JP2011022947A - 図柄認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定のコード番号や座標情報が定義され一定の法則に基づく極小ドットパターンを生成するに必要な高価な読取装置やソフト制作費を不用とし、安価な印刷コストで図柄認識装置を実現する事を可能にする。
【解決手段】印刷物の図柄読取領域面内に設けられる図柄は整合マークとシステムを利用するユーザーが作成したキャラクターや記号あるいは固有キャラクターとして扱う漢字文字からなる第一の図柄と、整合マークと英数字（０〜９とＡ〜Ｚ）からなる第二の図柄および第三の図柄で構成され、ペン型読取装置と、そのペン先を対象印刷物の図柄読取領域に接触させ、発光ダイオードの光により映し出された図柄を近接レンズを介してＣＭＯＳセンサーと画像取込み回路で白黒画像化されたデータをマイクロコンピューターに送り込み、画像の撮像位置修正と画像の比較と解析を行って目的の情報に復元する事のできる図柄認識装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、ペン型カメラと光学的に図柄情報を読み取る読取ユニット及び読み取った情報を送信する通信ユニットとを備えたペン型読取装置と、このペン型読取り装置で読み取るために印刷物の読取領域に印刷された図柄情報に関する。

紙などの印刷物に対してペン入力する場合の有効な入力デバイスとして、近年、「電子ペン」、「デジタルペン」などと呼ばれるペン型入力デバイスが登場しており、例えば地図には観光名称の建物や歴史人物、庭園、或いは乗り物等が描かれ、この絵に接近した個所にペンで読み取るための図柄読取領域が設けられており、利用者はこの読取領域にペンを当てる事で観光名称の情報が音声や文字で表現される。
あるいはレストランのメニューでは食べ物の写真や文字で記載したメニューに隣接した読取領域にペン型読取装置を当てる事で、メニューを厨房に情報伝達可能としている。

従来このペン型読取装置は、赤外線を発光するＬＥＤとペン先に近接レンズ備え、印刷物面に照射したＬＥＤの赤外線によりカーボンインクに反応した画像をＣＭＯＳイメージセンサーで白黒画像化した３０万から１００万画素のドットコード情報を取込み、コンピューター等で画像の撮像位置修正・画像の比較・解析を行いコード化された信号を出力する。
このドットコードで示す位置情報はパーソナルコンピューター等のホストとなる画像処理に送り込まれ、目的の情報に変換されていた。

特開２００６−１５６９１７号公報

このペン型読取装置で使われている画像読取データは直径約５０μｍ極小のドットで構成されたドットパターンは２ｍｍ角の範囲に特定のコード番号や座標情報が定義される一定の法則に基づいて紙などの媒体に印刷して配置され、このドットパターンを専用スキャナーで読み取ることにより、画像データの座標位置からコード化された暗号を意味のある情報として復元する事ができる。
また、このドットパターンは視認できない極小のドットであることと、ドットの読み取りに赤外線を吸収するインクの特性いわゆるステルスインクを利用しているため、他のグラフィックのうえに重ねて印刷してもレイアウトに制限やグラフィックの美しさを損ねたりすることなく印刷する事ができるとしている。

しかし、こうした方法は特定のコード番号や座標情報が定義される一定の法則に基づくドットパターンの生成とそのソフト製作費用や
ステルスインクの微細印刷技術が必要であり、運用にあたっては高価な情報読取装置になっていた。

そこで、本発明は上記のような課題を解決するために、例えばシステムを利用するユーザーが作成したキャラクターや記号、あるいは固有キャラクターとして扱う漢字文字と英数字（０〜９とＡ〜Ｚ）組合わせする事で重複する事のないコードパターンを実現させ、他のユーザーのシステムでは読み取れないセキュリティーを確保し、且つ、特殊インクを使わず印刷コストを安価で提供できるシステムを実現する事することを目的とする。

本発明に関わるペン型読取装置は、赤外線含む可視光を発光するＬＥＤとペン先に近接レンズ備え、印刷物の図柄読取領域面に照射したＬＥＤの光により映し出された画像をＣＭＯＳイメージセンサーで白黒画像化する。
この図柄読取領域はペン型読取装置のペン先が比較的容易に当てられる１０〜２０ｍｍ角程度の大きさを持ち、例えばレストランのメニューでは食べ物の写真や文字で記載したメニューに隣接して設けられる。

図柄読取領域には少なくとも２種類の図柄が市松状に配置されており、第一の図柄は縦横２ｍｍ角内に構成された画像の向きを検出する例えば図柄の左肩に設置された正三角形のパターン（以下、本発明では整合マークと呼ぶ）とキャラクターや記号あるいは漢字文字からなる図柄、第二の図柄は縦横２ｍｍ角内に整合マークと英数字からなる図柄である。
この第一および第二の図柄で使用されるキャラクター・記号・漢字文字および英数字の図柄パターン情報は予めコンピューターに登録しておき、整合マークを基点にコンピューター等で画像の撮像位置修正・画像の比較・解析を行って情報が復元され、第一と第二の図柄の組合わせで意味する目的の情報に変換される。

本発明によれば、赤外線に反応するカーボンインクで極小ドットパターンを作る事により肉眼では見えにくくするいわゆるステルスインクの印刷技術が不用になり、特別な印刷機や業者を必要とせず家庭用インクジェットプリンター等でも印刷が可能になる。

また、特定のコード番号や座標情報が定義される一定の法則に基づくドットパターンの生成の為の高価な読取装置やソフトウェア制作費用が不要になる。

更に、システムを利用するユーザーが作成したマークや記号、漢字文字とキーボード等にあるアスキーコード上の英数字（０〜９とＡ〜Ｚ）を組合わせる事と、これらの図柄情報をあらかじめ登録してある画像データと比較認識すれば極めて多くの情報量が得る事ができるので、他のユーザーのシステムで読み取れる事はなくセキュリティーに対しても効果を発揮できる。

はペン型読取装置を模式的に示す図である。 はペン型読取装置の構造を簡略的に示す図である。 はペン型読取装置で得られる画像情報の様子を示す図柄読取領域（左図）とその拡大（右図）である。 図柄読取装置領域の変形例。 は図柄読取領域の図柄に対してペン型読取装置のペン先が回転して当る場合に得られる画像情報の様子を示す拡大図で、図柄読取領域の図柄を右上（左図）と左上(右図)に捕らえた場合の画像情報。 図柄読取領域の図柄に対してペン型読取装置のペン先が回転して当る場合に得られる画像情報の様子を示す拡大図で、図柄読取領域の図柄を上下を逆さ(左図)と左斜め上(右図)に捕らえた場合の画像情報である。 は他の図柄で構成された図柄読取領域内の図柄例を示す図で、整合マークとキャラクターを第一の図柄、英数字文字のＡを第二の図柄とした場合の図柄読取領域。 は他の図柄で構成された図柄読取領域内の図柄例を示す図で、整合マークと漢字の東を第一の図柄、英数字文字の２を第二の図柄とした場合の図柄読取領域。 は他の図柄で構成された図柄読取領域内の図柄例を示す図で、整合マークと☆を第一の図柄、英数字文字の９を第二の図柄とした場合の図柄読取領域。 は三種類の図柄で構成された図柄読取領域内の図柄例を示す図で、整合マークとキャラクターと英数字のＡと英数字の７で構成された三種類の図柄。 は三種類の図柄で構成された図柄読取領域内の図柄例を示す図で、整合マークと漢字文字と英数字のＫと英数字の２で構成された三種類の図柄。 は三種類の図柄で構成された図柄読取領域内の図柄例を示す図で、整合マークと記号の☆印と英数字のＲと英数字の９で構成された三種類の図柄。 は他の整合マーク例を示す図で、左上から下に伸びる線と左上から右に伸びる線からなる整合マーク。 は他の整合マーク例を示す図で、左上から下に伸びる線と右に伸びる線と斜め右下に伸びる線からなる整合マーク。 は他の整合マーク例を示す図で、左上から下に伸びる線と右に伸びる線と塗りつぶし丸からなる整合マーク。 は他の整合マーク例を示す図で、先端が塗りつぶしされた矢印からなる整合マーク。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はペン型読取装置を模式的に示す図であり、図２はペン型読取装置の構造を簡略的に示す図で、且つペン先と回路基板部の構成を説明する為の一部断面図、図３および図４はペン型読取装置で得られる画像情報の様子を示す図柄読取領域とその拡大を示す図、図５および図６は図柄読取領域の図柄に対してペン型読取装置のペン先が回転して当る場合に得られる画像情報の様子を示す図、図７から図１２は他の図柄で構成された図柄読取領域内の図柄例を示す図である。

図１および図２に示すようにペン型読取装置１０はその内部の回路基板２０にマイクロコンピューター１１、画像データベース記憶回路１２、ＬＥＤ点灯駆動回路１３、ＬＥＤ１４、近接レンズ１５、ＣＭＯＳセンサー１６、画像取込み回路１７、入出力インタフェース回路４０が備えられている。
このペン型読取装置１０はそのペン先を対象印刷物３０に接触させ、ＬＥＤ１４の光により映し出された画像を近接レンズ１５を介してＣＭＯＳセンサー１６と画像取込み回路１７で白黒画像化されたデータをマイクロコンピューター１１に送り込む。

対象印刷物３０は例えば観光案内用地図やレストランのメニューからなり、ペン型読取装置１０で図柄を読み取るため、図３および図４で示すように例えば縦１２ｍｍ横３２ｍｍの角丸長方形や直径２０ｍｍの円あるいは縦１２ｍｍ横２０ｍｍの長方形で囲まれた図柄読取領域３００が設けられている。
ここでペン型読取装置１０の先端が対象印刷物３０の図柄読取領域３００に接触すると、ペン型読取装置１０のペン先が接触して得られる直径約６ｍｍの図柄面積３０５を近接レンズ１５でＣＭＯＳイメージセンサー１６に画像を作り出し、このＣＭＯＳイメージセンサーで６４０×４８０画素領域３０６としての画像情報が得られる。

図柄読取領域３００は縦横２ｍｍ角内に構成された画像の向きを検出するための左上に設置された正三角形の整合マーク３０１とユーザーが任意に作成キャラクターや記号あるいは漢字文字からなる図柄で構成された第一の図柄３０２と、縦横２ｍｍ角内に整合マークと英数字からなる第二の図柄３０３が市松状に複数個配置されている。

マイクロコンピューター１１は本発明で使用されるキャラクター・記号・漢字文字および英数字の図柄パターン比較情報は予め画像データ記憶回路１２に登録され、例えば図５および図６に示すように図柄読取領域の図柄に対してペン型読取装置のペン先が回転して当る場合には、整合マーク３０１を基点にコンピューター等で画像の撮像位置修正・画像の比較・解析を行って情報が復元され、第一の図柄３０２と第二の図柄３０３の組合わせで意味する目的の情報に変換され、入出力インタフェース回路４０から入出力インタフェース用ケーブル４１を介してホストコンピューター５０やペン型読取装置１０内に備えられた表示回路１８もしくは音声回路１９へ出力される。

本発明ではユーザーが目的とするシステムを構成するに当たり非常に多くの情報を必要とした場合に対応する為に、図１０から図１２に示す実
施例のように三種類の図柄を用いた。
図１０は整合マーク３０１とユーザーが任意に作成したキャラクターからなる第一の図柄３０２と、整合マーク３０１と英数字のＡからなる第二の図柄３０３と、整合マーク３０１と英数字の７からなる第三の図柄３０４で構成され、図１１は整合マーク３０１と漢字文字からなる第一の図柄３０２と、整合マーク３０１と英数字のＫからなる第二の図柄３０３と、整合マーク３０１と英数字の２からなる第三の図柄３０４で構成され、図１２は整合マーク３０１と記号の☆印からなる第一の図柄３０２と、整合マーク３０１と英数字のＲからなる第二の図柄３０３と、整合マーク３０１と英数字の９からなる第三の図柄３０４で構成され、この第一と第二および第三の図柄がそれぞれ市松状に複数個配置される。

この実施例では三種類の図柄で構成される場合、ペン型読取装置１０のペン先が接触して得られる直径約６ｍｍの図柄面積３０５とＣＭＯＳイメージセンサー１６で画像化される６４０×４８０画素領域３０６内に第一と第二および第三の図柄が各１つ以上存在する事が必要で、例えば図柄読取領域の図柄に対してペン型読取装置のペン先が回転して当る条件等を満たす為に図柄の大きさを縦横１．６ｍｍ角とした。

図１３から図１６は画像の向きを検出する例えば図柄の左肩に設置された整合マークの変形例を示す図で、図１３は左上から下に伸びる線と左上から右に伸びる線からなる整合マークを示す図、図１４は左上から下に伸びる線と右に伸びる線と斜め右下に伸びる線からなる整合マークを示す図、図１５は左上から下に伸びる線と右に伸びる線と塗りつぶし丸からなる整合マークを示す図、図１６は先端が塗りつぶしされた矢印からなる整合マークを示す図である。

１０．ペン型読取装置
１１．マイクロコンピューター
１２．画像データ記憶回路
１３．ＬＥＤ点灯駆動回路
１４．発光ダイオード
１５．近接レンズ
１６．ＣＭＯＳセンサー
１７．画像取込み回路
１８．ＬＥＤやＬＣＤの表示装置とその駆動回路
１９．ブザーやスピーカーとその駆動回路
２０．回路基板
３０．対象印刷物
４０．入出力インタフェース回路
４１．入出力インタフェース用ケーブル
５０．ホストコンピューター
３００．図柄読取領域
３０１．整合マーク
３０２．第一の図柄
３０３．第二の図柄
３０４．第三の図柄
３０５．ペン型読取装置のペン先が接して得られる直径約６ｍｍの図柄面積
３０６．ＣＭＯＳイメージセンサーで得られる６４０×４８０画素領域

Claims (11)

1. ペン型読取装置と、そのペン先を対象印刷物の図柄読取領域に接触させ、発光ダイオードの光により映し出された図柄を近接レンズを介してＣＭＯＳセンサーと画像取込み回路で白黒画像化されたデータをマイクロコンピューターに送り込み、画像の撮像位置修正と画像の比較と解析を行って目的の情報に復元する事のできる図柄認識装置において、
   前記対象印刷物の図柄読取領域は第一および第二の図柄からなる２種類の図柄が市松状に配置され、第一の図柄は図柄の向きを検出する整合マークとユーザーが任意に作成したキャラクターで構成され、第二の図柄は図柄の向きを検出する整合マークと英数字で構成される事を特徴とする図柄認識装置。
2. 前記対象印刷物の図柄読取領域は第一と第二および第三の図柄からなる３種類の図柄が市松状に配置され、第一の図柄は図柄の向きを検出する整合マークとユーザーが任意に作成したキャラクターで構成され、第二および第三の図柄は図柄の向きを検出する整合マークと英数字で構成される事を特徴とする図柄認識装置。
3. 前記図柄読取領域の第一の図柄は図柄の向きを検出する整合マークと記号で構成される事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
4. 前記図柄読取領域の第一の図柄は図柄の向きを検出する整合マークと漢字文字で構成される事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
5. 前記ペン型読取装置に表示装置と音声出力を備えた事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
6. 前記第一と第二および第三の図柄に構成される整合マークは図柄の左上に設置された正三角形である事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
7. 前記図柄読取領域の第一と第二および第三の図柄の大きさが縦横２ｍｍ角である事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
8. 前記図柄読取領域の第一と第二および第三の図柄の大きさが縦横１．６ｍｍ角である事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
9. 前記図柄読取領域が円で囲まれた事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
10. 前記図柄読取領域が四角形で囲まれた事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。
11. 前記図柄読取領域が角丸長方形で囲まれた事を特徴とする請求項１および２記載の図柄認識装置。