と同様に、スーパーマーケット等の店舗のチェックアウト業務に使用される。この場合、シンボル認識装置は、店舗のレジに設置される。オペレータである店員若しくは客は、買上商品のバーコード等のシンボルが付されている面(被読取面)を、シンボル認識装置のハウジングに形成された読取部にかざす。このとき、CCDカメラの撮像面に結像した被読取面の画像にシンボル全体が映っていると、シンボル認識装置は、シンボルを正しく認識できる。
【0006】
ところが、読取部に対して被読取面が正しくかざされていなかったり、オペレータの指がシンボルの一部を隠していたりすると、シンボル認識装置は、シンボルを正しく認識することができない。この場合、オペレータは、シンボルが正しく認識されるまで、商品の向きを変えたり商品の持ち方を代えたりしながら、読取部に被読取面をかざす作業を何度も繰り返すこととなる。
【0007】
特に昨今では、購入商品のデータを客自身が入力するセルフ方式のレジが普及しつつあり、操作に不慣れな客が自らシンボル認識装置を操作する機会が増えている。このため、商品に付されたシンボルが正しく認識されるように商品を読取部にかざす作業を、誰もが容易にできるようにことが望まれている。
【0008】
本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、商品等の物品に付されているシンボルが読取部に正しくかざされているか否かを、オペレータが目視により容易に確認することができ、シンボル認識作業の処理効率向上を図ることができるシンボル認識装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、表面に例えばバーコード等のシンボルが付された物品の二次元画像を撮像素子の撮像面に結像させる撮像手段、例えばCCDカメラを備え、撮像面に結像した二次元画像からシンボルを認識するシンボル認識装置において、撮像手段を収納するケースと、ケースの当該ケースに収納された撮像手段における撮像素子の撮像面と対向する面に形成され、物品に付されたシンボルを位置させるための読取枠と、ケースより外側の読取枠の領域内に位置する物品を照射する照射手段、例えばLED光源と、読取枠に嵌め込まれ、照射手段により照射される物品からの反射光の一部を透過させ、残りを反射させるハーフミラーとを備えたものである。
【発明の効果】
【0010】
かかる手段を講じた本発明によれば、商品等の物品に付されているシンボルが読取部に正しくかざされているか否かを、オペレータが目視により容易に確認することができ、シンボル認識作業の処理効率を向上させることができるシンボル認識装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係る店舗のレジを示す外観図。
【図2】同実施形態において、本発明のシンボル認識装置に係るバーコード認識装置の要部構成を示すブロック図。
【図3】上記バーコード認識装置の縦断面図。
【図4】上記バーコード認識装置に組み込まれるCCDカメラの撮像範囲とハーフミラーとの位置関係を示す模式図。
【図5】上記バーコード認識装置に設けられる傾き調整機構の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。
なお、この実施形態は、スーパーマーケット等の店舗のチェックアウト業務に用いられるバーコードの認識装置に、本発明のシンボル認識装置を適用した場合である。
【0013】
図1は、本実施形態に係る店舗のレジを示す外観図である。レジには、チェックアウト業務担当の店員であるキャッシャの作業領域1に向けて、商品の登録に供せられる登録装置10と、登録された商品の決済に供せられる決済装置20とが設けられている。
【0014】
登録装置10は、チェックアウトカウンタ2に固定されている。決済装置20は、レジ台3の上にドロワ4を介して載置されている。登録装置10と決済装置20とは、図示しない通信ケーブルにより接続されている。
【0015】
チェックアウトカウンタ2は、その奥側の顧客通路に沿って細長い形状をしている。レジ台3は、チェックアウトカウンタ2に沿って移動する顧客の移動方向に対して下流側のチェックアウトカウンタ2の端部手前側に、チェックアウトカウンタ2に対して略垂直に置かれている。そして、このチェックアウトカウンタ2の手前側とレジ台3の手前側が、キャッシャの作業領域1となっている。
【0016】
決済装置20は、決済に必要なデバイスとして、キーボード21、オペレータ用ディスプレイ22、客用ディスプレイ23、レシートプリンタ24等を備えている。既存のPOS(Point Of Sales)端末が、決済装置20として用いられている。
【0017】
登録装置10は、商品の登録に必要なデバイスとして、バーコード認識装置11、キーボード12、オペレータ用ディスプレイ13、客用ディスプレイ14等を備えている。バーコード認識装置11は、直方体の箱型形状をなしており、チェックアウトカウンタ2の略中央において、長軸がチェックアウトカウンタ2の面より垂直となるように立設されている。キーボード12とオペレータ用ディスプレイ13は、バーコード認識装置11の上部に、作業領域1側を向けて取り付けられている。客用ディスプレイ14は、バーコード認識装置11の上部に、作業領域1とは反対側を向けて取り付けられている。
【0018】
バーコード認識装置11の作業領域1側の一面には、矩形状の読取枠15が形成されている。そして、この読取枠15に、例えば透過率50%のハーフミラー16が嵌め込まれている。また、読取枠15の上側と下側には、この読取枠15に囲われたバーコード読取領域内にかざされた商品を照射する照射手段として、一対のLED光源17,18が取り付けられている。
【0019】
チェックアウトカウンタ2のバーコード認識装置11を挟んで顧客移動方向上流側の荷受面は、顧客が購入する商品Mが収容された買物容器5を置くためのスペースとなっている。また、下流側の荷受面は、バーコード認識装置11により登録された商品Mを入れるための買物容器6を置くためのスペースとなっている。作業領域1内のキャッシャは、買物容器5に収容された商品Mを1品ずつ取り出し、その商品Mのバーコードが付された面をバーコード認識装置11の読取枠15の枠内にかざす。そして、バーコード認識装置11によりバーコードが認識されたならば、その商品Mを買物容器6に入れる。以上の作業を、買物容器5に収容された商品Mについて1品毎に繰返し行い、完了したならば、決済装置20を操作して決済を行う。
【0020】
図2は、バーコード認識装置11の要部構成を示すブロック図である。バーコード認識装置11は、撮像手段としてのCCDカメラ31と、このCCDカメラ31を制御するカメラ制御ボード32と、バーコード認識装置11全体を制御するメイン制御ボード33とを備えている。
【0021】
CCDカメラ31は、前記読取枠15の枠内にかざされた商品Mのバーコードを含む面の二次元画像をレンズ等の光学系を介して取り込み、撮像素子(CCD)の撮像面に結像させる。カメラ制御ボード32は、撮像面に結像した二次元画像に相当する電気信号を取り込み、メイン制御ボード33に送出する。
【0022】
メイン制御ボード33は、制御部本体を構成するCPU(Central Processing Unit)41、プログラム等の固定的データを記憶するROM(Read Only Memory)42、可変的なデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)43、前記決済装置20とのデータ通信を司る通信インターフェース44、前記キーボード12を制御するキーボードコントローラ45、前記オペレータ用ディスプレイ13を制御する表示コントローラ46、前記客用ディスプレイ14を制御する表示コントローラ47、前記LED光源17,18の点灯・滅灯を制御する光源コントローラ48及びブザー50に対してブザー駆動信号を出力する出力ポート49を備えている。
【0023】
CPU41と、ROM42、RAM43、通信インターフェース44、キーボードコントローラ45、表示コントローラ46、表示コントローラ47、光源コントローラ48及び出力ポート49とは、アドレスバス、データバス等のバスライン51で接続されている。また、このバスライン51には、前記カメラ制御ボード32も接続されている。
【0024】
かかる構成により、CCDカメラ31の撮像面に結像した二次元画像に相当する電気信号は、カメラ制御ボード32を介してメイン制御ボード33のCPU41に供給される。CPU41は、カメラ制御ボード32から受信した電気信号により、RAM43の画像メモリに二次元画像を展開し、この二次元画像を解析して、この画像に含まれるバーコードを認識する。そして、バーコードを認識できたならば、ブザー50を鳴動させるとともに、通信インターフェース44を介して決済装置にそのバーコードデータを送信する。
【0025】
図3は、バーコード認識装置11の縦断面図であり、内部構造については概略的に示している。図示するように、バーコード認識装置11は、前記CCDカメラ31、カメラ制御ボード32及びメイン制御ボード33を収納するための直方体状のケース60を、トップカバー61とボトムカバー62とによって形成している。CCDカメラ31は、カメラ制御ボード32に固定されている。カメラ制御ボード32は、CCDカメラ31の撮像面がボトムカバー62の底面62aに対して平行となるように、メイン制御ボード33とともに、ケース60内に取り付けられている。
【0026】
CCDカメラ31の撮像面に対向するトップカバー61の天面61aには、縁を矩形とするすり鉢状の凹部63が形成されている。そして、この凹部63の縁を、商品に付されたバーコードを位置させるための読取枠15としている。
【0027】
ハーフミラー16は、天面61aの凹部63を塞ぐように、読取枠15に嵌め込まれている。ハーフミラー16の鏡面は、トップカバー61の天面61aと面一となっている。
【0028】
LED光源17,18は、読取枠15の上方及び下方におけるトップカバー61の天面61aに、外側を向けて取り付けられている。
【0029】
図4は、CCDカメラ31の撮像範囲とハーフミラー16との位置関係を示す模式図である。CCDカメラ31の撮像可能距離は、レンズの特性により決められる。本実施形態では、レンズとして固定焦点レンズを使用する。固定焦点レンズは、レンズ先端から一定の距離Lだけ離れた位置に焦点位置(ピントが最も合っている位置)Pがある。この焦点位置Pに被写体が置かれたとき、解像度が最も高く、鮮明に撮像できる。一方、この焦点位置から前後両方向とも離れるに従い、ピントがぼけて解像度が低くなる。
【0030】
バーコードを認識(デコード)するためには、バーコード画像から白バーと黒バーのそれぞれの幅を計測する必要がある。ピントがぼけてしまうと、バーの幅を計測できなくなる。バーの幅を計測可能な解像度が得られる区間がCCDカメラ31の撮像可能区間Hであり、その幅は、焦点位置Pを中心にほぼ前後に均等に位置している。
【0031】
本実施形態では、CCDカメラ31の撮像範囲内において、上記撮像可能区間HのCCDカメラ31に近い側の限界位置に読取枠15が形成されるように、トップカバー61のサイズと、すり鉢状の凹部63と、CCDカメラ31の取付位置とを設定している。したがって、上記読取枠15に嵌め込まれるハーフミラー16の鏡面サイズは、読取枠15が形成された位置におけるCCDカメラの撮像可能範囲と同一となる。
【0032】
ハーフミラー16は、トップカバー61の天面61aに対して傾き調整可能に、読取枠15に取り付けられている。すなわち、バーコード認識装置11は、ハーフミラー16の鏡面を、ケース60の読取枠15が形成された面に対して傾かせる傾き調整機構(傾き調整手段)を備えている。
【0033】
傾き調整機構70の一例を、図5を用いて説明する。傾き調整機構70は、ハーフミラー16の外周を囲うフレーム71と、このフレーム71の左右両端面の中央部にそれぞれ設けられた一対の凸部72と、読取枠15の左右両端縁に形成され、上記各凸部72が回転自在に嵌め込まれる一対の凹部(不図示)とから構成される。フレーム71の上下両端面は、それぞれ読取枠15の上下両端縁と摺動可能なように円弧状に削られている。なお、フレーム71をハーフミラー16と一体的に成形してもよい。
【0034】
ハーフミラー16は、上記傾き調整機構70により、一対の凸部72を軸に、その上部を指で押すと天面61aと面一の状態から上向きに傾き、その下部を押すと天面61aと面一の状態から下向きに傾く。
【0035】
前述したように、作業領域1内のキャッシャは、買物容器5に収容された商品Mを1品ずつ取り出し、その商品Mのバーコードが付された面をバーコード認識装置11の読取枠15の枠内にかざす。このとき、商品MにはLED光源17,18から照明が当てられて、商品Mは明るくなる。そして、LED光源17,18から照射され、商品Mに反射して戻る反射光は、半分がハーフミラー16を透過し、残りがハーフミラー16で反射する。一方、バーコード認識装置11のケース60内は、照明がないので暗くなっている。
【0036】
したがって、キャッシャがハーフミラー16を見ると、明るい側から暗い側を見ることになるので、ハーフミラー16にはそのミラー効果により商品が反射して映る。逆に、CCDカメラ31側から見ると、暗い側から明るい側を見ることになるので、反射映像がないためミラー効果がなくなる。このため、明るい側からの光がハーフミラー16を透過するので、商品の二次元画像をCCDカメラ31によって撮像することができる。
【0037】
商品Mを読取枠15の枠内にかざしたが、バーコードが認識されない場合、キャッシャはハーフミラー16を見る。そうすると、このミラー16には商品Mが映し出されているので、キャッシャは、商品Mに付されているバーコードが読取枠15の枠内から外れていないか、あるいは指でバーコードを隠していないか等、認識されない理由を容易に確かめることができる。その結果、キャッシャが商品をかざす作業を何度も繰り返すことがなくなるので、バーコード認識作業の作業効率を向上させることができる。
【0038】
ここで、ハーフミラー16の鏡面の大きさは、ケース60の読取枠15が形成された位置におけるCCDカメラ31の撮像可能範囲と同一である。したがって、商品Mに付されているバーコードがハーフミラー16に映し出されていない場合は、バーコードが認識不能な位置にあると容易に把握することができる。換言すれば、キャッシャは、バーコード全体がハーフミラー16に映し出されるように商品Mを読取枠15にかざせばよいので、作業が簡単で能率的である。
【0039】
ところで、本実施形態では、読取枠15に嵌め込まれたハーフミラー16の鏡面が、ケース60の読取枠15が形成された面と面一となっている。したがって、キャッシャが商品Mを読取枠15の枠内にかざす際にミラー16が邪魔にならないので、作業性に優れている。
【0040】
しかしその一方で、キャッシャの身長は様々であるため、目線の位置によってはハーフミラー16に映し出される商品Mの画像を見づらい場合がある。このような場合に備えて、本実施形態では、ハーフミラー16の鏡面を、ケース60の読取枠15が形成された面に対して傾かせる傾き調整機構70を設けている。したがって、ハーフミラー16に映し出される商品Mの画像を見づらい場合、キャッシャは、ハーフミラー16の鏡面を上向き又は下向きに傾けることによって、見易い位置に調整することができる。
【0041】
なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【0042】
例えば、前記実施形態では、キャッシャ対応のレジについて説明したが、セルフスキャニング方式のレジにも本発明を同様に適用することができる。
【0043】
セルフスキャニング方式の場合、買物客自身が商品を読取枠15にかざしてバーコードを認識させるが、多くの客はこの作業に不慣れであり、作業効率が悪い。本実施形態によれば、商品に付されているバーコードが読取枠15に正しくかざされているか否かを目視によって確認できるので、作業効率の大幅な向上が期待できる。
【0044】
前記実施形態では、照射手段としてのLED光源17,18を読取枠15の上部と下部とにそれぞれ設けたが、読取枠15の領域内に位置する商品Mを充分な明るさで照射可能であれば、いずれか一方であってもよい。また、LED光源17,18の取付位置は、読取枠15の上下に限定されるものではなく、ケース60の外部より読取枠15の領域内に位置する商品Mを照射可能であればどこでもよい。
【0045】
また、前記実施形態では、傾き調整手段として手動の傾き調整機構70を示したが、傾き調整手段はこれに限定されるものではない。例えば、所定のボタン操作によりアクチュエータが作動して、ハーフミラー16が自動的に所定角度傾くように構成してもよい。
【0046】
また、この発明は、バーコードの認識装置に限定されるものではない。物品に付されるバーコード以外のシンボル、例えば二次元データコードや、ラベルに印刷されている文字,記号等の認識装置にも、本発明を適用できるものである。
【0047】
この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。
【符号の説明】
【0048】
10…登録装置、11…バーコード認識装置、15…読取枠、16…ハーフミラー、17,18…LED光源、20…決済装置、31…CCDカメラ、32…カメラ制御ボード、33…メイン制御ボード、60…ケース、70…傾き調整機構。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面にシンボルが付された物品の二次元画像を撮像素子の撮像面に結像させる撮像手段を備え、前記撮像面に結像した二次元画像から前記シンボルを認識するシンボル認識装置において、
前記撮像手段を収納するケースと、
前記ケースの当該ケースに収納された前記撮像手段における前記撮像素子の前記撮像面と対向する面に形成され、前記物品に付されたシンボルを位置させるための読取枠と、
前記ケースより外側の前記読取枠の領域内に位置する前記物品を照射する照射手段と、
前記読取枠に嵌め込まれ、前記照射手段により照射される前記物品からの反射光の一部を透過させ、残りを反射させるハーフミラーと、
を具備したことを特徴とするシンボル認識装置。
【請求項2】
前記読取枠に嵌め込まれた前記ハーフミラーの鏡面は、前記ケースの前記読取枠が形成された面と面一であることを特徴とする請求項1記載のシンボル認識装置。
【請求項3】
前記ハーフミラーの鏡面を、前記ケースの前記読取枠が形成された面に対して傾かせる傾き調整手段、をさらに具備したことを特徴とする請求項2記載のシンボル認識装置。
【請求項4】
前記ハーフミラーの鏡面の大きさは、前記ケースの前記読取枠が形成された位置における前記撮像手段の撮像可能範囲と同一であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1に記載のシンボル認識装置。
【請求項5】
前記照射手段は、前記読取枠の上部及び下部の少なくとも一方から前記読取枠の領域内に位置する前記物品を照射することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1に記載のシンボル認識装置。
【請求項6】
前記ケースは、前記物品に付されたシンボルを前記読取枠の枠内に位置させる作業をオペレータが行う作業領域に設置された作業台の上に、前記読取枠を前記オペレータの側に向けた状態で立設されることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1記載の画像認識装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−77330(P2013−77330A)
【公開日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2013−5555(P2013−5555)
【出願日】平成25年1月16日(2013.1.16)
【分割の表示】特願2009−267899(P2009−267899)の分割
【原出願日】平成21年11月25日(2009.11.25)
【出願人】(000003562)東芝テック株式会社 (5,631)
【Fターム(参考)】