JPH1096860A - スプリットビームを用いた光学式文字読み取り装置 - Google Patents
スプリットビームを用いた光学式文字読み取り装置Info
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- JPH1096860A JPH1096860A JP9122685A JP12268597A JPH1096860A JP H1096860 A JPH1096860 A JP H1096860A JP 9122685 A JP9122685 A JP 9122685A JP 12268597 A JP12268597 A JP 12268597A JP H1096860 A JPH1096860 A JP H1096860A
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Abstract
タを読み取る。 【解決手段】指示面11の上のドキュメント10上の、
読み取るデータの半分13の反射光12は、撮像デバイ
スレンズ14によって、焦点が合わされ、第1のイメー
ジをイメージ面15に供給する。データの残りの半分1
7の反射光16は、鏡18によって横方向に反射され、
鏡19によってレンズ14に向かって反射される。鏡1
8と19の一方もしくは両方は、データ17の第2のイ
メージが、イメージ面15においてデータ13の第1の
イメージの上側もしくは下側に位置するように傾けられ
ている。
Description
り装置に関するものである。
などのドキュメントの機械読み取りに用いられる光学式
文字読み取り装置に関するものである。このようなドキ
ュメントは、通常、グラフィックやアルファベットと数
字のシンボルやテキストなどを含んでいる。そして、こ
れらのいくつかは、しばしばコード化されている。これ
らのデータのほとんどは、ユーザと光学式文字読み取り
装置の双方にとって、見ることができ、読みとることが
できるものである。また、適性な光学式読み取り装置に
よってのみ読みとることのできるデータがドキュメント
に含まれていることもある。そして、機械読み取り可能
なテキストの一部または全部が、通常の光の下で見るこ
とができるものである必要はなく、それを読み取るため
に、特殊な光源を必要とすることもある。
は、光検知デバイスとして、電化結合素子またはCCDア
レイを用いており、より古い装置ではオルシコンチュー
ブのような撮像デバイスを用いている。読み取るべきド
キュメントは適性な光源に照らされ、シャープで、ピン
トのあった画像が、適性なレンズシステムによって、画
像検出デバイスに供給される。そして、このイメージ
は、適当な電子的デバイスによって、ドキュメントの一
部の電子的イメージに、変換される。ここで、本明細書
では、便宜上、焦点を合わせるレンズシステムと光検知
デバイスの組み合わせを、まとめて「撮像デバイス」と
呼ぶことにする。
略化でき、かつ、比較的安価な標準的なCCDアレイを用
いて撮像デバイスを構成できる、より好ましい光学式文
字読み取り装置を提供するものである。本発明は、たと
えば、一本のラインや二三本のラインのイメージや、テ
キストのイメージを、2つの隣接した同じ長さのセクシ
ョンに分割し、少なくとも、そのうちの一つを、他方の
上(または下)の位置まで、水平および垂直方向にずら
す光学システムを提供する。二つのセクションの長さを
適切に選ぶことにより、標準的なCCDアレイを用いて、
両方を一度に読み取ることができるようになる。
読み取り装置が提案されている。このような装置では、
半分もしくは全部に銀メッキした鏡がビームを2以上の
部分に分けるために用いられる。また、このようにして
分けられた各部分は分離して設けられた撮像デバイスに
よって読み取られる。ここで、このようなアプローチを
とる例としては、CraineらのUS 4,634,882や、Diehlら
の CA 2,074,127がある。これら送付の装置は、機械読
み取り可能な証印( Indicia )の異なる部分が、分離し
た撮像デバイスによって読み取られる。Diehlらは、単
一のイメージを、それぞれ分離して読み取られる3つの
部分に分割している。また、CraineらとDiehlらの双方
とも、撮像デバイスからの信号から一個または数個のイ
メージを生成するのに適当な電子的手段を用いている。
に分離することも、また、提案されている。この数個の
イメージは、それぞれ、オリジナルの色のうちのいくつ
かだけを表したものとなる。このタイプの装置は、色フ
ィルタを用いるOraruのCA 2,107,823や、色分離に異な
る解析格子を用いるSetaniのUS 5,223,703に記述されて
いる。
結合器と呼ばれるものを用いた、異なる装置が、Mitaの
US4,956,547に記載されている。Mitaの読み取り装置で
は、分離した光源と鏡システムによって、単一のドキュ
メントの両面からの画像が、撮像デバイスに与えられ
る。しかし、ドキュメントの両面を同時に読み取ること
ができない。画像のビームをさえぎるか、二組の照射光
のオンオフを切り換えることにより、ドキュメントの各
面の画像が逐次読み取られる。
の一方、もしくは、両方をもっているように思われる。
その第1は、一度にドキュメントの小さな部分しか読み
取ることができないことである。そして第2は、特別に
形成された撮像デバイスが必要なことである。この結
果、撮像デバイスが高価なものとなるか、読み取られる
イメージが撮像デバイスの一部しかカバーしないという
点において効率的に撮像デバイスを用いることができな
いことになる。言い換えれば、撮像デバイス中の光検知
アレイのアスペクト比(アレイの横縦比)と、ドキュメ
ントの読み取られる情報のアスペクト比が整合していな
い、また、近似してもいない。
問題を解決し、最もありふれた(同時に最も廉価な)C
CDアレイ装置を、単一のパスで、ドキュメントの機械
読み取り可能なフィールドを可能な限り読み出すため
の、最適な方法に、使用可能とする光学的システムを提
供することを課題とする。
能なドキュメントでは、光学的文字認識フィールドは、
典型的には1:3から1:5のアスペクト比を持ってお
り、画像文字のフィールドの幅は、3倍から5倍、その
フィールドの高さより大きい。たとえば、機械読み取り
可能なパスポートでは、機械読み取り可能なゾーンは、
典型的には高さ23.5mm、幅125mmであり、アスペ
クト比は1:5.32となる。
ペクト比の光検知アレイを用いて構成することができ
る。しかし、実際上は、撮像デバイスは、正方形か長方
形の形でのみ作成される。正方形形式の撮像デバイス
は、天文などの特定の科学的用途や、それが設計された
特定の用途などにのみ用いられるものであり、それが少
数しか製作されないこともあって、高価なものである。
一方、長方形の形の撮像デバイスは、いくつかのアスペ
クト比で作成されている。いくつかの機械視力の用途で
は、1:1から1:1.5のアスペクト比が用いられて
いる。これらのデバイスもまた、それが限定的で特定の
用途向けに少数しか製作されないこともあって、比較的
高価である。
ペクト比は、普通のテレビ画面のものであり、このよう
な撮像デバイスは、コンピュータ端末などの様々な装置
にも用いられている。VTR一体型カメラなどを含むTVカ
メラや、監視カメラや、セキュリティスキャナは、約
3:4か1:1.33のアスペクト比の、他の標準的な
長方形形式の画像を用いている。これは、多くの用途で
のデバイスの使用の増加が、大量の高品質の光検知アレ
イの製造、また、これによる価格の低下の影響を与えて
いることによる。その結果、他のタイプのあるものには
数千ドルかかるのに対して、TVの慣例に沿ったアスペ
クト比をもつ高品質の光検知アレイには、数十ドルしか
費用かからないようになっている。このアスペクト比の
撮像デバイスは、利用が増加しているデジタルシステム
を含む各種電子装置をサポートする広い範囲をもってお
り、普通のTVカメラは一例にすぎない。
に整合していないアスペクト比のイメージを、整合する
ものに変換し、撮像デバイスの光検知アレイの利用可能
なエリアのほとんどを有効に利用することのできる光学
システムを提供せんとするものである。これは、見える
イメージを二つの同じ部分に分割し、少なくとも一方の
部分を、他方に隣接するように、他方に対して縦軸に相
対的に動かし、イメージを組み合わせて撮像デバイスで
読み出すようにする光学システムとして実現される。こ
のような処理によって、約1.5:8のアスペクト比を持
つ寸法のイメージは、まず、各々1.5:4のアスペク
ト比をもつ2つのイメージに分割され、そして、標準的
なTVカメラの比に整合する約3:4のアスペクト比をも
つ単一のイメージとして組み合わされる。言い換えるな
らば、撮像デバイスの光検知アレイのおおよそ半分の高
さと2倍の幅をもつ一つのラインのイメージは、光検知
アレイと略同じ高さと幅をもつ2本のラインに変換され
る。
A:2Bのイメージを、約2A:Bのイメージに変換する
ドキュメント読み取り装置の光学システムを提供せんと
するものである。ただし、2A<Bである。
ト比が略2A:B(但し、2A<B)のイメージフィールド
とを持つ撮像デバイスによって、縦横のアスペクト比が
A:2Bのデータのイメージを電気信号に変換するドキュ
メント読み取り装置のための、光学システムであって、
前記光学システムは、撮像デバイスとドキュメントの間
の反射光のパス中に、少なくとも一つの鏡が傾いている
鏡のペアを、少なくとも一つ有し、少なくとも一つの鏡
のペアにおいて、第1の鏡は、データのイメージの第1
の半部分を横方向に、第1の鏡より撮像デバイスの光軸
に近い位置に配置された第2の鏡に向かって反射し、第
2の鏡は、データのイメージの第1の半部分のイメージ
を、撮像デバイスの光軸に平行に反射し、撮像デバイス
のイメージフィールドに、2つのイメージを、両方で略
2A:Bのアスペクト比を持つように供給することを特徴
とする光学システムを提供する。
である。
の半分より多くを含み、少なくとも、一方のイメージの
端の一部は、他方のイメージの逆方向の端部に含まれる
ようにする。
ュメントと撮像デバイスの間の光のパス中に、二組の鏡
のペアを含み、第1のペアはデータのイメージの第1の
半部分のイメージを反射し、第2のペアはデータのイメ
ージの第2の半部分のイメージを反射して、前記2つの
イメージを供給するようにする。
において、第1の鏡が傾いているようにしても良い。逆
に、各鏡のペアもしくは一つの鏡のペアにおいて、第
1、第2の鏡のペアが傾いているようにしてもよい。
て説明する。
示したラインは、撮像デバイスの光軸を表している。ま
た、各図では、撮像デバイスから供給された光学的イメ
ージ信号を、視認可能なイメージに変換する電子装置の
図示は省略している。
X、幅Yを持つ、アルファベットと数字の典型的な短い
テキストを1で示した。図示するように、この短いテキ
ストのX:Yのアスペクト比は1.5:8である。アス
ペクト比3:4の従来の装置によって、このテキストを
読み取る主な方法は二つある。同時に8文字読みとれる
ように、そのサイズを縮小する方法と、4文字づつの2
組として読み取る方法である。サイズを縮小して読み取
る場合には、有効なアスペクト比が0.75:4となる
ように文字を50パーセントに縮小しなければならず、
この場合、撮像デバイスの利用可能な撮像フィールドの
1/4しか使用しないことになる。一方、もし、単純
に、2つの等しい部分に分けるとすると、これらはアス
ペクト比1.5:4となるが、テキストを読み取るのに
2手順必要となるし、撮像デバイスの撮像フィールドに
半分しか使わないことになる。
採用しない。その代わり、図2に示すように、反射イメ
ージのビームを2つの部分に少なくとも他の一つの鏡を
用いて、図1の3、4に示すように分割する。これらの
イメージは、少なくとも一つの鏡を用いて図1の5、6
に示すように再度一体化され、図1の7、8に示すよう
にオリジナルのイメージの半分が他方の半分の上に置か
れる。この結果得られた結合されたイメージはアスペク
ト比 X:Yとして3:4を持っており、標準的に構成さ
れた撮像デバイスに良く整合している。
半分の下に配置される。もちろん、イメージの左半分が
右半分の上に配置されるよう鏡を角度つけることも同様
に可能である。
て図示した。図2において、支持面11の上のドキュメ
ント10によって機械読み取り可能なデータがもたらさ
れる。読み取るデータの半分13の反射光12(簡明化
のため光源の図示は省略している)は、撮像デバイスレ
ンズ14によって、焦点が合わされ、第1のイメージ1
5を供給する。すなわち、ドキュメント13のイメージ
のフィールド中のデータの半分が直接読み取られる。デ
ータの残りの半分17の反射光16は、鏡18によって
横方向に反射され、鏡19によってレンズ14に向かっ
て反射される。鏡18と19の一方もしくは両方は、デ
ータ17の第2のイメージが、データ13の第1のイメ
ージに重ならず、図1の7、8に示すように上側もしく
は下側に位置するように傾けられている。また、ビーム
12のパスの外に鏡10は配置している。
分からレンズを通って焦点を結んだ2組のイメージまで
の光学的パスの長さが等しくないという不利を有してい
る。このため、オリジナルのイメージの両方の部分に、
同じレベルのシャープさや明晰さを持つように焦点を合
わせるのが難しい。ただし、いくつかの用途ではこのよ
うな低いレベルのシャープさでも許容される。
のデータの両方の部分13、14からの反射光は、水
平、垂直の両方にずらされる。明確化のため、一つの光
のパスのみを図5に示した。データの第1の部分13か
らの反射光は、横方向、垂直方向に、二つの鏡20、2
1によって動かされ、第1のイメージ27として焦点を
結ぶ。同様に、データの第2の部分17からの反射光も
横方向垂直方向に、鏡22、23によって動かされ、第
1のイメージに対して垂直方向にずれた第2のイメージ
25として焦点があわされる。これらの両方のイメージ
は、共通のイメージ面15A上に焦点が結ばれる。2
0、21と、22、23の鏡のペアの両方は、図4や図
5の等角投影図より明瞭に読み取ることができるよう
に、他方のイメージの光のパスの外側に配置されてい
る。データの半部分13からの反射光24は、焦点が合
わされた第1のイメージ25を供給し、データの半部分
17の反射光26は焦点が合わされた第1のイメージ2
7を第1のイメージの下方に供給する。ただし、前述し
たようにこの配置は逆にしてもよい。
の光学的パスの長さが等しく、このため、イメージ全体
について良好な明晰さやシャープさを得ることができる
という利点がある。
ジを基本的に横方向と縦方向に動かすのに用いた。平面
鏡のペアは、このような目的を一般的に満たす。各イメ
ージの光パス中で横方向と縦方向のシフトの組み合わせ
を得るためには、鏡のペアのうち少なくとも一つの鏡を
傾けなければならない。両方の鏡を傾けることも可能で
あるが、一方はシステムの光軸に実質的に垂直な一軸を
もつ平面上に配置し、一方のみを傾ければ足りると思わ
れる。また、図4に示すように、レンズシステムに最も
近いほうの鏡を傾けることが、最良の結果を得ると思わ
れる。
た)ものであることが、光のロスと従来の背面反射の
(背面に銀メッキした)鏡で現れるゴーストイメージの
2つの問題を避ける上で望ましい。もし、イメージの品
質の幾分かのロスを許容できるのあれば、背面反射の鏡
を用いることもできる。さらに、作成が難しく、しばし
ばイメージの明晰さを損なう場合があるが、磨き上げた
金属の鏡を用いることも可能である。また、内部で反射
を行うプリズムを用いることも可能であるが、これらは
比較的高価である。
部分29は、その両端部がイメージの2つの半分13、
17の両方に含まれる。一方、前述したように図1では
このようにはならず、データの二つの部分の2つの分離
したイメージが得られる。すなわち、二つのイメージ間
で重複するエリアが無い。理論的には、光学システムを
イメージを重複しない光学システムとし、鏡をイメージ
が重複しないようにセットすることも可能であるが、現
実的には、高いレベルの正確な鏡の配置が必要となるた
め、これを達成することは、とても困難である。そし
て、データのイメージ中の一つの文字やシンボルが両方
の光学イメージに部分的に含まれる場合には、ほとん
ど、これを達成することは不可能となる。たとえば、図
1において、二つの完全なイメージは、全部で8つのア
ルファベット/数字の文字を存在させることができる
が、二つの完全なイメージは、同じ空間に9文字を含め
ることはできない。合理的で正確な鏡の配置が望まれる
けれども、求められる正確さは、イメージを幾分重複さ
せることにより低くなる。望ましくは二つのイメージ間
を一文字幅まで重複させる。データを見る際、重複した
エリアは、簡単に電子的に除去できる。
ば、ドキュメントの機械読み取り可能なフィールドを可
能な限り読み出すための最適な方法で、最もありふれた
CCDアレイ装置を使用可能とする光学的システムを提
供することができる。
図である。
図である。
横から示した図である。
ムの等角投影図である。
Claims (12)
- 【請求項1】光軸と、縦横のアスペクト比が略2A:B
(但し、2A<B)のイメージフィールドとを、持つ撮像
デバイスによって、縦横のアスペクト比がA:2Bのデー
タのイメージを電気信号に変換するドキュメント読み取
り装置のための、光学システムであって、 前記光学システムは、 撮像デバイスとドキュメントの間の反射光のパス中に、
少なくとも一つの鏡が傾いている鏡のペアを、少なくと
も一つ有し、 少なくとも一つの鏡のペアにおいて、第1の鏡は、デー
タのイメージの第1の半部分を横方向に、第1の鏡より
撮像デバイスの光軸に近い位置に配置された第2の鏡に
向かって反射し、第2の鏡は、データのイメージの第1
の半部分のイメージを、撮像デバイスの光軸に平行に反
射し、撮像デバイスのイメージフィールドに、2つのイ
メージを、両方で略2A:Bのアスペクト比を持つように
供給することを特徴とする光学システム。 - 【請求項2】請求項1記載の光学システムであって、撮
像デバイスのイメージフィールド上の各イメージは、各
々データのイメージの半分を含んでいることを特徴とす
る光学システム。 - 【請求項3】請求項1記載の光学システムであって、撮
像デバイスのイメージフィールド上の各イメージは、各
々データのイメージの半分より多くを含んでおり、一方
のイメージの一端部は、他方のイメージの他端部に含め
れていることを特徴とする光学システム。 - 【請求項4】請求項1記載の光学システムであって、比
2A:Bは、略3:4であることを特徴とする光学システ
ム。 - 【請求項5】請求項1記載の光学システムであって、 二組の鏡のペアが、前記反射光のパス中に含まれてお
り、第1のペアはデータのイメージの第1の半部分のイ
メージを反射し、第2のペアはデータのイメージの第2
の半部分のイメージを反射して、前記2つのイメージを
供給することを特徴とする光学システム。 - 【請求項6】請求項5記載の光学システムであって、鏡
の各ペアにおいて、第2の鏡は傾いており、第1の鏡
は、システムの光軸に実質的に垂直な一軸をもつ平面上
に配置されていることを特徴とする光学システム。 - 【請求項7】請求項5記載の光学システムであって、鏡
の各ペアにおいて、第1の鏡と第2の鏡の双方が傾いて
いることを特徴とする光学システム。 - 【請求項8】請求項1記載の光学システムであって、一
つの鏡のペアは、反射光のパス中にあることを特徴とす
る光学システム。 - 【請求項9】請求項8記載の光学システムであって、鏡
のペアにおいて、第2の鏡は傾いており、他方は、シス
テムの光軸に実質的に垂直な一軸をもつ平面上に配置さ
れていることを特徴とする光学システム。 - 【請求項10】請求項8記載の光学システムであって、
鏡のペアにおいて、第1の鏡と第2の鏡の双方が傾いて
いることを特徴とする光学システム。 - 【請求項11】請求項1記載の光学システムであって、
各鏡は、前面反射型の鏡と背面反射型の鏡と内部で反射
を行うプリズムのいづれかであることを特徴とする光学
システム。 - 【請求項12】請求項11記載の光学システムであっ
て、各鏡は前面反射型の鏡であることを特徴とする光学
システム。
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US08/647,599 US5856888A (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Split beam optical character reader |
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