(57)【要約】【課題】物体検知または測距を行うセンサの光が撮像画像に影響を与えることを防止可能な読取装置および商品販売データ処理装置を提供する。【解決手段】読取装置は、撮像部と、検知部と、フィルタ部とを備える。撮像部は、被写体を撮像して撮像画像を出力する。検知部は、前記撮像部の撮像範囲内に所定の波長の光を照射して被写体の有無検知または測距する。フィルタ部は、前記撮像部への光の入射経路上に配されて、少なくとも前記検知部から照射された所定の波長の光を反射または吸収する。【選択図】図１
2017027517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して撮像画像を出力する撮像部と、
前記撮像部の撮像範囲内に所定の波長の光を照射して被写体の有無検知または測距する検知部と、
前記撮像部への光の入射経路上に配されて、少なくとも前記検知部から照射された所定の波長の光を反射または吸収するフィルタ部と、
を備える読取装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、前記検知部による光の照射域外に位置し、且つ、前記撮像部への光の入射経路の全域をカバーする
ことを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
【請求項３】
前記撮像部は、集光するレンズを備え、
前記フィルタ部は、前記レンズに設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取装置。
【請求項４】
前記撮像部は、集光するレンズおよび光電変換を行う撮像素子を備え、
前記フィルタ部は、前記レンズおよび前記撮像素子の間に設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取装置。
【請求項５】
商品を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像範囲内に所定の波長の光を照射して商品の有無検知または測距する検知部と、
前記撮像部への光の入射経路上に配されて、少なくとも前記検知部から照射された所定の波長の光を反射または吸収するフィルタ部と、
前記撮像部が撮像した画像に基づいて商品を特定し、当該商品の決済を行う制御部と、
を備える商品販売データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、読取装置および商品販売データ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体の外観（色や形状など）を特徴量としてデータ化した記録と、撮像画像から得る特徴量とを比較して、撮像画像中の物体が何であるか判断（特定）する技術がある。当該技術の例としては、販売データ登録などで用いられるオブジェクト認識がある。
【０００３】
販売データ登録においては、客が購入する商品の価格等をデータベースに問い合わせるにあたって、装置に商品を特定させる。該商品特定の手法としては、商品に付されたバーコードを読み取る手法が従来の主流であるが、昨今は、オブジェクト認識により商品の外観から認識させる手法もある。
【０００４】
オブジェクト認識を行う読取装置には、被写体の外観を撮像するカメラの他、カメラの被写体となる物体の有無を検知する（もしくは距離を測る）センサが設けられている。センサは、例えば赤外線センサであって、カメラの撮像範囲に所定の波長の光を照射し、反射光を検知した場合に被写体が存在するとして、その旨を出力する。
【０００５】
上述のような構成の読取装置において、センサから出射した光が、被写体で反射するなどしてカメラに入射してしまうことがある。センサの光がカメラに入射すると、当該光がカメラの撮像画像に写り込んで、物体の特徴量に影響してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、物体検知または測距を行うセンサの光が撮像画像に影響を与えることを防止可能な読取装置および商品販売データ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の読取装置は、撮像部と、検知部と、フィルタ部とを備える。撮像部は、被写体を撮像して撮像画像を出力する。検知部は、前記撮像部の撮像範囲内に所定の波長の光を照射して被写体の有無検知または測距する。フィルタ部は、前記撮像部への光の入射経路上に配されて、少なくとも前記検知部から照射された所定の波長の光を反射または吸収する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の一形態にかかる読取装置の構成の一例を模式的に示した図である。
【図２】図２は、撮像装置によって商品を撮像した画像の例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、読取装置の制御ブロック図である。
【図４】図４は、セルフチェックアウト装置の外観を示す斜視図である。
【図５】図５は、セルフチェックアウト装置の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の一形態について図面を用いて説明する。図１は、読取装置１の構成の一例を模式的に示した図である。該図１は、内部構造の分りやすさのために天井板と筐体の一部を除いて示した上面視である。読取装置１は、赤外線センサ１０、照明装置１１、撮像装置１２、制御ボード１３、筐体１４、などを備えている。
【００１０】
読取装置１は、撮像装置１２が出力した撮像画像に基づくデータを出力する。当該データとしては、例えば、撮像装置１２が出力した画像データや、該画像データに明るさ等の補正を施したものがある。
【００１１】
読取装置１は、商品販売データ処理装置（後述）に接続されて用いられる。商品販売データ処理装置は、読取装置１が出力するデータに基づいて、物体を特定する。
【００１２】
筐体１４は、各装置１０〜１３を内部に収容して保護する箱型容器である。筐体１４の前面（図１において左側に位置する面）は開口部１５であり、該開口部１５には読取窓１６が設けられている。読取窓１６は、低反射率の透明なガラス板で、筐体１４の開口部１５に筐体１４と密着して設けられている。
【００１３】
赤外線センサ１０は、検知部の一例であって、撮像装置１２の撮像範囲内に所定の波長の光（赤外線）を照射して被写体の有無検知（または測距）を行う。赤外線センサ１０は、赤外線を発する発光素子１０１と赤外線を感知する受光素子（不図示）とを備える。発光素子１０１としては例えば発光ダイオードを使用し、受光素子としては例えばフォトダイオードやフォトトランジスタを使用する。発光素子１０１および受光素子は、それぞれ、発光面と受光面とを読取窓１６に向けて配置される。発光素子１０１は、筐体１４内部から読取窓１６越しに筐体１４外側の一定領域を照らす。
【００１４】
ここで、発光素子１０１の発光面から発せられる光は、被写体を観測するための光であるので、以下、モニタ光と称する。
【００１５】
照明装置１１は、読取窓１６にかざされた商品を均一に照らす照明器具である。例えば白色の発光ダイオードで構成したものを使用し、発光面を読取窓１６に向けて配置する。
【００１６】
撮像装置１２は、撮像部の一例であって、被写体を撮像し、撮像画像を出力する。撮像装置１２は、集光レンズ１２１、撮像素子１２２、および画像制御ボード１２３を備える。
【００１７】
集光レンズ１２１は、凸レンズなどにより構成され、読取窓１６にかざされた商品の像を撮像素子１２２上に結像する。撮像素子１２２は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal-Oxide  Semiconductor）などのイメージセンサであり、マトリックス状に配列された光電素子で結像光を光電変換し、露光によりコンデンサなどに溜めた電子を出力して電気信号を生成する。
【００１８】
画像制御ボード１２３は、撮像素子１２２の撮像をタイミング信号により開始または停止させる。画像制御ボード１２３は、撮像動作時は、撮像素子１２２から出力された画像の電気信号を増幅し、さらにＡ／Ｄ変換を施すなどの所定の信号処理を行い、画像のデジタルデータ（画像データ）を生成し、１フレームごとにバッファに記憶する。
【００１９】
図１における破線Ａは、モニタ光の照射範囲であって、例えば平均輝度を超えるような比較的高い輝度の光が通過する範囲を示す。読取窓１６に商品Ｍがかざされると、商品Ｍで反射したモニタ光が読取窓１６を透過して筐体１４の内部に入射し、該モニタ光を赤外線センサ１０の受光素子が感知する。
【００２０】
読取窓１６に商品Ｍがかざされると、商品Ｍに均一の照明光が当たり、商品Ｍで反射した照明光が集光レンズ１２１により撮像素子１２２上に結像する。図１における破線Ｂは、商品Ｍを撮像素子１２２上に結像させることが可能な範囲、つまり撮像素子１２２による読み取り範囲である。この範囲に商品が収まると、その像が撮像素子１２２によって読み取られ画像データが生成される。なお、商品Ｍが読取装置１から図１に示すような距離にある場合には、矢印Ｘの線分で示す範囲が撮像素子１２２による読み取り範囲となる。モニタ光は撮像素子１２２の読み取り範囲に向けて照射されるため、撮像素子１２２による読み取り範囲にモニタ光の照射範囲が図のＹの線分で示す範囲で重なっている。
【００２１】
ここで、読取装置１は、さらに、フィルタ部の一例である光学フィルタ１７を備えている。該光学フィルタ１７は、撮像装置１２への光の入射経路上に配されて、少なくとも所定の波長の光を反射または吸収する。このような光学フィルタ１７としては、例えば、或る波長帯の光を透過するバンドパスフィルタがある。光学フィルタ１７により、モニタ光を反射または吸収して透過しにくくして撮像装置１２に入射しにくくする。
【００２２】
図２は、撮像装置１２によって商品Ｇを撮像した画像の例を模式的に示す図であって、（ａ）は光学フィルタ１７が用いられず商品Ｇに照射されたモニタ光が映りこんだ撮像画像、（ｂ）は光学フィルタ１７によりモニタ光がカットされた撮像画像である。
【００２３】
モニタ光が商品Ｇの撮像画像に入射すると、モニタ光が映り込んだ箇所の色合いを変化させてしまうなど、撮像画像に影響が出る。図２（ａ）のようなモニタ光の影響が出た撮像画像から特徴量が算出されて商品の特定が行われると、適正な商品が導出されない場合がある。
【００２４】
そこで、読取装置１において、撮像装置１２への光の入射経路に、モニタ光をカットする光学フィルタ１７を配する。これによって、商品Ｇで反射したモニタ光を光学フィルタ１７によって除き、モニタ光を撮像装置１２に入射させないようにすることができる。そしてこれにより、撮像装置１２の撮像画像にモニタ光が影響することを防ぐことができ、適正な商品が導出される可能性を高めることができる。
【００２５】
光学フィルタ１７を配する位置は、まず、赤外線センサ１０の発光素子１０１によるモニタ光の照射域外である。これは、モニタ光の照射域内に光学フィルタ１７が入ってしまうと、モニタ光の照射に不備が生じるためである。
また、光学フィルタ１７を配する位置は、上述に加えて、撮像装置１２への光の入射経路の全域をカバーできる位置である。これは、光学フィルタ１７を通らない入射経路が残存するために当該入射経路からモニタ光が撮像装置１２に入射するという不都合が起こらないようにするためである。
【００２６】
上述の配置を実現するためには、例えば図１のような光学フィルタ１７であれば、発光素子１０１よりも撮像装置１２寄りの位置に配され、且つ、その位置での破線Ｂの幅以上の寸法を有することが必要である。
【００２７】
モニタ光をカットした撮像画像を得るための光学フィルタ１７の他の設け方としては、集光レンズ１２１の片面を光学フィルタ１７で覆う、あるいは、集光レンズ１２１と撮像素子１２２との間に光学フィルタ１７を介在させる、などが考えられる。
【００２８】
図３は、読取装置１の制御ブロック図である。読取装置１は、制御部２０を備えている。制御部２０は、例えば、制御ボード１３に搭載される。制御部２０は、撮像制御部２０１、画像取込部２０２、および照明制御部２０３を備え、上記各部（赤外線センサ１０、照明装置１１、撮像装置１２）を制御する。
【００２９】
赤外線センサ１０は、受光素子によりモニタ光を感知する（すなわち被写体を検知する）と、その旨を示す信号である検知信号を、出力する。
【００３０】
赤外線センサ１０が検知信号を出力しない状態が一定時間継続した場合、読取装置１はスタンバイモードに入り、赤外線センサ１０など必要なものを除く全ての電子部品への電力の供給を停止する。
【００３１】
撮像制御部２０１は、赤外線センサ１０からの検知信号の出力に応じて、撮像動作の開始のタイミングを示す信号（以下、撮像タイミング信号と称する）を生成する。撮像制御部２０１は、該撮像タイミング信号を撮像装置１２に出力することにより、撮像素子１２２の撮像開始を制御する。
【００３２】
撮像制御部２０１は、撮像タイミング信号を２つの電圧レベル（ＬＯＷレベルおよびＨＩＧＨレベル）で構成する。撮像素子１２２は、撮像タイミング信号がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルの信号に切り替わると撮像動作を開始し、ＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルの信号に切り替わると撮像動作を停止する。
【００３３】
読取装置１がスタンバイモードにある場合は、赤外線センサ１０が検知信号を出力すると、読取装置１がスタンバイモードから復帰し、次いで、撮像制御部２０１が撮像タイミング信号をＨＩＧＨレベルに切替える。
【００３４】
また、撮像制御部２０１は、画像取込部２０２からの処理の終了信号の出力に応じて、撮像タイミング信号をＬＯＷレベルに切替えて撮像終了を指示する。なお、撮像制御部２０１は、撮像終了を、赤外線センサ１０の出力状態に基づいて制御してもよい。
【００３５】
画像取込部２０２は、撮像装置１２から１フレームごとに画像データを取得し、内部メモリに展開し、必要に応じた処理（例えば明るさ補正など）を行う。処理が終了すると、画像取込部２０２は、その旨を示す終了信号を撮像制御部２０１に出力する。
【００３６】
照明制御部２０３は、撮像制御部２０１で生成される撮像タイミング信号に合わせて照明装置１１へ点灯及び消灯を指示する制御信号を送り、照明装置１１を制御する。例えば、撮像タイミング信号中の撮像開始を示す信号の立ち上がりをトリガにして照明装置１１に点灯開始を示す信号を送り、撮像タイミング信号中の撮像終了を示す信号の立ち下りをトリガにして照明装置１１に消灯を示す信号を送る。こうすることで、照明装置１１の発光及び消灯を制御する。
【００３７】
上述のような読取装置１は、例えば商品販売データ処理装置に組み込まれるなどして用いられる。読取装置１を使用した商品販売データ処理装置の一例として、セルフチェックアウト装置８について説明する。図４は、セルフチェックアウト装置８の外観を示す斜視図である。また、図５は、セルフチェックアウト装置８の制御ブロック図である。
【００３８】
セルフチェックアウト装置８は、図４に示すように、読取装置１、本体８０、ディスプレイ８１、ハンドスキャナ８２、警告灯８３、カード挿入口８４、レシート発行口８５、紙幣入出金口８６、硬貨投入口８７、硬貨取出口８８、商品載置台８９，９０、一時置台９１、袋掛けフック９２、および計量器９３を備えている。
【００３９】
また、セルフチェックアウト装置８は、図５に示すように、制御部８００、通信Ｉ／Ｆ（interface）８０１、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）８０２、入出金ユニット８０３、タッチパネル８１１、カードリーダ８４０、およびプリンタ８５０を、さらに備えている。
【００４０】
本体８０は、上部にディスプレイ８１を設けられ、前面に、読取装置１の読取窓１６や、カード挿入口８４、レシート発行口８５、紙幣入出金口８６、硬貨投入口８７、硬貨取出口８８を備えている。また、本体８０は、制御部８００を実現する制御ボード（不図示）や、ＨＤＤ８０２、入出金ユニット８０３、カードリーダ８４０、およびプリンタ８５０を内蔵している。
【００４１】
制御部８００には、各種インタフェースやバスＢＬを介して、上記各部（読取装置、通信Ｉ／Ｆ８０１、ＨＤＤ８０２、入出金ユニット８０３、ディスプレイ８１、タッチパネル８１１、ハンドスキャナ８２、警告灯８３、カードリーダ８４０、プリンタ８５０、および計量器９３）が接続されている。
【００４２】
制御部８００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）（いずれも不図示）等から構成される。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行する各種プログラムや各種データを記憶する。ＲＡＭは、ＣＰＵが各種プログラムを実行する際に一時的にデータやプログラムを記憶する。なお、この制御部８００が、読取装置１の制御部２０に備えるとした機能（撮像制御部２０１、画像取込部２０２、照明制御部２０３）を、制御部２０に代わって備えてもよい。
【００４３】
制御部８００は、読取装置１が出力したデータに基づいて、物体を特定する。より詳しくは、制御部８００は、まず、上記データに基づいて被写体となった物体（商品）の特徴量を算出する。続いて、制御部８００は、物体の特徴量と情報とを関連付けて予め記憶したデータベースに対して、特徴量に合致する物体の情報を問い合わせる。これにより、制御部８００は、物体を特定する。
【００４４】
物体の情報としては、例えば、商品コードや商品名、価格、値引きまたは割引情報などがある。上記データベースは、例えばＨＤＤ８０２に記憶される。
【００４５】
ディスプレイ８１は、タッチパネル８１１を画面に重ねて設けた液晶表示器である。ディスプレイ８１は商品情報を入力するための入力画面や、読取装置１で読み取った商品の商品候補や商品情報を確認するための確認画面や、その他商品の合計金額や預かり金額、釣銭額等を確認するための会計画面を表示する。タッチパネル８１１は、ディスプレイ８１の表示内容に応じた操作を受け付ける。
【００４６】
読取装置１は、ディスプレイ８１の下方に配され、読取窓１６を使用者の正面に向けている。読取装置１内部（読取窓１６奥）には、赤外線センサ１０がその発光面および受光面を読取窓１６側に向けて配置されている。赤外線センサ１０は、読取窓１６に商品がかざされたことを検知する。読取装置１は、撮像画像に基づくデータを、本体８０内の制御部８００へ送信する。
【００４７】
ハンドスキャナ８２は、本体８０の正面右側に配置されている。ハンドスキャナ８２は、商品に付されたバーコードを読み取って本体８０内の制御部８００へ送信する。
【００４８】
警告灯８３は、本体８０の天板に立てられたポールの上部に設けられている。警告灯８３は、セルフチェックアウト装置８で操作に異常があった場合や店員を呼び出す場合等に点灯する。
【００４９】
カード挿入口８４は、本体８０の中央に設けられている。カード挿入口８４は、本体８０に内蔵されたカードリーダ８４０の一部であって、ポイントカードやクレジットカードの挿入を受ける。
レシート発行口８５は、カード挿入口８４の左隣に設けられている。レシート発行口８５は、本体８０に内蔵されたプリンタ８５０で印字したレシートを排紙する。
【００５０】
紙幣入出金口８６は、本体８０の中段部分に設けられ、精算用の紙幣の入金受け付けや釣り紙幣の払い出しを行う。硬貨投入口８７は、精算時の硬貨の投入を受け付ける。硬貨取出口８８は、払い出された釣り硬貨を受け止める。
【００５１】
商品載置台８９は、未精算の商品を置くためのもので、本体８０の正面右側に設けられている。商品載置台９０は、精算済みの商品を置くためのもので、本体８０の正面左側に設けられている。一時置台９１は、精算済みの商品を一時的に置いておくためのもので、商品載置台９０の上面奥に立てられたポールの上部に取り付けられている。
【００５２】
袋掛けフック９２は、買物袋を掛けるためのもので、一時置台９１の手前に設けられている。計量器９３は、商品載置台９０に内蔵され、商品載置台９０と袋掛けフック９２と一時置台９１とに加わる重量を計量する。
【００５３】
通信Ｉ／Ｆ８０１は、ストアサーバ９００と制御部８００とのデータ通信を仲介する。当該通信は、店舗内に設けられた構内通信回線網ＮＴを用いる。
【００５４】
ストアサーバ９００は、店舗のバックヤード等に設置されている。ストアサーバ９００のＨＤＤ（図示せず）には、セルフチェックアウト装置８に配信される商品データが格納されている。
【００５５】
商品データとしては、例えば、ＰＬＵファイルや特徴量ファイルなどがある。ＰＬＵファイルにおいては、商品コードに価格などが対応付けられている。特徴量ファイルにおいては、物体の特徴量と情報（例えば商品コード）とが関連付けて記憶されている。
【００５６】
ストアサーバ９００は、セルフチェックアウト装置８に商品データを配信する。セルフチェックアウト装置８は、ストアサーバ９００から配信された商品データをＨＤＤ８０２などに記憶する。
【００５７】
ＨＤＤ８０２は、オペレーティングシステムと、各種コンピュータプログラムとを記憶する。オペレーティングシステムと、各種コンピュータプログラムとは、セルフチェックアウト装置８が備えている機能を発揮させるためのプログラムである。また、ＨＤＤ８０２は、上述のプログラムが用いる各種設定値を記憶している。さらに、ＨＤＤ８０２は、セルフチェックアウト装置８で取り扱った販売データを、所定の領域に記憶している。当該販売データは、例えば営業日の終業後の所定時刻にストアサーバ９００へ送信される。
【００５８】
入出金ユニット８０３は、紙幣入出金口８６および硬貨投入口８７からの入金を受け付け、紙幣入出金口８６および硬貨取出口８８から払い出す釣銭を出金する。
【００５９】
このような構成において、制御部８００は、販売データ登録処理を行う。販売データ登録処理において、制御部８００は、売上登録処理と会計処理とを行う。
【００６０】
売上登録処理において、読取装置１は、商品Ｇの外観を撮像した画像に基づくデータを出力する。制御部８００は、ＨＤＤ８０２が記憶する商品データから、読取装置１が出力したデータおよびハンドスキャナ８２で読み込まれたバーコードに基づいて認識される商品の価格を得る。そして制御部８００は、客が購入予定の１商品についてのデータをまとめてＲＡＭ等の所定領域に一時的に記憶させる。
【００６１】
売上登録処理後にセルフチェックアウト装置８が所定の操作を受けると、制御部８００は、会計処理を開始する。該会計処理において、制御部８００は、売上登録処理にて所定領域に一時的に記憶させた各商品の価格を合計し、使用者が支払うべき代金等の情報をディスプレイ８１に表示させて、使用者の会計操作を受け付ける。使用者の会計操作が完了すると、制御部８００は、当該取引を確定し、一取引としてＨＤＤ８０２の販売データに追加記録する。
【００６２】
なお、本実施形態において、セルフチェックアウト装置８を商品販売データ処理装置の一例として説明したが、実施にあたっては、セルフチェックアウト装置８以外の商品販売データ処理装置（例えばＰＯＳ端末装置など）に読取装置１が用いられていてもよい。
【００６３】
以上のように、本実施形態によれば、光学フィルタ１７を適正に用いることにより、撮像装置１２への光の入射経路からモニタ光を除くことができる。これにより、撮像画像にモニタ光が影響することを防いで、適正な商品が導出される可能性を高めることができる。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１…読取装置、
１０…赤外線センサ、１０１…発光素子、
１１…照明装置、
１２…撮像装置、１２１…集光レンズ、１２２…撮像素子、１２３…画像制御ボード、
１３…制御ボード、
１４…筐体、
１５…開口部、
１６…読取窓、
１７…光学フィルタ、
２０…制御部、２０１…撮像制御部、２０２…画像取込部、２０３…照明制御部、
８…セルフチェックアウト装置、
８０…本体、
８１…ディスプレイ、８１１…タッチパネル、
８２…ハンドスキャナ、
８３…警告灯、
８４…カード挿入口、８４０…カードリーダ、
８５…レシート発行口、８５０…プリンタ、
８６…紙幣入出金口、
８７…硬貨投入口、
８８…硬貨取出口、
８９…商品載置台、
９０…商品載置台、
９１…一時置台、
９２…袋掛けフック、
９３…計量器、
８００…制御部、
８０１…通信Ｉ／Ｆ、
８０２…ＨＤＤ、
８０３…入出金ユニット、
９００…ストアサーバ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２０１３−８９０８５号公報
【図１】
2017027517.tif 000003
【図２】
2017027517.tif 000004
【図３】
2017027517.tif 000005
【図４】
2017027517.tif 000006
【図５】
2017027517.tif 000007