JP2000270160A

JP2000270160A - 画像入力装置

Info

Publication number: JP2000270160A
Application number: JP11073966A
Authority: JP
Inventors: Masato Iwakawa; 正人岩川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-29
Also published as: US6566646B1

Abstract

(57)【要約】【課題】郵便物の画像入力装置に備えられる照明装置
において、内側の熱線吸収ガラスにて大半の熱放射エネ
ルギーが吸収され、最外部の窓ガラス自身は熱放射エネ
ルギーを透過することにより、長時間異物が付着してい
ても焼き付きにくく、これによりメンテナンスが容易と
なり、信頼性の優れた画像入力装置を提供する。【解決手段】照明ユニット４の照明光出射窓ガラスを
複数枚構成として、最外部の外部窓ガラス４６以外の内
部窓ガラス２８は熱線吸収ガラスを使用して光源からの
熱放射エネルギーを吸収し、同時に空気供給ユニット７
を使用して強制空冷によって内部窓ガラス２８である熱
線吸収ガラスの温度を下げてガラス自身からの熱放射エ
ネルギーの二次放射を極力低減する一方、最外部の外部
窓ガラス４６には熱線透過ガラスを装着して内部からの
熱放射エネルギーによるガラス自身の温度上昇を避ける
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像入力装置に関
し、特に、画像認識を行って郵便物を区分するために郵
便物を照明光源によって照らし、その照らされた部分の
画像を入力する画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の画像入力装置が搭載され
るのは、一般にフラットメールと呼ばれる郵便物を区分
する装置（以降フラットメール区分機）である。フラッ
トメールは厚さ最大５０ｍｍ、縦４００ｍｍ、幅３００
ｍｍ、程度のものである。フラットメール区分機は画像
入力装置でフラットメール表面のイメージを取り込み、
記載されている宛名を後段の認識処理部で読み取り、そ
の結果に従って方面別の区分箱へ分類収納するものであ
る。

【０００３】フラットメールはレター（はがき、定形郵
便物など）に比べて、厚さが薄いものから厚いものまで
幅がある、横幅が広い、などの物理的特徴のため、画像
入力のための照明は広い照射幅、深い照射深度の線状照
明が要求される。このため高い照度を有する照明光源が
必要となり発熱量も大きい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の画像入力装置に
おいては、以上の理由によって光源の赤外光成分により
照明窓ガラスが高温となりやすい。この結果、郵便物の
搬送などで発生する粉塵の窓ガラスへの焼き付きにより
照明光の配光分布が劣化し、イメージ品質が劣化し区分
性能が低下するなどの問題が起きやすい。このため毎日
清掃作業を行うなど頻繁なメンテナンスを要する。した
がいメンテナンス性向上のため照明の窓ガラス温度上昇
を抑え粉塵の焼き付きなどによる汚れ軽減を図る必要が
ある。

【０００５】また、ランプ切れ発生時はランプ交換作業
着手前に室温程度まで冷却する必要があるが、上記理由
により高出力のランプを使用するため冷却に長時間要
し、その間装置のオペレーションが中断してしまう。し
たがい作業中断時間を最短にするため迅速にランプ交換
できる手段が必要である。

【０００６】本発明の目的は、郵便物の画像入力装置に
備えられる照明装置において、照明の窓ガラスに長時間
異物が付着していても焼き付きにくく、これによりメン
テナンスが容易となり、信頼性の優れた画像入力装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像入力装置
は、搬送手段により一定方向へ移動する被写体にむけて
線状光を照射する照明手段と、前記被写体を線状の視野
で撮像する撮像手段と、前記照明手段を冷却する空冷手
段を有する画像入力装置であって、前記照明手段は、複
数枚の照明用窓ガラスから構成され、最外部の窓ガラス
は熱線透過ガラスであり、内側の窓ガラスは、熱線吸収
ガラスであって、前記熱線吸収ガラスは前記空冷手段に
よって生成されるエアフローにより熱線吸収ガラスの前
面および後面を強制空冷する。

【０００８】本発明によれば、内側の熱線吸収ガラスが
光源からの熱放射エネルギーを吸収するとともに強制空
冷によって熱線吸収ガラスの温度を下げてガラス自身か
らの熱放射エネルギーの二次放射を極力低減する一方、
最外部の窓ガラスを熱線透過ガラスとすることにより、
内部からの熱放射エネルギーによる最外部のガラスの温
度上昇を避けることができ、長時間異物が付着していて
も焼き付きにくく、これによりメンテナンスが容易とな
り、画像入力装置の信頼性を向上させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】第１の実施形態の構成について図を用いて
説明する。

【００１１】図１において郵便物２は搬送ベルト１に載
せられて一定速度で移動する。

【００１２】光電センサ３は、郵便物２の通過を検知し
その検知信号を電源ユニット６を経由して認識ユニット
１３へ出力する。

【００１３】ロータリエンコーダ９は搬送ベルト１の速
度に比例した周期のパルスを生成し電源ユニット６へ出
力する。

【００１４】空気供給ユニット７は照明ユニット４とカ
メラユニット５へ空冷のための空気を供給する。

【００１５】照明ユニット４は、郵便物２を線状に照明
するものである。照明ユニット４はカメラ視野１４をは
さんで２台具備されている。

【００１６】次に、照明ユニット４の構成について図２
を参照して説明する。

【００１７】照明ユニット４は、照明モジュール１７と
照明ボックス１６で構成される。

【００１８】この照明ボックス１６内部へは図１に示す
空気供給ユニット７からダクト８により空気が流入す
る。

【００１９】次に、図２の照明モジュールの構成につい
て、図３を参照して詳細に説明する。

【００２０】図３に示すように、照明モジュール１７は
ランプ２６（ナトリウムランプ、メタルハライドランプ
など）とランプソケット２７と反射板２４とランプファ
ン２５と内部窓ガラス２８と取っ手部２３とガイド板２
１と固定板２２で構成される。反射板２４はカメラ視野
１４に照明光が向くように形状が形成されている。ラン
プファン２５は照明モジュール１７内部のランプ２６と
雰囲気および内部窓ガラス２８の表面を冷却する。

【００２１】内部窓ガラス２８は熱線吸収ガラスを使用
しており、その可視波長域透過率は配光特性が均一にな
るように部分的に変化している。例えば通常、中央部の
照度が高くなるので中央部を擦りガラス状に加工して透
過率を落とすなどの加工がなされている。

【００２２】取っ手部２３はランプ交換のために照明モ
ジュール１７を照明ボックス１６から引き出す際に把持
する部分であり交換作業を容易にする。ガイド板２１は
図２に示す照明ボックス１６内部に設けられたガイドレ
ール２０に沿わせることにより着脱を容易化すると共に
照射角度の位置決め精度を確保している。固定板２２は
図２に示す照明ボックス１６のフタ１８に半固定された
ツマミネジ１９によって共締めされる。

【００２３】次に図４を参照して、本発明の第１の実施
形態の回路構成について説明する。

【００２４】図４に示すように、カメラユニット５は郵
便物２の表面からの反射光５９をレンズ３４によって集
光し結像させた像を受けるリニアアレイタイプのＣＣＤ
３６と、光を電気信号に変換するＣＣＤ回路３８と、Ｃ
ＣＤ駆動信号を生成するＣＣＤ駆動回路３７と、ＣＣＤ
回路３８からの電気信号を増幅し信号レベルを正規化し
デジタル変換するビデオ信号処理回路３９と、ビデオ信
号をパラレルシリアル変換し光信号に変換して外部へ送
出する画像データ伝送回路４０とを備えている。

【００２５】電源ユニット６は、光電センサ３の信号を
ロータリーエンコーダ９が生成するパルスに従い一定時
間遅延させ外部へ送出するメール先端・後端信号生成回
路４１と、各種アラーム信号を外部へ出力するアラーム
信号生成回路４２と、電源４３と、メンテナンスのため
に通電時間を積算表示するアワーメータ４４と、電源ブ
レーカー４５から構成されている。

【００２６】次に第１の実施形態の動作について説明す
る。

【００２７】図１に示すように、郵便物２は搬送ベルト
１によって速度１．５ｍ／ｓにて一定速度で搬送され
る。カメラ視野１４の手前に設置された透過型の光電セ
ンサ３からの信号によって画像取り込みのタイミングが
電源ユニット６を経由して認識ユニット１３へ通知され
る。

【００２８】光電センサ３を通過した郵便物２は、カメ
ラ視野１４に到達する。郵便物２は、カメラ視野を通過
する際にカメラユニット５によって次のように撮像され
る。２台の照明ユニット４は、必要な被写界深度（例え
ば５０ｍｍ）の間均一の配光分布でかつ一定の照度を保
って視野範囲を照明している。

【００２９】照明ユニット４は、カメラ光軸１５をはさ
みほぼ４５度の角度で照射するように取り付けられてい
る。この配置により、紙面凹凸による影、ビニール封筒
の正反射の発生の軽減が図られている。

【００３０】郵便物２の表面からの反射光は、図４に示
すように４枚のミラー３０で反射した後にレンズ３４に
よってＣＣＤ３６上に結像する。ミラー３０は限られた
スペースの中で光路長を極力長くすることにより、フラ
ットメールの厚さ変動に伴う画像の倍率変動を小さくす
るために使用しており、本実施形態では光路が交差する
ようにミラー３０を配置し、光路を４回折り返して省ス
ペース化を図っている。レンズ３４の倍率は郵便物２を
スキャン方向分解能８．５本／ｍｍ、視野３００ｍｍで
取り込めるように選定されている。したがってＣＣＤで
実使用される画素数は２５５０画素である（＝８．５
（画素／ｍｍ）＊３００ｍｍ）。ＣＣＤ３６はレンズ３
４により結像した光を電気信号へ変換する。

【００３１】低コスト化のためＣＣＤはローエンドスキ
ャナに用いられる汎用の５ｋ画素のＣＣＤを使用しその
中の２５５０画素のみ使用している。近年の動向ではＣ
ＣＤの画素数は増加の傾向にあり現在は５ｋ画素以上が
主流である。これらは生産量のスケールメリットによっ
て価格も安い。しかしながらデータレートは４０ＭＨｚ
程度が上限である。この結果、露光時間は画素数に比例
して長くなるため搬送方向２０９の分解能は低下してし
まう。たとえば、ＮＥＣ製の汎用ＣＣＤのひとつである
ｕＰＤ３５Ｈ７１の場合、有効画素数５ｋｂｉｔ、デー
タレートは４０ＭＨｚなので通常の駆動方法（有効画素
全てを外部転送してから次のラインの露光をスタートす
る）ではＣＣＤの露光時間は最小で１２８ｕｓ（＝５ｋ
／４０（ＭＨｚ））となる。この結果、搬送速度１．５
ｍ／ｓの場合、搬送方向分解能は最大５．２本／ｍｍ
（＝１／（１．５（ｍ／ｓ）＊１２８ｕｓ））となって
スキャン方向分解能に満たない。

【００３２】そこで本発明の画像入力装置では、露光時
間を短くして搬送方向２０９の分解能を上げている。し
かしながら、単純に露光時間を短くした場合、露光済み
画素データの外部転送が途中のため露光済みの画素に次
々と重ねて露光することになってしまいイメージ品質は
劣化する。したがって、実使用画素（２５５０画素）以
外の範囲は遮光板で遮光し未使用画素が露光しないよう
にしている。

【００３３】ここで注意すべき点は、遮光板とＣＣＤの
フォトセンサの間は微小な間隙があるため遮光板のエッ
ジでの光の回折による光漏れによって遮光板の端部の下
のフォトセンサも若干露光してしまうことである。この
問題を回避するため、実使用画素に加えて未使用画素の
一部までの画素データの転送を行う。本実施形態では分
解能８．５本／ｍｍのため露光時間は約７８．４３ｕｓ
（＝（１／８．５（本／ｍｍ））／１．５（ｍ／ｓ））
である。これより、画素数は約３１３７画素（＝７８．
４３ｕｓ／２５ｎｓ）となる。従い有効画素２５５０を
除いた残りの５８７画素を光漏れ対策用の空転送画素と
している。実験の結果、光漏れによる画素は１００画素
程度なので十分マージンはあり画質への影響はない。

【００３４】ＣＣＤ回路３８から出力されるビデオ信号
はビデオ信号処理回路３９にてＡ／Ｄ変換される。図５
に示した様にＡ／Ｄ変換器によってデジタル化するため
の基準レベル６２は紙面レベルの包絡線を生成する背景
追従回路６０の出力信号を用いている。この結果、照明
ムラやレンズシェーディングによる紙面の明るさムラが
補正され均一な明るさのイメージが得られる。

【００３５】また、カメラユニット５内にはシェーディ
ング補正板３１と、ミラー３０と、偏光フィルタ３２
と、赤外カットフィルタ３３と、ＣＣＤ３６の未使用画
素を遮光する遮光板３５が備えられている。

【００３６】図４に示すようにレンズ３４の前にはシェ
ーディング補正板３１と偏光フィルタ３２と赤外カット
フィルタ３３がおかれている。シェーディング補正板３
１は例えば半円形状であり、光束の中心部の光量をカッ
トすることによりレンズ自身の特性によるシェーディン
グ（明るさムラ）を補正する。赤外カットフィルタ３３
は照明光に残留する近赤外・赤外光をカットしてボール
ペンなど近赤外光で反射するインクで記入された文字の
コントラストを高める。偏光フィルタ３２はビニールな
ど鏡面反射をおこしやすい包装材で包まれた郵便物から
の正反射光を公知の原理に従い除去するためのものであ
る。

【００３７】照明モジュール１７は、図３に示すように
ランプ２６（ナトリウムランプ、メタルハライドランプ
など）とランプソケット２７と反射板２４とランプファ
ン２５と内部窓ガラス２８と取っ手部２３とガイド板２
１と固定板２２で構成される。反射板２４はカメラユニ
ット５のカメラ視野１４に照明光が向くように形状が形
成されている。ランプファン２５は照明モジュール１７
のランプ２６および内部窓ガラス２８を冷却する。内部
窓ガラス２８は熱線カットガラスを使用しており、その
透過率は配光特性が均一になるように部分的に変化させ
ている。例えば一般的には中央部の照度が高くなるので
中央部を擦りガラス状に加工して透過率を低下させてい
る。

【００３８】本願の画像入力装置で使用する照明装置
は、広い容積の範囲を強照度で照明する必要があるため
大パワーのランプが用いられる。例えば、ナトリウムラ
ンプの場合１５０Ｗのランプが２灯必要となる。これに
伴い、熱放射による窓ガラスの高温化が問題となる。例
えば郵便物の搬送によって、画像入力装置付近は粉塵や
異物（ビニル片、輪ゴム片など）が飛び散り、これらが
高温の窓ガラスに付着した場合焼き付きをおこす。この
焼き付きにより照明光の配光分布が乱れ、画像品質が損
なわれて認識性能に影響をきたす。これを避けるために
頻繁な清掃作業が必要となるため保守性が低下する。か
かる問題を回避するため、本願の画像入力装置では以下
のような動作がなされる。

【００３９】照明ユニット４から放射されるランプ２６
による熱放射の量を低減するため、照明モジュール１７
の内部窓ガラス２８には熱線吸収ガラスが採用されてい
る。このため内部窓ガラス２８自身の温度が上昇すると
共に照明モジュール１７と照明ボックス１６の間の雰囲
気および照明モジュール１７内部の温度が上昇するが、
図７に示すようにエアフロー４７を生成することによっ
て温度上昇を抑制している。一方、外部窓ガラス４６は
熱線透過ガラスが採用されている。よって、ガラス自身
の温度上昇はない。従い、内部窓ガラス２８で熱線の大
半を吸収し、エアフロー４７によって雰囲気温度および
内部窓ガラス温度をほぼ室温まで低下できれば外部窓ガ
ラス４６の温度はほぼ室温に保持され、熱線放射もほと
んどなくなるので熱による付着物の焼き付き現象は回避
される。この結果、窓ガラス清掃などの保守作業周期も
長くでき、保守性が向上する。この放熱方式の原理につ
いて図を用いて説明する。

【００４０】図８は放熱システムのモデルである。図に
おいて光源４８と熱線透過窓ガラス５５の間には、ｎ枚
の熱線吸収ガラス５１，５２，５３，５４が適当な間隔
で挿入されている。空間の媒質は空気である。熱線吸収
ガラスで仕切られた空間は下部から上部へ向けて室温Ｔ
ｃの空気が流れている。光源４８の温度はＴ０（＞Ｔ
ｃ）である。

【００４１】上述したように本放熱システムの目的は、
出射窓ガラス面に触れた粉塵やビニールなどが熱によっ
て焼き付かないようにすることである。本願で前提とし
た焼き付きの簡易モデルを図６に示す。

【００４２】図６において、付着物５０はガラス４９の
温度Ｔｇによって公知の事実であるステファンボルツマ
ンの法則に従い発せられる下式で定まる熱放射エネルギ
ーＥｇとガラス４９を透過してくる熱源１２からの熱放
射エネルギーＥｂを受ける。

【００４３】Ｅｇ＝ｅ＊ｒ＊Ｔｇ＾４（Ｗ／ｍ＾２）ｒ：公知の定数ｅ：熱源の放射率付着物５０はＥｇ＋Ｅｂの放射エネルギーとガラスの熱
伝導によって公知の事実に従い温度上昇しガラス４９面
に固着する。よって、ガラス温度上昇を抑えることと熱
放射エネルギーの量を減らすことが必要である。これを
踏まえて、本実施形態の原理を以下に説明する。

【００４４】ここで、ガラスは公知の事実に従い（１）
熱放射、（２）熱伝導、（３）対流、により温度上昇す
る。しかしながら空気の熱伝導率は非常に小さいこと、
強制空冷手段を講じていることの理由により、このモデ
ルでは温度上昇の主な要因は（１）の熱放射であると仮
定する。

【００４５】図８において、１枚目の熱線吸収ガラス５
１は光源４８の温度Ｔ０によって公知の事実であるステ
ファンボルツマンの法則に従い発せられる熱放射エネル
ギーＥ０を受ける。

【００４６】Ｅ０＝ｅ＊ｒ＊Ｔ０＾４（Ｗ／ｍ＾２）ｒ：公知の定数ｅ：熱源の放射率この結果、１枚目の熱線吸収ガラス５１は熱放射エネル
ギーＥ０による温度上昇と空冷による温度低下とが平衡
した温度Ｔ１（＜Ｔ０）となる。次に２枚目の熱線吸収
ガラス５２は１枚目の熱線吸収ガラス５１の温度Ｔ１に
よる熱放射エネルギーｋ＊ａ＾２＊Ｅ０と光源からの熱
放射エネルギー（１−ａ）＊Ｅ０が重畳した熱放射エネ
ルギーＥｓ１を受ける。

【００４７】Ｅｓ１＝（１−ａ）＊Ｅ０＋ｋ＊ａ＾２＊
Ｅ０（Ｗ／ｍ＾２）ａ：ガラスの吸収率、放射率ｋ：空冷によるエネルギー減少率ただし、ガラスの反射率は０、吸収率＝放射率と仮定この結果、２枚目の熱線吸収ガラス５２は熱放射エネル
ギーＥｓ１を吸収することにより温度Ｔ２（＜Ｔ１）と
なる。以下、ｎ枚目の熱線吸収ガラス５４まで同様な動
作が繰り返され、最後の熱線透過窓ガラス５５は各ガラ
スの熱放射成分５８と熱源４８からの熱放射成分５７が
加算された熱放射エネルギーＥｓｎを受け、このまま外
部へ透過していく。

【００４８】Ｅｓｎ＝（１−ａ）＾ｎ＊Ｅ０＋（ｋ＊ａ
＾２）＾ｎ＊Ｅ０（Ｗ／ｍ＾２）（Ｅｓｎ／Ｅ０）＝（１−ａ）＾ｎ＋（ｋ＊ａ＾２）＾
ｎ一般に０＜ａ＜１、０＜ｋ＜１、なので（Ｅｓｎ／Ｅ０）＜１以上のようにして外部へ放射する熱放射エネルギーを低
減する効果を得られる。また熱線透過窓ガラス５５は熱
線を吸収しないので熱放射エネルギーＥｓｎによる温度
上昇はない。

【００４９】本実施形態は上記説明においてｎ＝１の場
合に相当する。実験の例では、室温において１５０Ｗナ
トリウムランプを点灯した場合、内部窓ガラス２８の温
度が約１００℃の時外部窓ガラス４６は約５０℃まで低
下することが確認されている。

【００５０】照明モジュール１７は着脱容易な構造とな
っている。ランプ交換の際は、ツマミネジ１９を外し、
フタ１８をあける。照明モジュール１７と本体はツマミ
ネジ１９で共締めされているので他にねじは無い。コネ
クタ５６を外し取っ手部２３を持って上に引き上げる。
次に予備の照明モジュールを逆の手順で取り付ける。こ
の際、ガイド板２１を照明ボックス１６のガイドレール
２０に沿わせることにより容易に規定の位置へ正確に収
まる。これによって照射角度が正確に定まり画質の安定
化が確保できる。次に、コネクタ５６を接続した後フタ
１８をしめツマミネジ１９を締めるだけで交換終了であ
る。このモジュール交換方式によって郵便物区分機のシ
ステムダウン時間を最小限に抑えることができる。ラン
プ交換はランプ２６が十分冷えた後、ツマミネジ２カ所
（図示せず）を外して前面カバー１１を開いて行い、そ
の照明モジュールは次回のモジュール交換のために保管
しておく。

【００５１】なお、上記で示した視野、分解能、搬送速
度、などの数値は一例にすぎず、本発明はこれに制限さ
れるものではない。次に、本発明の第２の実施形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００５２】本実施形態は、第１の実施形態におけるカ
メラユニット５と照明ユニット４と空気供給ユニット７
と電源ユニット６を一体化したものである。

【００５３】図９に示すように一体化筐体２０４内部に
は実施形態１と同様の照明モジュール１７とカメラユニ
ット５と電源ユニット６が内蔵されている。ここで照明
モジュール１７は隔壁２１０で仕切られた空間に収納さ
れている。図ではカメラユニット５のミラー３０とレン
ズ３４とＣＣＤ３６のみ図示しており、カメラユニット
５の他の構成物と電源ユニット６は図示していない。

【００５４】次に第２の実施形態の動作を図９を用いて
説明する。空冷ファン２０１はエアフロー４７を生成
し、エアフロー４７は隔壁２１０を通り内部窓ガラス２
８と外部窓ガラス４６の間の空間を経由して排気口２０
２から排気される。一方照明モジュール１７内部では照
明モジュール下部に取り付けられたランプファン２５に
よってエアフロー４７が生成される。これらのエアフロ
ー生成によって第１の実施形態と同様の原理で外部窓ガ
ラスに付着した付着物の焼き付きなどの不具合を回避で
きる。

【００５５】また、本実施形態では、搬送方向２０９に
対して照明光光軸２０５とカメラ光軸１５は鋭角であ
り、なおかつ照明光光軸２０５と搬送方向２０９がなす
角度２０５はカメラ光軸１５と搬送方向２０９がなす角
度２０７より小さい配置としているので、ビニルなど鏡
面反射しやすい材質の包装材で包装された郵便物の正反
射によるハレーションなどのイメージ不良が起きにくい
構成となっている。

【００５６】次に、本発明の第３の実施形態について図
面を参照して詳細に説明する。

【００５７】本実施形態は、第１の実施形態または第２
の実施形態の構成に対して、フォーカス調整モジュール
を付加した構成である。

【００５８】フォーカス調整モジュールは郵便物の厚み
を測定する厚みセンサ３０４と補正用平面ガラスブロッ
ク３０１と補正用平面ガラスブロック３０１を駆動する
駆動部３０２と駆動部３０２を制御する制御部３０３と
で構成される。

【００５９】次に第３の実施形態の動作を以下に説明す
る。

【００６０】本実施形態は、より厚い郵便物まで対応可
能としたものである。

【００６１】本実施形態は後述の原理を応用してなされ
たもので、以下、図１０に従い動作を説明する。

【００６２】搬送路中に設置された厚さセンサ３０４に
より郵便物の厚さＴｍを測定し、その結果を制御部３０
３に通知する。制御部３０３では厚みＴｍに必要な補正
ガラスの厚みＴｇを算出する。算出されたＴｇにもっと
も近い厚みのガラスを選択する制御信号を駆動部３０２
に通知する。駆動部３０２は選択された厚みのガラスが
光路中に挿入されるように補正ガラスブロック３０１を
駆動、位置決めする。この構成によって、被写界深度が
深くなるため鮮明に取り込める郵便物の厚さの範囲が広
がる。

【００６３】本実施形態では、補正用ガラスブロック３
０１は、厚さの異なる平面ガラスが短冊状に３枚並んだ
構成を示しており、それぞれは光束を妨げない大きさと
なっている。この場合、制御部３０３において補正値算
出結果にもっとも近い厚みものが３種類の中から選ばれ
る。

【００６４】次に厚さの異なる平面ガラスを選択して光
路中に挿入することによりカメラの被写界深度が深くで
きる原理を、図１１を参照して説明する。図１１におい
て補正ガラス３０１がない状態では、位置ｂにある被写
体がＣＣＤ３６上に結像するようにレンズ３４の位置が
調整されている。いま、被写体の位置が位置ａに遠ざか
ったとすると像面側では焦点位置は位置ＰとなりＣＣＤ
３６上の像はピンボケとなる。この状態で適当な厚さＴ
ｇの補正ガラス３０１をレンズ３４とＣＣＤ３６間の光
路中に挿入すると光の屈折によって光路が図のように伸
びる。従ってＴｇをうまく選ぶことによってＣＣＤ３６
上に結像させることができる。

【００６５】郵便物（被写体）の厚み変化分がＴｍのと
きこれを調整するのに必要な補正ガラスの厚みＴｇは以
下のように定められる。

【００６６】レンズの基本式より郵便物の厚み変化に伴
う焦点ズレ量ｅは、ｅ＝（ｓ＊ｆ／（ｓ−ｆ））−（（ｓ＋Ｔｍ）＊ｆ／
（ｓ−ｆ＋Ｔｍ））の式により求められる。

【００６７】また、松居吉哉著「結像光学入門」（啓学
出版）に示されているように、焦点ズレｅを補正するた
めの補正ガラスの厚みＴｇは、Ｔｇ＝ｅ／（１―１／ｎ）ここでｎ：平面ガラスの屈折率、ｆ：レンズの焦点距
離ｓ：レンズと物体間の距離、ｅ：焦点ズレ量の式により求められる。この原理に基づいて、測定した
郵便物の厚さＴｍから厚みＴｍに必要な補正ガラスの厚
みＴｇを算出し、算出されたＴｇにもっとも近い厚みの
ガラスを選択し、光路中に挿入する。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像入力
装置によれば、照明の窓ガラス温度上昇を軽減できるた
め粉塵の焼き付きなどによる汚れが減りメンテナンス性
が向上する。

【００６９】また、着脱自在な照明モジュールのためラ
ンプ交換が迅速に行える。視野をはさんで照明を双方か
ら行い、カメラ視野は郵便物に垂直なので影が少なく凹
凸によるイメージの幾何学的な歪みが少ない。

【００７０】さらに、偏光フィルタにより反射光が軽減
される。

【００７１】さらにまた、遮光手段によりＣＣＤフォト
センサ未使用部分をマスクし必要な範囲のみを使用する
ことによって汎用の安価なＣＣＤが使用可能となる。

【００７２】また、搬送方向２０９に対して照明光光軸
２０５とカメラ光軸１５は鋭角であり、なおかつ照明光
光軸２０５と搬送方向２０９がなす角度２０５はカメラ
光軸１５と搬送方向２０９がなす角度２０７より小さい
配置とすることにより、ビニール封筒など鏡面反射しや
すい材質の郵便物の正反射が起きにくく安定な画像が得
られる。

【００７３】また、厚さの異なる平面ガラスを選択して
光路中に挿入することにより、被写界深度が深くなり、
鮮明に取り込める郵便物の厚さの範囲が広がり、自動区
分処理対象物量が増え、郵便物仕訳作業の省力化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の概略の構成を示す斜
視図である。

【図２】図１の照明ユニットの構成を示す斜視図であ
る。

【図３】図２の照明モジュールの構成を示す斜視図であ
る。

【図４】図１の回路構成の概略を示すブロック図であ
る。

【図５】図４のビデオ信号処理回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】本発明に係るガラスへの付着物焼きつきのモデ
ルを示す図である。

【図７】本発明に係る照明ユニット内部エアーフローを
示す図である。

【図８】本発明に係る放熱システムのモデルを示す図で
ある。

【図９】本発明の第２の実施形態に係る一体化ユニット
の構成を示す斜視図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係るフォーカス調
整モジュールの外観図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態に係るフォーカス補
正の原理を示す図である。

【符号の説明】

１搬送ベルト２郵便物３光電センサ４照明ユニット５カメラユニット６電源ユニット７空気供給ユニット８ダクト９ロータリーエンコーダ１０マウントラック１１前面カバー１２熱源１３認識ユニット１４カメラ視野１５カメラ光軸１６照明ボックス１７照明モジュール１８フタ１９ツマミネジ２０ガイドレール２１ガイド板２２固定板２３取っ手部２４反射板２５ランプファン２６ランプ２７ランプソケット２８内部窓ガラス２９吸気口３０ミラー３１シェーディング補正板３２偏光フィルタ３３赤外カットフィルタ３４レンズ３５遮光板３６ＣＣＤ３７ＣＣＤ駆動回路３８ＣＣＤ回路３９ビデオ信号処理回路４０画像データ伝送回路４１メール先端・後端信号生成回路４２アラーム信号生成回路４３電源４４アワーメータ４５電源ブレーカ４６外部窓ガラス４７エアーフロー４８光源４９ガラス５０付着物５１，５２，５３，５４熱線吸収ガラス５５熱線透過ガラス５６コネクタ５７，５８熱放射成分５９反射光６０背景追従信号生成回路６１Ａ／Ｄ変換回路６２基準レベル６３排気口２０１空冷ファン２０２排気口２０４一体化筐体２０５照明光光軸２０７角度２０９搬送方向３０１補正用平面ガラス３０２駆動部３０３制御部３０４厚さセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を一定方向へ移動させる搬送手段
と、前記搬送手段により一定方向へ移動する被写体にむけて
線状光を照射する光源と、熱線吸収ガラスであり前記光
源からの線状光を透過する内側の窓ガラスと、熱線透過
ガラスであり前記内側の窓ガラスを透過した線状光を透
過する最外部の窓ガラスとを有する照明手段と、前記線状光が照射された前記被写体を線状の視野で撮像
する撮像手段と、前記内側の窓ガラスの前面および後面にエアーフローを
生成して強制空冷する空冷手段とを有することを特徴と
する画像入力装置。
【請求項２】前記最外部の窓ガラスが具備された筐体
と、前記内側の窓ガラス及び前記光源を備え前記筐体か
ら分離し着脱自在である収納箱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】前記照明手段を２台具備し、前記各照明手段は、前記撮像手段が有する線状の視野を
挟んで相対向して配置されることを特徴とする画像入力
装置。
【請求項４】前記撮像手段の光路が前記搬送手段の搬送
方向に対して垂直であることを特徴とする請求項３に記
載の画像入力装置。
【請求項５】前記照明手段を１台具備し、前記撮像手段
の光軸と前記搬送方向のなす角度が鋭角であり、前記照
明手段の光軸と前記搬送方向のなす角度は前記撮像手段
の光軸と前記搬送方向のなす角度よりも小さいことを特
徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項６】前記照明手段を１台具備し、前記撮像手段
の光軸と前記搬送方向のなす角度が鋭角であり、前記照
明手段の光軸と前記搬送方向のなす角度は前記撮像手段
の光軸と前記搬送方向のなす角度よりも大きいことを特
徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項７】前記撮像手段は、結像手段と、光電変換手
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８】前記撮像手段は、光路中に偏光フィルタと
赤外カットフィルタを具備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９】前記光電変換手段は、直線状に受光素子を
並べたリニアアレイＣＣＤ（ChargeCoupled Device）で
あり、前記撮像手段は、さらに、前記リニアアレイＣＣＤの一
部を遮光する遮光手段を具備したことを特徴とする請求
項７に記載の画像入力装置。
【請求項１０】前記ビデオ信号処理手段は、包絡線検知
手段と、アナログデジタル変換手段とを有することを特
徴とする請求項７に記載の画像入力装置。
【請求項１１】前記撮像手段は、光路を屈曲する複数枚
のミラーを有し、前記複数枚のミラーにより屈曲された光路は、少なくと
も１カ所において光路が交差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１２】前記照明手段の窓ガラスは、局所的に透
過率を低下されてい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１３】前記照明手段の窓ガラスは、偏光フィル
タを具備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１４】被写体の厚みを測定する厚み測定手段
と、前記厚み測定手段の測定結果に従って前記結像手段の焦
点位置を変更する焦点調整手段とをさらに具備したこと
を特徴とする請求項７に記載の画像入力装置。
【請求項１５】前記焦点調整手段は、平面ガラスと、前
記平面ガラスを光路に合わせる駆動手段と、前記厚み測
定手段の結果に従って前記駆動手段を制御する制御部と
を有することを特徴とする請求項１４に記載の画像入力
装置。
【請求項１６】前記平面ガラスは、二以上の厚さの異な
る部分を有することを特徴とする請求項１５に記載の画
像入力装置。