(57)【要約】【課題】  物体を特定するための多くの情報を、簡便な手段で高速かつ正確に読み取ることが可能な物体識別方法及び識別システムを提供する。【解決手段】  本発明に係る物体識別方法は、識別すべき物体（１）の表面の一部に当該物体を特定する縞模様（１０１）から成る識別標識（１１）を付するステップと、上記識別標識の縞模様部分に縞状の明暗パターン（１０２）を有する光束を照射してモアレ干渉縞（１０３）を発生させるステップと、上記モアレ干渉縞（１０３）を撮影するステップと、撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンにより物体を識別するステップと、から構成されることを特徴とする。上記識別標識の縞模様（１０１）は、直線縞模様や、同心円縞模様、その他各種の縞模様を採用し得る。撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンを、２値化処理し、これにより得られたパターンにより物体を識別するよう構成することが推奨される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別すべき物体（１）の表面の一部に当該物体を特定する縞模様（１０１）から成る識別標識（１１）を付するステップと、
上記識別標識の縞模様部分に縞状の明暗パターン（１０２）を有する光束を照射してモアレ干渉縞（１０３）を発生させるステップと、
上記モアレ干渉縞（１０３）を撮影するステップと、
撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンにより物体を識別するステップと、
から構成されることを特徴とする物体識別方法。
【請求項２】
上記識別標識（１１）の縞模様（１０１）が直線縞模様である請求項１に記載の物体識別方法。
【請求項３】
上記識別標識（１１）の縞模様（１０１）が同心円縞模様である請求項１に記載の物体識別方法。
【請求項４】
撮影したモアレ干渉縞（１０３）のモアレパターンが、２値化処理され、これにより得られたパターン（１０４）により物体を識別する請求項１から３までのいずれか一に記載の物体識別方法。
【請求項５】
識別すべき物体（１）の表面の一部に付される当該物体を特定する縞模様から成る識別標識（１１）と、
上記識別標識の縞模様部分に縞状の明暗パターンを有する光束を照射してモアレ干渉縞を発生させる光照射装置（２）と、
上記モアレ干渉縞を撮影するカメラ（３）と、
撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンにより物体を識別する演算処理装置（４）と、
から構成されることを特徴とする物体識別システム。
【請求項６】
識別すべき多数の物体（１）を順次、上記光照射装置（２）による光束照射位置に導入する物体移送装置（５）を設けた請求項５に記載の物体識別システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体識別方法及び識別システムに関し、特に、光によるモアレ干渉縞の発生現象を利用した物体識別方法及び識別システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の識別方法もしくは識別システムとして従来公知のものとしては、磁気や測色などの方式が挙げられるが、識別対象である物体の形状が球形などといった複雑な形状の場合には、情報の書込みや保持が現時点では難しいという問題がある。また、多数の物体を次々に連続的に識別する場合、個々の識別作業に要する時間が長く、高速処理が困難であるという問題がある。
また、下記の特許文献１及び２には、ホログラムを利用した成否確認手段や情報記録装置が開示されているが、ホログラムは作製が面倒で、専用装置を必要とするため、コスト高になるという問題がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１１０３８２号公報
【特許文献２】特開平０７−０３７０２８号公報
【０００４】
また、物体の識別方法として今日最も広く普及しているものとしては、バーコード方式によるものがある。然しながら、この方式においては、バーコードを構成するすべてのバーを読み取る必要があり、正確な読取りが行われ得るための、物体と読取り装置の位置関係や距離の対応範囲が比較的狭いという問題や、バーコードを形成する色は白と黒だけに限られるという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、物体を特定するための多くの情報を、簡便な手段で高速かつ正確に読み取ることが可能な物体識別方法及び識別システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記の目的は、
識別すべき物体の表面の一部に当該物体を特定する縞模様から成る識別標識を付するステップと、
上記識別標識の縞模様部分に縞状の明暗パターンを有する光束を照射してモアレ干渉縞を発生させるステップと、
上記モアレ干渉縞を撮影するステップと、
撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンにより物体を識別するステップと、
から構成されることを特徴とする物体識別方法によって達成できる。
【０００７】
上記識別標識の縞模様は、直線縞模様や、同心円縞模様、その他各種の縞模様を採用し得る。
また、撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンを、２値化処理し、これにより得られたパターンにより物体を識別するよう構成することが推奨される。
【０００８】
また、上記の物体種別方法を実施するための本発明に係る物体種別システムは、
識別すべき物体の表面の一部に付される当該物体を特定する縞模様から成る識別標識と、
上記識別標識の縞模様部分に縞状の明暗パターンを有する光束を照射してモアレ干渉縞を発生させる光照射装置と、
上記モアレ干渉縞を撮影するカメラと、
撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンにより物体を識別する演算処理装置と、
から構成されることを特徴とする。
この物体識別システムには、識別すべき多数の物体を、順次、上記光照射装置による光束照射位置に導入する物体移送装置を設けることが推奨される。
【発明の効果】
【０００９】
上記の如き構成をを有する本発明によるときは次のような効果が達成できる。
（１）物体の表面に付される縞模様から成る識別標識は、物体表面に直接印刷したり、シールに印刷したものを貼り付けたりしたものでよく、ホログラムのように特別の装置を必要とせず、安価かつ容易に作製可能である。
（２）上記識別標識に縞状の光束を照射することにより発生するモアレ干渉縞は、平板状の物体に限らず、物体の形状とは無関係に発生するので、どのような形状にも適用可能である。
（３）識別標識の縞模様は白黒以外の色彩を用いることも可能であるので、多くの情報を記録することができる。
（４）モアレパターンによる識別は、識別標識の一部分で生じるモアレによっても可能なため、識別標識への光束照射及びこれにより発生するモアレ干渉縞の読取りのための位置合わせや距離の設定は、バーコードの場合に比べてラフであってもよく、予め記録してあるパターンとのマッチングによる識別も単純なため、短時間での識別が可能であり、連続的かつ高速度の処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に示す実施例を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明に係る物体識別方法を説明するためのフロー図、
図２は、本発明に係る物体識別方法を、識別標識とモアレパターンの例と共に説明するフロー図、
図３は、本発明に係る物体識別方法において発生するモアレパターンの第１例を示すフロー図、
図４は、本発明に係る物体識別方法において発生するモアレパターンの第２例を示すフロー図、
図５は、本発明に係る物体識別方法において発生するモアレパターンの第３例を示すフロー図、
図６は、本発明に係る物体識別方法で用いられる識別標識の縞模様のサイズの一例を示す説明図、
図７は、本発明に係る物体識別方法及び識別システムを採用した業務用メダルゲーム機の一例を示す外観図、
図８は、図７に示した業務用メダルゲーム機におけるゲームの進行を説明するためのフローチャート、
図９は、図７に示した業務用メダルゲーム機においてプレイヤーに配布されるナンバーシートの一例を示す説明図、
図１０は、図７に示した業務用メダルゲーム機に設けた本発明に係る物体識別システムの概要を示す説明図である。
【００１２】
図１（Ａ）に示すように、本発明に係る物体識別方法においては、識別すべき物体１の表面の少なくとも一部に、識別標識１１が印刷、貼付け、その他適宜の手段によって付されている。この識別標識１１は、物体１を特定する情報（例えば、その物体の種類、製造日、製造番号、価格、等々）を記録するために所定の方式に従って構成された縞模様１０１から成り、例えば直線縞模様であったり、同心円縞模様であったり、付される物体１の形状や記録すべき情報量等々の条件に応じて最も適した形態のものが選択される。
【００１３】
図１（Ｂ）に示すように、物体１は、図では省略した物体移送装置により、光照射装置２による照射位置にもたらされ、光照射装置２によって上記識別標識１１の縞模様部分に縞状の明暗パターン１０２（図２参照）が照射され、これによって図１（Ｃ）や図２中に示すようなモアレ干渉縞１０３が発生する。
なお、光照射装置２は、図２に示すように、例えばレーザーやＬＥＤ等の光源２１の前面に縞状のスリットパターンがプリントされたフィルム２２を置き、光源からの光をこのフィルムを通過させることにより、上記の縞状の明暗パターン１０２を有する光束が形成されるようになっている。
【００１４】
上記の如くして識別標識１１上に発生したモアレ干渉縞１０３をカメラ３（通常はＣＣＤカメラ）により撮影し、この撮影したモアレ干渉縞のモアレパターン１０４により物体を識別する。
即ち、識別標識１１に前記縞状の明暗パターン１０２を照射することによって発生するモアレ干渉縞１０３のモアレパターンは、それぞれの物体に付された識別標識１１ごとに異なっているので、それらの識別標識ごとの各種モアレパターンを予めデータベースに記録しておき、上記の撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンと、図１（Ｄ）に示すようなデータベースに記録してある各種モアレパターン１０５とのマッチングを行い、一致したものがあれば、そのモアレパターンに対応する物体の情報（物体の種類、製造日、製造番号、価格、等々）をデータベースから読み出すものである。
【００１５】
具体的には、カメラ３により撮影したモアレ干渉縞の画像から物体１を識別する作業は、演算処理装置４によって行われる。
演算処理装置４は、一種のコンピューターであり、各種データやプログラムを記録した記憶装置と、プログラムを実行するＣＰＵと、ＣＰＵの作動をバックアップするワークＲＡＭ等々の構成要素を備え（いずれも図では省略）、上記カメラ３により撮影したモアレ干渉縞のモアレパターンを画像処理プログラムにより望ましくは２値化して単純なモアレパターン１０４に変換し、これを上記の如く、データベース（記憶装置）に記録してある各種モアレパターン１０５と対比するマッチング操作を行い、一致したものがあれば、そのモアレパターンに対応する物体の情報をデータベース（記憶装置）から読み出すものである。
【００１６】
図３、図４、図５には、識別標識上の縞模様１０１と、これに照射される光束の縞状の明暗パターン１０２と、これにより発生するモアレ干渉縞１０３と、これを撮影し２値化して得られるモアレパターン１０４とのそれぞれ異なった例が示されている。
これらの例のうち、図５に示すものは、縞模様１０１から成る識別標識を球状の物体の表面に付した例を示しており、球状その他の複雑な形状であってもモアレ干渉縞１０３は発生するので、本発明は様々な形状の物体に対して広く適用可能である。
【００１７】
また、識別標識の縞模様１０１の色や、これに照射する縞状の明暗パターン１０２の色を白黒だけでなく、例えば色の３原色や光の３原色を取り混ぜて用いることも可能であり、そうすることにより、識別可能な情報量は飛躍的に増加するものである。
更にまた、識別標識の縞模様１０１は同じであっても、これに照射する縞状の明暗パターン１０２のパターン（図２に示した実施例では、フィルム２２のスリッドパターン）を変更すれば、新たなモアレ干渉縞１０３が発生するので、欲しい情報ごとに照射する光束の明暗パターン１０２を種々使い分けることも推奨される。
【００１８】
なお、識別標識の縞模様１０１に縞状の明暗パターン１０２を照射することにより発生するモアレ干渉縞１０３は、肉眼で視認できる必要はなく、これを撮影するＣＣＤカメラで判別できる範囲の大きさのものであれば必要かつ充分である。従って、識別標識１1 や光照射装置２を実際に作製、調整する際には、ＣＣＤカメラ３の解像度を元に、識別標識１1 の縞模様１０１の幅、間隔、大きさや、光照射装置２のフィルム２２のスリット幅等を決定するものである。
モアレが発生する縞模様の波長は、ＣＣＤの１ピクセルの実寸値を最小に、およそ１〜３ピクセル分が十分である。
図６には、その一例が示されており、その（Ａ）図には直線縞模様の幅ｗをカメラのＣＣＤの１〜３ピクセル分に設定し、（Ｂ）図には同心円縞模様の幅ｗをカメラのＣＣＤの１〜３ピクセル分に設定した状態が示されている。
対象物がさらに小さい（モアレ干渉縞をさらに小さくしたい）場合、識別標識上のモアレ干渉縞をレンズによって拡大し、ＣＣＤに投射する方法が可能である。
【００１９】
次に、図７ないし図１０を参照しつつ、本発明に係る物体識別方法及び識別システムを、業務用メダルゲーム機に採用した例について説明する。
図７には、当該業務用メダルゲーム機の一例が外観図で示されている。
この業務用メダルゲーム機７で行われるゲームは、基本的にはビンゴゲームであるが、従来の抽選によるナンバー獲得の他に、オークション形式によって、ナンバーを競り落とすというゲーム内容になっている。
図中、７１はナンバー抽選用カプセルであり、その内部に多数（例えば５０個）のナンバーボールが収容されており、抽選時には、下からアームが伸び、ボールを一つナンバーボール通路７３へ運ぶようになっている。
７２はナンバーボールの回収口であり、オークション時にはカプセル下側にある回収口７２よりメイン筐体７７へと回収される。
７３はナンバーボール通路であり、抽選時と、カプセルへナンバーボールを戻す時のボール用通路である。
７４はオークション用メインディスプレイであり、オークション時に、競売にかけられるナンバー、制限時間、ゲーム進行状況を表示する。
７５はナンバー表示板であり、全てのナンバーが表示され、抽選されたか、もしくは誰かに落札された場合は点灯する。
７６はターミナル筐体であり、プレイヤーが扱う筐体である。タッチパネルディスプレイが設置されており、プレイヤーは各自のナンバーシート（図９参照）の状況把握や、オークションの落札を行う。
７７はメイン筐体であり、ゲームの制御や、ナンバーボールの個別認識を行うための前記光照射装置やカメラ、演算処理装置等々もこの内部に収容されている。
【００２０】
この業務用メダルゲーム機７において行われるゲームの流れは、「Ａ：抽選」→「Ｂ：オークション」→「Ｃ：抽選」であるが、「Ｃ：抽選」の場面において、それまでに抽選、もしくは落札されたナンバーを除外し、図７に示すナンバー抽選用カプセル１にナンバーが記載されたボールを戻さなければならない。そこで、ナンバーボールに番号情報を記録しておき、筐体内部で判別を行う必要があり、ここに本発明に係る前記の物体識別方法及び識別システムを採用するものである。
即ち、ナンバーボールに前記の縞模様１０１から成る識別標識１１を付しておくと共に、これに縞状の明暗パターンを有する光束を照射してモアレ干渉縞を発生させ、そのモアレパターンによりナンバーボールのナンバーを識別するように構成するものである。
【００２１】
図８には、上記業務用メダルゲーム機７によるゲームの進行がフローチャートで示されている。同図を参照しつつ、ゲームの基本的な流れについて説明する。
まず、プレイヤーの投入するメダル枚数により、図９に示すようなナンバーシート（５×５ナンバーシートが最大３枚）と、オークション用クレジット（クレジット３０〜１００）が配布される。
図７のメイン筐体７７の手前部分にあるナンバー抽選用カプセル７１にナンバー情報が記載されたナンバーボール（０〜５０）が入れてあり、ナンバーの抽選が５回行われる（従来のビンゴゲームと同じ）。
次に、奥側にある大型ディスプレイ７４に１５（３×５）個のナンバーがランダムに表示される。ナンバーには最低落札価格（０〜２０）と、一撃落札価格がそれぞれに設定されており、プレイヤーはその中からビンゴ達成に必要なナンバーを、オークション用クレジットを用いて競り落とす。
制限時間（およそ３０秒）に達した時点でオークションは終了し、最終的に最高額を入札したナンバーをプレイヤーは獲得することができる。
このオークションを規定回数行った後、最後に再びカプセルによる抽選が１回行われ、ゲームは終了となる。（状況により、ワンモアチャンスとしてもう１回抽選が行われる場合もある。）
ここで、抽選を行うためのカプセルには、事前の抽選とオークションによって確定されたナンバーは除外され、残ったナンバーで抽選が行われなけばならないため、ボールを判別する必要があり、本発明によってボールの認識を行う。終了した時点でビンゴが発生していれば、状況にちなんだ（ビンゴの数やその形態）メダルが支払われる。なお、筐体にプレイヤーが一人のみという場合、一撃落札のみ（価格設定は高め）になる。
【００２２】
図１０には、上記業務用メダルゲーム機７に設けられた本発明に係る物体識別システムの概要が示されている。
多数のナンバーボール（球体）１の表面には、ナンバーボールのナンバー情報が縞模様１０１として表された識別標識１１がそれぞれ付されており、移送装置５によって光照射装置２の照射位置に順次もたらされるようになっている。光照射装置２から識別標識１１に照射される縞状の明暗パターンを有する光束によって各ナンバーボールに付された縞模様１０１に特有のモアレ干渉縞が発生するので、これをＣＣＤカメラ３により撮影し、撮影されたモアレ干渉縞のモアレパターンを前記の如くデータベースに予め記録してある各種パターンとマッチングさせて、各ナンバーボールのナンバーを識別するものである。
ＣＣＤカメラ３によるモアレ干渉縞の撮影面積は、ＣＣＤカメラと識別標識との距離（認識スペース）と比例関係にあり、例えば撮影面積２ｃｍ×２ｃｍ程度であれば、撮影されたモアレ干渉縞のモアレパターンから必要な情報を識別できるが、この撮影面積は基本的にはＣＣＤカメラの解像度によって定められるものである。
【００２３】
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明はその目的の範囲内において、上記の説明から当業者が容易に想到し得るすべての変更実施例を包摂するものである。
また、利用分野も、上記の如きゲーム機に限らず、様々な分野の様々な場面で幅広く利用可能であり、例えばパチンコ球に識別標識を付しておき、他店の球や不正な球を識別して排除することなども可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
上記の如く、本発明によるときは、物体を特定するための多くの情報を、簡便な手段で高速かつ正確に読み取ることが可能な物体識別方法及び識別システムを提供し得るものであるから、本発明は多くの産業分野において多大の利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る物体識別方法を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明に係る物体識別方法を、識別標識とモアレパターンの例と共に説明するフロー図である。
【図３】本発明に係る物体識別方法において発生するモアレパターンの第１例を示すフロー図である。
【図４】本発明に係る物体識別方法において発生するモアレパターンの第２例を示すフロー図である。
【図５】本発明に係る物体識別方法において発生するモアレパターンの第３例を示すフロー図である。
【図６】本発明に係る物体識別方法で用いられる識別標識の縞模様のサイズの一例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る物体識別方法及び識別システムを採用した業務用メダルゲーム機の一例を示す外観図である。
【図８】図７に示した業務用メダルゲーム機におけるゲームの進行を説明するためのフローチャートである。
【図９】図７に示した業務用メダルゲーム機においてプレイヤーに配布されるナンバーシートの一例を示す説明図である。
【図１０】図７に示した業務用メダルゲーム機に設けた本発明に係る物体識別システムの概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１        物体
１１      識別標識
１０１    縞模様
１０２    照射される光束の明暗パターン
１０３    モアレ干渉縞
１０４    ２値化処理後のモアレパターン
１０５    データベースに記録されているモアレパターン
２        光照射装置
２１      光源
２２      スリットパターン入りフィルム
３        カメラ
４        コンピューター
５        物体移送装置
７        業務用メダルゲーム機
７１      ナンバー抽選用カプセル
７２      ナンバーボールの回収口
７３      ナンバーボール通路
７４      オークション用メインディスプレイ
７５      ナンバー表示板
７６      ターミナル筐体
７７      メイン筐体
【図１】
2006236024.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006236024.tif 000010
【図９】
2006236024.tif 000011
【図１０】
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