JP6145049B2 - 読取装置、商品販売データ処理装置、及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、読取装置、商品販売データ処理装置、及びそのプログラムに関する。

従来、バーコードなどの被写体の読み取りを行うものとして読取装置がある。この読取装置は、透明ガラスよりなる読取窓に被写体を近づけることにより、被写体がＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子によりデータとして読み込まれ、その後は画像データとして編集や加工が可能となる。読取装置は読取窓に被写体が近づけられると、その読取窓の奥に潜ませている撮像素子により、撮像素子の読み取り範囲にあるものつまり被写体をデータとして取り込む。

この読取装置は、セルフＰＯＳ端末などの商品販売データ処理装置にも組み込まれて、使用されている。
上記商品販売データ処理装置は、買いもの客が商品の例えばバーコード情報を読取装置の読取窓にかざすと、撮像素子による読み取りを開始する。読み取ったバーコード情報は商品販売データを蓄積したファイル内の情報と照合し、この照合により得られた商品情報や請求金額等を表示画面に表示する。買いもの客は表示内容に誤りがないことを確認すると、コイン投入口から請求金額の支払いを行い、レシートを受けとって購入商品の決済を完了する。
昨今ではバーコードの読み取りだけでなく、商品そのものをオブジェクトとして認識する課題技術が進み、オブジェクト認識に好適な読取装置の提案が数多く出されている。赤外線を撮像素子の読み取り範囲に向けて被写体の検出用として照射するオブジェクト認識の読取装置も知られている。
しかしながら、撮像素子の読み取り範囲に向けて被写体の検出用として照射する赤外線の光が撮像画像に写り込むという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、撮像素子の読み取り範囲に向けて被写体の検出用として照射する赤外線の光が撮像画像に写り込むのを抑止する読取装置、商品販売データ処理装置、及びそのプログラムを提供することである。

実施形態の読取装置は、被写体を撮像する撮像手段と、上記撮像手段の読み取り範囲に被写体を観測するためのモニタ光（被写体を観測するためのモニタ光とは、例えば被写体の有無を検出するための赤外線の光、或いは被写体の距離を測定するための赤外線の光などを指す）を照射して上記被写体からの反射光を検出する光学式検出手段（例えば赤外線センサなど）と、上記撮像手段が上記被写体を撮像する間、上記モニタ光を照射した状態で、上記読み取り範囲への上記モニタ光の到達を抑止するモニタ光制御手段と、上記撮像手段により撮像された上記被写体の画像データを記憶部に取り込む画像取込手段と、を有する。

図１は、第１の実施形態にかかる読取装置の構成を模式的に示した図である。 図２は、読取装置の制御ブロック図である。 図３は、実施例１の、赤外線センサの発光素子の駆動回路図である。 図４は、モニタ光制御信号の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 図５は、実施例２の、赤外線センサの発光素子の駆動回路図である。 図６は、モニタ光制御信号の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 図７は、シャッターとモニタ光の光路との位置関係を示した図である。 図８は、商品販売データ処理装置として使用するセルフＰＯＳの概観斜視図である。 図９は、セルフＰＯＳの機能的構成を示すブロック図である。 図１０は、セルフＰＯＳの制御部において実行される本実施形態のプログラムの処理フローである。

本実施形態では、被写体を撮像する撮像手段として撮像装置の詳細を示す。また、撮像手段の読み取り範囲に被写体を観測するためのモニタ光を照射してその反射光を検出する光学式検出手段として赤外線センサの詳細を示す。また、撮像手段が被写体を撮像する間、読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止するモニタ光制御手段として赤外線センサ制御部と赤外線センサの駆動回路等の詳細を示し、撮像手段により撮像された被写体の画像データを記憶部に取り込む画像取込手段として画像取込部の詳細を示す。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる読取装置の構成を模式的に示した図である。
図１は、読取装置の内部構造が分りやすいように、読取装置の天井板と筐体の一部を取り除き、上面図で表している。
図１の読取装置１は、主に、赤外線センサ１０と、照明装置１１と、撮像装置１２と、制御ボード１３と、各装置１０〜１３を内部に収容して保護する箱型の筐体１４と、筐体１４の前面（図１において左側に位置する面）の開口部１５に設けた読取窓１６などにより構成されている。

赤外線センサ１０は、赤外線を発する発光素子１０−１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１０−１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。そして、それぞれを発光面と受光面とを読取窓１６に向けて配置する。
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。

撮像装置１２は、集光レンズ１２−１、撮像素子１２−２、および画像制御ボード１２−３を備える。集光レンズ１２−１は、読取窓１６にかざされた商品の像を撮像素子１２−２上に結像するもので、凸レンズなどにより構成されるものである。撮像素子１２−２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。画像制御ボード１２−３は、撮像素子１２−２の撮像をタイミング信号により開始または停止させるものである。画像制御ボード１２−３は、撮像動作時は、撮像素子１２−２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。

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。
赤外線センサ１０は、図１に示すように発光素子１０−１の発光面を読取窓１６に向け、また受光素子の受光面も読取窓１６に向けて配置する。これにより、発光素子１０−１の発光面から発した赤外線の光（被写体を観測するための光りであるので、以下、モニタ光と称することにする）は、読取窓１６を通過し、読取窓１６の外側（つまり筐体１４内部から読取窓１６ごしに見える筐体１４外側の一定領域）を照らせるようになっている。

図１においてモニタ光の照射範囲を破線Ａで示した。なお、この照射範囲は、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である。読取窓１６に商品Ｍがかざされると、商品Ｍからのモニタ光の反射光が読取窓１６を通じて筐体１４の内部に入射し、赤外線センサ１０の不図示の受光素子でその反射光を感知する。

また、読取窓１６に商品Ｍがかざされたときには、商品Ｍに均一の照明光が当たり、商品Ｍからの反射光が集光レンズ１２−１により撮像素子１２−２上に結像する。図１に、商品Ｍを撮像素子１２−２上に結像させることが可能な範囲（撮像素子１２−２による読み取り範囲）を破線Ｂで示した。商品Ｍは読取窓１６の外側でしかかざせないため、読取窓１６の外側の範囲が撮像素子１２−２の実質的な読み取り範囲となる。この範囲に商品が収まると、その像が撮像素子１２−２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１２−２による読み取り範囲となる。モニタ光は撮像素子１２−２の読み取り範囲に向けて照射されるため、撮像素子１２−２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。

図２は、読取装置の制御ブロック図である。
図２には、図１の読取装置１の赤外線センサ１０と、照明装置１１と、集光レンズ１２−１を有する撮像装置１２と、制御ボード１３に搭載される主制御部２０のブロック図を示している。主制御部２０は、撮像制御部２００と、画像取込部２０１と、赤外線センサ制御部２０２と、照明制御部２０３とを備え、各部１０〜１２を制御する。

撮像制御部２００は、撮像動作の開始や停止を示すタイミング信号（以下撮像タイミング信号とする）を生成し、この信号を撮像装置１２に出力して撮像素子１２−２の撮像開始や撮像停止を制御する。具体的には次のように制御する。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）で構成し、これを撮像装置１２に出力する。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、撮像素子１２−２は撮像動作を開始し、ＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルの信号に切り替わると、撮像素子１２−２は撮像動作を停止する。

本実施の形態では、後述する赤外線センサ制御部２０２からの検出信号をトリガにして、撮像制御部２００が、撮像タイミング信号をＨＩＧＨレベルに切替えて撮像開始を指示する。なお、読取装置１がスタンバイモードに有る場合は、赤外線センサ制御部２０２からの検出信号により、読取装置１が先ずスタンバイモードから復帰し、その後撮像制御部２００が撮像タイミング信号をＨＩＧＨレベルに切替える。また、撮像制御部２００は、後述する画像取込部２０１からの処理の終了信号をトリガにして、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。

画像取込部２０１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、内部メモリに展開するなどして画像解析処理を行い、詳しくは述べないが、例えば商品の特徴量の情報を抽出するなどして認識処理を行う。認識処理が終了すると上記終了信号を撮像制御部２００に出力する。

赤外線センサ制御部２０２は、撮像制御部２００で生成した撮像開始や撮像停止の撮像タイミング信号に合わせてモニタ光制御信号を生成し、発光素子１０−１のモニタ光を制御する。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モニタ光をＯＦＦし、撮像停止を示す立下りをトリガにしてモニタ光をＯＮにする。

なお、このモニタ光制御信号は、モニタ光のＯＮ及びＯＦＦのみならず、モニタ光の出力の変更や、モニタ光の光路を遮るシャッター開閉や、モニタ光の照射方向を読み取り範囲の外に向けるための赤外線センサの向き（発光素子面の向き）の変更など、読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止するための制御信号である。

また、赤外線センサ制御部２０２は、赤外線センサ１０の受光素子からの出力をモニタする。そして被写体を感知したことを知らせる出力を検出すると、撮像制御部２００に検出信号を出力する。一方、受光素子からの被写体を感知したことを知らせる出力が一定時間ないと、読取装置１はスタンバイモードに入り、赤外線センサ１０や赤外線検出機能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。

赤外線センサ制御部２０２が被写体を感知したことを知らせる出力を検出したときに、読取装置１が既にスタンバイモードにある場合は、先ず、主制御部２０がスタンバイモードから復帰し、その後、撮像制御部２００で赤外線センサ制御部２０２からの検出信号を検出する。

照明制御部２０３は、撮像制御部２００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へ点灯及び消灯を示す制御信号を送り、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。

次に、上記モニタ光制御信号の制御対象ごとに実施例で説明する。
（実施例１）
実施例１では、モニタ光の出力を低下させて発光量を抑えることにより、読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止する赤外線センサの制御例を示す。
図３は、実施例１の、赤外線センサ１０の発光素子１０−１の駆動回路図である。
図３の駆動回路は、赤外線発光ダイオードＤ、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ、および３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３で構成されている。
抵抗Ｒ１は発光ダイオードＤを少ない出力で発光させるためのものである。
抵抗Ｒ２は発光ダイオードＤを流れる電流値を制御するためのものである。
抵抗Ｒ３はＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒのベース（Ｂ）の電流を制御するためのものである。

この回路で上記モニタ制御信号は入力端子Ｐに入力される。
入力端子Ｐに出力抑制信号を示す０Ｖの電圧を印加すると、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒのベース（Ｂ）に電流は流れず、コレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間に電流は流れない。従って、抵抗Ｒ１により決まる少ない電流が発光ダイオードに流れ込み、低出力のモニタ光を得る。

一方、入力端子Ｐに出力開放信号を示す電源電圧を印加すると、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒのベース（Ｂ）に所定のベース電流が流れ、コレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間に電流が流れるようになる。従って、抵抗Ｒ１に並列接続された抵抗Ｒ２により発光ダイオードＤに流れ込む電流が増大し、低出力から高出力のモニタ光へと切り替わる。ただし、この場合定格内の電流が流れるように抵抗Ｒ２の値を選択する。

なお、撮像画像に対するモニタ光の影響が無視できない場合は、商品などの被写体を撮像して得た撮像画像（または撮像データ）において、モニタ光の写りこみの影響を無視できる程度にまでモニタ光の出力を下げる必要がある。この出力レベルは、予めモニタ光の写りこみテストをして、画像データの解析に支障のない出力レベルを利用する。例えば、発光ダイオードの出力レベルを一定にして被写体となる商品にモニタ光を照射し、その照射光を商品に当てたまま撮像を行う。この手順を出力レベルを段階的に下げながら複数回繰り返し、生成された画像データにおける商品の認識率を画像データごとに算出する。そして認識率が高い出力レベル（例えば８０％を超える出力レベル）を発光ダイオードの低い方の出力レベルとして採用し、抵抗Ｒ１、Ｒ２の値を決める。

図４は、上記モニタ光制御信号の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。タイミングチャートの横軸は時間軸を表し、縦軸は入力端子Ｐの入力電圧を示す。
図４にはモニタ光制御信号ＳＤ１と、この信号との比較のため撮像タイミング信号ＳＤ２を並べて配置している。なお、撮像タイミング信号ＳＤ２の縦軸は２つの状態つまり撮像中（ＨＩＧＨレベル）と撮像停止（ＬＯＷレベル）を示している。

図４に示すように、モニタ光制御信号ＳＤ１は、撮像タイミング信号ＳＤ２の変化に追随して、各時点で撮像タイミング信号ＳＤ２の信号レベルと反対の信号レベルをとる。
本実施例では、赤外線センサ制御部２０２は、撮像制御部２００から出力される撮像タイミング信号をインバータなどにより反転させて取り込み、最大電圧値を電源電圧とし、最小電圧値を０Ｖとする電圧レベル変換を施して発光素子１０−１の入力端子Ｐに信号を出力する。

図４を詳細に見てゆくと、撮像タイミング信号ＳＤ２は時刻ｔ０から時刻ｔ１まではＬＯＷレベル（つまり撮像停止の状態）をとり、このときモニタ光制御信号ＳＤ１は電源電圧レベル（つまり高出力発光）をとる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは撮像タイミング信号ＳＤ２はＨＩＧＨレベルをとり（つまり撮像中であり）、一方のモニタ光制御信号ＳＤ１はグランド電圧レベル（つまり低出力発光）をとる。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは撮像タイミング信号ＳＤ２はＬＯＷレベル（つまり撮像停止の状態）をとり、一方のモニタ光制御信号ＳＤ１は電源電圧レベル（つまり高出力発光）をとる。その後も、時刻ｔ４と時刻ｔ５のそれぞれのタイミングで各信号ＳＤ１、ＳＤ２は信号レベルを反転させる。

このようにモニタ光制御信号ＳＤ１を撮像タイミング信号ＳＤ２に追随させ、各時点でモニタ光制御信号ＳＤ１の信号レベルを撮像タイミング信号ＳＤ２の信号レベルとは反対の状態をとるようにする。

このようにすることにより、赤外線センサ１０は次のように作用する。
グランド電圧レベルから電源電圧レベルへの信号の切替えでは、発光素子１０−１が動作上最適な電流値で駆動する。このようにして赤外線センサ１０は、モニタ光の商品検出に必要な出力を得る。また、電源電圧レベルからグランド電圧レベルへの信号の切替えでは、発光素子１０−１が低い電流値で駆動する。このようにして撮像時におけるモニタ光の影響を排除する。

続いて、このタイミングチャートに沿って読取装置１での動きを見てゆく。
時刻ｔ０から時刻ｔ１は撮像タイミング信号ＳＤ２がＬＯＷレベルなので撮像素子１２−２は撮像を停止している。これは読み取り範囲（図１の読み取り範囲Ｂ）に商品がないことを意味する。

赤外線センサ制御部２０２は、この間、モニタ光制御信号ＳＤ１として電源電圧レベルの信号を赤外線センサ１０へ出力する。これにより赤外線センサ１０は高出力で駆動し、商品の検出が可能な出力レベルのモニタ光を上記読み取り範囲に照射する。

時刻ｔ１は、上記読み取り範囲に商品が入ったときの状態である。商品が上記読み取り範囲に入ると、商品からの、モニタ光の反射した光を、赤外線センサ１０の受光素子１０−２が感知し、赤外線センサ制御部２０２でその検出信号を受信する。赤外線センサ制御部２０２は、検出信号レベルが所定レベルを超えるとき商品が上記読み取り範囲にあると判断し、撮像制御部２００へ検出信号を出力する。撮像制御部２００は、撮像タイミング信号ＳＤ２をＨＩＧＨレベルに切り替える。これと略同時に、赤外線センサ制御部２０２は、モニタ光制御信号ＳＤ１をグランド電圧レベルに切り替える。

つまり、撮像装置１２は時刻ｔ１になると撮像を開始し、この撮像中、赤外線センサ１０は発光素子１０−１から低出力のモニタ光を照射する。

時刻ｔ２は、例えば画像取込部２０１が商品の画像認識処理の終了を撮像制御部２００に通知することにより、撮像制御部２００が撮像タイミング信号ＳＤ２をＬＯＷレベルに切り替える。赤外線センサ制御部２０２は、撮像制御部２００の撮像タイミング信号ＳＤ２の切替えに追随してモニタ光制御信号ＳＤ１を電源電圧レベルに切替える。
つまり、撮像装置１２は時刻ｔ２になると撮像を停止し、この間、赤外線センサ１０は発光素子１０−１から読み取り範囲に向けて高出力のモニタ光を照射する。

以後も同様の方式で撮像タイミング信号ＳＤ２とモニタ光制御信号ＳＤ１の信号レベルを切替える。

以上のように本実施例では発光ダイオードに流れる電流値を変えることによりモニタ光の出力を低下させた。しかし、この方法に限らず他の方法を用いても良い。例えば、発光ダイオードをＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）信号で駆動し、ＰＷＭ信号のデューティー比（パルス幅）を替えることにより、つまり高出力で発光させる場合はデューティー比を１００％に設定して発光ダイオードを光らせ、低出力で発光させる場合はデューティー比を例えば１０％以下にして発光ダイオードを光らせる。このようにすることにより、発光ダイオードの発光時間が減少するので、平均の発光量を低下させることができ、その結果、モニタ光の出力が低下する。

以上のように本実施例では撮像時にモニタ光の出力を低下させ、撮像素子の読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止できる。これにより撮像データへのモニタ光の写り込みを排除するまたは大幅に低減することができる。

（実施例２）
実施例２では、モニタ光を消すことにより、読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止する赤外線センサの制御例を示す。
図５は、実施例２の、赤外線センサ１０の発光素子１０−１の駆動回路図である。
図５の駆動回路は、赤外線発光ダイオードＤ１、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１、および２つの抵抗Ｒ４、Ｒ５で構成されている。

抵抗Ｒ４は発光ダイオードＤ１を定格の電流および電圧で駆動させるためのものである。
抵抗Ｒ５はＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１のベース（Ｂ）の電流を制御するためのものである。

上記モニタ制御信号は入力端子Ｐ１に入力される。
入力端子Ｐ１に出力抑制信号を示す０Ｖの電圧を印加すると、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１のベース（Ｂ）に電流は流れず、コレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間に電流は流れない。従って、発光ダイオードＤ１は電流が流れないため、発光しない。

一方、入力端子Ｐ１に出力開放信号を示す電源電圧を印加すると、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１のベース（Ｂ）にベース電流が流れ、コレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間に電流が流れるようになる。従って、発光ダイオードＤ１は、定格の電流が流れて発光する。

図６は、上記モニタ光制御信号の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。タイミングチャートの横軸は時間軸を表し、縦軸は入力端子Ｐ１の入力電圧を示す。
図６にはモニタ光制御信号ＳＤ３と、この信号との比較のため撮像タイミング信号ＳＤ２を並べて配置している。なお、撮像タイミング信号ＳＤ２の縦軸は２つの状態つまり撮像中（ＨＩＧＨレベル）と撮像停止（ＬＯＷレベル）を示している。

なお、図６のタイミングチャートは図４のタイミングチャートと重なる部分が多いので、ここでは異なる部分のみ説明する。

図６に示すように、モニタ光制御信号ＳＤ３は図４のモニタ光制御信号ＳＤ１において「高出力」が「点灯」に変わり、「低出力」が「消灯」に変わったものである。モニタ光制御信号ＳＤ３がとるレベル値はモニタ光制御信号ＳＤ１のレベル値と同じであるが、発光素子の駆動回路の違いから発光状態が異なっている。

図６に示すように、撮像中の時刻ｔ１から時刻ｔ２と、時刻ｔ３から時刻ｔ４において発光ダイオードは発光せず、消灯の状態をとる。
実施例２では、撮像素子により撮像が行われている間はモニタ光の照射を完全に止めることになる。従って、実施例２の構成では、撮像素子の読み取り範囲へのモニタ光の到達を完全に抑止できる。これにより撮像データへのモニタ光の写り込みを完全に排除することができる。

（実施例３）
実施例３では、モニタ光の光路に遮断物を配置することにより、読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止する赤外線センサの制御例を示す。
図７は、シャッターとモニタ光の光路との位置関係を示した図である。なお図７のシャッター機構は簡略的に示したものである。

図７においてシャッター機構は、シャッター収納部７００と、シャッター収納部７００において進退自在に移動できる磁性体のシャッター（遮光板）７０１と、シャッター収納部７００と遮光板７０１の一端に取り付けられた引っ張りばね７０２と、遮光板７０１の進行方向上に配置された電磁石７０３とで構成されている。遮光板７０１はモニタ光を完全に覆うことのできるように所定の面積を有するものを使用している。また電磁石７０３はＯＮとＯＦＦの信号により、駆動と停止を制御する。

図７（ａ）は、電磁石７０３に電流が流れていないときのもので、遮光板７０１は引っ張りばね７０２によりシャッター収納部７００に収められる。
図７（ｂ）は、電磁石７０３に電流を流したときのもので、遮光板７０１は電磁石７０３の磁力によりひきつけられ、モニタ光の光路（図７の破線で示す範囲Ａ１）をその位置で完全に遮断する。このとき、引っ張りばね７０２は付勢し、電磁石７０３の電流をきると、引っ張りばね７０２の付勢力により遮光板７０１がシャッター収納部７００に収まり、図７（ａ）の状態に戻る。

図７に示すシャッター機構では、電磁石７０３を駆動するためのＯＮ信号と解除するためのＯＦＦ信号を、赤外線センサ制御部からＯＮとＯＦＦのモニタ光制御信号として出力すればよい。

本実施例では、１枚の遮光板と１個の電磁石を用いてシャッター機構を構成した。しかし、その他にも、２枚の遮光幕の走行によってシャッターを制御するフォーカルプレーンシャッターや、複数のシャッター羽を円形に組み合わせて光路を遮蔽するレンズシャッターや、電圧の制御により分子配列を変えて光の透過と遮蔽を制御する液晶シャッタなどを利用しても良い。

また、本実施例では発光素子を固定し、遮断物を動かす構成としたが、これに限らず、遮断物を固定し発光素子を動かす、或いは遮断物および発光素子を共に動かす構成としても良い。発光素子を動かす場合は、モニタ光の光路を撮像素子の撮像領域から外すようにすると良い。

実施例３では、撮像素子により撮像が行われている間はモニタ光の光路を遮光板で遮断することになる。従って、実施例３の構成では、撮像素子の読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止できる。これにより撮像データへのモニタ光の写り込みを完全に排除することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態の読取装置の主制御部の機能を、商品販売データ処理装置の制御部により実現する好適な例を示す。
図８は、商品販売データ処理装置として使用するセルフＰＯＳの概観斜視図である。

図８のセルフＰＯＳ８は、本体８０の上部に、タッチ入力式のディスプレイ８１を備える。ディスプレイ８１はタッチセンサ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。

ディスプレイ８１の下方には利用者の正面に向けて読取窓８２を配置させた読取装置８３が収納されている。読取窓８２からその一部を覗かせる読取装置８３内部には、読取窓８２に商品がかざされたことを検出する赤外線センサ８４がその発光面および受光面を読取窓８２側に向けて配置されている。

読取装置８３は第１の実施形態に示す読取装置と同様の構造を有するものである。従って読取窓８２に商品をかざすと、読取装置８３は商品そのものを内蔵の撮像素子で撮像し、撮像データを本体８０の制御部へ送信する。

なお、図８には示されていないが、読取装置８３の内部には読取窓８２にかざされた商品に均一に光をあてるための照明装置が配置されている。
セルフＰＯＳ８は本体８０の正面右側にハンドスキャナ８５を備えている。
本体８０の天板にはポールを備え、そのポールの上部に、セルフＰＯＳ８での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警告灯８６が取り付けられている。

セルフＰＯＳ８は本体８０の中央に、ポイントカードやクレジットカードを挿入するためのカード挿入口８７を備えている。カード挿入口８７の左隣にはレシート発行用のレシート発行口８８を備えている。本体８０の内部にプリンタを搭載しており、このプリンタで印字したレシートをレシート発行口８８から出力する。

セルフＰＯＳ８は本体８０の中段部分に、精算用の紙幣の入金や釣り紙幣の受け取りを行うための紙幣入出金口８９、精算時に硬貨を投入するための硬貨投入口９０、釣り硬貨を受け取るための硬貨取出口９１等を備えている。
セルフＰＯＳ８は本体８０の正面右側に未精算の商品を置くための商品載置台９２を備え、正面左側に精算済みの商品を置くための商品載置台９３を備える。

商品載置台９３の上面にポールが立設し、このポールの上部に、精算済みの商品を一時的に置いておくための一時置き台９４を備える。また、一時置き台９４の手前には、袋を掛けるための袋掛けフック９５を備える。商品載置台９３の内部には、商品載置台９３と袋掛けフック９５と一時置き台９４とに加わる重量を計量する計量器９６を備える。

次に、セルフＰＯＳ８の機能的構成について説明する。
図９は、セルフＰＯＳの機能的構成を示すブロック図である。セルフＰＯＳ８は、ＣＰＵと、記憶手段として機能するＲＯＭおよびＲＡＭ（いずれも不図示）等から構成されるコンピュータ構成の制御部８００を備えている。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。

制御部８００には、各種インタフェースやバスＢＬを介して、通信Ｉ／Ｆ８０１、カードリーダ８０２、ハンドスキャナ８０３、タッチパネル８０４、ディスプレイ８０５、警告灯８０６、入出金ユニット８０７、プリンタ８０８、計量器８０９、ＨＤＤ８１０、以下の読取装置等の機器が接続されている。

読取装置は、第１に実施形態で示した読取装置と同様に、撮像装置８１１と、赤外線センサ８１２と、照明装置８１３と、制御部８００の撮像制御部８００−１と、画像取込部８００−２と、赤外線センサ制御部８００−３と、照明制御部８００−４によって構成されるものである。

撮像装置８１１は、レンズ、撮像素子、および撮像制御ボード等により構成されている。
赤外線センサ８１２は、発光部と受光部を備える。発光部として赤外線発光ダイオード、受光部として赤外線フォトダイオードなどが使用される。
照明装置は白色の発光ダイオードが使用される。

制御部８００は、これら各機器８０１〜８１３を制御し、セルフＰＯＳ８のシステム全体を制御する。
カードリーダ８０２は、カード挿入口８７に挿入されたポイントカードやクレジットカードの情報を読み取り、制御部８００に通知する。
ハンドスキャナ８０３は、商品のバーコード情報を読み取り、制御部８００に通知する。

タッチパネル８０４は、ディスプレイ８１に表示された各種画面に従って客が選択した選択ボタンや入力した情報を制御部８００に通知する。
ディスプレイ８０５は、商品情報を入力するための入力画面や、読取装置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。
警告灯８０６はセルフＰＯＳ８での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。

入出金ユニット８０７は、紙幣入出金口８９、硬貨投入口９０、および硬貨取出口９１等における紙幣や硬貨の入出金を管理する。
プリンタ８０８は、会計処理後にレシートを印刷し、これをレシート発行口８８に導く。
計量器８０９は、商品載置台９３と袋掛けフック９５と一時置き台９４とに加わる重量を計量し、計算結果を制御部８００に通知する。

ＨＤＤ８１０は、不図示の商品マスタ（商品販売データ）を格納している。商品マスタは、商品コードに対応させて、商品名、単価、商品の重量範囲が設定された設定重量範囲等の各種商品情報を記憶している。

制御部８００は、通信Ｉ／Ｆ８０１を介してＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮＴで接続されたストアサーバ９００やセルフチェックの各処理を補助する店員（アテンダント）用のアテンダント端末（不図示）と相互に通信を行うことができる。ストアサーバ９００は店舗内に設置された１台または複数台のセルフＰＯＳ８で行われる商品販売登録処理等の管理を全般的に行う。
ストアサーバ９００は、通信Ｉ／Ｆ８０１およびネットワークＮＴを介してセルフＰＯＳ８とデータ通信を行い、商品マスタのデータを更新したり、編集したりすることができる。

次に、セルフＰＯＳ８のより詳細な機能的構成について説明する。セルフＰＯＳ８の制御部８００は、ＲＯＭに格納された本実施形態のプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、図に示すように、撮像制御部８００−１と、画像取込部８００−２と、赤外線センサ制御部８００−３と、照明制御部８００−４として機能する。
図１０は、セルフＰＯＳ８の制御部８００において実行される本実施形態のプログラムの処理フローである。

先ず、ユーザによりセルフＰＯＳ８の電源が押されるなどして、基本プログラムが起動し、イニシャライズなどの初期設定処理が行われるなどして、本プログラムが立ち上がる。
本プログラムでは、先ず、本体装置８０の電源ＯＦＦの処理が実行されたかどうかを判定する（ステップＳ１）。ＹＥＳ判定の場合本プログラムの処理を終了する。
ステップＳ１でＮＯ判定の場合、赤外線センサ８１２の受光素子から所定の検出信号があるか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定では、例えば受信素子が所定レベル以上の光を検知したときに所定の検出信号があると判定する。

ステップＳ２でＮＯ判定の場合、カウンタを「＋１」加算して、経過時間をカウントアップする（ステップＳ３）。
続いて所定カウントに到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。
ステップＳ４でＮＯ判定の場合、ステップＳ１からの処理を繰り返し、ステップＳ３でカウンタを更に「＋１」加算する。

これにより、カウントが増え続け、所定カウント数に達すると、ステップＳ４でＹＥＳ判定となり、読取装置８３をスタンバイモードに切替える（ステップＳ５）。
その後、本体装置８０の電源ＯＦＦの処理が実行されたかどうかを判定し（ステップＳ６）、ＹＥＳ判定の場合は本プログラムを終了する。

ステップＳ６でＮＯ判定の場合、赤外線センサ８１２の受光素子から所定の検出信号があるか否かを判定する（ステップＳ７）。この判定も、ステップＳ２と同様に、例えば受光素子が所定レベル以上の光を検知したときに所定の検出信号があると判定する。
ステップＳ７でＮＯ判定の場合、ステップＳ６からの処理を繰り返す。
ステップＳ７でＹＥＳ判定の場合、スタンバイモードから復帰して（ステップＳ８）、カウンタを「０」にリセットする（ステップＳ９）。

ステップＳ９に続く処理は、ステップＳ２でＹＥＳ判定のときに続く処理と同じである。
つまり、モニタ光をＯＦＦにして（ステップＳ１０）、撮像信号をＨＩＧＨレベルに切替える（ステップＳ１１）。このとき、撮像信号がＯＮになり、撮像が開始される。

続いて、画像取込部８００−２から通知があるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定は、画像取込部８００−２からの画像解析処理が終了したことを知らせる信号を受信することにより通知があったと判定する。
ステップＳ１２でＹＥＳ判定になると、撮像信号をＬＯＷレベルにし（ステップＳ１３）、モニタ光をＯＮにする（ステップＳ１４）。つまり、このタイミングで撮像を停止し、モニタ光を照射する。

その後はステップＳ１の処理に戻り、ステップＳ１から同様に処理を繰り返す。
以上のように本実施形態のプログラムを実行することにより、セルフＰＯＳは次のように作用する。
商品の撮像中にモニタ光を照射しないため、商品に均一に当てた照明光の反射光のみからなる画像データを取得できるようになる。つまり画像情報の一部欠落や誤った情報の取得がなくなり、過不足なく商品画像をデータ化することができる。これにより、後段の画像解析処理において、商品の正しい判定ができるようになるため、商品の読取処理の効率化が図れるようになる。

よって、制御部８００は、画像取込部８００−２の画像解析処理により認識された商品のオブジェクトに基づいて、このオブジェクトに対応する商品販売データをＨＤＤ８１０の商品マスタから抽出し、ディスプレイ８０５に商品候補や商品情報と共に確認画面を表示する。ユーザはその商品候補の中から商品に一致するものを選択し、入力する。制御部８００は、選択された商品の金額等表示する会計画面をディスプレイ８０５に表示し、商品の決済処理をする。決済処理としては、紙幣入出金口８９や硬貨投入口９０から入出金ユニット８０７へ現金を投入し、お釣りを硬貨取出口９１から受け取る現金決済処理や、カードリーダ８０２からポイントカードやクレジットカードの情報を読み取り、制御部８００に通知して、商品決済するカード決済処理などがある。
以上のように本実施形態では、撮像素子の読み取り範囲へのモニタ光の到達を抑止できる。これにより撮像データへのモニタ光の写り込みを排除することができる。

本実施形態のセルフＰＯＳで使用する各種プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供し、セルフＰＯＳ等のフラッシュＲＯＭなどに読み込ませて実行してもよい。

また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。

上述した各実施形態では、商品検出のためにまたはスタンバイモードのＯＮとＯＦＦのトリガに使用する赤外線センサの照射光の影響を解決したが、これに限らず被写体を観測するための光を照射するものであれば、その他の形態に適用して良い。例えば商品との距離測定のための赤外線センサの照射光の影響を解決することに適用すれば、同様の効果が得られる。

以上の各実施形態において、読取装置および商品販売データ処理装置についていくつかの構成を説明したが、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。

１ 読取装置
１０ 赤外線センサ
１０−１ 発光素子
１１ 照明装置
１２ 撮像装置
１２−１ 集光レンズ
１２−２ 撮像素子
１２−３ 画像制御ボード
１３ 制御ボード
１４ 筐体
１５ 開口部
１６ 読取窓

特開２０１２−２１６１８２号公報

Claims (5)

1. 被写体を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の読み取り範囲に前記被写体を観測するためのモニタ光を照射して前記被写体からの反射光を検出する光学式検出手段と、
   前記撮像手段が前記被写体を撮像する間、前記モニタ光を照射した状態で、前記読み取り範囲への前記モニタ光の到達を抑止するモニタ光制御手段と、
   前記撮像手段により撮像された前記被写体の画像データを記憶部に取り込む画像取込手段と、
   を備えることを特徴とする読取装置。
2. 前記モニタ光制御手段は、前記撮像手段が前記被写体を撮像する間、前記モニタ光の出力を低下させる、
   ことを特徴とする請求項１記載の読取装置。
3. 前記モニタ光制御手段は、前記撮像手段が前記被写体を撮像する間、前記モニタ光の光路に遮断物を配置する、
   ことを特徴とする請求項１記載の読取装置。
4. 商品を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の読み取り範囲にモニタ光を照射して前記商品からの反射光を検出する光学式検出手段と、
   前記撮像手段により撮像された前記商品の画像データから画像を解析する画像取り込み手段と、
   前記撮像手段が前記読み取り範囲の商品を撮像する間、前記モニタ光を照射した状態で、前記読み取り範囲への前記モニタ光の到達を抑止するモニタ光制御手段と、
   複数の商品販売データを記憶する商品販売データ記憶手段と、
   前記画像取り込み手段の解析結果に基づいて前記商品に対応する商品販売データを前記商品販売データ記憶手段から抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された商品販売データに基づいて前記撮像手段で撮像された商品の決済処理を行う決済手段と、
   を備えることを特徴とする商品販売データ処理装置。
5. 被写体を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の読み取り範囲にモニタ光を照射して前記被写体からの反射光を検出する光学式検出手段と、
   前記撮像手段が前記被写体を撮像する間、前記モニタ光を照射した状態で、前記読み取り範囲への前記モニタ光の到達を抑止するモニタ光制御手段と、
   前記撮像手段により撮像された前記被写体の画像データを記憶部に取り込む画像取込手段と、
   をコンピュータに実現させるプログラム。

Images