JP5185239B2 - シンボル認識装置、及びレジシステム - Google Patents

Description

本発明は、バーコード等のシンボルが付された物品の二次元画像を撮像手段で撮像し、この画像から前記シンボルを認識するシンボル認識装置に関する。

商品に付されるバーコード等のシンボルを認識するシンボル認識装置は、レーザ光をスキャニングさせるレーザ方式が主流である。しかしその一方で、近年では、シンボルが付された物品の二次元画像を撮像手段で撮像し、この画像からシンボルを認識する方式、いわゆるカメラ撮像方式が開発されている。

カメラ撮像方式の一例として、特許文献１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いて物品に設けられた固有コードをハウジングの読取部から読取るコード読取装置を開示する。この装置は、ＣＣＤカメラの光軸に対して所定角度傾斜したハーフミラーをハウジング内に配設する。そして、同じくハウジング内に設けられた光源からの照射光の一部をハーフミラーで反射させて、読取部から物品の固有コードが設けられた被読取面を照射し、この被読取面からの反射光を、読取部を介してＣＣＤカメラに導いて結像させる。このとき、光源からの照射光の残りは、ハーフミラーによって透過するので、この装置は、ハーフミラーの透過光を、前記ＣＣＤカメラの光軸に対して対向して配設された光反射膜によって反射させ、反射した透過光を、さらにハーフミラーを介してＣＣＤカメラへ導くことによって、ＣＣＤカメラに入光する光の光量を向上させている。

上述したようなカメラ撮像方式のシンボル認識装置は、レーザ方式のシンボル認識装置と同様に、スーパーマーケット等の店舗のチェックアウト業務に使用される。この場合、シンボル認識装置は、店舗のレジに設置される。オペレータである店員若しくは客は、買上商品のバーコード等のシンボルが付されている面（被読取面）を、シンボル認識装置のハウジングに形成された読取部にかざす。このとき、ＣＣＤカメラの撮像面に結像した被読取面の画像にシンボル全体が映っていると、シンボル認識装置は、シンボルを正しく認識できる。

ところが、読取部に対して被読取面が正しくかざされていなかったり、オペレータの指がシンボルの一部を隠していたりすると、シンボル認識装置は、シンボルを正しく認識することができない。この場合、オペレータは、シンボルが正しく認識されるまで、商品の向きを変えたり商品の持ち方を代えたりしながら、読取部に被読取面をかざす作業を何度も繰り返すこととなる。

特に昨今では、購入商品のデータを客自身が入力するセルフ方式のレジが普及しつつあり、操作に不慣れな客が自らシンボル認識装置を操作する機会が増えている。このため、商品に付されたシンボルが正しく認識されるように商品を読取部にかざす作業を、誰もが容易にできるようにことが望まれている。

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、商品等の物品に付されているシンボルが読取部に正しくかざされているか否かを、オペレータが目視により容易に確認することができ、シンボル認識作業の処理効率向上を図ることができるシンボル認識装置を提供しようとするものである。

本発明は、シンボル認識装置において、シンボルが付された物品の二次元画像を撮像素子の撮像面に結像させる撮像手段と、撮像手段を収納するケースと、ケースに収納された撮像手段における撮像素子の撮像面に対向し、かつ、ケースのオペレータの側に向いた面に形成された読取枠と、ケースより外側の読取枠の領域内に位置する物品に光を照射する照射手段と、照射手段により照射され、物品で反射した反射光の一部を透過させ、かつ、反射光から、透過した反射光の一部を除いた、残りの反射光をオペレータの側に反射させる、読取枠に嵌め込まれたハーフミラーとを備えたものである。そして、撮像面に結像した二次元画像から、物品に付されたシンボルを認識可能としている。

かかる手段を講じた本発明によれば、商品等の物品に付されているシンボルが読取部に正しくかざされているか否かを、オペレータが目視により容易に確認することができ、シンボル認識作業の処理効率を向上させることができるシンボル認識装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る店舗のレジを示す外観図。 同実施形態において、本発明のシンボル認識装置に係るバーコード認識装置の要部構成を示すブロック図。 上記バーコード認識装置の縦断面図。 上記バーコード認識装置に組み込まれるＣＣＤカメラの撮像範囲とハーフミラーとの位置関係を示す模式図。 上記バーコード認識装置に設けられる傾き調整機構の一例を示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。
なお、この実施形態は、スーパーマーケット等の店舗のチェックアウト業務に用いられるバーコードの認識装置に、本発明のシンボル認識装置を適用した場合である。

図１は、本実施形態に係る店舗のレジを示す外観図である。レジには、チェックアウト業務担当の店員であるキャッシャの作業領域１に向けて、商品の登録に供せられる登録装置１０と、登録された商品の決済に供せられる決済装置２０とが設けられている。

登録装置１０は、チェックアウトカウンタ２に固定されている。決済装置２０は、レジ台３の上にドロワ４を介して載置されている。登録装置１０と決済装置２０とは、図示しない通信ケーブルにより接続されている。

チェックアウトカウンタ２は、その奥側の顧客通路に沿って細長い形状をしている。レジ台３は、チェックアウトカウンタ２に沿って移動する顧客の移動方向に対して下流側のチェックアウトカウンタ２の端部手前側に、チェックアウトカウンタ２に対して略垂直に置かれている。そして、このチェックアウトカウンタ２の手前側とレジ台３の手前側が、キャッシャの作業領域１となっている。

決済装置２０は、決済に必要なデバイスとして、キーボード２１、オペレータ用ディスプレイ２２、客用ディスプレイ２３、レシートプリンタ２４等を備えている。既存のＰＯＳ（Point Of Sales）端末が、決済装置２０として用いられている。

登録装置１０は、商品の登録に必要なデバイスとして、バーコード認識装置１１、キーボード１２、オペレータ用ディスプレイ１３、客用ディスプレイ１４等を備えている。バーコード認識装置１１は、直方体の箱型形状をなしており、チェックアウトカウンタ２の略中央において、長軸がチェックアウトカウンタ２の面より垂直となるように立設されている。キーボード１２とオペレータ用ディスプレイ１３は、バーコード認識装置１１の上部に、作業領域１側を向けて取り付けられている。客用ディスプレイ１４は、バーコード認識装置１１の上部に、作業領域１とは反対側を向けて取り付けられている。

バーコード認識装置１１の作業領域１側の一面には、矩形状の読取枠１５が形成されている。そして、この読取枠１５に、例えば透過率５０％のハーフミラー１６が嵌め込まれている。また、読取枠１５の上側と下側には、この読取枠１５に囲われたバーコード読取領域内にかざされた商品を照射する照射手段として、一対のＬＥＤ光源１７，１８が取り付けられている。

チェックアウトカウンタ２のバーコード認識装置１１を挟んで顧客移動方向上流側の荷受面は、顧客が購入する商品Ｍが収容された買物容器５を置くためのスペースとなっている。また、下流側の荷受面は、バーコード認識装置１１により登録された商品Ｍを入れるための買物容器６を置くためのスペースとなっている。作業領域１内のキャッシャは、買物容器５に収容された商品Ｍを１品ずつ取り出し、その商品Ｍのバーコードが付された面をバーコード認識装置１１の読取枠１５の枠内にかざす。そして、バーコード認識装置１１によりバーコードが認識されたならば、その商品Ｍを買物容器６に入れる。以上の作業を、買物容器５に収容された商品Ｍについて１品毎に繰返し行い、完了したならば、決済装置２０を操作して決済を行う。

図２は、バーコード認識装置１１の要部構成を示すブロック図である。バーコード認識装置１１は、撮像手段としてのＣＣＤカメラ３１と、このＣＣＤカメラ３１を制御するカメラ制御ボード３２と、バーコード認識装置１１全体を制御するメイン制御ボード３３とを備えている。

ＣＣＤカメラ３１は、前記読取枠１５の枠内にかざされた商品Ｍのバーコードを含む面の二次元画像をレンズ等の光学系を介して取り込み、撮像素子（ＣＣＤ）の撮像面に結像させる。カメラ制御ボード３２は、撮像面に結像した二次元画像に相当する電気信号を取り込み、メイン制御ボード３３に送出する。

メイン制御ボード３３は、制御部本体を構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、プログラム等の固定的データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４２、可変的なデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）４３、前記決済装置２０とのデータ通信を司る通信インターフェース４４、前記キーボード１２を制御するキーボードコントローラ４５、前記オペレータ用ディスプレイ１３を制御する表示コントローラ４６、前記客用ディスプレイ１４を制御する表示コントローラ４７、前記ＬＥＤ光源１７，１８の点灯・滅灯を制御する光源コントローラ４８及びブザー５０に対してブザー駆動信号を出力する出力ポート４９を備えている。

ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、通信インターフェース４４、キーボードコントローラ４５、表示コントローラ４６、表示コントローラ４７、光源コントローラ４８及び出力ポート４９とは、アドレスバス、データバス等のバスライン５１で接続されている。また、このバスライン５１には、前記カメラ制御ボード３２も接続されている。

かかる構成により、ＣＣＤカメラ３１の撮像面に結像した二次元画像に相当する電気信号は、カメラ制御ボード３２を介してメイン制御ボード３３のＣＰＵ４１に供給される。ＣＰＵ４１は、カメラ制御ボード３２から受信した電気信号により、ＲＡＭ４３の画像メモリに二次元画像を展開し、この二次元画像を解析して、この画像に含まれるバーコードを認識する。そして、バーコードを認識できたならば、ブザー５０を鳴動させるとともに、通信インターフェース４４を介して決済装置にそのバーコードデータを送信する。

図３は、バーコード認識装置１１の縦断面図であり、内部構造については概略的に示している。図示するように、バーコード認識装置１１は、前記ＣＣＤカメラ３１、カメラ制御ボード３２及びメイン制御ボード３３を収納するための直方体状のケース６０を、トップカバー６１とボトムカバー６２とによって形成している。ＣＣＤカメラ３１は、カメラ制御ボード３２に固定されている。カメラ制御ボード３２は、ＣＣＤカメラ３１の撮像面がボトムカバー６２の底面６２ａに対して平行となるように、メイン制御ボード３３とともに、ケース６０内に取り付けられている。

ＣＣＤカメラ３１の撮像面に対向するトップカバー６１の天面６１ａには、縁を矩形とするすり鉢状の凹部６３が形成されている。そして、この凹部６３の縁を、商品に付されたバーコードを位置させるための読取枠１５としている。

ハーフミラー１６は、天面６１ａの凹部６３を塞ぐように、読取枠１５に嵌め込まれている。ハーフミラー１６の鏡面は、トップカバー６１の天面６１ａと面一となっている。

ＬＥＤ光源１７，１８は、読取枠１５の上方及び下方におけるトップカバー６１の天面６１ａに、外側を向けて取り付けられている。

図４は、ＣＣＤカメラ３１の撮像範囲とハーフミラー１６との位置関係を示す模式図である。ＣＣＤカメラ３１の撮像可能距離は、レンズの特性により決められる。本実施形態では、レンズとして固定焦点レンズを使用する。固定焦点レンズは、レンズ先端から一定の距離Ｌだけ離れた位置に焦点位置（ピントが最も合っている位置）Ｐがある。この焦点位置Ｐに被写体が置かれたとき、解像度が最も高く、鮮明に撮像できる。一方、この焦点位置から前後両方向とも離れるに従い、ピントがぼけて解像度が低くなる。

バーコードを認識（デコード）するためには、バーコード画像から白バーと黒バーのそれぞれの幅を計測する必要がある。ピントがぼけてしまうと、バーの幅を計測できなくなる。バーの幅を計測可能な解像度が得られる区間がＣＣＤカメラ３１の撮像可能区間Ｈであり、その幅は、焦点位置Ｐを中心にほぼ前後に均等に位置している。

本実施形態では、ＣＣＤカメラ３１の撮像範囲内において、上記撮像可能区間ＨのＣＣＤカメラ３１に近い側の限界位置に読取枠１５が形成されるように、トップカバー６１のサイズと、すり鉢状の凹部６３と、ＣＣＤカメラ３１の取付位置とを設定している。したがって、上記読取枠１５に嵌め込まれるハーフミラー１６の鏡面サイズは、読取枠１５が形成された位置におけるＣＣＤカメラの撮像可能範囲と同一となる。

ハーフミラー１６は、トップカバー６１の天面６１ａに対して傾き調整可能に、読取枠１５に取り付けられている。すなわち、バーコード認識装置１１は、ハーフミラー１６の鏡面を、ケース６０の読取枠１５が形成された面に対して傾かせる傾き調整機構（傾き調整手段）を備えている。

傾き調整機構７０の一例を、図５を用いて説明する。傾き調整機構７０は、ハーフミラー１６の外周を囲うフレーム７１と、このフレーム７１の左右両端面の中央部にそれぞれ設けられた一対の凸部７２と、読取枠１５の左右両端縁に形成され、上記各凸部７２が回転自在に嵌め込まれる一対の凹部（不図示）とから構成される。フレーム７１の上下両端面は、それぞれ読取枠１５の上下両端縁と摺動可能なように円弧状に削られている。なお、フレーム７１をハーフミラー１６と一体的に成形してもよい。

ハーフミラー１６は、上記傾き調整機構７０により、一対の凸部７２を軸に、その上部を指で押すと天面６１ａと面一の状態から上向きに傾き、その下部を押すと天面６１ａと面一の状態から下向きに傾く。

前述したように、作業領域１内のキャッシャは、買物容器５に収容された商品Ｍを１品ずつ取り出し、その商品Ｍのバーコードが付された面をバーコード認識装置１１の読取枠１５の枠内にかざす。このとき、商品ＭにはＬＥＤ光源１７，１８から照明が当てられて、商品Ｍは明るくなる。そして、ＬＥＤ光源１７，１８から照射され、商品Ｍに反射して戻る反射光は、半分がハーフミラー１６を透過し、残りがハーフミラー１６で反射する。一方、バーコード認識装置１１のケース６０内は、照明がないので暗くなっている。

したがって、キャッシャがハーフミラー１６を見ると、明るい側から暗い側を見ることになるので、ハーフミラー１６にはそのミラー効果により商品が反射して映る。逆に、ＣＣＤカメラ３１側から見ると、暗い側から明るい側を見ることになるので、反射映像がないためミラー効果がなくなる。このため、明るい側からの光がハーフミラー１６を透過するので、商品の二次元画像をＣＣＤカメラ３１によって撮像することができる。

商品Ｍを読取枠１５の枠内にかざしたが、バーコードが認識されない場合、キャッシャはハーフミラー１６を見る。そうすると、このミラー１６には商品Ｍが映し出されているので、キャッシャは、商品Ｍに付されているバーコードが読取枠１５の枠内から外れていないか、あるいは指でバーコードを隠していないか等、認識されない理由を容易に確かめることができる。その結果、キャッシャが商品をかざす作業を何度も繰り返すことがなくなるので、バーコード認識作業の作業効率を向上させることができる。

ここで、ハーフミラー１６の鏡面の大きさは、ケース６０の読取枠１５が形成された位置におけるＣＣＤカメラ３１の撮像可能範囲と同一である。したがって、商品Ｍに付されているバーコードがハーフミラー１６に映し出されていない場合は、バーコードが認識不能な位置にあると容易に把握することができる。換言すれば、キャッシャは、バーコード全体がハーフミラー１６に映し出されるように商品Ｍを読取枠１５にかざせばよいので、作業が簡単で能率的である。

ところで、本実施形態では、読取枠１５に嵌め込まれたハーフミラー１６の鏡面が、ケース６０の読取枠１５が形成された面と面一となっている。したがって、キャッシャが商品Ｍを読取枠１５の枠内にかざす際にミラー１６が邪魔にならないので、作業性に優れている。

しかしその一方で、キャッシャの身長は様々であるため、目線の位置によってはハーフミラー１６に映し出される商品Ｍの画像を見づらい場合がある。このような場合に備えて、本実施形態では、ハーフミラー１６の鏡面を、ケース６０の読取枠１５が形成された面に対して傾かせる傾き調整機構７０を設けている。したがって、ハーフミラー１６に映し出される商品Ｍの画像を見づらい場合、キャッシャは、ハーフミラー１６の鏡面を上向き又は下向きに傾けることによって、見易い位置に調整することができる。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば、前記実施形態では、キャッシャ対応のレジについて説明したが、セルフスキャニング方式のレジにも本発明を同様に適用することができる。

セルフスキャニング方式の場合、買物客自身が商品を読取枠１５にかざしてバーコードを認識させるが、多くの客はこの作業に不慣れであり、作業効率が悪い。本実施形態によれば、商品に付されているバーコードが読取枠１５に正しくかざされているか否かを目視によって確認できるので、作業効率の大幅な向上が期待できる。

前記実施形態では、照射手段としてのＬＥＤ光源１７，１８を読取枠１５の上部と下部とにそれぞれ設けたが、読取枠１５の領域内に位置する商品Ｍを充分な明るさで照射可能であれば、いずれか一方であってもよい。また、ＬＥＤ光源１７，１８の取付位置は、読取枠１５の上下に限定されるものではなく、ケース６０の外部より読取枠１５の領域内に位置する商品Ｍを照射可能であればどこでもよい。

また、前記実施形態では、傾き調整手段として手動の傾き調整機構７０を示したが、傾き調整手段はこれに限定されるものではない。例えば、所定のボタン操作によりアクチュエータが作動して、ハーフミラー１６が自動的に所定角度傾くように構成してもよい。

また、この発明は、バーコードの認識装置に限定されるものではない。物品に付されるバーコード以外のシンボル、例えば二次元データコードや、ラベルに印刷されている文字，記号等の認識装置にも、本発明を適用できるものである。

この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。

１０…登録装置、１１…バーコード認識装置、１５…読取枠、１６…ハーフミラー、１７，１８…ＬＥＤ光源、２０…決済装置、３１…ＣＣＤカメラ、３２…カメラ制御ボード、３３…メイン制御ボード、６０…ケース、７０…傾き調整機構。

特開２００４−１２７２１６号公報

Claims (7)

1. シンボルが付された物品の二次元画像を撮像素子の撮像面に結像させる撮像手段と、
   前記撮像手段を収納するケースと、
   前記ケースに収納された前記撮像手段における前記撮像素子の前記撮像面に対向し、かつ、前記ケースのオペレータの側に向いた面に形成された読取枠と、
   前記ケースより外側の前記読取枠の領域内に位置する前記物品に光を照射する照射手段と、
   前記照射手段により照射され、前記物品で反射した反射光の一部を透過させ、かつ、前記反射光から、透過した前記反射光の一部を除いた、残りの反射光を前記オペレータの側に反射させる、前記読取枠に嵌め込まれたハーフミラーと、
   を具備し、
   前記撮像面に結像した前記二次元画像から、前記物品に付された前記シンボルを認識することを特徴とするシンボル認識装置。
2. 前記読取枠に嵌め込まれた前記ハーフミラーの鏡面は、前記ケースの前記読取枠が形成された面と面一であることを特徴とする請求項１に記載のシンボル認識装置。
3. 前記ケースの前記読取枠が形成された面に対して前記ハーフミラーの鏡面を傾かせる傾き調整手段、をさらに具備したことを特徴とする請求項２に記載のシンボル認識装置。
4. 前記ハーフミラーの鏡面は、前記ケースの前記読取枠が形成された位置における前記撮像手段の撮像可能範囲と同一の大きさであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１に記載のシンボル認識装置。
5. 前記照射手段は、前記読取枠の上部及び下部の少なくとも一方に設けられ、前記読取枠の領域内に位置する前記物品に光を照射することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載のシンボル認識装置。
6. 決済装置と登録装置とを有するレジシステムにおいて、
   前記登録装置は、請求項１乃至５のうちいずれか１に記載のシンボル認識装置であることを特徴とするレジシステム。
7. 前記レジシステムは、セルフスキャニング方式であることを特徴とする請求項６に記載のレジシステム。

Images