画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置
【課題】小型化でき、かつ、経済性や撮像品質などを向上させることの可能な画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置の提供を目的とする。
【解決手段】画像入力装置は、被写体２を搬送する搬送手段（搬送ベルト７や上流側ガイド板３、４など）と、この搬送手段により搬送される被写体２の表面及び裏面に、光を照射する光源（白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）照明ユニット１０）と、光が照射された被写体２の表面及び裏面を、搬送方向１と交差する線状の視野３１で同時に撮像する撮像手段（撮像ユニット１１やミラーユニット１２など）とを備えた構成としてある。
【解決手段】画像入力装置は、被写体２を搬送する搬送手段（搬送ベルト７や上流側ガイド板３、４など）と、この搬送手段により搬送される被写体２の表面及び裏面に、光を照射する光源（白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）照明ユニット１０）と、光が照射された被写体２の表面及び裏面を、搬送方向１と交差する線状の視野３１で同時に撮像する撮像手段（撮像ユニット１１やミラーユニット１２など）とを備えた構成としてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力装置、画像入力方法、及び、画像入力装置を備えた紙葉類処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類処理装置の一つである区分装置は、通常、レターと呼ばれるはがきや定型郵便物、あるいは、フラットと呼ばれる定形外薄物郵便物やメール便などに対して、宛先ごとの区分処理を行う。この区分装置は、紙葉類を供給する供給装置、紙葉類を撮像する文字認識用の画像入力装置、紙葉類の宛先情報などを読み込む読取装置、及び、宛先情報などにもとづいて紙葉類が集積される集積装置などを備えている。
また、上記区分装置では、区分処理を行う前に、紙葉類に対して、宛名面を取り揃える前処理を行う必要がある。すなわち、区分装置は、宛名面の取り揃えられた紙葉類が投入されると、供給装置が紙葉類を供給し、片面のみを撮像する一台の文字認識用の画像入力装置がレターやフラットの宛名面のみを撮像し、住所情報を文字認識して区分を行っている。
【０００３】
ところで、レターに関しては、インディシアと呼ばれる切手や料金計器などを検知し、そのインディシアのある面を取り揃えて消印を行う取り揃え押印装置が実用化されている。この取り揃え押印装置は、一つの面のみを検知する燐光・蛍光検知器やカラー画像入力装置が、表面と裏面に対してそれぞれ配置されている。すなわち、取り揃え押印装置は、二台の燐光・蛍光検知器やカラー画像入力装置を備えることにより、宛名面（通常、インディシアのある面）を取り揃える前処理を行っている。
一方、フラットに関しては、上記レターのような取り揃え装置は実用化されておらず、人手により宛名面を揃えた後、区分装置に投入し区分している。
【０００４】
また、本発明に関連する様々な技術が提案されている。
たとえば、特許文献１には、光学系を介して被写体からの反射光を撮像手段に結像し、被写体上の情報を読み取る情報読み取り装置の技術が開示されている。
この情報読み取り装置は、移送手段と、光源と、被写体の一方の面から反射された光と他方の面から反射された光とを交互に撮像手段に入射させる光断続手段とを具備し、光学系が被写体のそれぞれの面から反射された光を、撮像手段に結像させることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−０９０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した区分装置は、効率よくレターやフラットの宛名を読み取って区分することができるものの、投入する前に、まず、宛名面を取り揃える前処理の作業を行う必要があり、自動化を促進することが要望されている。ただし、さらなる自動化を実現するには、様々な条件をクリアする必要があり、たとえば、画像入力装置においては、小型化や、経済性、あるいは、様々な被写体に対する撮像品質などの向上が要望されている。
【０００７】
また、レターにおいては、インディシアを検知する取り揃え押印装置が実用化されているが、一つの面のみを検知する燐光・蛍光検知器やカラー画像入力装置が、表面と裏面に対してそれぞれ配置されている。このため、その分装置のサイズが大きくなり、小型化することができないといった問題や、製造原価のコストダウンを図ることができないといった問題があった。
さらに、インディシアがないレターに対しては、人手により宛名面を揃える作業が発生してしまう（人件費のコストダウンを図ることができない）といった問題があった。
【０００８】
一方、フラットに関しては、通常、全て人手で宛名面を揃える作業を行っている。これは、レターより物量が少なく取り揃え装置を導入するにはコスト対メリットの効果がでない、押印すべきインディシアのある対象物が少なくやはり自動化の効果が薄い、あるいは、カタログなど企業が個人に出すものが多く、それらは既に宛名面が取り揃えられていて宛名面を取り揃える必要がない、などの理由が挙げられる。
ただし、例えば、カタログなど宛名面が既に取り揃え済みのものであっても、実際には１０冊ずつ表と裏を交互に逆にして梱包し、梱包サイズをより小さくする工夫がなされている場合が多く、結局、区分装置にかける前に宛名面をよく注意する必要性がある。
そのため、フラットに関しては、コストを抑えつつ区分の効率を向上させることが要望されている。
【０００９】
また、特許文献１の技術は、本発明に関連する技術ではあるもの、移動する被写体の表面と裏面を、交互に撮像している。このため、画像が１ライン置きとなってしまい、画像に抜けが生じてしまう。したがって、分解能や搬送速度などの装置仕様に制約が発生し、上記の課題を解決することができない。
【００１０】
本発明は、以上のような問題を解決するために提案されたものであり、小型化でき、かつ、経済性や撮像品質などを向上させることの可能な画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の画像入力装置は、被写体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射する光源と、前記光が照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段とを備えた構成としてある。
【００１２】
また、本発明の画像入力方法は、搬送手段が、被写体を搬送し、光源が、前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射し、撮像手段が、前記光の照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する方法としてある。
【００１３】
また、本発明の紙葉類処理装置は、紙葉類を供給する供給装置と、前記紙葉類を撮像する画像入力装置と、前記紙葉類の宛先情報を読み込む読取装置と、宛名面取り揃え装置、押印装置、及び、前記宛先情報にもとづいて前記紙葉類が集積される集積装置の少なくとも一つとを備え、前記画像入力装置が、前記紙葉類を搬送する搬送手段、前記搬送手段により搬送される前記紙葉類の表面及び裏面に、光を照射する光源、及び、前記光が照射された前記紙葉類の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段を有する構成としてある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置によれば、小型化でき、かつ、経済性や撮像品質などを向上させることの可能な画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する要部の概略斜視図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、回路構成を示す概略ブロック図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、出力画像を示す概略図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、データ出力タイミングを示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
【図６ａ】図６ａは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図６ｂ】図６ｂは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、照明ＯＮ制御タイミングを示す概略図である。
【図８ａ】図８ａは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、出力画像を示す概略図である。
【図８ｂ】図８ｂは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、データ出力タイミングを示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
【図１０ａ】図１０ａは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、照明ＯＮ制御タイミングを示す概略図である。
【図１２ａ】図１２ａは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、出力画像を示す概略図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、データ出力タイミングを示す概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の第四実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する概略斜視図である。
【図１４ａ】図１４ａは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、搬送手段を示す概略斜視図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［画像入力装置及び画像入力方法の第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
図１において、本実施形態の画像入力装置は、被写体２を搬送する搬送手段（搬送ベルト７や上流側ガイド板３、４など）と、この搬送手段により搬送される被写体２の表面及び裏面に、光を照射する光源（白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）照明ユニット１０）と、光が照射された被写体２の表面及び裏面を、搬送方向１と交差する線状の視野３１で同時に撮像する撮像手段（撮像ユニット１１やミラーユニット１２など）とを備えた構成としてある。
また、被写体２は、紙葉類である。なお、紙葉類とは、葉書、封書、雑誌、カタログ、書籍等をいい、ＣＤ、ビデオカセット等の扁平な配達物も含まれる。
【００１７】
（搬送手段）
搬送手段は、上流側ローラー５に掛けられた一対の対向する搬送ベルト７、下流側ローラー６に掛けられた一対の対向する搬送ベルト７、上流側ガイド板（表側）３、上流側ガイド板（裏側）４、一対の光電センサ１５、及び、ロータリエンコーダ１７などを備えている。
【００１８】
上記搬送手段は、まず、上流側の搬送ベルト７が、被写体２を挟むようにして、被写体２を一定速度で搬送方向１へ搬送する。次に、カメラ光軸（表側）１３及びカメラ光軸（裏側）１４と交差する撮像位置にかかる手前で、上流側の搬送ベルト７から上流側ガイド板（表側）３と上流側ガイド板（裏側）４の間に、被写体２を渡し、続いて、撮像位置の対向する一対のガラス（表側）８とガラス（裏側）９との間を通過させる。さらに、下流側の搬送ベルト７が、被写体２を挟むようにして、被写体２を一定速度で搬送方向１へ搬送する。
【００１９】
また、撮像のために、一旦、搬送ベルト７による挟み込み搬送が中断される距離（すなわち、図１に示す上流側ローラー５と下流側ローラー６との間の距離）は、少なくても被写体２の最小サイズの１／２以下としてある。これにより、上流側ローラー５と下流側ローラー６との間に設けられた撮像区間を、被写体２は、減速することなく一定速度で移動する。例えば、葉書サイズ（搬送方向１の長さ＝１４０ｍｍ）を被写体２の最小サイズとすると、上流側ローラー５と下流側ローラー６は、間隔が７０ｍｍ以下になるように配置される。
【００２０】
また、被写体２の厚さが、例えば、０．２〜１０ｍｍほどの厚さで変動する場合、上流ガイド板３と上流ガイド板４との間隔、及び、ガラス８とガラス９との間隔は、当然１０ｍｍ以上必要になる。ただし、１０ｍｍ以上の幅を持たせて、これらを固定してしまうと、薄い被写体２を撮像する際、１０ｍｍ以上の幅の範囲で、被写体２が揺らいでしまい、撮像に悪影響を及ぼしてしまう。
これを防ぐため、剛性を有する上流側ガイド板３を固定し、所定のばね性を有する上流側ガイド板４が、被写体２の厚さに応じて開くとともに、被写体２を表側に付勢する構造としてある。これにより、被写体２が薄い場合でも厚い場合でも、上流側ガイド板４が、被写体２を上流側ガイド板３へ（表側へ）軽く押さえつける。
【００２１】
また、上流側ガイド板４の押さえつけが終わった直後、なるべく上流側ガイド板３に近い位置に撮像位置を持ってくることで、被写体２の揺らぎを抑えたクリアな画像を撮像することができる。
さらに、図示してないが、被写体２の厚さに応じて変形する上流側ガイド板４の変形量を検出し、この変形量に応じて、焦点を調整する構成としてもよい。
なお、ガラス８とガラス９の間隔は１０ｍｍ以上、例えば１２ｍｍとし、上流側ガイド板３は、上流側ガイド板３の当接面とガラス８の当接面３とが同一面を形成するように、設置される。
また、上流側ガイド板３の表側には、撮像ユニット１１が設置され、上流側ガイド板４の裏側には、ミラーユニット１２が設置される。
【００２２】
ロータリエンコーダ１７は、撮像位置より搬送方向１の上流側に設けられ、搬送ベルト７の移動速度を検出する。また、光電センサ１５は、撮像位置より搬送方向１の上流側に設置され、光電センサビーム１６が遮られるか否かによって、被写体２の通過を検知する。これらを設けることによって、光電センサ１５から撮像位置までのタイミングを検出するともに、搬送速度に応じてカメラ露光時間やＬＥＤ照明光量を制御し、常に安定した撮像を可能にする。
【００２３】
（光源）
光源である白色ＬＥＤ照明ユニット１０は、被写体２の両面の撮像位置に対し、それぞれ相対して斜めから照射するように、計４台設置される。
ここで、相対して照射することで、必要光量を得るとともに、被写体２の面上の微細な凹凸や、被写体２の周辺部の歪みなどによる影の発生を抑制することができる。
本実施形態では、光源として、光フィードバック機能つきの白色ＬＥＤを用いている。特に、図示してないが、高輝度タイプのものを線状に複数並べ、また、その前面に拡散板を設置することで、撮像視野に対し必要な光量で均一に照射することを可能にしている。
【００２４】
ここで、光源としては、宛名を読み取る場合には、可視光を発光する光源を用いる。すなわち、光源として、例えば、高い安定性、低消費電力、長寿命といった特徴を有する白色ＬＥＤを採用する。また、ＬＥＤは、その点灯応答性の速さから被写体２が通過したときのみ点灯させる制御ができ、より消費電力の抑制が可能であり、かつ、ＬＥＤ自身の発熱を抑えてより長寿命化が図れる。
また、ＬＥＤ照明に、光フィードバック機能を具備させるとよい。これにより、温度や寿命による経年劣化による光量変動を抑え、光量を常に一定に保つことが可能になる。したがって、読取性能の安定性を確保でき、かつ、経年劣化によるメンテナンスが不要になる。
【００２５】
（撮像手段）
撮像手段は、一つの光電変換装置（リニアアレイＣＣＤ２７）、この光電変換装置の所定の位置に、被写体２の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段（第１ミラー２１、第２ミラー２２、短焦点レンズ２５、長焦点レンズ２６）、ビデオ信号処理手段（ビデオ信号処理回路４５、４６）、及び、画像データ伝送手段（画像データ伝送回路４７）などを有している。
また、上記光電変換装置は、両端から中央に読み出す方式のリニアアレイＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）２７であり、結像手段は、リニアアレイＣＣＤ２７の一方の端部側の位置（下側の位置）に、被写体２の表面を結像し、また、リニアアレイＣＣＤ２７の他方の端部側の位置（上側の位置）に、被写体２の裏面を結像する。
【００２６】
次に、図面を参照して、本実施形態のカメラ結像光学系について説明する。
図２は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する要部の概略斜視図である。なお、図２においては、照明ユニット、ガラス、搬送ベルトなどを省略している。
図２において、まず、被写体２が、搬送されており、搬送方向１と交差する線状に撮像の視野３１がとられる。
また、リニアアレイＣＣＤ２７、短焦点レンズ２５、及び、長焦点レンズ２６などは、撮像ユニット１１に収納されており、第１ミラー２１及び第２ミラー２２は、ミラーユニット１２に収納されている。
【００２７】
被写体２の表面の撮像は、カメラ光路（表側）２３で示されるように、短焦点レンズ２５にてリニアアレイＣＣＤ２７の下端の有効画素部分に結像される。
また、被写体２の裏面の撮像は、カメラ光路（裏側）２４で示されるように、第１ミラー２１及び第２ミラー２２で折り返されて、長焦点レンズ２６にてリニアアレイＣＣＤ２７の上端の有効画素部分に結像される。
【００２８】
ここで、上述したように、被写体２は、表側の上流ガイド板３に軽く押し付けられた状態で搬送されるため、表面（被写体２の撮像ユニット１１側の面）の撮像に関しては、被写体２の厚さが変動してもその影響なく光路長は一定となる。そのため、クリアな画像を撮像する上で、被写界深度はそれほど必要ない。
一方、裏面（被写体２のミラーユニット１２側の面）の撮像に関しては、被写体２の厚さが変動した場合、最大で被写体２の厚さ分の読取位置の変動が生じる。この変動に関わらず、よりクリアな撮像を行うには、撮像光学系として、少なくても表面の撮像よりも深い被写界深度が必要になる。
【００２９】
一般に、レンズの焦点距離が長い方が、より被写界深度が深い。また同一分解能であるなら、レンズの焦点距離が長い方が、より光路長が長くなり、必然的に倍率変動に対して変動幅を小さくできる。
そのため、レンズ２５には短焦点のレンズを、レンズ２６にはより長焦点のレンズを採用する。これにより、上記被写界深度の要求を満たすことができると同時に、図２に示すように、短焦点レンズ２５の光路２３を短く、長焦点レンズ２６の光路２４を長く設計することができる。
【００３０】
また、好ましくは、リニアアレイＣＣＤ２７の未使用画素（中央部の画素）に対しては、遮へい板２８をリニアアレイＣＣＤ２７の受光面に密着させるようにして設けるとよい。このようにすると、露光済みの画素の転送途中に、次の露光が重なることによる画質劣化を避けることができる。また、遮へい板２８をリニアアレイＣＣＤ２７の受光面に密着させて設置することにより、光の回折による未使用画素への露光を防ぐことができる。
【００３１】
次に、図３ａを参照して本発明の第一実施形態の回路構成を説明する。
図３ａは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、回路構成を示す概略ブロック図である。
図３ａにおいて、短焦点レンズ２５で集光された表面のカメラ光線（撮像光線）４１、及び、長焦点レンズ２６で集光された裏面のカメラ光線（撮像光線）４２は、ＣＣＤ回路４３の実装されたリニアアレイＣＣＤ２７の両端で光電変換され、それぞれビデオ信号処理回路（表側）４５及びビデオ信号処理回路（裏側）４６へ送られる。
【００３２】
ＣＣＤ駆動回路４４は、リニアアレイＣＣＤ２７を制御するための各制御クロック信号を生成し、ＣＣＤ回路４３に出力する。
また、ＣＣＤ回路４３からビデオ信号処理回路４５、４６に送られたビデオ信号は、図示してないが、サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換が行われ、画像データ伝送回路４７にデジタルデータとして出力される。
【００３３】
画像データ伝送回路４７は、画像認識ユニット５０へ画像データを転送するための周波数変換を行い、外部制御回路４９より撮像タイミングを調整した信号をフレーム有効信号として、表面画像と裏面画像とを同時に画像認識ユニット５０へＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）信号にて転送する。
ここで、画像データは、図４ａに示すように、表面撮像画像７１と裏面撮像画像７２を合わせた１フレーム画像７３として出力される。これにより、画像伝送の簡易化を図ることができる。
【００３４】
また、この出力を行うための画像データ伝送回路４７の出力タイミングは、図４ｂに示すように、画像データとしてのライン有効信号７６の一つの区間に、表面のライン画像７４とそれに対応する裏面のライン画像７５を繋ぎ合わせて連続して出力し、それを１ラインとして出力する。フレーム有効信号７７は、光電センサ１５の光電センサビーム１６を遮った時間分、すなわち、被写体２の長さに対応したライン数分だけ発生させ、図４ａの１フレーム画像７３を生成することが可能になる。
【００３５】
次に、上記出力を行うための画像データ伝送回路４７の内部構成について、図面を参照して説明する。
図３ｂは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
図３ｂにおいて、ビデオ信号処理回路４５からの表面ライン画像７４と、ビデオ信号処理回路４６からの裏面ライン画像７５は、同タイミングで画像データ伝送回路４７に入力され、それぞれ表面用ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）５２と裏面用ＦＩＦＯ５３へ同時に書き込まれる。
【００３６】
ここで、表面用ＦＩＦＯ５２の表面用ライン画像を先に読出し、その後で裏面用ＦＩＦＯ５３の裏面用ライン画像を読み出すことによって、図４ｂに示すタイミングのデータ出力を実現している。
さらに、表面用ＦＩＦＯ５２や裏面用ＦＩＦＯ５３において、書込みクロックと読出しクロックを変えることにより、周波数変換を行うことができる。
【００３７】
次に、外部制御回路４９に関して、図面を参照して説明する。
図３ｃは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
図３ｃにおいて、外部制御回路４９は、光電センサ１５からの信号を受け、ロータリエンコーダ１９のパルス信号を用いて、画像データ伝送回路４７に対しての撮像タイミング調整、及び、照明制御回路４８に対しての照明の点灯タイミング調整を行う。
また、ロータリエンコーダ１７からのパルス信号を、内部クロックでカウントして、実際の搬送速度を搬送速度測定回路６１にて計算し、ＣＣＤ駆動回路４４及び照明制御回路４８にその情報を出力する。
【００３８】
そして、情報を入力したＣＣＤ駆動回路４４は、その速度に応じたＣＣＤリセット制御を行い、搬送速度が変動しても、常に搬送方向１に対して同じ分解能になるように制御する。すなわち、搬送速度が遅くなれば、ＣＣＤリセットのタイミングを所定の設定値より長くし、また、搬送速度が速くなれば、ＣＣＤリセットのタイミングを所定の設定値より短くする。
【００３９】
ただし、これだけだと、電子シャッター機能がない限り、ＣＣＤリセットのタイミングを変更することによりセンサ露光時間も変動してしまい、結果として、ゲイン変動が生じてしまう。特に、産業用の高価なセンサでない限り、まだ電子シャッター機能はないものが多い。
そこで、照明制御回路４８に対しても速度情報を送り、速度に応じた照明光量設定を白色ＬＥＤ照明ユニット１０に対して行わせる。すなわち、搬送速度が遅くなれば、照明光量を所定の設定値より低く設定し、また、搬送速度が速くなれば、照明光量を所定の設定値より高く設定する。これにより、搬送速度が変動した場合でも、常に同質の画像を撮像することが可能になる。
【００４０】
なお、リニアアレイＣＣＤ２７の受光感度や白色ＬＥＤ照明ユニット１０の光源の発光光量の固体差を考慮し、これら搬送速度に応じたＣＣＤリセットタイミング時間や照明光量設定値は、出荷時に、固定のテストチャートを用いて実際にバランス調製を行って決定する。
【００４１】
また、外部制御回路４９は、装置本体制御ユニット５１に照明制御回路４８からの照明アラーム信号を受けて出力する。
さらに、部制御回路４９は、ビデオ信号処理回路４５、４６のオフセット設定値及びゲイン設定値、並びに、画像データ伝送回路４７に対する撮像タイミング調整のためのロータリエンコーダ１９のクロックのカウント設定値を、装置本体制御ユニット５１からパラメータとして受信し、レジスタ領域にそれらの値を格納する。これにより、装置本体制御ユニット５１から遠隔的に本実施形態の画像入力装置の微調整を実施することが可能になる。
【００４２】
照明制御回路４８は、外部制御回路４９からの搬送速度情報に応じた照明照射の光量設定値を、白色ＬＥＤ照明ユニット１０に設定し、かつ、外部制御回路４９からの点灯タイミング信号に応じて、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の点灯及び消灯の制御を行う。また、白色ＬＥＤ照明ユニット１０からの照明アラーム信号を検出し、外部制御回路４９へ出力する。
【００４３】
次に、本実施形態の画像入力装置の動作などについて説明する。
図１に示すように、まず、被写体２は、搬送ベルト７に挟まれて一定速度で搬送方向１へ搬送される。
次に、カメラ光軸１３及びカメラ光軸１４と交差する撮像位置の手前に設置された光電センサ１５を通過し、その後、ベルト搬送部７から上流ガイド板３、４へ導かれる。
続いて、被写体２は、可変の上流ガイド板４によって、上流ガイド板３の方へ軽く押し付けられつつ通過し、撮像位置のガラス８、９の間に到達する。
【００４４】
また、被写体２が光電センサ１５のビーム１６を遮ると、その光電センサ１５の信号変化を受け、撮像ユニット１１の外部制御回路４９は、撮像タイミング調整カウンタ６４及び点灯タイミング調整カウンタ６２の二つのカウンタのパルスをカウント開始する。そのパルスには、ロータリエンコーダ１７からの信号が用いられる。そして、撮像タイミング調整カウンタ６４が、カメラ視野３１の位置に被写体２が到達する分をカウントし終わると、フレーム有効信号７７がＯＮになるよう画像データ伝送回路４７に情報を出力する。
【００４５】
一方、点灯タイミング調整カウンタ６２は、カメラ視野３１に被写体２が到達する少し前のタイミングでカウントし終え、照明制御回路４８への照明点灯制御信号をＯＮにする。さらに、被写体２が通過を終えたところで、ＯＦＦにする。すなわち、照明制御回路４８は、この照明点灯制御信号がＯＮの区間、ＬＥＤ照明ユニット１０へ照明ＯＮ信号を出力する。このように、撮像位置より手前で点灯することにより、光フィードバック機能付きのＬＥＤ照明の光量が安定するのに要する時間を確保する。つまり、ＬＥＤ照明ユニット１０は、上記マージン分と被写体２の長さ分だけ点灯しそれ以外では消灯する。
【００４６】
上記タイミングは、図４ｂに示すように、照明ＯＮ信号７９が、フレーム有効信号７７より時間的に早めにＯＮし、フレーム有効信号７７と同じタイミングでＯＦＦにする。
なお、前後の被写体２どうしのギャップが、上記マージン以下である場合には、前の被写体２の通過後、消灯せずにそのまま点灯し続ける制御を行う。
【００４７】
白色ＬＥＤ照明ユニット１０により光の照射された視野３１における被写体２の反射光は、表面を撮像する短焦点レンズ２５及び裏面を撮像する長焦点レンズ２６により、各々、リニアアレイＣＣＤ２７の下側及び上側に結像され、各画素に入光した光量分だけ電気信号に変換される。
【００４８】
ここで、必要分解能と必要読取視野幅に応じ、必要な画素数は決定される。
たとえば、必要分解能が２００ＤＰＩ（Ｄｏｔ ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）、かつ、必要読取視野幅がレターサイズの１７５ｍｍの場合、約１３７８画素あれば十分である。また、同分解能で必要幅がフラットサイズの３００ｍｍの場合には、約２３６２画素あれば十分である。
製造原価のコストダウンを図るために、市販されている両側読出しのリニアアレイＣＣＤ２７を用いるとして、その全画素の半分の画素数で上記仕様を満たすものとしては、例えば３８００画素や４０９６画素といったものがあり、いずれも画素数は余る計算になる。
【００４９】
また、搬送する速度を速くする場合でも、搬送方向の分解能を維持するため、通常、露光時間は、全画素分の転送時間以下に設定する。かかる場合、露光済みの画素の転送途中に、次の露光が重なることによる画質劣化を避けるため、余剰の画素は、遮へい板２８により遮へいする。この遮へい板２８は、上述したように、リニアアレイＣＣＤ２７の受光面に密着させて設置されている。これにより、光の回折による未使用画素への露光を防ぐことができる。
【００５０】
ただし、遮へい板２８によっても完全には遮へい仕切れないため、有効画素分に加えて、この回折による回り込みの露光がある未使用画素も含めて、ＣＣＤ転送を行う必要がある。
たとえば、この回折の距離が１ｍｍ程度の場合、これをＣＣＤの1画素のサイズで割った画素分が、追加の転送必要な画素数となる。ＣＣＤ１画素のサイズが１０ｕｍの場合には、１００画素を有効画素に加えて余分に転送する必要がある。
【００５１】
リニアアレイＣＣＤ２７は、結像された光を電気信号に変換し、両端から中央に向かい、時系列に順次出力する。そして、リニアアレイＣＣＤ２７のＣＣＤ回路４３から出力された両端の二つのビデオ信号は、それぞれ、ビデオ信号処理回路４５及びビデオ信号処理回路４６にて、サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ変換が行われ、画像データ伝送回路４７にデジタルデータとして出力される。
ここで、オフセット設定値やゲイン設定値は、予め装置本体制御ユニット５１からの調整によりパラメータ設定された値が用いられる。
【００５２】
次に、画像データ伝送回路４７では、表面と裏面の二つの画像データを、図４ｂに示すように並び変え、画像認識ユニット５０へ出力する。
なお、ロータリエンコーダ１７の信号を受けて搬送速度を測定する外部制御回路４９内の搬送速度測定回路６１は被写体２の有無に関わらず、搬送ベルト７が動いているときには、一定タイミングで監視し、ＣＣＤ駆動回路４４及び照明制御回路４８に速度情報を出力する。
【００５３】
次に、画像認識ユニット５０では、図４ａの１フレーム画像７３に対して、既知の宛名領域認識処理を行う。
ここで、宛名情報と共に宛名面がどちらであったかを装置本体制御ユニット５１に送ることで、後述する紙葉類処理装置としての装置本体（図示してないが、たとえば、区分装置）は、単純に区分するだけでなく、宛名面を揃えて区分集積することができる。すなわち、たとえば、宛名面が表面であれば、そのまま区分して区分口に集積し、あるいは、宛名面が裏面であった場合には、表と裏を逆にするフェイシングルートを通して、区分口に集積すればよい。これにより、配達作業者にとって、従来通りに宛先を見やすくすることができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いて、被写体２の表面及び裏面を撮像することができるので、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、被写体２の表面及び裏面を同時に撮像することができるので、画像に抜けが生じるといった不具合を回避でき、画像品質を向上させることができる。さらに、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いることにより、画像入力装置の小型化を図ることができる。
【００５５】
［画像入力装置及び画像入力方法の第二実施形態］
図５は、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
図５において、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の代わりに、光源として紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１を備え、また、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１の点灯と消灯のタイミングを、被写体２毎ではなく、1ライン走査毎に行う点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図５において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
また、本実施形態の画像入力装置は、紫外線を照射し、インディシア（図示せず）を検知する。したがって、第一実施形態より、必要分解能は低く、その分、具体的なレンズの焦点距離は異なる。
さらに、本実施形態の基本的な回路構成は、第一実施形態（図３ａ参照）とほぼ同様としてある。
次に、第一実施形態と異なる点に着目し、外部制御回路９５や画像データ伝送回路９２に関して、図面を参照して説明する。
【００５７】
図６ａは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
図６ａにおいて、照明制御回路９１は、外部制御回路９５内の点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号の入力、搬送速度測定回路６１からの搬送速度データ入力、及び、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１からのアラーム信号を受けて、照明アラーム受信回路６３へのアラーム出力を行う。さらに、照明制御回路９１は、新たにＣＣＤ駆動回路４４から、リニアアレイＣＣＤ２７の１ラインの制御と同期したクロック信号を入力する。この信号は、図７に示すように、たとえば、リニアアレイＣＣＤ２７の１ライン撮像１１１のスキャンを毎回リセットするリセット信号１１２を用いる。
【００５８】
照明制御回路９１は、点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号１１３が有効であるときに、このＣＣＤ駆動回路４４から受けるリセット信号１１２毎に、点灯と消灯を繰り返すように照明ＯＮ信号１１４を各紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１に出力する。
【００５９】
ビデオ信号処理回路９３（表側）及びビデオ信号処理回路（裏側）９４は、第一実施形態と同様に、ＣＣＤ回路４３から送られた表面及び裏面のビデオ信号を、各々サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ変換を行い、画像データ伝送回路９２にデジタルデータとして出力する。
【００６０】
ただし、ゲインに関しては、照明制御回路９１が、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１に出力する照明ＯＮ信号を参照し、紫外線が点灯している場合と消灯している場合とで異なるゲイン設定値を外部制御回路９５のレジスタから読み出して実施する。すなわち、紫外線が点灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては点灯時ゲイン（表）レジスタ９６を、裏面ビデオ信号に関しては点灯時ゲイン（裏）レジスタ９７をそれぞれビデオ信号処理回路９３、９４に設定する。また、紫外線が消灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（表）レジスタ９８を、裏面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（裏）レジスタ９９を設定してゲイン増幅を行う。
これは、紫外線が点灯している場合に発光する蛍光のインディシアが、紫外線消灯時に残光として発光する燐光のインディシアよりもその発光光量が高いので、それぞれの撮像に適したゲイン設定にするために行っている。
【００６１】
ここで、本実施形態での画像出力は、図８ａに示すように、紫外線ＬＥＤが照射された場合の表面の画像１２１と裏面の画像１２２に加え、紫外線ＬＥＤの照射がＯＦＦされた場合の表面画像１２３と裏面画像１２４とも加え合わせたものを１フレーム画像１２５として出力し、この画像伝送の簡易化を図っている。
【００６２】
また、この出力を行うための画像データ伝送回路９２の出力タイミングは、図８ｂに示すように、画像データとしてのライン有効信号７６の一つの区間に、紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像１２６と裏面ライン画像１２７、紫外線ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像１２８と裏面ライン画像１２９とを全て繋ぎ合わせて連続して出力し、それを１ラインとして出力する。
【００６３】
このタイミング出力を行うための画像データ伝送回路９２の内部構成は、図６ｂに示すように、ビデオ信号処理回路９３からの表面ライン画像と、ビデオ信号処理回路９４からの裏面ライン画像は、同タイミングで画像データ伝送回路９２に入力される。
【００６４】
ここで、照明制御回路９１が紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１に出力する照明ＯＮ信号を参照し、紫外線が点灯している場合には、ビデオ信号処理回路９３からの表面ライン画像はＦＩＦＯ１０３へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０５へ書き込むように、また、紫外線が消灯している場合には、ビデオ信号処理回路９３からの表面ライン画像はＦＩＦＯ１０４へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０６へ書き込むように、制御する。
また、ＦＩＦＯ１０３の紫外線点灯時の表面ライン画像１２６、ＦＩＦＯ１０５の紫外線点灯時の裏面ライン画像１２７、ＦＩＦＯ１０４の紫外線消灯時の表面ライン画像１２８、ＦＩＦＯ１０６の紫外線消灯時の裏面ライン画像１２９の順に読み出すことにより、図８ｂに示すタイミングのデータ出力を実現している。
【００６５】
次に、本実施形態の画像入力装置の動作などについて説明する。
本実施形態は、第一実施形態と比べると、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の代わりに、光源として紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１を備え、また、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１の点灯と消灯のタイミングを、被写体２毎ではなく、1ライン走査毎に行う点などが相違する。すなわち、紫外線ＬＥＤユニット８１への照明ＯＮ信号１１４は、フレーム有効信号７７をイネーブル信号とし、その区間中、リニアアレイＣＣＤ２７の１ラインスキャンのリセット１１２に同期し、点灯と消灯を交互に繰り返す。そして、ビデオ信号処理回路９３、９４は、紫外線ＬＥＤが点灯している場合と消灯している場合で、別々にゲインを設定してビデオライン信号を増幅する。
【００６６】
これにより、紫外線ＬＥＤ点灯時には低いゲインで蛍光発光を検知するための撮像を、紫外線ＬＥＤ消灯時には高いゲインで燐光発光を検知するための撮像を同時に行うことができる。
なお、インディシア検知の場合、蛍光発光でも燐光発光でも赤と緑で別々に発光し、その区別を行う必要がある場合が多いため、リニアアレイＣＣＤ２７として、両側読出し方式であって、かつ、赤、緑、青のカラーリニアアレイＣＣＤが用いられる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができ、また、紫外線を照射することによって、インディシア（図示せず）を検知することができる。さらに、赤外線ＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦすることにより、ＯＮ時における蛍光インディシアの撮像と、ＯＦＦ時における燐光（残光）インディシアの撮像とを一度に行うことができ、画像品質を向上させることができる。
【００６８】
［画像入力装置及び画像入力方法の第三実施形態］
図９は、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
図９において、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の代わりに、光源として白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１を備え、また、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１の点灯と消灯を、被写体２毎ではなく、1ライン走査毎とし、白色ＬＥＤのみ点灯、紫外線ＬＥＤのみ点灯、及び、両ＬＥＤとも消灯のサイクルで撮像を行う点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図９において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１において、照明ユニット内のＬＥＤの配置は、紫外線ＬＥＤと白色ＬＥＤを各々複数列ずつ並べた配置としてある。ただし、これに限定されるものではなく、たとえば、１列内で交互に配置しかつそれを複数列並べた配置としてもよい。
また、カメラ結像光学系は、第一実施形態（図２参照）とほぼ同様としてある。
【００７０】
さらに、本実施形態は、宛名及びインディシアの少なくとも一つを検知する。ここで、リニアアレイＣＣＤ２７は、高速性や高感度性を有するものを用いてある。これにより、白色ＬＥＤ点灯時での宛名検知を行う撮像画像を用い、第一実施形態のように、宛名認識までを行うことができ、装置としての付加価値を向上させることができる。
また、本実施形態の基本的な回路構成は、第一実施形態及び第二実施形態（図３ａ参照）とほぼ同じである。
次に、第二実施形態と異なる点に着目し、外部制御回路１４５及び画像データ伝送回路１４２に関して、図面を参照して説明する。
【００７１】
図１０ａは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
図１０ａにおいて、照明制御回路１４１は、第二実施形態とほぼ同様に、外部制御回路１４５内の点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号の入力、搬送速度測定回路６１からの搬送速度データ入力、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１からのアラーム信号を受け、照明アラーム受信回路６３へのアラーム出力を行う。さらに、照明制御回路１４１は、ＣＣＤ駆動回路４４から、リニアアレイＣＣＤ１ラインの制御と同期したクロック信号を受信し、また、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１への点灯ＯＮ信号をビデオ信号処理回路１４３、１４４及び画像データ伝送回路１４２へ出力する。
【００７２】
ただし、第二実施形態との違いは、この点灯ＯＮ信号が、単純にＯＮかＯＦＦかの１ビットではなく、白色ＬＥＤがＯＮか、紫外線ＬＥＤがＯＮか、全てＯＦＦかの三つの状態を区別する２ビット以上の信号となることである。
この信号は、例えば、図１１に示すようになる。すなわち、照明制御回路１４１は、点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号１１３が有効であるときに、ＣＣＤ駆動回路４４から受けるリセット信号１１２毎に、白色ＬＥＤ点灯、紫外線ＬＥＤ点灯、及び、両方を消灯の状態を繰り返すように、２ビットの照明ＯＮ信号１６２を各照明ユニット１３１に出力する。
【００７３】
ビデオ信号処理回路１４３（表側）及びビデオ信号処理回路（裏側）１４４は、第二実施形態とほぼ同様に、ＣＣＤ回路４３から送られた表面及び裏面のビデオ信号を、各々サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ変換を行い、画像データ伝送回路１４２にデジタルデータとして出力する。
【００７４】
ゲインに関しては、照明ＯＮ信号に応じて、外部制御回路１４５のゲインレジスタを読み出してゲイン増幅を行う。すなわち、白色ＬＥＤが点灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては白色点灯時ゲイン（表）レジスタ１４６を、裏面ビデオ信号に関しては白色点灯時ゲイン（裏）レジスタ１４７をそれぞれビデオ信号処理回路１４３、１４４に設定する。また、紫外線が点灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては紫外線点灯ゲイン（表）レジスタ９６を、裏面ビデオ信号に関しては紫外線点灯ゲイン（裏）レジスタ９７をそれぞれビデオ信号処理回路１４３、１４４に設定する。さらに、紫外線が消灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（表）レジスタ９８を、裏面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（裏）レジスタ９９をそれぞれビデオ信号処理回路１４３、１４４に設定する。
【００７５】
ここで、本実施形態の画像出力は、図１２ａに示すように、白色ＬＥＤのみ点灯した場合の表面画像１７１とその裏面画像１７２、紫外線ＬＥＤのみ点灯した場合の表面画像１７３と裏面画像１７４、及び、両ＬＥＤが消灯した場合の表面画像１７５と裏面画像１７６を合わせたものを１フレーム画像１７７として出力する。これにより、この画像伝送の簡易化を図ることができる。
【００７６】
この出力を行うための画像データ伝送回路１４２の出力タイミングは、図１２ｂに示すように、画像データとしてのライン有効信号７６の１つの区間に、白色ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像１７８と裏面ライン画像１７９、紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像１８０と裏面ライン画像１８１、及び、両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像１８２と裏面ライン画像１８３を全て繋ぎ合わせて連続して出力し、それを１ライン画像として出力する。
【００７７】
このタイミング出力を行うための画像データ伝送回路１４２の内部構成について、図１０ｂに示す。すなわち、ビデオ信号処理回路１４３からの表面ライン画像と、ビデオ信号処理回路１４４からの裏面ライン画像は、同タイミングで画像データ伝送回路１４２に入力される。
【００７８】
ここで、照明制御回路１４１が照明ユニット１３１に出力する照明ＯＮ信号を参照し、白色ＬＥＤが点灯している場合には、表面ライン画像はＦＩＦＯ１５３へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１５４へ書き込むように、紫外線が点灯している場合には、表面ライン画像はＦＩＦＯ１０３へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０５へ書き込むように、両ＬＥＤが消灯している場合には、表面ライン画像はＦＩＦＯ１０４へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０６へ書き込むように、制御される。
【００７９】
また、ＦＩＦＯ１５３の白色ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像、ＦＩＦＯ１５４の白色ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像、ＦＩＦＯ１０３の紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像、ＦＩＦＯ１０５の紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像、ＦＩＦＯ１０４の両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像、ＦＩＦＯ１０６の両ＬＥＤ消灯時の裏面ライン画像の順に読み出すことによって、図１２ｂのタイミングのデータ出力を実現している。
【００８０】
次に、本実施形態の動作に関して、第二実施形態と比較して説明する。
本実施形態は、第二実施形態と比べると、被写体２が撮像位置を通過する際、白色ＬＥＤのみ点灯、紫外線ＬＥＤのみ点灯、及び、両ＬＥＤとも消灯のサイクルで照明照射を行い、それぞれのサイクルで撮像を行う。すなわち、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１への照明ＯＮ信号１６２は、フレーム有効信号７７をイネーブル信号とし、その区間中、リニアアレイＣＣＤ２７の１ラインスキャンのリセット信号１１２に同期し、点灯と消灯を交互に繰り返す。
【００８１】
ここで、図１１に示すように、照明ＯＮ信号１６２は、白色ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６３と、紫外線ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６４を有しており、白色ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６３は、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦを繰り返し、紫外線ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６４は、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。これにより、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１は、白色ＬＥＤのみ点灯、紫外線ＬＥＤのみ点灯、及び、両ＬＥＤとも消灯のサイクルで照明照射を行っている。そして、ビデオ信号処理回路１４３、１４４は、そのサイクルの状態に応じて、ゲイン設定を行い、ビデオライン信号を増幅する。
【００８２】
これにより、白色ＬＥＤ点灯時での宛名検知、紫外線ＬＥＤ点灯時での蛍光検知、及び、両ＬＥＤを消灯した場合の燐光検知のそれぞれにおいて、適したゲインで撮像を行うことができる。
なお、第二実施形態とほぼ同様に、インディシア検知の場合、蛍光発光でも燐光発光でも赤と緑で別々に発光し、その区別を行う必要がある場合が多いため、リニアアレイＣＣＤ２７として、両側読出し方式であって、かつ、赤、緑、青のカラーリニアアレイＣＣＤが用いられる。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。また、白色ＬＥＤ点灯時での宛名検知、紫外線ＬＥＤ点灯時でのインディシアに対する蛍光検知、及び、両ＬＥＤを消灯した場合のインディシアに対する燐光検知を行う向上させることができ、画像入力装置としての付加価値を向上させることができる。すなわち、本装置1台で、インディシアが無い場合も含め宛名面の取り揃えを行うことができる。
【００８４】
［画像入力装置及び画像入力方法の第四実施形態］
図１３は、本発明の第四実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する概略斜視図である。なお、図１３においては、照明、ガラス、搬送ベルトなどを省略している。
図１３において、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、焦点距離の異なる二つのレンズ２５、２６を用いたカメラ結像光学系の代わりに、焦点距離の等しい二つのレンズ１９４、１９５を用いたカメラ結像光学系を設けた点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図１３において、図２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
また、第一実施形態と同様にして、被写体２が、搬送されており、搬送方向１と交差する線状に撮像の視野３１がとられる。
【００８５】
本実施形態のカメラ結像光学系は、第１ミラー（左）１９１、第１ミラー（右）１９２、第２ミラー１９３、レンズ（左）１９４、及び、レンズ（右）１９５などを有している。
第１ミラー（左）１９１及び第１ミラー（右）１９２は、被写体２の視野３１の位置に対して向かい合うように、かつ、視野３１に垂直な面に対してほぼ斜め４５度に設置される。
また、第２ミラー１９３は、第１ミラー（左）１９１の視野３１の位置の反射光、及び、第１ミラー（右）１９２の視野３１の反射光を、搬送方向１と平行な方向に反射するように設置される。
さらに、リニアアレイＣＣＤ２７は、搬送方向１及び視野３１に垂直な方向であって、かつ、その中心が、被写体２が搬送される軸上になるように設置される。
【００８６】
また、レンズ１９４は、第１ミラー１９１及び第２ミラー１９３を反射してきた視野３１の像を、リニアアレイＣＣＤ２７の片方の端の有効画素部分に、像を結ぶように設置される。さらに、レンズ１９４と同一焦点距離のレンズ１９５は、第１ミラー１９２及び第２ミラー１９３を反射してきた視野３１の像をリニアアレイＣＣＤ２７のもう片方の端の有効画素部分に像を結ぶように設置される。これにより、被写体２の両面を同一分解能で撮像することが可能になる。
【００８７】
なお、本実施形態では、被写体２の上方で、かつ、視野３１に対して搬送方向１側に、リニアアレイＣＣＤ２７を設けているが、これに限定されるものではない。たとえば、第１ミラー１９１、１９２は、反射方向が下方を向くように設置してもよく、あるいは、第２ミラー１９３は、反射方向が、搬送方向１と反対の方向を向くように設置してもよい。
さらに、第２ミラー１９３を用いず、リニアアレイＣＣＤ２７を視野３１の上方又は下方に設置してもよい。
【００８８】
ここで、上述したように、被写体２は、表側の上流ガイド板３に軽く押し付けられる形で搬送されるため、裏面（被写体２のミラーユニット１２側の面）の撮像に関しては、被写体２の厚さが変動した場合、最大で被写体２の厚さ分の読取位置の変動が生じる。そのため、レンズ１９３と１９４は、その必要な被写界深度を確保しうる焦点距離の長いものを採用する。これにより、上記被写界深度の要求を満たすことができるとともに、図１３に示すように、レンズ１９３、１９４のカメラ光路１９６、１９７を長く設計することができる。
なお、その他の構成や動作は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができ、また、設計の自由度を高めることができる。
なお、本実施形態は、第一実施形態に、焦点距離の等しい二つのレンズ１９４、１９５を用いたカメラ結像光学系を設けた構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、第二実施形態や第三実施形態に、焦点距離の等しい二つのレンズ１９４、１９５を用いたカメラ結像光学系を設けた構成としてもよい。
【００９０】
［画像入力装置及び画像入力方法の第五実施形態］
図１４ａは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、搬送手段を示す概略斜視図である。なお、図１４ａにおいては、撮像系や照明などを省略している。
また、図１４ｂは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を示す概略斜視図である。なお、図１４ｂにおいては、照明などを省略している。
図１４ａ、１４ｂにおいて、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、被写体２が、傾斜した底面ベルト２０１及び側面ベルト２０２によって、搬送方向１に搬送される点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図１４ａ、１４ｂにおいて、図１、２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００９１】
本実施形態の搬送手段は、底面ベルト２０１、一対の側面ベルト２０２、及び、ガラス２０３などを備えている。
底面ベルト２０１は、所定の傾き角度２０４（たとえば、３０°）だけ傾いた状態で設けられている。また、一対の側面ベルト２０２は、ガラス２０３を挟むように並設され、一対の側面ベルト２０２及びガラス２０３は、底面ベルト２０１に対して直角方向に設けられている。したがって、被写体２は、下方の端部が底面ベルト２０１と当接し、一対の側面ベルト２０２、及び、ガラス２０３と当接した状態で、搬送される。
この搬送手段は、搬送ベルト７などを用いた第一実施形態のものと比べると、軽い被写体２などに対しては、浮いてしまうといった短所を有しているが、被写体２の厚さ変動に対して対応できる幅が大きいといった長所を有している。
【００９２】
傾いた状態で搬送される被写体２に対して、第一実施形態とほぼ同様の撮像ユニット１１及びミラーユニット１２は、所定の傾き角度２０４（たとえば、３０°）だけ傾いた状態で設けられている。すなわち、側面ベルト２０２の間にガラス２０３を設置し、そのガラス２０３を通して撮像する側に、撮像ユニット１１を設置し、反対側にミラーユニット１２を設置する。
【００９３】
これにより、被写体２の側面ベルト２０２側を撮像する光学系においては、被写体２の自重によりガラス２０３に面した位置で、ほとんど光路長は一定となるので、被写界深度はほとんど必要ない。したがって、短焦点レンズ２５は、クリアな画像を得ることができる。
一方、その反対面は、被写体２の厚さに応じて光路長が変わるため、それに応じた被写界深度が必要になる。したがって、長焦点レンズ２６を用いることにより、クリアな画像を得ることができる。
なお、その他の構成や動作は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができ、また、設計の自由度を高めることができる。
なお、本実施形態は、第一実施形態に、傾斜した底面ベルト２０１、側面ベルト２０２及びガラス２０３を用いた搬送手段を設けた構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、第二実施形態や第三実施形態に、傾斜した底面ベルト２０１、側面ベルト２０２及びガラス２０３を用いた搬送手段を設けた構成としてもよい。
【００９５】
［紙葉類処理装置の一実施形態］
また、本発明は、紙葉類処理装置の発明としても有効である。
本実施形態の紙葉類処理装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置を用いて、紙葉類（たとえば、フラット）を処理する装置（区分装置）である。すなわち、本実施形態の紙葉類処理装置は、図示してないが、紙葉類を供給する供給装置と、紙葉類を撮像する第一実施形態の画像入力装置と、紙葉類の宛先情報を読み込む読取装置と、宛先情報にもとづいて紙葉類が集積される集積装置とを備えている。
【００９６】
このようにすると、本実施形態の紙葉類処理装置は、画像入力装置が、紙葉類の両面を同時に撮像することができるので、宛名面を取り揃える前処理無しに、区分処理することができ、生産性や付加価値などを向上させることができる。
また、本実施形態の紙葉類処理装置は、単純に区分するだけでなく、宛名面を揃えて区分集積してもよい。すなわち、たとえば、宛名面が表面であれば、そのまま区分して区分口に集積し、あるいは、宛名面が裏面であった場合には、表と裏を逆にするフェイシングルートを通して、区分口に集積してもよい。これにより、配達作業者にとって、従来通りに宛先を見やすくすることができる。
【００９７】
さらに、本実施形態の紙葉類処理装置は、上述したように、画像入力装置が、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いて、被写体２の表面及び裏面を撮像することができるので、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、被写体２の表面及び裏面を同時に撮像することができるので、画像に抜けが生じるといった不具合を回避でき、画像品質を向上させることができる。さらに、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いることにより、画像入力装置の小型化を図ることができる。
なお、本実施形態の紙葉類処理装置は、第一実施形態の画像入力装置を備えた構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、第二実施形態や第三実施形態の画像入力装置を備えた構成としてもよい。
【００９８】
以上、本発明の画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置は、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、上述した紙葉類処理装置の一実施形態は、区分装置としてあるが、本発明の紙葉類処理装置は、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、宛名面取り揃え装置や押印装置を備えた取り揃え押印装置としてもよい。このようにすると、取り揃え押印装置は、表面と裏面で別々に搭載していた画像入力装置を一つに集約できるので、装置の小型化及びコストの削減を実現することができる。
【００９９】
さらに、第三実施形態の画像入力装置を備えた取り揃え押印装置としてもよい。この取り揃え押印装置によれば、一つの画像入力装置によって、インディシアの無い紙葉類（たとえば、レター）に対しても宛名面を検知し、取り揃えを実現することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ 搬送方向
２ 被写体
３ 上流側ガイド板（表側）
４ 上流側ガイド板（裏側）
５ 上流側ローラー
６ 下流側ローラー
７ 搬送ベルト
８ ガラス（表側）
９ ガラス（裏側）
１０ 白色ＬＥＤ照明ユニット
１１ 撮像ユニット
１２ ミラーユニット
１３ カメラ光軸（表側）
１４ カメラ光軸（裏側）
１５ 光電センサ
１６ 光電センサビーム
１７ ロータリエンコーダ
２１ 第１ミラー
２２ 第２ミラー
２３ カメラ光路（表側）
２４ カメラ光路（裏側）
２５ 短焦点レンズ
２６ 長焦点レンズ
２７ リニアアレイＣＣＤ
２８ 遮へい板
２９ ＣＣＤ読出し方向（表側）
３０ ＣＣＤ読出し方向（裏側）
３１ 視野
４１ カメラ光線（表側）
４２ カメラ光線（裏側）
４３ ＣＣＤ回路
４４ ＣＣＤ駆動回路
４５ ビデオ信号処理回路（表側）
４６ ビデオ信号処理回路（裏側）
４７ 画像データ伝送回路
４８ 照明制御回路
４９ 外部制御回路
５０ 画像認識ユニット
５１ 装置本体制御ユニット
６１ 搬送速度測定回路
６２ 点灯タイミング調整カウンタ
６３ 照明アラーム受信回路
６４ 撮像タイミング調整カウンタ
６５ 撮像タイミングレジスタ
６６ オフセット（表）レジスタ
６７ オフセット（裏）レジスタ
６８ ゲイン（表）レジスタ
６９ ゲイン（裏）レジスタ
７１ 表面撮像画像
７２ 裏面撮像画像
７３ １フレーム画像
７４ 表面ライン画像
７５ 裏面ライン画像
７６ ライン有効信号
７７ フレーム有効信号
７８ 時間軸
７９ 照明ＯＮ信号
８１ 紫外線ＬＥＤ照明ユニット
９１ 照明制御回路
９２ 画像データ伝送回路
９３ ビデオ信号処理回路（表側）
９４ ビデオ信号処理回路（裏側）
９５ 外部制御回路
９６ 紫外線ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（表）
９７ 紫外線ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（裏）
９８ 紫外線ＬＥＤ消灯時のゲインレジスタ（表）
９９ 紫外線ＬＥＤ消灯時のゲインレジスタ（裏）
１０１ ビデオ信号の分岐（表）
１０２ ビデオ信号の分岐（裏）
１０３ 紫外線点灯時のＦＩＦＯ（表）
１０４ 紫外線消灯時のＦＩＦＯ（表）
１０５ 紫外線点灯時のＦＩＦＯ（裏）
１０６ 紫外線消灯時のＦＩＦＯ（裏）
１０７ 画像出力回路
１１１ リニアアレイＣＣＤの１ライン撮像
１１２ リニアアレイＣＣＤの１ラインスキャンのリセット信号
１１３ 照明点灯制御信号（イネーブル）
１１４ 照明ＯＮ信号
１２１ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面画像
１２２ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面画像
１２３ 両ＬＥＤ消灯時の表面画像
１２４ 両ＬＥＤ消灯時の裏面画像
１２５ １フレーム画像
１２６ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像
１２７ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像
１２８ 両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像
１２９ 両ＬＥＤ消灯時の裏面ライン画像
１３１ 白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット
１４１ 照明制御回路
１４２ 画像データ伝送回路
１４３ ビデオ信号処理回路（表側）
１４４ ビデオ信号処理回路（裏側）
１４５ 外部制御回路
１４６ 白色ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（表側）
１４７ 白色ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（裏側）
１５１ ビデオ信号の分岐（表側）
１５２ ビデオ信号の分岐（裏側）
１５３ 白色ＬＥＤ点灯時のＦＩＦＯ（表側）
１５４ 白色ＬＥＤ点灯時のＦＩＦＯ（裏側）
１５５ 画像出力回路
１６１ リニアアレイＣＣＤの１ライン撮像
１６２ 照明ＯＮ信号
１６３ 照明ＯＮ信号（白色ＬＥＤ）
１６４ 照明ＯＮ信号（紫外線ＬＥＤ）
１６５ 両ＬＥＤ消灯時の表面画像
１６６ 両ＬＥＤ消灯時の裏面画像
１７１ 白色ＬＥＤ点灯時の表面画像
１７２ 白色ＬＥＤ点灯時の裏面画像
１７３ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面画像
１７４ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面画像
１７５ 両ＬＥＤ消灯時の表面画像
１７６ 両ＬＥＤ消灯時の裏面画像
１７７ １フレーム画像
１７８ 白色ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像
１７９ 白色ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像
１８０ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像
１８１ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像
１８２ 両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像
１８３ 両ＬＥＤ消灯時の裏面ライン画像
１９１ 第１ミラー（左）
１９２ 第１ミラー（右）
１９３ 第２ミラー
１９４ レンズ（左）
１９５ レンズ（右）
１９６ カメラ光路（左）
１９７ カメラ光路（右）
２０１ 底面ベルト
２０２ 側面ベルト
２０３ ガラス
２０４ 傾き角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力装置、画像入力方法、及び、画像入力装置を備えた紙葉類処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類処理装置の一つである区分装置は、通常、レターと呼ばれるはがきや定型郵便物、あるいは、フラットと呼ばれる定形外薄物郵便物やメール便などに対して、宛先ごとの区分処理を行う。この区分装置は、紙葉類を供給する供給装置、紙葉類を撮像する文字認識用の画像入力装置、紙葉類の宛先情報などを読み込む読取装置、及び、宛先情報などにもとづいて紙葉類が集積される集積装置などを備えている。
また、上記区分装置では、区分処理を行う前に、紙葉類に対して、宛名面を取り揃える前処理を行う必要がある。すなわち、区分装置は、宛名面の取り揃えられた紙葉類が投入されると、供給装置が紙葉類を供給し、片面のみを撮像する一台の文字認識用の画像入力装置がレターやフラットの宛名面のみを撮像し、住所情報を文字認識して区分を行っている。
【０００３】
ところで、レターに関しては、インディシアと呼ばれる切手や料金計器などを検知し、そのインディシアのある面を取り揃えて消印を行う取り揃え押印装置が実用化されている。この取り揃え押印装置は、一つの面のみを検知する燐光・蛍光検知器やカラー画像入力装置が、表面と裏面に対してそれぞれ配置されている。すなわち、取り揃え押印装置は、二台の燐光・蛍光検知器やカラー画像入力装置を備えることにより、宛名面（通常、インディシアのある面）を取り揃える前処理を行っている。
一方、フラットに関しては、上記レターのような取り揃え装置は実用化されておらず、人手により宛名面を揃えた後、区分装置に投入し区分している。
【０００４】
また、本発明に関連する様々な技術が提案されている。
たとえば、特許文献１には、光学系を介して被写体からの反射光を撮像手段に結像し、被写体上の情報を読み取る情報読み取り装置の技術が開示されている。
この情報読み取り装置は、移送手段と、光源と、被写体の一方の面から反射された光と他方の面から反射された光とを交互に撮像手段に入射させる光断続手段とを具備し、光学系が被写体のそれぞれの面から反射された光を、撮像手段に結像させることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−０９０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した区分装置は、効率よくレターやフラットの宛名を読み取って区分することができるものの、投入する前に、まず、宛名面を取り揃える前処理の作業を行う必要があり、自動化を促進することが要望されている。ただし、さらなる自動化を実現するには、様々な条件をクリアする必要があり、たとえば、画像入力装置においては、小型化や、経済性、あるいは、様々な被写体に対する撮像品質などの向上が要望されている。
【０００７】
また、レターにおいては、インディシアを検知する取り揃え押印装置が実用化されているが、一つの面のみを検知する燐光・蛍光検知器やカラー画像入力装置が、表面と裏面に対してそれぞれ配置されている。このため、その分装置のサイズが大きくなり、小型化することができないといった問題や、製造原価のコストダウンを図ることができないといった問題があった。
さらに、インディシアがないレターに対しては、人手により宛名面を揃える作業が発生してしまう（人件費のコストダウンを図ることができない）といった問題があった。
【０００８】
一方、フラットに関しては、通常、全て人手で宛名面を揃える作業を行っている。これは、レターより物量が少なく取り揃え装置を導入するにはコスト対メリットの効果がでない、押印すべきインディシアのある対象物が少なくやはり自動化の効果が薄い、あるいは、カタログなど企業が個人に出すものが多く、それらは既に宛名面が取り揃えられていて宛名面を取り揃える必要がない、などの理由が挙げられる。
ただし、例えば、カタログなど宛名面が既に取り揃え済みのものであっても、実際には１０冊ずつ表と裏を交互に逆にして梱包し、梱包サイズをより小さくする工夫がなされている場合が多く、結局、区分装置にかける前に宛名面をよく注意する必要性がある。
そのため、フラットに関しては、コストを抑えつつ区分の効率を向上させることが要望されている。
【０００９】
また、特許文献１の技術は、本発明に関連する技術ではあるもの、移動する被写体の表面と裏面を、交互に撮像している。このため、画像が１ライン置きとなってしまい、画像に抜けが生じてしまう。したがって、分解能や搬送速度などの装置仕様に制約が発生し、上記の課題を解決することができない。
【００１０】
本発明は、以上のような問題を解決するために提案されたものであり、小型化でき、かつ、経済性や撮像品質などを向上させることの可能な画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の画像入力装置は、被写体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射する光源と、前記光が照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段とを備えた構成としてある。
【００１２】
また、本発明の画像入力方法は、搬送手段が、被写体を搬送し、光源が、前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射し、撮像手段が、前記光の照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する方法としてある。
【００１３】
また、本発明の紙葉類処理装置は、紙葉類を供給する供給装置と、前記紙葉類を撮像する画像入力装置と、前記紙葉類の宛先情報を読み込む読取装置と、宛名面取り揃え装置、押印装置、及び、前記宛先情報にもとづいて前記紙葉類が集積される集積装置の少なくとも一つとを備え、前記画像入力装置が、前記紙葉類を搬送する搬送手段、前記搬送手段により搬送される前記紙葉類の表面及び裏面に、光を照射する光源、及び、前記光が照射された前記紙葉類の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段を有する構成としてある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置によれば、小型化でき、かつ、経済性や撮像品質などを向上させることの可能な画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する要部の概略斜視図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、回路構成を示す概略ブロック図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、出力画像を示す概略図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、データ出力タイミングを示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
【図６ａ】図６ａは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図６ｂ】図６ｂは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、照明ＯＮ制御タイミングを示す概略図である。
【図８ａ】図８ａは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、出力画像を示す概略図である。
【図８ｂ】図８ｂは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、データ出力タイミングを示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
【図１０ａ】図１０ａは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、照明ＯＮ制御タイミングを示す概略図である。
【図１２ａ】図１２ａは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、出力画像を示す概略図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、データ出力タイミングを示す概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の第四実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する概略斜視図である。
【図１４ａ】図１４ａは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、搬送手段を示す概略斜視図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［画像入力装置及び画像入力方法の第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
図１において、本実施形態の画像入力装置は、被写体２を搬送する搬送手段（搬送ベルト７や上流側ガイド板３、４など）と、この搬送手段により搬送される被写体２の表面及び裏面に、光を照射する光源（白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）照明ユニット１０）と、光が照射された被写体２の表面及び裏面を、搬送方向１と交差する線状の視野３１で同時に撮像する撮像手段（撮像ユニット１１やミラーユニット１２など）とを備えた構成としてある。
また、被写体２は、紙葉類である。なお、紙葉類とは、葉書、封書、雑誌、カタログ、書籍等をいい、ＣＤ、ビデオカセット等の扁平な配達物も含まれる。
【００１７】
（搬送手段）
搬送手段は、上流側ローラー５に掛けられた一対の対向する搬送ベルト７、下流側ローラー６に掛けられた一対の対向する搬送ベルト７、上流側ガイド板（表側）３、上流側ガイド板（裏側）４、一対の光電センサ１５、及び、ロータリエンコーダ１７などを備えている。
【００１８】
上記搬送手段は、まず、上流側の搬送ベルト７が、被写体２を挟むようにして、被写体２を一定速度で搬送方向１へ搬送する。次に、カメラ光軸（表側）１３及びカメラ光軸（裏側）１４と交差する撮像位置にかかる手前で、上流側の搬送ベルト７から上流側ガイド板（表側）３と上流側ガイド板（裏側）４の間に、被写体２を渡し、続いて、撮像位置の対向する一対のガラス（表側）８とガラス（裏側）９との間を通過させる。さらに、下流側の搬送ベルト７が、被写体２を挟むようにして、被写体２を一定速度で搬送方向１へ搬送する。
【００１９】
また、撮像のために、一旦、搬送ベルト７による挟み込み搬送が中断される距離（すなわち、図１に示す上流側ローラー５と下流側ローラー６との間の距離）は、少なくても被写体２の最小サイズの１／２以下としてある。これにより、上流側ローラー５と下流側ローラー６との間に設けられた撮像区間を、被写体２は、減速することなく一定速度で移動する。例えば、葉書サイズ（搬送方向１の長さ＝１４０ｍｍ）を被写体２の最小サイズとすると、上流側ローラー５と下流側ローラー６は、間隔が７０ｍｍ以下になるように配置される。
【００２０】
また、被写体２の厚さが、例えば、０．２〜１０ｍｍほどの厚さで変動する場合、上流ガイド板３と上流ガイド板４との間隔、及び、ガラス８とガラス９との間隔は、当然１０ｍｍ以上必要になる。ただし、１０ｍｍ以上の幅を持たせて、これらを固定してしまうと、薄い被写体２を撮像する際、１０ｍｍ以上の幅の範囲で、被写体２が揺らいでしまい、撮像に悪影響を及ぼしてしまう。
これを防ぐため、剛性を有する上流側ガイド板３を固定し、所定のばね性を有する上流側ガイド板４が、被写体２の厚さに応じて開くとともに、被写体２を表側に付勢する構造としてある。これにより、被写体２が薄い場合でも厚い場合でも、上流側ガイド板４が、被写体２を上流側ガイド板３へ（表側へ）軽く押さえつける。
【００２１】
また、上流側ガイド板４の押さえつけが終わった直後、なるべく上流側ガイド板３に近い位置に撮像位置を持ってくることで、被写体２の揺らぎを抑えたクリアな画像を撮像することができる。
さらに、図示してないが、被写体２の厚さに応じて変形する上流側ガイド板４の変形量を検出し、この変形量に応じて、焦点を調整する構成としてもよい。
なお、ガラス８とガラス９の間隔は１０ｍｍ以上、例えば１２ｍｍとし、上流側ガイド板３は、上流側ガイド板３の当接面とガラス８の当接面３とが同一面を形成するように、設置される。
また、上流側ガイド板３の表側には、撮像ユニット１１が設置され、上流側ガイド板４の裏側には、ミラーユニット１２が設置される。
【００２２】
ロータリエンコーダ１７は、撮像位置より搬送方向１の上流側に設けられ、搬送ベルト７の移動速度を検出する。また、光電センサ１５は、撮像位置より搬送方向１の上流側に設置され、光電センサビーム１６が遮られるか否かによって、被写体２の通過を検知する。これらを設けることによって、光電センサ１５から撮像位置までのタイミングを検出するともに、搬送速度に応じてカメラ露光時間やＬＥＤ照明光量を制御し、常に安定した撮像を可能にする。
【００２３】
（光源）
光源である白色ＬＥＤ照明ユニット１０は、被写体２の両面の撮像位置に対し、それぞれ相対して斜めから照射するように、計４台設置される。
ここで、相対して照射することで、必要光量を得るとともに、被写体２の面上の微細な凹凸や、被写体２の周辺部の歪みなどによる影の発生を抑制することができる。
本実施形態では、光源として、光フィードバック機能つきの白色ＬＥＤを用いている。特に、図示してないが、高輝度タイプのものを線状に複数並べ、また、その前面に拡散板を設置することで、撮像視野に対し必要な光量で均一に照射することを可能にしている。
【００２４】
ここで、光源としては、宛名を読み取る場合には、可視光を発光する光源を用いる。すなわち、光源として、例えば、高い安定性、低消費電力、長寿命といった特徴を有する白色ＬＥＤを採用する。また、ＬＥＤは、その点灯応答性の速さから被写体２が通過したときのみ点灯させる制御ができ、より消費電力の抑制が可能であり、かつ、ＬＥＤ自身の発熱を抑えてより長寿命化が図れる。
また、ＬＥＤ照明に、光フィードバック機能を具備させるとよい。これにより、温度や寿命による経年劣化による光量変動を抑え、光量を常に一定に保つことが可能になる。したがって、読取性能の安定性を確保でき、かつ、経年劣化によるメンテナンスが不要になる。
【００２５】
（撮像手段）
撮像手段は、一つの光電変換装置（リニアアレイＣＣＤ２７）、この光電変換装置の所定の位置に、被写体２の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段（第１ミラー２１、第２ミラー２２、短焦点レンズ２５、長焦点レンズ２６）、ビデオ信号処理手段（ビデオ信号処理回路４５、４６）、及び、画像データ伝送手段（画像データ伝送回路４７）などを有している。
また、上記光電変換装置は、両端から中央に読み出す方式のリニアアレイＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）２７であり、結像手段は、リニアアレイＣＣＤ２７の一方の端部側の位置（下側の位置）に、被写体２の表面を結像し、また、リニアアレイＣＣＤ２７の他方の端部側の位置（上側の位置）に、被写体２の裏面を結像する。
【００２６】
次に、図面を参照して、本実施形態のカメラ結像光学系について説明する。
図２は、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する要部の概略斜視図である。なお、図２においては、照明ユニット、ガラス、搬送ベルトなどを省略している。
図２において、まず、被写体２が、搬送されており、搬送方向１と交差する線状に撮像の視野３１がとられる。
また、リニアアレイＣＣＤ２７、短焦点レンズ２５、及び、長焦点レンズ２６などは、撮像ユニット１１に収納されており、第１ミラー２１及び第２ミラー２２は、ミラーユニット１２に収納されている。
【００２７】
被写体２の表面の撮像は、カメラ光路（表側）２３で示されるように、短焦点レンズ２５にてリニアアレイＣＣＤ２７の下端の有効画素部分に結像される。
また、被写体２の裏面の撮像は、カメラ光路（裏側）２４で示されるように、第１ミラー２１及び第２ミラー２２で折り返されて、長焦点レンズ２６にてリニアアレイＣＣＤ２７の上端の有効画素部分に結像される。
【００２８】
ここで、上述したように、被写体２は、表側の上流ガイド板３に軽く押し付けられた状態で搬送されるため、表面（被写体２の撮像ユニット１１側の面）の撮像に関しては、被写体２の厚さが変動してもその影響なく光路長は一定となる。そのため、クリアな画像を撮像する上で、被写界深度はそれほど必要ない。
一方、裏面（被写体２のミラーユニット１２側の面）の撮像に関しては、被写体２の厚さが変動した場合、最大で被写体２の厚さ分の読取位置の変動が生じる。この変動に関わらず、よりクリアな撮像を行うには、撮像光学系として、少なくても表面の撮像よりも深い被写界深度が必要になる。
【００２９】
一般に、レンズの焦点距離が長い方が、より被写界深度が深い。また同一分解能であるなら、レンズの焦点距離が長い方が、より光路長が長くなり、必然的に倍率変動に対して変動幅を小さくできる。
そのため、レンズ２５には短焦点のレンズを、レンズ２６にはより長焦点のレンズを採用する。これにより、上記被写界深度の要求を満たすことができると同時に、図２に示すように、短焦点レンズ２５の光路２３を短く、長焦点レンズ２６の光路２４を長く設計することができる。
【００３０】
また、好ましくは、リニアアレイＣＣＤ２７の未使用画素（中央部の画素）に対しては、遮へい板２８をリニアアレイＣＣＤ２７の受光面に密着させるようにして設けるとよい。このようにすると、露光済みの画素の転送途中に、次の露光が重なることによる画質劣化を避けることができる。また、遮へい板２８をリニアアレイＣＣＤ２７の受光面に密着させて設置することにより、光の回折による未使用画素への露光を防ぐことができる。
【００３１】
次に、図３ａを参照して本発明の第一実施形態の回路構成を説明する。
図３ａは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、回路構成を示す概略ブロック図である。
図３ａにおいて、短焦点レンズ２５で集光された表面のカメラ光線（撮像光線）４１、及び、長焦点レンズ２６で集光された裏面のカメラ光線（撮像光線）４２は、ＣＣＤ回路４３の実装されたリニアアレイＣＣＤ２７の両端で光電変換され、それぞれビデオ信号処理回路（表側）４５及びビデオ信号処理回路（裏側）４６へ送られる。
【００３２】
ＣＣＤ駆動回路４４は、リニアアレイＣＣＤ２７を制御するための各制御クロック信号を生成し、ＣＣＤ回路４３に出力する。
また、ＣＣＤ回路４３からビデオ信号処理回路４５、４６に送られたビデオ信号は、図示してないが、サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換が行われ、画像データ伝送回路４７にデジタルデータとして出力される。
【００３３】
画像データ伝送回路４７は、画像認識ユニット５０へ画像データを転送するための周波数変換を行い、外部制御回路４９より撮像タイミングを調整した信号をフレーム有効信号として、表面画像と裏面画像とを同時に画像認識ユニット５０へＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）信号にて転送する。
ここで、画像データは、図４ａに示すように、表面撮像画像７１と裏面撮像画像７２を合わせた１フレーム画像７３として出力される。これにより、画像伝送の簡易化を図ることができる。
【００３４】
また、この出力を行うための画像データ伝送回路４７の出力タイミングは、図４ｂに示すように、画像データとしてのライン有効信号７６の一つの区間に、表面のライン画像７４とそれに対応する裏面のライン画像７５を繋ぎ合わせて連続して出力し、それを１ラインとして出力する。フレーム有効信号７７は、光電センサ１５の光電センサビーム１６を遮った時間分、すなわち、被写体２の長さに対応したライン数分だけ発生させ、図４ａの１フレーム画像７３を生成することが可能になる。
【００３５】
次に、上記出力を行うための画像データ伝送回路４７の内部構成について、図面を参照して説明する。
図３ｂは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、画像データ伝送回路の構成を示す概略ブロック図である。
図３ｂにおいて、ビデオ信号処理回路４５からの表面ライン画像７４と、ビデオ信号処理回路４６からの裏面ライン画像７５は、同タイミングで画像データ伝送回路４７に入力され、それぞれ表面用ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）５２と裏面用ＦＩＦＯ５３へ同時に書き込まれる。
【００３６】
ここで、表面用ＦＩＦＯ５２の表面用ライン画像を先に読出し、その後で裏面用ＦＩＦＯ５３の裏面用ライン画像を読み出すことによって、図４ｂに示すタイミングのデータ出力を実現している。
さらに、表面用ＦＩＦＯ５２や裏面用ＦＩＦＯ５３において、書込みクロックと読出しクロックを変えることにより、周波数変換を行うことができる。
【００３７】
次に、外部制御回路４９に関して、図面を参照して説明する。
図３ｃは、本発明の第一実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
図３ｃにおいて、外部制御回路４９は、光電センサ１５からの信号を受け、ロータリエンコーダ１９のパルス信号を用いて、画像データ伝送回路４７に対しての撮像タイミング調整、及び、照明制御回路４８に対しての照明の点灯タイミング調整を行う。
また、ロータリエンコーダ１７からのパルス信号を、内部クロックでカウントして、実際の搬送速度を搬送速度測定回路６１にて計算し、ＣＣＤ駆動回路４４及び照明制御回路４８にその情報を出力する。
【００３８】
そして、情報を入力したＣＣＤ駆動回路４４は、その速度に応じたＣＣＤリセット制御を行い、搬送速度が変動しても、常に搬送方向１に対して同じ分解能になるように制御する。すなわち、搬送速度が遅くなれば、ＣＣＤリセットのタイミングを所定の設定値より長くし、また、搬送速度が速くなれば、ＣＣＤリセットのタイミングを所定の設定値より短くする。
【００３９】
ただし、これだけだと、電子シャッター機能がない限り、ＣＣＤリセットのタイミングを変更することによりセンサ露光時間も変動してしまい、結果として、ゲイン変動が生じてしまう。特に、産業用の高価なセンサでない限り、まだ電子シャッター機能はないものが多い。
そこで、照明制御回路４８に対しても速度情報を送り、速度に応じた照明光量設定を白色ＬＥＤ照明ユニット１０に対して行わせる。すなわち、搬送速度が遅くなれば、照明光量を所定の設定値より低く設定し、また、搬送速度が速くなれば、照明光量を所定の設定値より高く設定する。これにより、搬送速度が変動した場合でも、常に同質の画像を撮像することが可能になる。
【００４０】
なお、リニアアレイＣＣＤ２７の受光感度や白色ＬＥＤ照明ユニット１０の光源の発光光量の固体差を考慮し、これら搬送速度に応じたＣＣＤリセットタイミング時間や照明光量設定値は、出荷時に、固定のテストチャートを用いて実際にバランス調製を行って決定する。
【００４１】
また、外部制御回路４９は、装置本体制御ユニット５１に照明制御回路４８からの照明アラーム信号を受けて出力する。
さらに、部制御回路４９は、ビデオ信号処理回路４５、４６のオフセット設定値及びゲイン設定値、並びに、画像データ伝送回路４７に対する撮像タイミング調整のためのロータリエンコーダ１９のクロックのカウント設定値を、装置本体制御ユニット５１からパラメータとして受信し、レジスタ領域にそれらの値を格納する。これにより、装置本体制御ユニット５１から遠隔的に本実施形態の画像入力装置の微調整を実施することが可能になる。
【００４２】
照明制御回路４８は、外部制御回路４９からの搬送速度情報に応じた照明照射の光量設定値を、白色ＬＥＤ照明ユニット１０に設定し、かつ、外部制御回路４９からの点灯タイミング信号に応じて、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の点灯及び消灯の制御を行う。また、白色ＬＥＤ照明ユニット１０からの照明アラーム信号を検出し、外部制御回路４９へ出力する。
【００４３】
次に、本実施形態の画像入力装置の動作などについて説明する。
図１に示すように、まず、被写体２は、搬送ベルト７に挟まれて一定速度で搬送方向１へ搬送される。
次に、カメラ光軸１３及びカメラ光軸１４と交差する撮像位置の手前に設置された光電センサ１５を通過し、その後、ベルト搬送部７から上流ガイド板３、４へ導かれる。
続いて、被写体２は、可変の上流ガイド板４によって、上流ガイド板３の方へ軽く押し付けられつつ通過し、撮像位置のガラス８、９の間に到達する。
【００４４】
また、被写体２が光電センサ１５のビーム１６を遮ると、その光電センサ１５の信号変化を受け、撮像ユニット１１の外部制御回路４９は、撮像タイミング調整カウンタ６４及び点灯タイミング調整カウンタ６２の二つのカウンタのパルスをカウント開始する。そのパルスには、ロータリエンコーダ１７からの信号が用いられる。そして、撮像タイミング調整カウンタ６４が、カメラ視野３１の位置に被写体２が到達する分をカウントし終わると、フレーム有効信号７７がＯＮになるよう画像データ伝送回路４７に情報を出力する。
【００４５】
一方、点灯タイミング調整カウンタ６２は、カメラ視野３１に被写体２が到達する少し前のタイミングでカウントし終え、照明制御回路４８への照明点灯制御信号をＯＮにする。さらに、被写体２が通過を終えたところで、ＯＦＦにする。すなわち、照明制御回路４８は、この照明点灯制御信号がＯＮの区間、ＬＥＤ照明ユニット１０へ照明ＯＮ信号を出力する。このように、撮像位置より手前で点灯することにより、光フィードバック機能付きのＬＥＤ照明の光量が安定するのに要する時間を確保する。つまり、ＬＥＤ照明ユニット１０は、上記マージン分と被写体２の長さ分だけ点灯しそれ以外では消灯する。
【００４６】
上記タイミングは、図４ｂに示すように、照明ＯＮ信号７９が、フレーム有効信号７７より時間的に早めにＯＮし、フレーム有効信号７７と同じタイミングでＯＦＦにする。
なお、前後の被写体２どうしのギャップが、上記マージン以下である場合には、前の被写体２の通過後、消灯せずにそのまま点灯し続ける制御を行う。
【００４７】
白色ＬＥＤ照明ユニット１０により光の照射された視野３１における被写体２の反射光は、表面を撮像する短焦点レンズ２５及び裏面を撮像する長焦点レンズ２６により、各々、リニアアレイＣＣＤ２７の下側及び上側に結像され、各画素に入光した光量分だけ電気信号に変換される。
【００４８】
ここで、必要分解能と必要読取視野幅に応じ、必要な画素数は決定される。
たとえば、必要分解能が２００ＤＰＩ（Ｄｏｔ ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）、かつ、必要読取視野幅がレターサイズの１７５ｍｍの場合、約１３７８画素あれば十分である。また、同分解能で必要幅がフラットサイズの３００ｍｍの場合には、約２３６２画素あれば十分である。
製造原価のコストダウンを図るために、市販されている両側読出しのリニアアレイＣＣＤ２７を用いるとして、その全画素の半分の画素数で上記仕様を満たすものとしては、例えば３８００画素や４０９６画素といったものがあり、いずれも画素数は余る計算になる。
【００４９】
また、搬送する速度を速くする場合でも、搬送方向の分解能を維持するため、通常、露光時間は、全画素分の転送時間以下に設定する。かかる場合、露光済みの画素の転送途中に、次の露光が重なることによる画質劣化を避けるため、余剰の画素は、遮へい板２８により遮へいする。この遮へい板２８は、上述したように、リニアアレイＣＣＤ２７の受光面に密着させて設置されている。これにより、光の回折による未使用画素への露光を防ぐことができる。
【００５０】
ただし、遮へい板２８によっても完全には遮へい仕切れないため、有効画素分に加えて、この回折による回り込みの露光がある未使用画素も含めて、ＣＣＤ転送を行う必要がある。
たとえば、この回折の距離が１ｍｍ程度の場合、これをＣＣＤの1画素のサイズで割った画素分が、追加の転送必要な画素数となる。ＣＣＤ１画素のサイズが１０ｕｍの場合には、１００画素を有効画素に加えて余分に転送する必要がある。
【００５１】
リニアアレイＣＣＤ２７は、結像された光を電気信号に変換し、両端から中央に向かい、時系列に順次出力する。そして、リニアアレイＣＣＤ２７のＣＣＤ回路４３から出力された両端の二つのビデオ信号は、それぞれ、ビデオ信号処理回路４５及びビデオ信号処理回路４６にて、サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ変換が行われ、画像データ伝送回路４７にデジタルデータとして出力される。
ここで、オフセット設定値やゲイン設定値は、予め装置本体制御ユニット５１からの調整によりパラメータ設定された値が用いられる。
【００５２】
次に、画像データ伝送回路４７では、表面と裏面の二つの画像データを、図４ｂに示すように並び変え、画像認識ユニット５０へ出力する。
なお、ロータリエンコーダ１７の信号を受けて搬送速度を測定する外部制御回路４９内の搬送速度測定回路６１は被写体２の有無に関わらず、搬送ベルト７が動いているときには、一定タイミングで監視し、ＣＣＤ駆動回路４４及び照明制御回路４８に速度情報を出力する。
【００５３】
次に、画像認識ユニット５０では、図４ａの１フレーム画像７３に対して、既知の宛名領域認識処理を行う。
ここで、宛名情報と共に宛名面がどちらであったかを装置本体制御ユニット５１に送ることで、後述する紙葉類処理装置としての装置本体（図示してないが、たとえば、区分装置）は、単純に区分するだけでなく、宛名面を揃えて区分集積することができる。すなわち、たとえば、宛名面が表面であれば、そのまま区分して区分口に集積し、あるいは、宛名面が裏面であった場合には、表と裏を逆にするフェイシングルートを通して、区分口に集積すればよい。これにより、配達作業者にとって、従来通りに宛先を見やすくすることができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いて、被写体２の表面及び裏面を撮像することができるので、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、被写体２の表面及び裏面を同時に撮像することができるので、画像に抜けが生じるといった不具合を回避でき、画像品質を向上させることができる。さらに、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いることにより、画像入力装置の小型化を図ることができる。
【００５５】
［画像入力装置及び画像入力方法の第二実施形態］
図５は、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
図５において、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の代わりに、光源として紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１を備え、また、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１の点灯と消灯のタイミングを、被写体２毎ではなく、1ライン走査毎に行う点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図５において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
また、本実施形態の画像入力装置は、紫外線を照射し、インディシア（図示せず）を検知する。したがって、第一実施形態より、必要分解能は低く、その分、具体的なレンズの焦点距離は異なる。
さらに、本実施形態の基本的な回路構成は、第一実施形態（図３ａ参照）とほぼ同様としてある。
次に、第一実施形態と異なる点に着目し、外部制御回路９５や画像データ伝送回路９２に関して、図面を参照して説明する。
【００５７】
図６ａは、本発明の第二実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
図６ａにおいて、照明制御回路９１は、外部制御回路９５内の点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号の入力、搬送速度測定回路６１からの搬送速度データ入力、及び、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１からのアラーム信号を受けて、照明アラーム受信回路６３へのアラーム出力を行う。さらに、照明制御回路９１は、新たにＣＣＤ駆動回路４４から、リニアアレイＣＣＤ２７の１ラインの制御と同期したクロック信号を入力する。この信号は、図７に示すように、たとえば、リニアアレイＣＣＤ２７の１ライン撮像１１１のスキャンを毎回リセットするリセット信号１１２を用いる。
【００５８】
照明制御回路９１は、点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号１１３が有効であるときに、このＣＣＤ駆動回路４４から受けるリセット信号１１２毎に、点灯と消灯を繰り返すように照明ＯＮ信号１１４を各紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１に出力する。
【００５９】
ビデオ信号処理回路９３（表側）及びビデオ信号処理回路（裏側）９４は、第一実施形態と同様に、ＣＣＤ回路４３から送られた表面及び裏面のビデオ信号を、各々サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ変換を行い、画像データ伝送回路９２にデジタルデータとして出力する。
【００６０】
ただし、ゲインに関しては、照明制御回路９１が、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１に出力する照明ＯＮ信号を参照し、紫外線が点灯している場合と消灯している場合とで異なるゲイン設定値を外部制御回路９５のレジスタから読み出して実施する。すなわち、紫外線が点灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては点灯時ゲイン（表）レジスタ９６を、裏面ビデオ信号に関しては点灯時ゲイン（裏）レジスタ９７をそれぞれビデオ信号処理回路９３、９４に設定する。また、紫外線が消灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（表）レジスタ９８を、裏面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（裏）レジスタ９９を設定してゲイン増幅を行う。
これは、紫外線が点灯している場合に発光する蛍光のインディシアが、紫外線消灯時に残光として発光する燐光のインディシアよりもその発光光量が高いので、それぞれの撮像に適したゲイン設定にするために行っている。
【００６１】
ここで、本実施形態での画像出力は、図８ａに示すように、紫外線ＬＥＤが照射された場合の表面の画像１２１と裏面の画像１２２に加え、紫外線ＬＥＤの照射がＯＦＦされた場合の表面画像１２３と裏面画像１２４とも加え合わせたものを１フレーム画像１２５として出力し、この画像伝送の簡易化を図っている。
【００６２】
また、この出力を行うための画像データ伝送回路９２の出力タイミングは、図８ｂに示すように、画像データとしてのライン有効信号７６の一つの区間に、紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像１２６と裏面ライン画像１２７、紫外線ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像１２８と裏面ライン画像１２９とを全て繋ぎ合わせて連続して出力し、それを１ラインとして出力する。
【００６３】
このタイミング出力を行うための画像データ伝送回路９２の内部構成は、図６ｂに示すように、ビデオ信号処理回路９３からの表面ライン画像と、ビデオ信号処理回路９４からの裏面ライン画像は、同タイミングで画像データ伝送回路９２に入力される。
【００６４】
ここで、照明制御回路９１が紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１に出力する照明ＯＮ信号を参照し、紫外線が点灯している場合には、ビデオ信号処理回路９３からの表面ライン画像はＦＩＦＯ１０３へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０５へ書き込むように、また、紫外線が消灯している場合には、ビデオ信号処理回路９３からの表面ライン画像はＦＩＦＯ１０４へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０６へ書き込むように、制御する。
また、ＦＩＦＯ１０３の紫外線点灯時の表面ライン画像１２６、ＦＩＦＯ１０５の紫外線点灯時の裏面ライン画像１２７、ＦＩＦＯ１０４の紫外線消灯時の表面ライン画像１２８、ＦＩＦＯ１０６の紫外線消灯時の裏面ライン画像１２９の順に読み出すことにより、図８ｂに示すタイミングのデータ出力を実現している。
【００６５】
次に、本実施形態の画像入力装置の動作などについて説明する。
本実施形態は、第一実施形態と比べると、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の代わりに、光源として紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１を備え、また、紫外線ＬＥＤ照明ユニット８１の点灯と消灯のタイミングを、被写体２毎ではなく、1ライン走査毎に行う点などが相違する。すなわち、紫外線ＬＥＤユニット８１への照明ＯＮ信号１１４は、フレーム有効信号７７をイネーブル信号とし、その区間中、リニアアレイＣＣＤ２７の１ラインスキャンのリセット１１２に同期し、点灯と消灯を交互に繰り返す。そして、ビデオ信号処理回路９３、９４は、紫外線ＬＥＤが点灯している場合と消灯している場合で、別々にゲインを設定してビデオライン信号を増幅する。
【００６６】
これにより、紫外線ＬＥＤ点灯時には低いゲインで蛍光発光を検知するための撮像を、紫外線ＬＥＤ消灯時には高いゲインで燐光発光を検知するための撮像を同時に行うことができる。
なお、インディシア検知の場合、蛍光発光でも燐光発光でも赤と緑で別々に発光し、その区別を行う必要がある場合が多いため、リニアアレイＣＣＤ２７として、両側読出し方式であって、かつ、赤、緑、青のカラーリニアアレイＣＣＤが用いられる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができ、また、紫外線を照射することによって、インディシア（図示せず）を検知することができる。さらに、赤外線ＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦすることにより、ＯＮ時における蛍光インディシアの撮像と、ＯＦＦ時における燐光（残光）インディシアの撮像とを一度に行うことができ、画像品質を向上させることができる。
【００６８】
［画像入力装置及び画像入力方法の第三実施形態］
図９は、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の要部の概略平面図である。
図９において、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、白色ＬＥＤ照明ユニット１０の代わりに、光源として白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１を備え、また、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１の点灯と消灯を、被写体２毎ではなく、1ライン走査毎とし、白色ＬＥＤのみ点灯、紫外線ＬＥＤのみ点灯、及び、両ＬＥＤとも消灯のサイクルで撮像を行う点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図９において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１において、照明ユニット内のＬＥＤの配置は、紫外線ＬＥＤと白色ＬＥＤを各々複数列ずつ並べた配置としてある。ただし、これに限定されるものではなく、たとえば、１列内で交互に配置しかつそれを複数列並べた配置としてもよい。
また、カメラ結像光学系は、第一実施形態（図２参照）とほぼ同様としてある。
【００７０】
さらに、本実施形態は、宛名及びインディシアの少なくとも一つを検知する。ここで、リニアアレイＣＣＤ２７は、高速性や高感度性を有するものを用いてある。これにより、白色ＬＥＤ点灯時での宛名検知を行う撮像画像を用い、第一実施形態のように、宛名認識までを行うことができ、装置としての付加価値を向上させることができる。
また、本実施形態の基本的な回路構成は、第一実施形態及び第二実施形態（図３ａ参照）とほぼ同じである。
次に、第二実施形態と異なる点に着目し、外部制御回路１４５及び画像データ伝送回路１４２に関して、図面を参照して説明する。
【００７１】
図１０ａは、本発明の第三実施形態にかかる画像入力装置の、外部制御回路の構成を示す概略ブロック図である。
図１０ａにおいて、照明制御回路１４１は、第二実施形態とほぼ同様に、外部制御回路１４５内の点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号の入力、搬送速度測定回路６１からの搬送速度データ入力、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１からのアラーム信号を受け、照明アラーム受信回路６３へのアラーム出力を行う。さらに、照明制御回路１４１は、ＣＣＤ駆動回路４４から、リニアアレイＣＣＤ１ラインの制御と同期したクロック信号を受信し、また、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１への点灯ＯＮ信号をビデオ信号処理回路１４３、１４４及び画像データ伝送回路１４２へ出力する。
【００７２】
ただし、第二実施形態との違いは、この点灯ＯＮ信号が、単純にＯＮかＯＦＦかの１ビットではなく、白色ＬＥＤがＯＮか、紫外線ＬＥＤがＯＮか、全てＯＦＦかの三つの状態を区別する２ビット以上の信号となることである。
この信号は、例えば、図１１に示すようになる。すなわち、照明制御回路１４１は、点灯タイミング調整カウンタ６２からの照明点灯制御信号１１３が有効であるときに、ＣＣＤ駆動回路４４から受けるリセット信号１１２毎に、白色ＬＥＤ点灯、紫外線ＬＥＤ点灯、及び、両方を消灯の状態を繰り返すように、２ビットの照明ＯＮ信号１６２を各照明ユニット１３１に出力する。
【００７３】
ビデオ信号処理回路１４３（表側）及びビデオ信号処理回路（裏側）１４４は、第二実施形態とほぼ同様に、ＣＣＤ回路４３から送られた表面及び裏面のビデオ信号を、各々サンプリングホールド回路、オフセット補正回路、ゲイン回路を経て、Ａ／Ｄ変換を行い、画像データ伝送回路１４２にデジタルデータとして出力する。
【００７４】
ゲインに関しては、照明ＯＮ信号に応じて、外部制御回路１４５のゲインレジスタを読み出してゲイン増幅を行う。すなわち、白色ＬＥＤが点灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては白色点灯時ゲイン（表）レジスタ１４６を、裏面ビデオ信号に関しては白色点灯時ゲイン（裏）レジスタ１４７をそれぞれビデオ信号処理回路１４３、１４４に設定する。また、紫外線が点灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては紫外線点灯ゲイン（表）レジスタ９６を、裏面ビデオ信号に関しては紫外線点灯ゲイン（裏）レジスタ９７をそれぞれビデオ信号処理回路１４３、１４４に設定する。さらに、紫外線が消灯している場合には、表面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（表）レジスタ９８を、裏面ビデオ信号に関しては消灯時ゲイン（裏）レジスタ９９をそれぞれビデオ信号処理回路１４３、１４４に設定する。
【００７５】
ここで、本実施形態の画像出力は、図１２ａに示すように、白色ＬＥＤのみ点灯した場合の表面画像１７１とその裏面画像１７２、紫外線ＬＥＤのみ点灯した場合の表面画像１７３と裏面画像１７４、及び、両ＬＥＤが消灯した場合の表面画像１７５と裏面画像１７６を合わせたものを１フレーム画像１７７として出力する。これにより、この画像伝送の簡易化を図ることができる。
【００７６】
この出力を行うための画像データ伝送回路１４２の出力タイミングは、図１２ｂに示すように、画像データとしてのライン有効信号７６の１つの区間に、白色ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像１７８と裏面ライン画像１７９、紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像１８０と裏面ライン画像１８１、及び、両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像１８２と裏面ライン画像１８３を全て繋ぎ合わせて連続して出力し、それを１ライン画像として出力する。
【００７７】
このタイミング出力を行うための画像データ伝送回路１４２の内部構成について、図１０ｂに示す。すなわち、ビデオ信号処理回路１４３からの表面ライン画像と、ビデオ信号処理回路１４４からの裏面ライン画像は、同タイミングで画像データ伝送回路１４２に入力される。
【００７８】
ここで、照明制御回路１４１が照明ユニット１３１に出力する照明ＯＮ信号を参照し、白色ＬＥＤが点灯している場合には、表面ライン画像はＦＩＦＯ１５３へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１５４へ書き込むように、紫外線が点灯している場合には、表面ライン画像はＦＩＦＯ１０３へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０５へ書き込むように、両ＬＥＤが消灯している場合には、表面ライン画像はＦＩＦＯ１０４へ、それと同時に入力される裏面ライン画像はＦＩＦＯ１０６へ書き込むように、制御される。
【００７９】
また、ＦＩＦＯ１５３の白色ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像、ＦＩＦＯ１５４の白色ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像、ＦＩＦＯ１０３の紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像、ＦＩＦＯ１０５の紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像、ＦＩＦＯ１０４の両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像、ＦＩＦＯ１０６の両ＬＥＤ消灯時の裏面ライン画像の順に読み出すことによって、図１２ｂのタイミングのデータ出力を実現している。
【００８０】
次に、本実施形態の動作に関して、第二実施形態と比較して説明する。
本実施形態は、第二実施形態と比べると、被写体２が撮像位置を通過する際、白色ＬＥＤのみ点灯、紫外線ＬＥＤのみ点灯、及び、両ＬＥＤとも消灯のサイクルで照明照射を行い、それぞれのサイクルで撮像を行う。すなわち、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１への照明ＯＮ信号１６２は、フレーム有効信号７７をイネーブル信号とし、その区間中、リニアアレイＣＣＤ２７の１ラインスキャンのリセット信号１１２に同期し、点灯と消灯を交互に繰り返す。
【００８１】
ここで、図１１に示すように、照明ＯＮ信号１６２は、白色ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６３と、紫外線ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６４を有しており、白色ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６３は、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦを繰り返し、紫外線ＬＥＤの照明ＯＮ信号１６４は、ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。これにより、白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット１３１は、白色ＬＥＤのみ点灯、紫外線ＬＥＤのみ点灯、及び、両ＬＥＤとも消灯のサイクルで照明照射を行っている。そして、ビデオ信号処理回路１４３、１４４は、そのサイクルの状態に応じて、ゲイン設定を行い、ビデオライン信号を増幅する。
【００８２】
これにより、白色ＬＥＤ点灯時での宛名検知、紫外線ＬＥＤ点灯時での蛍光検知、及び、両ＬＥＤを消灯した場合の燐光検知のそれぞれにおいて、適したゲインで撮像を行うことができる。
なお、第二実施形態とほぼ同様に、インディシア検知の場合、蛍光発光でも燐光発光でも赤と緑で別々に発光し、その区別を行う必要がある場合が多いため、リニアアレイＣＣＤ２７として、両側読出し方式であって、かつ、赤、緑、青のカラーリニアアレイＣＣＤが用いられる。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。また、白色ＬＥＤ点灯時での宛名検知、紫外線ＬＥＤ点灯時でのインディシアに対する蛍光検知、及び、両ＬＥＤを消灯した場合のインディシアに対する燐光検知を行う向上させることができ、画像入力装置としての付加価値を向上させることができる。すなわち、本装置1台で、インディシアが無い場合も含め宛名面の取り揃えを行うことができる。
【００８４】
［画像入力装置及び画像入力方法の第四実施形態］
図１３は、本発明の第四実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を説明する概略斜視図である。なお、図１３においては、照明、ガラス、搬送ベルトなどを省略している。
図１３において、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、焦点距離の異なる二つのレンズ２５、２６を用いたカメラ結像光学系の代わりに、焦点距離の等しい二つのレンズ１９４、１９５を用いたカメラ結像光学系を設けた点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図１３において、図２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
また、第一実施形態と同様にして、被写体２が、搬送されており、搬送方向１と交差する線状に撮像の視野３１がとられる。
【００８５】
本実施形態のカメラ結像光学系は、第１ミラー（左）１９１、第１ミラー（右）１９２、第２ミラー１９３、レンズ（左）１９４、及び、レンズ（右）１９５などを有している。
第１ミラー（左）１９１及び第１ミラー（右）１９２は、被写体２の視野３１の位置に対して向かい合うように、かつ、視野３１に垂直な面に対してほぼ斜め４５度に設置される。
また、第２ミラー１９３は、第１ミラー（左）１９１の視野３１の位置の反射光、及び、第１ミラー（右）１９２の視野３１の反射光を、搬送方向１と平行な方向に反射するように設置される。
さらに、リニアアレイＣＣＤ２７は、搬送方向１及び視野３１に垂直な方向であって、かつ、その中心が、被写体２が搬送される軸上になるように設置される。
【００８６】
また、レンズ１９４は、第１ミラー１９１及び第２ミラー１９３を反射してきた視野３１の像を、リニアアレイＣＣＤ２７の片方の端の有効画素部分に、像を結ぶように設置される。さらに、レンズ１９４と同一焦点距離のレンズ１９５は、第１ミラー１９２及び第２ミラー１９３を反射してきた視野３１の像をリニアアレイＣＣＤ２７のもう片方の端の有効画素部分に像を結ぶように設置される。これにより、被写体２の両面を同一分解能で撮像することが可能になる。
【００８７】
なお、本実施形態では、被写体２の上方で、かつ、視野３１に対して搬送方向１側に、リニアアレイＣＣＤ２７を設けているが、これに限定されるものではない。たとえば、第１ミラー１９１、１９２は、反射方向が下方を向くように設置してもよく、あるいは、第２ミラー１９３は、反射方向が、搬送方向１と反対の方向を向くように設置してもよい。
さらに、第２ミラー１９３を用いず、リニアアレイＣＣＤ２７を視野３１の上方又は下方に設置してもよい。
【００８８】
ここで、上述したように、被写体２は、表側の上流ガイド板３に軽く押し付けられる形で搬送されるため、裏面（被写体２のミラーユニット１２側の面）の撮像に関しては、被写体２の厚さが変動した場合、最大で被写体２の厚さ分の読取位置の変動が生じる。そのため、レンズ１９３と１９４は、その必要な被写界深度を確保しうる焦点距離の長いものを採用する。これにより、上記被写界深度の要求を満たすことができるとともに、図１３に示すように、レンズ１９３、１９４のカメラ光路１９６、１９７を長く設計することができる。
なお、その他の構成や動作は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができ、また、設計の自由度を高めることができる。
なお、本実施形態は、第一実施形態に、焦点距離の等しい二つのレンズ１９４、１９５を用いたカメラ結像光学系を設けた構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、第二実施形態や第三実施形態に、焦点距離の等しい二つのレンズ１９４、１９５を用いたカメラ結像光学系を設けた構成としてもよい。
【００９０】
［画像入力装置及び画像入力方法の第五実施形態］
図１４ａは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、搬送手段を示す概略斜視図である。なお、図１４ａにおいては、撮像系や照明などを省略している。
また、図１４ｂは、本発明の第五実施形態にかかる画像入力装置の、結像光学系を示す概略斜視図である。なお、図１４ｂにおいては、照明などを省略している。
図１４ａ、１４ｂにおいて、本実施形態の画像入力装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置と比べると、被写体２が、傾斜した底面ベルト２０１及び側面ベルト２０２によって、搬送方向１に搬送される点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
したがって、図１４ａ、１４ｂにおいて、図１、２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００９１】
本実施形態の搬送手段は、底面ベルト２０１、一対の側面ベルト２０２、及び、ガラス２０３などを備えている。
底面ベルト２０１は、所定の傾き角度２０４（たとえば、３０°）だけ傾いた状態で設けられている。また、一対の側面ベルト２０２は、ガラス２０３を挟むように並設され、一対の側面ベルト２０２及びガラス２０３は、底面ベルト２０１に対して直角方向に設けられている。したがって、被写体２は、下方の端部が底面ベルト２０１と当接し、一対の側面ベルト２０２、及び、ガラス２０３と当接した状態で、搬送される。
この搬送手段は、搬送ベルト７などを用いた第一実施形態のものと比べると、軽い被写体２などに対しては、浮いてしまうといった短所を有しているが、被写体２の厚さ変動に対して対応できる幅が大きいといった長所を有している。
【００９２】
傾いた状態で搬送される被写体２に対して、第一実施形態とほぼ同様の撮像ユニット１１及びミラーユニット１２は、所定の傾き角度２０４（たとえば、３０°）だけ傾いた状態で設けられている。すなわち、側面ベルト２０２の間にガラス２０３を設置し、そのガラス２０３を通して撮像する側に、撮像ユニット１１を設置し、反対側にミラーユニット１２を設置する。
【００９３】
これにより、被写体２の側面ベルト２０２側を撮像する光学系においては、被写体２の自重によりガラス２０３に面した位置で、ほとんど光路長は一定となるので、被写界深度はほとんど必要ない。したがって、短焦点レンズ２５は、クリアな画像を得ることができる。
一方、その反対面は、被写体２の厚さに応じて光路長が変わるため、それに応じた被写界深度が必要になる。したがって、長焦点レンズ２６を用いることにより、クリアな画像を得ることができる。
なお、その他の構成や動作は、第一実施形態とほぼ同様としてある。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の画像入力装置及び画像入力方法によれば、第一実施形態とほぼ同様の効果を奏することができ、また、設計の自由度を高めることができる。
なお、本実施形態は、第一実施形態に、傾斜した底面ベルト２０１、側面ベルト２０２及びガラス２０３を用いた搬送手段を設けた構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、第二実施形態や第三実施形態に、傾斜した底面ベルト２０１、側面ベルト２０２及びガラス２０３を用いた搬送手段を設けた構成としてもよい。
【００９５】
［紙葉類処理装置の一実施形態］
また、本発明は、紙葉類処理装置の発明としても有効である。
本実施形態の紙葉類処理装置は、上述した第一実施形態の画像入力装置を用いて、紙葉類（たとえば、フラット）を処理する装置（区分装置）である。すなわち、本実施形態の紙葉類処理装置は、図示してないが、紙葉類を供給する供給装置と、紙葉類を撮像する第一実施形態の画像入力装置と、紙葉類の宛先情報を読み込む読取装置と、宛先情報にもとづいて紙葉類が集積される集積装置とを備えている。
【００９６】
このようにすると、本実施形態の紙葉類処理装置は、画像入力装置が、紙葉類の両面を同時に撮像することができるので、宛名面を取り揃える前処理無しに、区分処理することができ、生産性や付加価値などを向上させることができる。
また、本実施形態の紙葉類処理装置は、単純に区分するだけでなく、宛名面を揃えて区分集積してもよい。すなわち、たとえば、宛名面が表面であれば、そのまま区分して区分口に集積し、あるいは、宛名面が裏面であった場合には、表と裏を逆にするフェイシングルートを通して、区分口に集積してもよい。これにより、配達作業者にとって、従来通りに宛先を見やすくすることができる。
【００９７】
さらに、本実施形態の紙葉類処理装置は、上述したように、画像入力装置が、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いて、被写体２の表面及び裏面を撮像することができるので、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、被写体２の表面及び裏面を同時に撮像することができるので、画像に抜けが生じるといった不具合を回避でき、画像品質を向上させることができる。さらに、一つのリニアアレイＣＣＤ２７を用いることにより、画像入力装置の小型化を図ることができる。
なお、本実施形態の紙葉類処理装置は、第一実施形態の画像入力装置を備えた構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、第二実施形態や第三実施形態の画像入力装置を備えた構成としてもよい。
【００９８】
以上、本発明の画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る画像入力装置、画像入力方法、及び、紙葉類処理装置は、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、上述した紙葉類処理装置の一実施形態は、区分装置としてあるが、本発明の紙葉類処理装置は、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、宛名面取り揃え装置や押印装置を備えた取り揃え押印装置としてもよい。このようにすると、取り揃え押印装置は、表面と裏面で別々に搭載していた画像入力装置を一つに集約できるので、装置の小型化及びコストの削減を実現することができる。
【００９９】
さらに、第三実施形態の画像入力装置を備えた取り揃え押印装置としてもよい。この取り揃え押印装置によれば、一つの画像入力装置によって、インディシアの無い紙葉類（たとえば、レター）に対しても宛名面を検知し、取り揃えを実現することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ 搬送方向
２ 被写体
３ 上流側ガイド板（表側）
４ 上流側ガイド板（裏側）
５ 上流側ローラー
６ 下流側ローラー
７ 搬送ベルト
８ ガラス（表側）
９ ガラス（裏側）
１０ 白色ＬＥＤ照明ユニット
１１ 撮像ユニット
１２ ミラーユニット
１３ カメラ光軸（表側）
１４ カメラ光軸（裏側）
１５ 光電センサ
１６ 光電センサビーム
１７ ロータリエンコーダ
２１ 第１ミラー
２２ 第２ミラー
２３ カメラ光路（表側）
２４ カメラ光路（裏側）
２５ 短焦点レンズ
２６ 長焦点レンズ
２７ リニアアレイＣＣＤ
２８ 遮へい板
２９ ＣＣＤ読出し方向（表側）
３０ ＣＣＤ読出し方向（裏側）
３１ 視野
４１ カメラ光線（表側）
４２ カメラ光線（裏側）
４３ ＣＣＤ回路
４４ ＣＣＤ駆動回路
４５ ビデオ信号処理回路（表側）
４６ ビデオ信号処理回路（裏側）
４７ 画像データ伝送回路
４８ 照明制御回路
４９ 外部制御回路
５０ 画像認識ユニット
５１ 装置本体制御ユニット
６１ 搬送速度測定回路
６２ 点灯タイミング調整カウンタ
６３ 照明アラーム受信回路
６４ 撮像タイミング調整カウンタ
６５ 撮像タイミングレジスタ
６６ オフセット（表）レジスタ
６７ オフセット（裏）レジスタ
６８ ゲイン（表）レジスタ
６９ ゲイン（裏）レジスタ
７１ 表面撮像画像
７２ 裏面撮像画像
７３ １フレーム画像
７４ 表面ライン画像
７５ 裏面ライン画像
７６ ライン有効信号
７７ フレーム有効信号
７８ 時間軸
７９ 照明ＯＮ信号
８１ 紫外線ＬＥＤ照明ユニット
９１ 照明制御回路
９２ 画像データ伝送回路
９３ ビデオ信号処理回路（表側）
９４ ビデオ信号処理回路（裏側）
９５ 外部制御回路
９６ 紫外線ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（表）
９７ 紫外線ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（裏）
９８ 紫外線ＬＥＤ消灯時のゲインレジスタ（表）
９９ 紫外線ＬＥＤ消灯時のゲインレジスタ（裏）
１０１ ビデオ信号の分岐（表）
１０２ ビデオ信号の分岐（裏）
１０３ 紫外線点灯時のＦＩＦＯ（表）
１０４ 紫外線消灯時のＦＩＦＯ（表）
１０５ 紫外線点灯時のＦＩＦＯ（裏）
１０６ 紫外線消灯時のＦＩＦＯ（裏）
１０７ 画像出力回路
１１１ リニアアレイＣＣＤの１ライン撮像
１１２ リニアアレイＣＣＤの１ラインスキャンのリセット信号
１１３ 照明点灯制御信号（イネーブル）
１１４ 照明ＯＮ信号
１２１ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面画像
１２２ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面画像
１２３ 両ＬＥＤ消灯時の表面画像
１２４ 両ＬＥＤ消灯時の裏面画像
１２５ １フレーム画像
１２６ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像
１２７ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像
１２８ 両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像
１２９ 両ＬＥＤ消灯時の裏面ライン画像
１３１ 白色ＬＥＤ＋紫外線ＬＥＤの照明ユニット
１４１ 照明制御回路
１４２ 画像データ伝送回路
１４３ ビデオ信号処理回路（表側）
１４４ ビデオ信号処理回路（裏側）
１４５ 外部制御回路
１４６ 白色ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（表側）
１４７ 白色ＬＥＤ点灯時のゲインレジスタ（裏側）
１５１ ビデオ信号の分岐（表側）
１５２ ビデオ信号の分岐（裏側）
１５３ 白色ＬＥＤ点灯時のＦＩＦＯ（表側）
１５４ 白色ＬＥＤ点灯時のＦＩＦＯ（裏側）
１５５ 画像出力回路
１６１ リニアアレイＣＣＤの１ライン撮像
１６２ 照明ＯＮ信号
１６３ 照明ＯＮ信号（白色ＬＥＤ）
１６４ 照明ＯＮ信号（紫外線ＬＥＤ）
１６５ 両ＬＥＤ消灯時の表面画像
１６６ 両ＬＥＤ消灯時の裏面画像
１７１ 白色ＬＥＤ点灯時の表面画像
１７２ 白色ＬＥＤ点灯時の裏面画像
１７３ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面画像
１７４ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面画像
１７５ 両ＬＥＤ消灯時の表面画像
１７６ 両ＬＥＤ消灯時の裏面画像
１７７ １フレーム画像
１７８ 白色ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像
１７９ 白色ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像
１８０ 紫外線ＬＥＤ点灯時の表面ライン画像
１８１ 紫外線ＬＥＤ点灯時の裏面ライン画像
１８２ 両ＬＥＤ消灯時の表面ライン画像
１８３ 両ＬＥＤ消灯時の裏面ライン画像
１９１ 第１ミラー（左）
１９２ 第１ミラー（右）
１９３ 第２ミラー
１９４ レンズ（左）
１９５ レンズ（右）
１９６ カメラ光路（左）
１９７ カメラ光路（右）
２０１ 底面ベルト
２０２ 側面ベルト
２０３ ガラス
２０４ 傾き角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射する光源と、
前記光が照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段と
を備えたことを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記撮像手段が、一つの光電変換装置と、この光電変換装置の所定の位置に、前記被写体の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段と、ビデオ信号処理手段と、画像データ伝送手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記光電変換装置が、両端から中央に読み出す方式のリニアアレイＣＣＤであり、前記結像手段が、前記リニアアレイＣＣＤの一方の端部側の位置に、前記被写体の表面を結像し、また、前記リニアアレイＣＣＤの他方の端部側の位置に、前記被写体の裏面を結像することを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記結像手段が、焦点距離の異なる二つのレンズと、複数のミラーとを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記結像手段が、焦点距離の等しい二つのレンズと、複数のミラーとを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像入力装置。
【請求項６】
前記光源の照射する光の波長が、可視光領域にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項７】
前記光源の照射する光の波長が、紫外線領域にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項８】
前記光源の照射する光の波長が、可視光領域及び紫外線領域にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項９】
前記光源が、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項１０】
前記被写体が、紙葉類であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項１１】
搬送手段が、被写体を搬送し、
光源が、前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射し、
撮像手段が、前記光の照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する
ことを特徴とする画像入力方法。
【請求項１２】
前記撮像手段が、一つの光電変換装置と、この光電変換装置の所定の位置に、前記被写体の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段と、ビデオ信号処理手段と、画像データ伝送手段とを有することを特徴とする請求項１１に記載の画像入力方法。
【請求項１３】
紙葉類を供給する供給装置と、
前記紙葉類を撮像する画像入力装置と、
前記紙葉類の宛先情報を読み込む読取装置と、
宛名面取り揃え装置、押印装置、及び、前記宛先情報にもとづいて前記紙葉類が集積される集積装置の少なくとも一つと
を備え、
前記画像入力装置が、前記紙葉類を搬送する搬送手段、前記搬送手段により搬送される前記紙葉類の表面及び裏面に、光を照射する光源、及び、前記光が照射された前記紙葉類の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段を有することを特徴とする紙葉類処理装置。
【請求項１４】
前記撮像手段が、一つの光電変換装置と、この光電変換装置の所定の位置に、前記被写体の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段と、ビデオ信号処理手段と、画像データ伝送手段とを有することを特徴とする請求項１３に記載の紙葉類処理装置。
【請求項１】
被写体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射する光源と、
前記光が照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段と
を備えたことを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記撮像手段が、一つの光電変換装置と、この光電変換装置の所定の位置に、前記被写体の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段と、ビデオ信号処理手段と、画像データ伝送手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記光電変換装置が、両端から中央に読み出す方式のリニアアレイＣＣＤであり、前記結像手段が、前記リニアアレイＣＣＤの一方の端部側の位置に、前記被写体の表面を結像し、また、前記リニアアレイＣＣＤの他方の端部側の位置に、前記被写体の裏面を結像することを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記結像手段が、焦点距離の異なる二つのレンズと、複数のミラーとを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記結像手段が、焦点距離の等しい二つのレンズと、複数のミラーとを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像入力装置。
【請求項６】
前記光源の照射する光の波長が、可視光領域にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項７】
前記光源の照射する光の波長が、紫外線領域にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項８】
前記光源の照射する光の波長が、可視光領域及び紫外線領域にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項９】
前記光源が、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項１０】
前記被写体が、紙葉類であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像入力装置。
【請求項１１】
搬送手段が、被写体を搬送し、
光源が、前記搬送手段により搬送される前記被写体の表面及び裏面に、光を照射し、
撮像手段が、前記光の照射された前記被写体の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する
ことを特徴とする画像入力方法。
【請求項１２】
前記撮像手段が、一つの光電変換装置と、この光電変換装置の所定の位置に、前記被写体の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段と、ビデオ信号処理手段と、画像データ伝送手段とを有することを特徴とする請求項１１に記載の画像入力方法。
【請求項１３】
紙葉類を供給する供給装置と、
前記紙葉類を撮像する画像入力装置と、
前記紙葉類の宛先情報を読み込む読取装置と、
宛名面取り揃え装置、押印装置、及び、前記宛先情報にもとづいて前記紙葉類が集積される集積装置の少なくとも一つと
を備え、
前記画像入力装置が、前記紙葉類を搬送する搬送手段、前記搬送手段により搬送される前記紙葉類の表面及び裏面に、光を照射する光源、及び、前記光が照射された前記紙葉類の表面及び裏面を、搬送方向と交差する線状の視野で同時に撮像する撮像手段を有することを特徴とする紙葉類処理装置。
【請求項１４】
前記撮像手段が、一つの光電変換装置と、この光電変換装置の所定の位置に、前記被写体の表面及び裏面をそれぞれ結像する結像手段と、ビデオ信号処理手段と、画像データ伝送手段とを有することを特徴とする請求項１３に記載の紙葉類処理装置。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１３】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１３】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【公開番号】特開２０１０−２３３００８（Ｐ２０１０−２３３００８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７９１９０（Ｐ２００９−７９１９０）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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