(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象の映像を撮影して、撮影対象の情報処理を行うための撮影装置であって、
該撮影対象を撮影する撮影手段と、
撮影手段から該撮影対象までの距離を測定する複数の距離センサ手段と、
該複数の距離センサ手段の測定結果から該撮影対象の姿勢や位置を判断する判断手段と、
該距離センサ手段の測定結果から照明の強度を調節し、該撮影対象に光を照射する照明手段と、
前記判断手段の判断に従って、姿勢あるいは位置がずれて撮影された前記撮影対象の画像を、正しい位置あるいは姿勢での画像に変換する変換手段と、
前記複数の距離センサ手段の測定値の変化が所定値の範囲内になったときに、前記撮影対象の撮影を開始し、連続して撮影した画像を格納するバッファ手段と、
を備え、
該撮影対象を該撮影手段にかざすような方法で該撮影対象の撮影を行い、
該バッファ手段に格納される画像の内、前記測定値の変化が最も小さくなったときの画像を撮影画像とする
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
撮影対象の映像を撮影して、撮影対象の情報処理を行うための撮影装置であって、
該撮影対象を撮影する撮影手段と、
撮影手段から該撮影対象までの距離を測定する複数の距離センサ手段と、
該複数の距離センサ手段の測定結果から該撮影対象の姿勢や位置を判断する判断手段と、
該距離センサ手段の測定結果から照明の強度を調節し、該撮影対象に光を照射する照明手段と、
前記判断手段の判断に従って、前記撮影対象をかざしているユーザに、前記撮影対象の姿勢あるいは位置をただすような指示を出す表示手段と、
前記複数の距離センサ手段の測定値の変化が所定値の範囲内になったときに、前記撮影対象の撮影を開始し、連続して撮影した画像を格納するバッファ手段と、
を備え、
該撮影対象を該撮影手段にかざすような方法で該撮影対象の撮影を行い、
該バッファ手段に格納される画像の内、前記測定値の変化が最も小さくなったときの画像を撮影画像とする
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
前記照明手段は、波長の異なる光を前記撮影対象に照射することを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
【請求項４】
撮影対象の映像を撮影して、撮影対象の情報処理を行うための撮影方法であって、
該撮影対象を撮影する撮影手段を設置する設置ステップと、
該撮影手段から該撮影対象までの距離を、複数の距離センサ手段で測定する測定ステップと、
該複数の距離センサ手段の測定結果から該撮影対象の姿勢や位置を判断する判断ステップと、
該距離センサ手段の測定結果から照明の強度を調節し、該撮影対象に光を照射する照明ステップと、
前記判断ステップの判断に従って、姿勢あるいは位置がずれて撮影された前記撮影対象の画像を、正しい位置あるいは姿勢での画像に変換する変換ステップと、
前記複数の距離センサ手段の測定値の変化が所定値の範囲内になったときに、前記撮影対象の撮影を開始し、連続して撮影した画像を格納するバッファステップと、
を備え、
該撮影対象を該撮影手段にかざすような方法で該撮影対象の撮影を行い、
該バッファステップで格納される画像の内、前記測定値の変化が最も小さくなったときの画像を撮影画像とする
ことを特徴とする撮影方法。
【請求項５】
撮影対象の映像を撮影して、撮影対象の情報処理を行うための撮影方法であって、
該撮影対象を撮影する撮影手段を設置する設置ステップと、
該撮影手段から該撮影対象までの距離を、複数の距離センサ手段で測定する測定ステップと、
該複数の距離センサ手段の測定結果から該撮影対象の姿勢や位置を判断する判断ステップと、
該距離センサ手段の測定結果から照明の強度を調節し、該撮影対象に光を照射する照明ステップと、
前記判断ステップの判断に従って、前記撮影対象をかざしているユーザに、前記撮影対象の姿勢あるいは位置をただすような指示を出す表示ステップと、
前記複数の距離センサ手段の測定値の変化が所定値の範囲内になったときに、前記撮影対象の撮影を開始し、連続して撮影した画像を格納するバッファステップと、
を備え、
該撮影対象を該撮影手段にかざすような方法で該撮影対象の撮影を行い、
該バッファステップで格納される画像の内、前記測定値の変化が最も小さくなったときの画像を撮影画像とする
ことを特徴とする撮影方法。
【請求項６】
前記照明ステップは、波長の異なる光を前記撮影対象に照射することを特徴とする請求項４または５に記載の撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で物体を撮影する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の非接触撮影装置の概略構成を示す図である。
【０００３】
非接触で伝票などを読み取る従来の撮影装置としては、特許文献１や特許文献２などがある。
【０００４】
図１において、まず、読み取る書類１３を置く台座１２がある。支柱１１の上にはヘッダ部１０があり、ヘッダ部１０の中に読み取り装置がある。読み取り装置で撮影した画像をＰＣ１４などに送り、伝票の読み取り処理などを行う。
【０００５】
従来の非接触撮影装置は、書類などの撮影対象物体を台座の上に置き、カメラなどの読み取り装置が上側にある構造となっている。このような構造にすることで、撮影の対象物体を安定した状態にして撮影することが出来る。
【０００６】
しかし、この構造は、撮影対象を置くための台座が必要であるため、装置が全体に大きくなり、不便であるという問題がある。そのため、撮影装置を下に置き、撮影対象を撮影装置の上にかざす形で撮影することが考えられる。しかし、この方法は、対象物体の位置ずれや傾きが発生することが問題となる。また、撮影する場所の照明条件に依存することも問題である。また、人が撮影対象をかざす場合などを考えると、静止状態を保つのが難しい。そのため、どのタイミングで画像を撮影するのかが大きな問題となる。
【特許文献１】特開２００２−３４２７５２号公報
【特許文献２】特開２０００−１４８８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、撮影対象物をかざす形で正確に撮影対象を読み取ることの出来る撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮影装置は、撮影対象の映像を撮影して、撮影対象の情報処理を行うための撮影装置であって、該撮影対象を撮影する撮影手段と、撮影手段から該撮影対象までの距離を測定する複数の距離センサ手段と、該複数の距離センサ手段の測定結果から該撮影対象の姿勢や位置を判断する判断手段と、該距離センサ手段の測定結果から照明の強度を調整し、該撮影対象に光を照射する照明手段と、を備え、該撮影対象を該撮影手段にかざすような方法で該撮影対象の撮影を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮影対象を撮影装置にかざすようにして撮影することが出来るようになるので、従来のような台座などがいらず、小型の撮影装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２は、本発明の実施形態に従った非接触撮影装置の外観図である。
【００１１】
撮影装置２０は、ＰＣ２２に接続されると共に、机の上などに直接、撮影方向を上にして置かれる。書類などの撮影対象２１は、上から撮影装置２０にかざすようにして配置し、撮影装置２０が、人によってかざされた撮影対象２１を撮影する。
【００１２】
本発明の実施形態では、距離センサを複数持つ撮影装置を使用する。撮影装置２０内には、カメラと複数の距離センサを備えられている。撮影装置２０で撮影した画像は、パソコン２２などに送られ、そこで伝票の読み取り処理などが行われる。この撮影装置２０は、そうした書類などの撮影対象２１を可能な限り良好な状態で撮影するための機能を有している。
【００１３】
この撮影装置２０は複数の距離センサを備えている。この複数の距離センサの測定値から、撮影対象の状態（撮影装置に対する傾きや位置ずれ）を計算することで、良好な画像を得る。
【００１４】
図３は、撮影装置におけるカメラと距離センサと照明の配置を示している。中央にあるカメラで対象物体を撮影し、周囲にある距離センサを使って対象物体への距離や傾きなどを計算する。また、距離センサと隣り合う位置に照明を設けることも可能である。
【００１５】
図４は、上下あるいは左右といった２つの距離センサのペアとカメラの位置関係を示している。
【００１６】
図４（ａ）にあるように、２つの距離センサを配置し、それぞれのセンサにおける対象物体までの距離を測定する。対象物体が水平に置かれているなら、図４（ａ）の距離Ｌ１とＬ２はほぼ同じ値となる。一方、対象物体が傾いている場合は、図４（ｂ）のように、Ｌ１＞Ｌ２となる。従って、Ｌ１とＬ２の比を比較することで、対象物体が傾いているかどうかを判断することができる。
【００１７】
また、距離センサの測定値から、次のようにして対象物体の傾き角度を知ることが出来る。
【００１８】
図５は、対象物体の傾きの演算方法を説明する図である。
【００１９】
図５にあるように、距離センサ１、距離センサ２の出力をそれぞれＬ１、Ｌ２とする。また、２つの距離センサ間の距離をＤとすると、対象物体の傾き角度θは、
ｔａｎθ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｄ
から求められる。こうして求めたθを使って画像の傾きを補正し、傾きの影響をキャンセルする。
【００２０】
傾きのある対象物体の画像を補正する変換として「中心投影変換」を使用する。中心投影変換については、以下の文献のｐ５８６〜を参照されたい。
画像解析ハンドブック  東京大学出版会
１９９１年１月１７日初版        ＩＳＢＮ４−１３−０６１１０７−０
また、次のようにして対象物体の位置ずれを測定することができる。
【００２１】
図６は、対象物体の位置ずれの測定の仕方を示す図である。
【００２２】
図６のように、対象物体の位置がずれいている場合、距離センサ１は正常な距離を測定することができない。従って、距離センサの測定距離の結果が異常な値かどうかを見ることで、対象物体の位置がずれているかどうかを判断することが出来る。
【００２３】
また、撮影対象がどの程度の距離にあるかの情報を得ることができる。
【００２４】
このようにして得た、対象物体の状態を人間が理解可能なように表示する。この表示を見ることで、対象物体が傾いているかどうか、位置ずれはないか、距離は適切なのかを利用者にメッセージとして提示することができる。例えば、画面に「対象物体を１０°傾けてください」と表示または音声で知らせる、ＣＧアニメーションで表示する、警告音のピッチを変える等で最適な対象物体の傾きになるように誘導する。
【００２５】
また、撮影装置内に照明機能を備えることにより、外部の照明環境の影響を受けずに撮影する事が可能となる。また、照明として、複数の波長を備えるような構成とすることも可能である。すなわち、可視光と紫外線あるいは赤外線を発する照明を撮影装置のカメラの周囲に配置する。複数の波長を使用することにより、例えば、本撮影装置を使って偽札かどうかの判定等を行うことが可能になる。また、対象物体の距離によらずに常に最適な画像が得られるように、距離センサの出力に応じて照明の強度を調節する機能を備える。
【００２６】
更に、書類などを撮影装置にかざす場合には、長時間安定して同じ状態を保つのが難しい。そのため、どのタイミングで画像を撮影し、ＰＣ等の処理にまわすかは重要である。特に、撮影装置とＰＣ等をつなぐインターフェースの速度が遅い場合、ＰＣ側で画像の質の判断を行っていると、最適な撮影タイミングを逃す可能性が高い。本発明の実施形態では、撮影装置内に撮影タイミングを計る撮影時間決定部とバッファを設け、そのバッファに最適だと思われる画像を記録することで、この問題を回避する。具体的には、次のようにする。距離センサの出力値を一定時間間隔でトレースする。その距離の時間変化を測定し、時間変化が小さくなったタイミングで画像を撮影してバッファに記録しておく。伝票の読み取り処理などを行うＰＣに対しては、このバッファ内の画像を送出する。
【００２７】
距離センサを複数設置して距離を測定することにより、対象物体の傾きや位置ずれを検出することが可能になる。この結果、傾きや位置ずれが大きい場合には、利用者に対して現在の対象物体の状態を表示することで、正しい状態にするように導くことができる。その結果、より快適な撮影が可能になる。例えば、撮影装置を使って書類を撮影し、その映像をパソコンに取り込んで文字認識を行う場合を考えてみる。利用者が書類を傾けて撮影した場合でも、従来の撮影装置ではそれを検出することはできない。結果的にパソコンに取り込んだ段階で、文字の読み取りに失敗する。しかし、なぜ失敗したのかは利用者には分からない。一方、本発明の実施形態に従った装置を用いれば、書類の傾きを検出できるため、状態表示部に、現在の対象物体の傾きなどを表示することで、利用者はなぜ失敗したのかを知ることができ、撮影のやり直しがしやすい。
【００２８】
撮影装置内に照明装置を備えることにより、外部の照明環境の影響を受けずに撮影することが可能となる。また、照明として複数の波長を使用することにより、例えば、本撮影装置を使って偽札かどうかの判定等を行うことが可能になる。また、距離センサの出力に応じて照明の強度を調節することで、対象物体の距離に依存せずに最適な画像を得ることが出来る。
【００２９】
また、書類などの対象物体をかざす際、長時間同じ状態を保つことは難しい。そのため、どのタイミングで画像を撮影するかは重要である。本発明の実施形態では、撮影装置内に撮影タイミングを決定する撮影時間決定部とバッファを設けることでこの問題を解決する。具体的には次のようにする。距離センサの出力値を一定時間間隔でトレースし、その距離の時間変化を測定する。時間変化が小さくなったタイミングは、対象物体の動きが小さいと考えられるため、その瞬間の画像をバッファに記録しておく。伝票の読み取り処理等を行うＰＣには、このバッファ内の画像を送出する。このように撮影のタイミングを撮影装置内で判断することにより、撮影装置とパソコン間のインターフェースにより遅延時間の影響を取り除くことが出来る。
【００３０】
図７は、本発明の実施形態に従った撮影装置の構成を示している。
【００３１】
全体制御部３０は、画像補正部３４やメッセージ出力部３２、状態計算部３１など、装置全体を制御する。また、各部の出力結果に基づいて、カメラ３８や照明３９などの制御を行う。
【００３２】
状態計算部３１は距離センサ３６、４０の出力に応じて対象物体の状態を計算する。例えば、「対象物体はかざされていない」、「対象物体はかざされているが位置ずれが起きている」、「対象物体がかざされており、その傾きはＸ°である」といった結果を出力する。
【００３３】
メッセージ出力部３２は、状態計算部３１などの計算結果を出力する。例えば、状態計算部３１の出力が、「対象物体はかざされているが位置ずれがしている」、というものであった場合、その情報を利用者に知らせる。具体的な通知の方法は、文字列で知らせる、ＬＥＤ等の表示装置で知らせる、音声メッセージを出す、ＣＧアニメーションを出す、などがある。
【００３４】
撮影時間決定部３３は、距離センサ３６、４０の出力値をトレースして、距離の時間変化が一定の値以下かどうか等を判断して最適な画像を決定する。撮影時間決定部３３があることによって、対象物体が遠すぎたり、撮影対象が動いてぶれている画像等を予め除去することが出来る。具体的には以下のような動作をする。撮影時間決定部３３は、一定時間間隔で、カメラが撮影した画像を内部の画像バッファ４１に保存する。画像バッファ４１には画像情報のみではなく、撮影した時刻情報及び距離センサの出力値を格納する。撮影の際には、距離センサの出力値に応じて照明の強さを調整する事が出来る。例えば、複数の距離センサの出力値から平均距離を求め、照明に供給する電圧を平均距離に反比例するように調整する。撮影時間決定部３３は画像バッファ４１に格納された画像の内、対象物体までの距離が所定の範囲内にあり、かつ、前後の時間と比べて距離の変化が小さい画像を選び、出力する。
【００３５】
画像補正部３４は撮影した画像を、状態計算部３１での計算結果に基づいて補正する。具体的には、状態計算部３１で得られた対象物体の傾きθをキャンセルする。通信部３５は、パソコンなどとの通信処理を行う。
【００３６】
図８は、本発明の実施形態に従った撮影装置の概略の動作フローである。
【００３７】
まず、ステップＳ１０において、距離センサの値Ｌ１、Ｌ２を読み出す。ステップＳ１１では、Ｌ１、Ｌ２が適切な値の範囲内か否かを判断する。ステップＳ１１の判断がＮＯの場合には、ステップＳ１２において、対象物体がない（位置ずれが大きい）と判断して、ステップＳ１０に戻る。ステップＳ１１の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ１３において、対象物体の傾きθを計算する。そして、ステップＳ１４において、θが適切な値の範囲内か否かを判断する。ステップＳ１４における判断がＮＯの場合には、ステップＳ１５において、角度の修正を促すメッセージを表示して、ステップＳ１０に戻る。ステップＳ１４の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ１６において、前回の距離Ｌ１、Ｌ２と今回測定した距離との差が小さいか否かを判断する。
【００３８】
ステップＳ１６の判断がＮＯの場合には、ステップＳ１０に戻る。ステップＳ１６の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ１７において、照明を照射して画像を撮影する。ステップＳ１８において、対象物体の傾きθを補正し、ステップＳ１９において、補正した画像をバッファに保存して処理を終了する。
【００３９】
図９〜図１２は、撮影時間決定部３３の詳細動作アルゴリズムと生成される画像データフォーマットを説明する図である。
【００４０】
画像データをバッファに保存する際、図９のように、画像情報に時間情報と距離情報を付加して記録する。
【００４１】
時間情報は、その画像が撮影された時の時間を表す情報で、例えば「時刻そのもの」や「装置の電源が入れられてからの経過時間」あるいは一定時間間隔で撮影されているなら、「連続番号（１枚目の画像＝１、２枚目の画像＝２・・・と番号を付ける）」でもよい。
【００４２】
距離情報は、撮影した時の距離を保存しておくものである。例えば、距離センサが４つあるなら、４つの距離センサの出力値（＝距離）を保存する。また、４つの距離の平均値を保存しても良い。
【００４３】
次に撮影時間決定部３３の動作を図１０を使って示す。
【００４４】
撮影時間決定部３３は、距離センサで測定した距離の時間変化を監視し、最適な画像を管理する。
【００４５】
バッファをＮ個の領域に分けて使用する。それを順にＢ１、Ｂ２、・・・、ＢＮとする。一定時間間隔で画像を撮影し、このバッファに保存する。バッファには画像データと共に、(1) 時刻情報、(2) 距離情報が保存される。バッファがＮ個分しかないため、バッファがいっぱいになると再びＢ１から使用する。時刻を１、２、・・（Ｔ−１）、Ｔ、（Ｔ＋１）と表すと各バッファの使用状況は図１０のようになる。
【００４６】
このようにすることで、バッファには現在を含めた過去の一定期間の画像が保存されることになる。
【００４７】
全体制御部３０から最新の画像の問い合わせがあった場合、撮影時間決定部３３は以下の動作に基づいて最適な画像を返す。
【００４８】
バッファ内の画像で最適画像を判断するのに下記の２つの基準がある。
(1) 対象物体への距離が所定の範囲内にあるか
(2) 対処物体への距離の時間変動が小さいかどうか
まず、(1) 対象物体への距離が所定の範囲内にあるかを調べる。ｍ番目の距離センサの時刻Ｔにおける測定距離をＬｍ（Ｔ）とする。時刻Ｔにおける対象物体への距離の平均は、距離センサの個数をＭとすると、
Ｌ（Ｔ）＝（Ｌ１（Ｔ）＋Ｌ２（Ｔ）＋・・・＋ＬM（Ｔ））／Ｍ
と表せる。このＬ（Ｔ）が所定の閾値、（Ｌmin、Ｌmax）の範囲内にあるかどうかを調べ、範囲内にある場合だけを最適画像の対象とする。
【００４９】
次に、(2) 対象物体への距離の時間変動が小さいかどうかを調べる。今、時刻Ｔの画像があったとする。１つ前の撮影時刻（Ｔ−１）及び１つ後の撮影時刻（Ｔ＋１）との距離の差を計算する。
【００５０】
１つ前の時刻との距離差      ΔＬ-＝｜Ｌ（Ｔ）−Ｌ（Ｔ−１）｜
１つ後の時刻との距離差      ΔＬ+＝｜Ｌ（Ｔ）−Ｌ（Ｔ＋１）｜
平均の距離差                ΔＬAVG＝（ΔＬ-＋ΔＬ+）／２
平均の距離差ΔＬAVGが所定の閾値より小さく、かつ、Ｂ１〜ＢNの中で最も小さい画像を最適画像として返す。
【００５１】
図１１及び図１２は、撮影時間決定部３３の動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ステップＳ３０において、ＢｕｆＮｏという変数に最も古い時刻のバッファの番号を入れる。また、ＲｅｔＢｕｆＮｏには探索途中における最適なバッファの番号を記録する（最初はＲｅｔＢｕｆＮｏは−１に設定しておく）。最後のバッファを調べ終えた時点で、ＲｅｔＢｕｆＮｏが示すバッファが最適な画像を示すことになる。
【００５３】
次に、ＢｕｆＮｏを変化させて全てのバッファを評価する。まず、ステップＳ３１において、ＢｕｆＮｏが示す画像の距離の平均値Ｌ（Ｔ）を計算する。そして、ステップＳ３２において、このＬ（Ｔ）が所定の閾値の範囲内（Ｌmin、Ｌmax）にあることを確認する。ステップＳ３２の判断がＮＯの場合には、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３２の判断がＹＥＳの場合には、続いて、ステップＳ３３において、距離の時間変化の平均値、ΔＬAVGを求める。そして、ステップＳ３４において、ΔＬAVGが所定の閾値以下であるか否かを判断する。ステップＳ３４の判断がＮＯの場合には、ステップＳ３７に進む。ステップＳ４の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５においては、このΔＬAVGがその時点での最適画像であるＲｅｔＢｕｆＮｏの示す画像の時間変化の平均値ΔＬAVGより小さいかどうかを比較する。ステップＳ３５における判断がＮＯの場合には、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３５の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ３６において、ＲｅｔＢｕｆＮｏ＝ＢｕｆＮｏと設定する。そして、ステップＳ３７において、ＢｕｆＮｏに次のバッファをセットし、ステップＳ３８において、全てのバッファを調べたか否かを判断する。ステップＳ３８の判断がＮＯの場合には、ステップＳ３１に戻る。ステップＳ３８の判断がＹＥＳの場合には、ステップＳ３９において、ＲｅｔＢｕｆＮｏのバッファの番号を出力して処理を終了する。
【００５４】
図１３〜図１７は、状態計算部の動作を説明する図である。
（１）距離センサが２つの場合
２つの距離センサの出力値Ｌ１、Ｌ２の値によって、以下の３通りのパターンがある。
【００５５】
(1) 物体がかざされていない場合（図１３）
この場合、２つの距離センサの値が共に測定不能である。
Ｌ１＝測定不能
Ｌ２＝測定不能
この場合、撮影装置は何も動作しない。
【００５６】
(2) 物体がずれてかざされてる場合（図１４）
この場合、２つの距離センサの内、１つが正常な値、もう１つが測定不能となる。例えば、図１４のような場合、測定値は次のようになる。
Ｌ１＝正常値
Ｌ２＝測定不能
物体の位置がずれている場合、撮像装置は位置ずれの補正を促すメッセージを表示する。
【００５７】
(3) 物体の位置がずれておらずかざされている場合（図１５）
この場合、２つの距離センサ共に正常な値を持つ。
Ｌ１＝正常値
Ｌ２＝正常値
２つの距離センサ間の距離をＤとすると、対象物体の傾き角度θは、
ｔａｎθ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｄ
から求められる。
【００５８】
こうして求めたθを使って画像補正部で画像の傾きを補正し、傾きをキャンセルする。
【００５９】
傾きθが大きい場合には、傾きの補正を促すメッセージを表示する。
（２）距離センサが４つの場合
距離センサが４つ配置されている場合の動作を以下に示す。４つの距離センサは図１６のように配置されているとする。
【００６０】
４つの距離センサの出力値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の値によって以下の３通りのパターンがある。
【００６１】
(1) 物体がかざされていない場合
この場合、４つの距離センサの値が共に測定不能である。
【００６２】
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４＝測定不能
この場合、撮影装置は何も動作しない。
【００６３】
(2) 物体がずれてかざされている場合
この場合、４つの距離センサの内、幾つかが正常な値、残りが測定不可能となる。具体的には以下のようになる。
（１）１つのセンサだけが正常な値を取る場合
・Ｌ１が正常値→物体は上側にずれている
・Ｌ２が正常値→物体は右側にずれている
・Ｌ３が正常値→物体は下側にずれている
・Ｌ４が正常値→物体は左側にずれている
（２）２つのセンサが正常な値を取った場合
・Ｌ１とＬ２が正常値→物体は右上側にずれている
・Ｌ２とＬ３が正常値→物体は右下側にずれている
・Ｌ３とＬ４が正常値→物体は左下側にずれている
・Ｌ４とＬ１が正常値→物体は左上側にずれている
上記以外の組み合わせの場合にはずれ方が不明なため、装置は何もしない。
（３）３つのセンサが正常な値を取った場合（１つが測定不能の場合）
・Ｌ１が異常→物体は下側にずれている
・Ｌ２が異常→物体は左側にずれている
・Ｌ３が異常→物体は上側にずれている
・Ｌ４が異常→物体は右側にずれている
物体の位置がずれている場合、撮影装置は位置ずれの補正を促すメッセージを表示する。
【００６４】
(3) 物体が位置ずれなくかざされている場合
この場合、４つの距離センサ共に正常な値を持つ。
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４＝正常値
このとき、４つの距離Ｌ１〜Ｌ４を使って物体の傾きθを求め、θの値に応じて画像の補正処理やメッセージを出す。
【００６５】
図１７は、状態計算部３１の動作を示すフローチャートである。
【００６６】
図１７は、距離センサが２つの場合と４つの場合の両方に適用可能である。
【００６７】
まず、ステップＳ４５において、距離センサの値が全て測定不能であるか否かを判断する。ステップＳ４５の判断がＹＥＳの場合には、物体がかざされていないと判断する。ステップＳ４５の判断がＮＯの場合には、ステップＳ４６において、距離センサの値が全て正常値か否かを判断する。ステップＳ４６における判断がＹＥＳの場合には、物体が正常にかざされているとして、傾きθを計算する。ステップＳ４６の判断がＮＯの場合には、物体はかざされているが、位置ずれが生じていると判断し、位置のずれ方を求め、メッセージを出す。
【００６８】
図１８は、傾きが３次元的である場合の傾きの求め方を説明する図である。
【００６９】
物体の傾きが３次元である時に、傾きθを求める方法を以下に示す。
【００７０】
まず、対象物体は３次元の平面であると仮定する。３次元の平面は、以下の式を使って表せる。
ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０          （式１）
（ｘ、ｙ、ｚ）が平面上の点を表し、上の式は（ｘ、ｙ、ｚ）が満たすべき条件を示している。この式には未定パラメータ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）がある。これを距離センサの出力値を使って決定する。
【００７１】
図１８は、装置を正面から見た状態で、図１８のようにＸ−Ｙ軸を定める。４つの距離センサの座標を以下のように定める（距離センサ間の距離をＤとしている）
センサＬ１の位置（０、Ｄ／２）
センサＬ２の位置（Ｄ／２、０）
センサＬ３の位置（０、−Ｄ／２）
センサＬ４の位置（−Ｄ／２、０）
４つの距離センサが測定した距離をＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とすると、対象物体の平面上の４点は、
センサＬ１の測定点（０、Ｄ／２、Ｌ１）
センサＬ２の測定点（Ｄ／２、０、Ｌ２）
センサＬ３の測定点（０、−Ｄ／２、Ｌ３）
センサＬ４の測定点（−Ｄ／２、０、Ｌ４）
と表すことができる。（測定点とは距離センサ上の延長線と対象物体とが交わった点を指す）。
【００７２】
この４つの点を通るという条件から、（式１）の対象物体の平面を求めることができる。（式１）の平面が分かれば、物体の傾きを計算することが出来る。平面の法線ベクトルが（ａ、ｂ、ｃ）であるから、例えば、ｘ軸のベクトル（１、０、０）との内積を計算することでｘ軸に対する傾きを求めることができる。
【００７３】
図１９〜図２１は、出力部が出すメッセージの例を説明する図である。
【００７４】
検知した対象物体の状態を元に、利用者に対して対象物体のかざし方の補正を促すメッセージを出す。この際に出力部が出すメッセージの例を挙げる。以下の例では、次に示す４つの状態(1) 〜(4) に対するメッセージ例を示している（ここで、「右側」、「上側」となっているのは、全て利用者から見た方向を指している）
(1) 紙が右側にずれている場合（位置ずれの補正を促すメッセージを出す）
(2) 紙の上側が下がっている場合（傾きの補正を促すメッセージを出す）
(3) 紙の右側が下がっている場合（傾きの補正を促すメッセージを出す）
(4) 紙の上側及び右側が下がっている場合（傾きの補正を促すメッセージを出す）
（１）文字（または音声）を使ったメッセージ
下記のメッセージを文字または音声を使って出し、利用者にかざし方の修正を促す。
(1) 「紙を左側にずらしてください」
(2) 「紙を上側に上げてください」
(3) 「紙の右側を上げてください」
(4) 「紙の上側と右側を上げてください」
（２）２次元図形を使った例
図１９あるいは図２０のように、２次元図形を使い、現在の物体の状態を利用者に知らせて、かざし方の修正を促す。つまり、図１９の(1) 〜(4) の図は、上記(1) 〜(4) の状態に想到し、ユーザは、２次元図形の形状から現在の撮影対象の位置や傾きを認識し、正しい位置及び正しい向きに撮影対象の姿勢を変える。また、(1) の場合（位置ずれ）、図２０のように矢印のような簡単な図を使ってメッセージを出すこともできる。
（３）３Ｄアニメを使った例
図２１に示すように、現在の対象物体の状態と修正後の状態をアニメーションで連続表示して利用者に通知することも可能である。図２０の(1) 〜(4) は、上記で示した撮影対象の状態の(1) 〜(4) に対応する。３次元アニメを使うことによって、ユーザは、より撮影対象の配置状態を理解しやすくなる。
【００７５】
また、これらのメッセージを複数組み合わせても良い。例えば、３Ｄアニメーションと音声を組み合わせてメッセージを出すことも可能である。
【００７６】
図２２は、本発明の実施形態に従った撮影装置を伝票の読み取り装置として使用する場合の工夫点を説明する図である。
【００７７】
伝票など予めフォーマットがきまっている書類の場合には、記入欄毎に色で違いを付けておくことができる。例えば、納品書類で納品数量を赤い枠の中に書き、他の領域は青くすると事前に決めておく。撮影装置の照明で青い光を照射すると、青い領域は見えなくなるため、納品数量のみが見えるようになる。このように書類内の重要な領域などには別の色を割り当てることで、照明を切り替えることで、必要な部分だけを撮影する事が出来る。その結果、伝票の読み取り精度を高めることができる。
【００７８】
図２３は、本発明の実施形態に従った撮影装置を小切手等読み取り装置として使用する場合の工夫点を説明する図である。
【００７９】
小切手などは、偽造される可能性がある。そのため、紫外線など通常人間が見える光（＝可視光）以外の波長でのみ見える特殊なインクを使い、予め決められた記号などを記入しておき、偽造を防ぐ。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明を利用することにより、非接触型の個人撮影装置で対象物体の傾きや位置を測定することが可能になるため、伝票や小切手等の読み取りの精度が向上する。また、傾き角度や位置を測定して利用者にフィードバックすることで、快適な利用環境を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】従来の非接触撮影装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従った非接触撮影装置の外観図である。
【図３】撮影装置におけるカメラと距離センサと照明の配置を示す図である。
【図４】上下あるいは左右といった２つの距離センサのペアとカメラの位置関係を示す図である。
【図５】対象物体の傾きの演算方法を説明する図である。
【図６】対象物体の位置ずれの測定の仕方を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に従った撮影装置の構成を示している。
【図８】本発明の実施形態に従った撮影装置の概略の動作フローである。
【図９】撮影時間決定部３３の詳細動作アルゴリズムと生成される画像データフォーマットを説明する図（その１）である。
【図１０】撮影時間決定部３３の詳細動作アルゴリズムと生成される画像データフォーマットを説明する図（その２）である。
【図１１】撮影時間決定部３３の詳細動作アルゴリズムと生成される画像データフォーマットを説明する図（その３）である。
【図１２】撮影時間決定部３３の詳細動作アルゴリズムと生成される画像データフォーマットを説明する図（その４）である。
【図１３】状態計算部の動作を説明する図（その１）である。
【図１４】状態計算部の動作を説明する図（その２）である。
【図１５】状態計算部の動作を説明する図（その３）である。
【図１６】状態計算部の動作を説明する図（その４）である。
【図１７】状態計算部の動作を説明する図（その５）である。
【図１８】傾きが３次元的である場合の傾きの求め方を説明する図である。
【図１９】出力部が出すメッセージの例を説明する図（その１）である。
【図２０】出力部が出すメッセージの例を説明する図（その２）である。
【図２１】出力部が出すメッセージの例を説明する図（その３）である。
【図２２】本発明の実施形態に従った撮影装置を伝票の読み取り装置として使用する場合の工夫点を説明する図である。
【図２３】本発明の実施形態に従った撮影装置を小切手等読み取り装置として使用する場合の工夫点を説明する図である。
【図１】
0004485549.tif 000002
【図３】
0004485549.tif 000003
【図４】
0004485549.tif 000004
【図５】
0004485549.tif 000005
【図６】
0004485549.tif 000006
【図７】
0004485549.tif 000007
【図８】
0004485549.tif 000008
【図１１】
0004485549.tif 000009
【図１２】
0004485549.tif 000010
【図１３】
0004485549.tif 000011
【図１４】
0004485549.tif 000012
【図１５】
0004485549.tif 000013
【図１６】
0004485549.tif 000014
【図１７】
0004485549.tif 000015
【図１８】
0004485549.tif 000016
【図２０】
0004485549.tif 000017
【図２２】
0004485549.tif 000018
【図２３】
0004485549.tif 000019
【図２】
0004485549.tif 000020
【図９】
0004485549.tif 000021
【図１０】
0004485549.tif 000022
【図１９】
0004485549.tif 000023
【図２１】
0004485549.tif 000024