(57)【要約】【課題】  セルフォックレンズを使用しながらもフォーカス精度を高める。【解決手段】  複数色ごとの発光手段、例えば赤色，緑色，青色のＬＥＤ２，３，４を備えた光源部５と、この光源部５からの光を被写体６に照射し、被写体６表面の画像をセルフォックレンズ７を介してイメージセンサ８で撮影して画像データを取得するイメージスキャナ９と、イメージスキャナ９で取得した画像データを認識する画像認識部１０と、画像認識部１０で処理された結果を判定する判定部１１とを備え、判定部１１で画像認識が不可能な場合に光源部５の各発光手段２，３，４の光量を変化させて再度イメージスキャナ９で被写体６表面の画像を撮影する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色ごとの発光手段を備えた光源部と、この光源部からの光を被写体に照射し、前記被写体表面の画像をセルフォックレンズを介してイメージセンサで撮影して画像データを取得するイメージスキャナと、前記イメージスキャナで取得した画像データを認識する画像認識部と、前記画像認識部で処理された結果を判定する判定部とを備え、前記判定部で画像認識が不可能な場合に前記光源部の各発光手段の光量を変化させて再度前記イメージスキャナで前記被写体表面の画像を撮影することを特徴とする画像認識装置。
【請求項２】
前記発光手段は赤色，緑色，青色のＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載の画像認識装置。
【請求項３】
赤色または青色の各色ＬＥＤから発せられる光量は他のスペクトルの光量の２倍以上であることを特徴とする請求項２記載の画像認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体に光を照射してその反射光をイメージセンサで撮影して画像処理を行う画像認識装置に関する。更に詳述すると、本発明は搬送型スキャナに適した画像認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カードなどの媒体の画像を取り込む画像認識装置では、単色の光線を媒体に照射して、その反射光をＣＣＤなどの受光素子で読み取ることにより画像を取り込む。媒体を搬送しながら画像として取り込む媒体搬送型イメージスキャナでは、媒体をローラで搬送するため媒体が面方向に微動してフォーカス精度が低下するおそれがある。このため、フォーカス劣化を防止するために被写界深度の深い球面あるいは非球面のレンズを使用している（特開平５−１５１３７７号公報参照）。
【０００３】
一方、媒体をガラス面に密着固定して画像を読み取る密着式イメージセンサでは、装置の小型化のためにセルフォックレンズを使用している。そこで、媒体搬送型イメージスキャナにセルフォックレンズを採用することにより装置の小型化を図ることが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５１３７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、媒体搬送型イメージスキャナにセルフォックレンズを採用した場合、セルフォックレンズは球面あるいは非球面のレンズに比べて被写界深度が浅いので、媒体搬送時の面方向への微動によりデフォーカスし易くなってしまう。
【０００６】
また、図６に示すようにカバーガラス１００にほぼ密着する運転免許証１０１のような媒体を読み取る場合と、図７に示すようにカバーガラス１００に当接するエンボス１０２を有するキャッシュカード１０３のような媒体を読み取る場合と、図８に示すように搬送ローラ１０４によりカバーガラス１００側に押圧されて反ってしまう媒体１０５を読み取る場合などでは、媒体のエンボス１０２の有無や媒体の硬さによって媒体とイメージスキャナとの間隔が変わってしまう。セルフォックレンズは被写界深度が浅いので、これらのような複数種類の媒体を読み取る必要がある場合にフォーカス精度が大きく低下してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、セルフォックレンズを使用しながらもフォーカス精度を高めることができる画像認識装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の画像認識装置は、複数色ごとの発光手段を備えた光源部と、この光源部からの光を被写体に照射し、被写体表面の画像をセルフォックレンズを介してイメージセンサで撮影して画像データを取得するイメージスキャナと、イメージスキャナで取得した画像データを認識する画像認識部と、画像認識部で処理された結果を判定する判定部とを備え、判定部で画像認識が不可能な場合に光源部の各発光手段の光量を変化させて再度イメージスキャナで被写体表面の画像を撮影するようにしている。
【０００９】
したがって、光線の波長によってセルフォックレンズでの焦点距離が異なることから、最初に照射した光線でフォーカスが合わない場合でも各発光手段の光量を変化させてスペクトルを変えて光線を再照射することによりフォーカスを合わせることができるようになる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像認識装置において、発光手段は赤色，緑色，青色のＬＥＤであるようにしている。したがって、３つのＬＥＤにより全ての色域の可視光を再現できるので、各種の色の文字やカラー写真の読み取りに容易に対応することができる。
【００１１】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像認識装置において、赤色または青色の各色ＬＥＤから発せられる光量は他のスペクトルの光量の２倍以上であるようにしている。したがって、赤色文字、青色文字、カラー写真などでドロップアウトカラーを生じることなく焦点距離を変更することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、請求項１記載の画像認識装置によれば、判定部で画像認識が不可能な場合に光源部の各発光手段の光量を変化させて再度イメージスキャナで被写体表面の画像を撮影するようにしているので、セルフォックレンズの色収差を利用してフォーカスを合わせることができるようになる。ここで、セルフォックレンズでは球面レンズに比べて被写界深度が浅いため、色収差の影響で焦点距離が変動する量が球面レンズの場合に比べて相対的に大きくなるので、より大きな効果を得ることができる。よって、セルフォックレンズの使用により装置の小型化を図りながら、フォーカス精度を高めて文字認識などの認識性能の良い装置を得ることができる。
【００１３】
また、請求項２記載の画像認識装置によれば、赤色，緑色，青色のＬＥＤにより全ての色域の可視光を再現できるので、各種の色の文字やカラー写真の読み取りに容易に対応することができる。
【００１４】
さらに、請求項３記載の画像認識装置によれば、赤色または青色の各色ＬＥＤから発せられる光量は他のスペクトルの光量の２倍以上であるようにしているので、赤色文字、青色文字、カラー写真などでドロップアウトカラーを生じることなく焦点距離を変更することができる。
【００１５】
例えば運転免許証のように顔写真と文字とが印刷されている媒体を読み取るイメージスキャナでは、顔写真の画像を読み取って遠隔地のオペレータに送信したり記録する機能と、氏名や住所などの文字情報をテキストデータとして認識する機能とを有することが望まれる。この場合、文字は黒色であり自動認識の認識率を高めるためにフォーカス性能が高い方が良く、また顔画像や運転免許証全体のイメージ画像は各色のドロップアウトが無いことや写真の色再現が良好であることが良い。すなわち、１枚の運転免許証でも要求される性能が複数ある。このような場合でも本発明の画像認識装置によれば、文字とカラー写真とのいずれについてもドロップアウトカラーを生じることなく焦点を合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１から図５に、本発明の画像認識装置１の実施形態の一例を示す。この画像認識装置１は、複数色ごとの発光手段２，３，４を備えた光源部５と、この光源部５からの光を被写体６に照射し、被写体６表面の画像をセルフォックレンズ７を介してイメージセンサ８で撮影して画像データを取得するイメージスキャナ９と、イメージスキャナ９で取得した画像データを認識する画像認識部１０と、画像認識部１０で処理された結果を判定する判定部１１とを備えている。そして、判定部１１で画像認識が不可能な場合に光源部５の各発光手段２，３，４の光量を変化させて再度イメージスキャナ９で被写体６表面の画像を撮影するようにしている。
【００１８】
発光手段２，３，４は赤色，緑色，青色のＬＥＤ２，３，４としている。イメージセンサ８はＣＣＤとしている。セルフォックレンズ７とイメージセンサ８とは別部材として設けられている。イメージスキャナ９と画像認識部１０との間には、イメージセンサ８で変換された画像信号を増幅する増幅器１２と、増幅器１２で増幅された画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１３と、Ａ／Ｄ変換された画像信号をシェーディング補正するシェーディング補正回路１４と、シェーディング補正された画像信号を一時保存するバッファメモリ１５と、２値化等の処理を行う画像データ処理部１６とを備えている。また、判定部１１は各ＬＥＤ２，３，４の光量を調整する光量コントロール回路１７，１８，１９に接続されている。
【００１９】
被写体６はカードなどの媒体としている。この画像認識装置１は、被写体６を搬送しながら画像として取り込む媒体搬送型イメージスキャナ９に搭載されたものとしている。このため、光源部５およびイメージスキャナ９に向き合った部位にカバーガラスと被写体６を搬送するための搬送路２１とが設けられていると共に、搬送路中の被写体６を搬送するローラ２２が設けられている。
【００２０】
上述した画像認識装置１の作用を図２に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。
【００２１】
最初にLoop＝０として各ＬＥＤ２，３，４を発光する（ステップ１（Ｓ１））。このときの光量の割合を表１に示す。
【表１】
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【００２２】
同表に示すように各ＬＥＤ２，３，４の光量は等しくする。これにより、光源部５からは赤色，緑色，青色の３色が等しく混合した白色光が照射される。
【００２３】
そして、イメージスキャナ９により画像信号を読み取る（ステップ２（Ｓ２））。さらにLoopを１だけ大きくする（ステップ３（Ｓ３））。画像認識部１０において画像認識処理を行う（ステップ４（Ｓ４））。
【００２４】
ここで、判定部１１で画像を認識できか否か自動的に判断する（ステップ５（Ｓ５））。画像を認識できたならば（ステップ５（Ｓ５）；Ｙｅｓ）、認識処理を終了する（ステップ６（Ｓ６））。認識できなければ（ステップ５（Ｓ５）；Ｎｏ）、フォーカスが合ってなかったものと判断してLoopが３以上であるか否か判断する（ステップ７（Ｓ７））。Loopが３を超えていれば（ステップ７（Ｓ７）；Ｙｅｓ）、画像認識エラーとして処理を終了する（ステップ８（Ｓ８））。Loopが３を超えていなければ（ステップ７（Ｓ７）；Ｎｏ）、ＬＥＤ２，３，４の光量を変更してフォーカスを変更する（ステップ９（Ｓ９））。
【００２５】
ここで、各ＬＥＤ２，３，４の出力割合の変更は読み取る被写体６の種類によって異なる。例えばキャッシュカードのように文字の読み取りを優先させる被写体６では、ドロップアウトカラーがあっても大きな問題にはならないので、表２に示すようにLoop＝１では緑色、Loop＝２では赤色、Loop＝３では青色の１つのＬＥＤ２，３，４のみを発光させるようにする。これらの光量の変更は印加電流の上下により行う。
【表２】
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【００２６】
ここで、図３および図５に示すように、Loop＝０で３種のＬＥＤ２，３，４を発光させたときとLoop＝１で緑色のＬＥＤ３のみを発光させたときは焦点距離は約０．１５ｍｍとなり、Loop＝２で赤色のＬＥＤ２のみを発光させたときは焦点距離は約０．２５ｍｍとなり、Loop＝３で青色のＬＥＤ４のみを発光させたときは焦点距離は約０．０５ｍｍとなる。これにより、各光線の波長によってセルフォックレンズ７での焦点距離が異なることから、いずれかの場合にフォーカスを合わせることができる可能性が高くなる。
【００２７】
また、例えば運転免許証のように文字の他にカラー画像の読み取りも必要な被写体６では、ドロップアウトカラーを極力抑える必要があるので、表３に示すようにLoop＝１では赤色と緑色を５０％ずつ、Loop＝２では緑色と青色を５０％ずつ、Loop＝３では赤色７０％と緑色３０％の光量で発光させるようにする。
【表３】
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【００２８】
ここで、図４に示すように、Loop＝１で赤色および緑色のＬＥＤ２，３を発光させたときは焦点距離は約０．２０ｍｍとなり、Loop＝２で青色および緑色のＬＥＤ４，３を発光させたときは焦点距離は約０．１０ｍｍとなる。これにより、赤色あるいは青色以外はドロップアウトしないように焦点距離を変化させることができるので、読み取り状態の良好な画像を選択して処理できるようになる。特にLoop＝３では赤色のＬＥＤ２から発せられる光量は他のスペクトルの光量の２倍以上であるようにしている。このため、ドロップアウトカラーの発生を抑えながら効果的に焦点距離を変更することができる。ここでは赤色のＬＥＤ２から発せられる光量が他のスペクトルの光量の２倍以上であるようにしているが、これには限られず青色のＬＥＤ４から発せられる光量が他のスペクトルの光量の２倍以上であるようにしても良い。
【００２９】
そして、表２あるいは表３の条件にしたがって照射光を変化させてフォーカスを変更して、再びイメージスキャナ９により画像信号を読み取る（ステップ２（Ｓ２））。これを繰り返して画像を認識あるいは認識エラーをした時点で処理を終了する。
【００３０】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態ではフォーカスが合っているか否かを判定部１１の自動判断により行っているが、これには限られずオペレータが読み取り画像を見て判断するようにしても良い。この場合、読み取り画像を見て文字を読み取れなかったり写真が不鮮明であるようなときに各ＬＥＤ２，３，４の光量を変更して再度読み取りを行うようにする。この場合のオペレータは画像認識装置１の近傍にいる者でも遠隔地にいる者でも良い。
【００３１】
また、上述した実施形態ではドロップアウトカラーが認められないときに赤色または青色のいずれか一方のＬＥＤ２，４を発光させないようにしているが、これには限られず例えば赤色７０％、緑色１５％、青色１５％、あるいは赤色１５％、緑色１５％、青色７０％などのように全てのＬＥＤ２，３，４を発光させるようにしても良い。これらの場合でも赤色あるいは青色のＬＥＤ２，４から発せられる光量が他のスペクトルの光量の２倍以上になるので、ドロップアウトカラーの発生を抑えながら効果的に焦点距離を変更することができる。
【００３２】
さらに、上述した実施形態では各ＬＥＤ２，３，４の光量が等しい状態で一旦読み取り処理を行って、それで認識できなかったときに初めて光量を変更しているが、これには限られず被写体６によっては初めから各ＬＥＤ２，３，４の光量を偏ったものに設定して読み取り処理を行うようにしても良い。
【００３３】
そして、上述した実施形態では発光手段として赤色，緑色，青色のＬＥＤ２，３，４を使用しているが、これには限られず各色の電球や、あるいは赤外線や紫外線を発するランプを使用しても良い。これにより、赤外線や紫外線の利用により更に幅広いレンジでの焦点距離の変更が可能になる。
【００３４】
また、上述した実施形態ではセルフォックレンズ７とイメージセンサ８とは別部材としているが、これには限られずイメージセンサ８の内部にセルフォックレンズ７を組み込むようにしても良い。
【００３５】
さらに、上述した実施形態ではステップ５において画像認識できたときに処理を終了させているが、これには限られず全てのLoopについて処理を実行して最終的に最も良好な画像のデータを採用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の画像認識装置を示す概略のブロック図である。
【図２】画像認識装置での処理を示すフローチャート図である。
【図３】各色のＬＥＤを単独で発光させたときの被写体距離と画像解像度との関係を示す図である。
【図４】２色のＬＥＤを発光させたときの被写体距離と画像解像度との関係を示す図である。
【図５】各色のＬＥＤを単独で発光させたときのセルフォックレンズの焦点距離を示す正面図である。
【図６】従来の画像認識装置のカバーガラスとエンボスを有しない媒体との位置関係を示す正面図である。
【図７】従来の画像認識装置のカバーガラスとエンボスを有する媒体との位置関係を示す正面図である。
【図８】従来の画像認識装置のカバーガラスと搬送ローラにより押圧された媒体との位置関係を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  画像認識装置
２  赤色ＬＥＤ（発光手段）
３  緑色ＬＥＤ（発光手段）
４  青色ＬＥＤ（発光手段）
５  光源部
６  被写体
７  セルフォックレンズ
８  イメージセンサ
９  イメージスキャナ
１０  画像認識部
１１  判定部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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