JPH0434678A - 刻印文字読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば製品認識に用いられる金属プレート上
の刻印文字を自動的に読み取って認識するための刻印文
字読取装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、刻印文字は、材質上や習慣上、印刷文字やバー
コードをしようできない製品の識別などに用いられてい
る。例えば、線材コイルなどに識別票として貼られる金
属プレート（メタルタグ）には、刻印文字でサイズ、鋼
種などが表示されている。そして、その刻印文字に応じ
て製品の管理が行なわれるが、近年、物流合理化の中で
、該管理を迅速かつ確実に行なうために、刻印文字を自
動的に読み取る装置のニーズが増大している。

刻印文字は、印刷文字と異なり、コントラストが極めて
悪く、信頼度の高い認識のためには高精度の文字化が最
大の課題となっているが、従来、刻印文字読取装置とし
ては、例えば、第３図に示すような光切断法を利用した
ものが提案されている（特開昭６３−２５４５８８号公
報参照）。

第３図に示す装置では、読取対象物１０の刻印面１２上
の刻印文字１４を読み取るために、主たる構成要素とし
て、スリット光源１６．カメラ１８、距離演算装置２０
．スキャナ２２．スキャニング位置検出器２４．距離画
像データ処理装置２６、ビデオ信号コンバータ２８９文
字認識装置３０がそなえられている。

ここで、スリット光源１６は、刻印面１２上にスリット
光ＳＩを照射するためものであり、カメラ１８は、スリ
ット光ＳＩにて切断された光切断部の光切断像Ｓｖを撮
像するためのものであり、距離演算装置２０は、カメラ
１８からのビデオ信号に基づいて前記光切断部の一次元
距離分布データを演算するものであり、スキャナ２２は
、スリット光源１６およびカメラ１８を矢印Ａ方向（文
字１４の並び方向）に移動させて光切断像Ｓｖで刻印面
１２を走査するためのものであり、スキャニング位置検
出器２４は、スキャナ２２の位置から光切断像Ｓｖの走
査位置を検出するためのものであり、距離画像データ処
理装置２６は、距離演算装置２０からの一次元距離分布
データおよびスキャナ２２からの走査位置に基づいて、
刻印面１２の二次元距離分布データを作成するものであ
り、ビデオ信号コンバータ２８は、距離画像データ処理
袋［２６からの二次元距離分布データを通常の濃淡画像
信号としてのビデオ信号に変換するものであり、文字認
識装置３０は、ビデオ信号コンバータ２８からのビデオ
信号に基づいて刻印文字１４を読み取るものである。

上述の構成により、スリット光源１６からのスリット光
ＳＩは１文字１４の並び方向に直角な方向に照射される
。このスリット光ＳＩで切断された刻印面１２上の光切
断部の光切断像Ｓｖが、カメラ１８により撮像されビデ
オ信号に変換される。

そして、得られたビデオ信号に基づき、距離演算装置２
０が光切断部の一次元距離分布データを演算する。

上述のごとくカメラ１８で撮像している際には、スキャ
ナ２２により、スリット光源１６およびカメラ１８は矢
印Ａ方向に跣動され、スリット光Ｓ■の照射位置を変化
させることによって、刻印面１２上の文字１４を光切断
像Ｓｖで走査する。このとき、スキャニング位置検出器
２４から光切断部の位置信号が出力される。

ついで、距離演算装置１２０で演算された一次元距離分
布データと、スキャニング位置検出器２４からの位置信
号とが距離画像データ処理装置２６に入力され、これら
のデータに基づいて、二次元距離分布データが作成され
る０作成された二次元距離分布データをビデオ信号コン
バータ２８で通常の濃淡信号としてのビデオ信号に変換
する。これにより、刻印面１２と刻印文字１４との距離
差が認識できるようになる。

そして、変換されたビデオ信号を文字認識装置３０に入
力する。この文字認識装置３０は、ビデオ信号コンバー
タ２８からのビデオ信号に各種画像処理、例えば、ノイ
ズ除去等を施し、Ｓ／Ｎ比を向上させ、さらには、パタ
ーンマツチングを基本手法とした文字認識法で刻印文字
１４を読み取る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来の刻印文字読取装置で
は、二次元センサであるカメラ１８を用いているため、
画素数が多いほか、刻印面１２上のすべての距離分布を
求め、最終的には不必要となる情報（刻印面１２の距離
）をも取り込んでいるため、読取速度がかなり遅くなる
とともに、データを記憶するメモリの容量も大きくする
必要がある。

また、距離演算装［２０や走査位置を検出するスキャニ
ング位置検出器２４が必要で、装置が複雑で高価なもの
になるなどの課題もある。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
文字読取に必要な最小限の情報のみを撮像して文字化で
きるようにして、処理速度が速く且つ必要メモリ容量が
少ない、簡素で安価な刻印文字読取装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の刻印文字読取装置
は、■文字を刻印された刻印面に対し文字の最小幅より
も狭いスリット光を照射する光源と、■スリット光の照
射位置もしくはその近傍の刻印面上に、スリット光の長
手方向と平行な視野をもつ一次元イメージセンサと、■
スリット光の刻印面からの反射光を一次元イメージセン
サ上に結像させる集光レンズと、■光源および一次元イ
メージセンサと刻印面とを相対的に移動させる移動手段
と、■移動手段による移動に伴い順次得られる一次元イ
メージセンサからの撮像情報に対して画像処理を施し文
字を読み取る画像処理手段とをそなえたことを特徴とし
ている。

［作　　　用］ 上述した本発明の刻印文字読取装置では、光源から刻印
面に対しスリット光が照射され、その反射光が集光され
一次元イメージセンサ上に結像される。そして、この一
次元イメージセンサにより、そのスリット光の照射位置
もしくはその近傍の刻印面上でスリット光の長手方向と
平行な部分が撮像される。撮像された一次元画像には、
刻印面の刻印文字の凹凸によるスリット光の歪から部分
的な濃淡が生じる。

このような一次元画像を、移動手段により光源および一
次元イメージセンサと刻印面とを相対的に移動させなが
ら、順次撮像してゆき、画像処理手段において、一次元
画像の濃淡（撮像情報）に基づいて画像処理が行なわれ
、刻印面上の文字が読み取られる。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としての刻印文字読
取装置について説明すると、第１図はその構成を示す一
部ブロック線図を含む斜視図、第２図はそのラインセン
サ視野の他の例を示す平面図である。

第１図において、１は金属プレート、１ａはこの金属プ
レート１上の刻印面、１ｂはこの刻印面１ａに刻印され
た刻印文字（本実施例では′Ａ′）、２は刻印面１ａに
対し刻印文字１ｂの最小幅よりも狭いスリット光４を斜
め方向から照射するためのレーザ光源、３はこのレーザ
光源２からのレーザ光をスリット状にするためのシリン
ドリカルレンズ、４Ａはスリット光４の金属プレート１
上におけるスリット光照射部で、このスリット光照射部
４Ａには、刻印文字１ｂ部分以外の刻印面ｌａ上を照射
する刻印面照射部４ａと、刻印文字１ｂの凹凸によりス
リット光４が歪んで刻印文字１ｂを照射する刻印文字照
射部４ｂとがある。

また、５はスリット光４の照射位置近傍の刻印面ｌａ上
にスリット光４の長手方向と平行なうインセンサ視野５
Ａをもちこの視野５Ａを撮像するラインセンサ（一次元
イメージセンサ）で、このラインセンサ５の視野５Ａは
、本実施例では、第１図に示すように、刻印面照射部４
ａかられずかにずれて刻印文字照射部４ｂを含んでこの
刻印文字照射部４ｂを撮像するように設定されている。

さらに、６は視野５Ａ内のスリット光照射部４Ａをライ
ンセンサ５に結像させるための集光レンズ、７は金属プ
レート１を載置されレーザ光源２およびラインセンサ５
に対してスリット光４の長手方向に直交する方向へ移動
させる移動ステージ（移動手段）、８は移動ステージ７
による移動に伴い順次得られるラインセンサ５からの撮
像情報に対して画像処理を施し刻印文字１ｂの文字化を
行なう画像処理装置で、この画像処理装置８は、ライン
センサ５からの撮像信号から低周波信号を取り出し、出
力信号と低周波信号との差信号を二値化することにより
、刻印文字１ｂを切り呂すものである。そして、９は画
像処理装置８から刻印文字１ｂについて文字化された情
報を受はテンプレートマツチング等の手法を用いて文字
認識を行なう文字認識装置である。

上述の構成により、レーザ光源２からの光をシリンドリ
カルレンズ３によりスリット状にして得られたスリット
光４が、金属プレート１上の刻印面１８に対して斜めに
照射される。そして、ラインセンサ５により照射位置近
傍の視野５Ａについて撮像を行ないながら、ラインセン
サ５とスリット光４との相対位置を固定したまま、移動
ステージ７により金属プレート１を、スリット光４の長
手方向に直交する方向へ移動させてゆく。

このとき、刻印面１ａ上において、スリット光４のスリ
ット光照射部４Ａは、刻印文字１ｂの凹凸によりスリッ
ト光４が歪むために、刻印文字１ｂを照射する刻印文字
照射部４ｂが刻印面照射部４ａからずれた状態になる。

本実施例では、ラインセンサ５により、この刻印文字照
射部４ｂを一次元画像として撮像し、刻印面１ａの刻印
文字１ｂの凹凸に応じた部分的な濃淡を有する撮像情報
を得ている。

そして、移動ステージ７にて移動させ刻印面１ａを機械
的に走査し、上述のような一次元画像情報を順次得て画
像処理装置８に入力する。

画像処理装置８においては、入力された一次元画像を平
滑化し、シェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）を表わす基
準画像を得た後、この基準画像に基づいて入力された画
像を前述のように二値化することにより、文字化がなさ
れ、得られた文字画像が文字認識装置９に入力される。

文字認識装置９には、刻印文字１ｂとして刻印される得
る全文字のテンプレートが予め記憶されており、その記
憶データと画像処理装置８からの文字画像とをパターン
マツチングすることによって、刻印文字１ｂがいずれの
文字であるか認識される。

このように、本実施例の刻印文字読取装置によれば、ラ
インセンサ５を用いることにより、カメラ等に比べて画
素数が少なくなるとともに撮像時間の大幅な短縮が可能
になる。また、文字読取に必要な最小限の情報であるス
リット光照射部４Ａの刻印文字照射部４ｂの撮像情報に
より文字化が行なわれるので、処理速度を極めて速くす
ることができ、なお且つ、必要メモリ容量を大幅に少な
くすることができるほか、従来のような距離演算装置や
走査位置の検出手段なども不要になるので、簡素で安価
に装置を構成することができる。

また、本実施例では、視野５Ａ内のスリット光照射部４
Ａを集光レンズ６によりラインセンサ５上に結像させる
ので、ラインセンサ５が検知できる反射光が多く、鮮明
な画像を得ることができる。

なお、上記実施例では、金属プレート１を移動ステージ
７により移動させて走査を行なっているが、ラインセン
サ５およびスリット光４（レーザ光源２）の相対位置を
固定しながら、これらのラインセンサ５およびスリット
光４を金属プレート１に対して移動させて走査を行なう
ようにしてもよい。

また、上記実施例では、ラインセンサ５の視野５Ａを、
スリット光照射部４Ａの刻印文字照射部４ｂを含むよう
に、スリット光４の照射位置の近傍に設定したが、第２
図に示すように、スリット光照射部４Ａの刻印面照射部
４ａを含むように、ラインセンサ５の視野５Ｂを刻印面
１ａ上のスリット光４の照射位置に設定して１画像情報
を得るようにしてもよく、この場合も上記実施例と同様
の作用効果が得られる。

［発明の効果］ 以上詳述したように１本発明の刻印文字読取装置によれ
ば、刻印面の刻印文字の凹凸によるスリット光の歪から
部分的な濃淡が生じた一次元画像を一次元イメージセン
サにより撮像し、その画像情報に基づいて文字化を行な
うように構成したので、文字読取に必要な最小限の情報
のみにより文字化を行なえ、撮像時間および文字認識処
理時間を大幅に短縮できるほか、メモリ容量が少なくコ
ンパクトかつ低コストに装置を構成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の一実施例としての刻印文字読取装
置を示すもので、第１図はその構成を示す一部ブロック
線図を含む斜視図、第２図はそのラインセンサ視野の他
の例を示す平面図であり、第３図は従来の刻印文字読取
装置の構成を示す一部ブロック線図を含む斜視図である
。 図において、１−金属プレート、１ａ−刻印面、１ｂ−
刻印文字、２−レーザ光源、３−シリンドリカルレンズ
、４−スリット光、４Ａ−スリット光照射部、４ａ−刻
印面照射部、４ｂ−刻印文字照射部、５−ラインセンサ
（一次元イメージセンサ）−５Ａ、５Ｂ−ラインセンサ
視野、６−集光レンズ、７−移動ステージ（移動手段）
、８−画像処理装置、 文字認識装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 文字を刻印された刻印面に対し前記文字の最小幅よりも
   狭いスリット光を照射する光源と、前記スリット光の照
   射位置もしくはその近傍の前記刻印面上に、前記スリッ
   ト光の長手方向と平行な視野をもつ一次元イメージセン
   サと、 前記スリット光の前記刻印面からの反射光を前記一次元
   イメージセンサ上に結像させる集光レンズと、 前記の光源および一次元イメージセンサと前記刻印面と
   を相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段による
   移動に伴い順次得られる前記一次元イメージセンサから
   の撮像情報に対して画像処理を施し前記文字を読み取る
   画像処理手段とがそなえられていることを特徴とする刻
   印文字読取装置。