JPH0816919B2 - 凹凸パターン読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばプラスチックカード、金属板等に形
成された凹凸パターンを読取る凹凸パターン読取装置に
関するものである。

［従来の技術］ 第２図は特開昭60−144884号公報に開示されている従
来の凹凸パターン読取装置を示す説明図である。

同図において、１は情報担持体としてのプラスチック
カードであり、その平面部に対して文字、図形等が凹部
又は凸部の形で刻印されている。ここでは、文字Ｌを打
刻した場合を示している。

2a乃至2dは、カード１に対して４つの異なる斜め方向
から順次光を照射するランプである。３はテレビジョン
カメラであり、これによりランプ2a乃至2dにより照明さ
れたカード１を撮影する。４はA/D変換回路であり、テ
レビジョンカメラ３の出力信号をデジタル化する。５は
スイッチであり、ランプ2a乃至2dで照明されたときのA/
D変換回路４の出力をそれぞれのメモリ6a乃至6dに順次
切り替え出力する。７はオアゲートであり、メモリ6a乃
至6dの出力の論理和信号をメモリ８に出力する。

上記構成においては、ランプ2aにより照明されたカー
ド１の凹凸をテレビジョンカメラ３により撮影し、この
画像信号をデジタル化し、スイッチ５を介してメモリ6a
に入力し記憶する。このとき記憶される像はランプ2aの
光が届かない影の部分である。

同様にして、ランプ2bにより照明されたときの像がメ
モリ6b、ランプ2cにより照明されたときの像がメモリ6
c、ランプ2dにより照明されたときの像がメモリ6dに各
々記憶される。これらの像は対応するランプにより形成
された影の部分である。

メモリ6a乃至6dの出力はオアゲート７を介して加算さ
れ、メモリ８に入力される。従って、メモリ８には各ラ
ンプにより形成された影の部分の総和が記憶される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例においては次に示す問題が
あった。

即ち、カード１の打刻文字の溝幅が広い場合には照明
による影が溝幅全体に行き渡らないので、溝の周囲部分
のみの２値化像しか得ることができず、正確に文字を読
取ることができない問題があった。

また、カード１上の文字の位置によってランプ2a乃至
2dによる照明条件が異なるので、正確な読取りができな
い問題があった。

さらに、カード１の被読取面における地色が暗い色で
あったり、又は模様、印刷文字等がある場合には、誤読
するおそれがあるという問題があった。

さらにまた、上記従来例では、カード１を４つの異な
る方向から照明する必要があるため、４台のランプ2a乃
至2dが必要になり、このため装置が大型化する問題があ
った。

そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解
決するためになされたので、その目的とするところは、
凹凸パターンの位置や幅に拘らず正しいパターン認識を
することができ、しかも小型化の可能な凹凸パターン読
取装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る凹凸パターン読取装置は、被読取面に形
成された凹凸パターンにより情報を担持させた情報担持
体に対し、異なる２方向から光を照射する第一及び第二
の光源と、上記第一の光源により光照射されたときの上
記情報担持体からの反射光と、上記第二の光源により光
照射されたときの上記情報担持体からの反射光とを光学
的に読取る読取センサと、上記情報担持体が上記第一の
光源により光照射されたときの上記読取センサの読取信
号と、上記情報担持体が上記第二の光源により光照射さ
れたときの上記読取センサの読取信号とをそれぞれデジ
タル信号に変換する変換手段と、上記それぞれのデジタ
ル信号の値をDa及びDbとし、所定のしきい値をＳとした
ときに、Da及びDbが、 |Da−Db|≦Ｓで示される条件１、 Da−Db＞Ｓで示される条件２、 Db−Da＞Ｓで示される条件３、 のいずれの条件を満足するかを判断し、この判断結果に
基づき３値信号を出力する３値化処理手段と、上記３値
信号に基づき、上記条件２を満足する領域の中から上記
情報担持体の凹凸パターンの境界となる第一の細線を抽
出する第一の細線化処理手段と、上記３値信号に基づ
き、上記条件３を満足する領域の中から上記情報担持体
の凹凸パターンの境界となる第二の細線を抽出する第二
の細線化処理手段と、この抽出された第一及び第二の細
線の間を連結する連結処理手段とを有することを特徴と
している。

［作 用］ 本発明においては、情報担持体の凹凸パターンに異な
る２方向かあ別々に光を照射し、凹凸パターンの同一位
置について光学的読取りを２度行う。このときの読取信
号はデジタル化され、このデジタル信号の値をDa及びDb
とし、所定のしきい値をＳとしたときに、Da及びDbが、 |Da−Db|≦Ｓで示される条件１、 Da−Db＞Ｓで示される条件２、 Db−Da＞Ｓで示される条件３、 のいずれの条件を満足するかを判断し、この判断結果に
基づき３値信号を出力する。

このように、本発明においては、第一の光源により光
照射されたときのデジタル信号の値Daと第二の光源によ
り光照射されたときのデジタル信号の値Dbとの差に基づ
いて、条件1,2,3のいずれを満足するかを判断してい
る。従って、単に、読取センサの出力値を基準値と比較
した場合に凹凸パターンの陰影と同様に地色（例えば、
黒色部）をも読取っていたが（即ち、陰影と黒色部とを
区別できなかったが）、本発明によれば凹凸パターンの
陰影のみを検出し、黒色部等の地色を検出することはな
いので、凹凸パターンが表している文字又は数字を誤っ
て認識する可能性を低くすることができる。

ここで、条件１を満足する領域は情報担持体の平坦部
（凹部の底面又は凸部の上面のいずれか）であり、条件
２を満足する領域は第二の光源により光照射されたとき
に陰影が形成される側の傾斜部（凹凸の境界部）であ
り、条件３を満足する領域は第一の光源により光照射さ
れたときに陰影が形成される側の傾斜部（条件２の傾斜
部と逆向きの傾斜面を持つ）である。

また、第一の細線化処理手段は、３値信号に基づき、
条件２を満足する領域の中から情報担持体の凹凸パター
ンの境界となる第一の細線を抽出し、第二の細線化処理
手段は、３値信号に基づき、条件３を満足する領域の中
から情報担持体の凹凸パターンの境界となる第二の細線
を抽出する。連結処理手段は、この抽出された第一及び
第二の細線の間を連結処理する。このように、第一及び
第二の細線化処理手段により第一及び第二の細線を抽出
してから、連結処理手段により第一及び第二の細線を連
結することにより、連結処理により得られた画像情報を
実際の情報担持体の凹凸パターンに近付けることができ
るので、凹凸パターンが表す文字又は数字を誤って認識
する可能性を低くすることができる。言い換えれば、仮
に、細線を抽出せずに、条件２を満足する領域と条件３
を満足する領域とを連結処理すれば、連結処理によって
得られる画像は実際の情報担持体の凹凸パターンよりも
幅の広い、輪郭のぼやけた画像となり、凹凸パターンが
表す文字又は数字を誤って認識する可能性が高くなるの
に対し、細線を抽出してから連結処理をすれば、得られ
る画像情報を実際の情報担持体の凹凸パターンに近付け
ることができるので、凹凸パターンが表す文字又は数字
を誤って認識する可能性を低くすることができる。

［実施例］ 以下に、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る凹凸パターン読取装置の構成を
示すブロック図である。

同図において、10は情報担持体としてのプラスチック
カードＰの凹凸パターンを読取るセンサ部である。この
センサ部10は、カードＰの読取り位置を中心にして互い
に対称となる位置であって、カードＰの凹凸パターン面
に対して斜め上方に平行配置されたライン光源11a及び1
1bを有している。さらに、センサ部10はカードＰの読取
り位置上に配置されたロッドレンズ12と、ロッドレンズ
12上に位置するラインセンサ13と、ビデオアンプ14とを
有している。

上記センサ部10においては、ライン光源11aのみを点
灯させてカードＰに光を照射し、カードＰの凹凸パター
ンをロッドレンズ13を通してラインセンサ14で読取り、
次いで、ライン光源11bのみを点灯させ同様にカードＰ
を読取る。ビデオアンプ14はラインセンサ13の読取信号
を増幅し、センサ部10から出力する。第３図はライン光
源11a及びライン光源11b点灯時のビデオアンプ14の出力
Aa及びAbを示す出力波形図である。尚、カードＰは第１
図中矢印方向に沿って移動し、同様な読取りがカードＰ
の全面に亘り繰り返される。

20は上記センサ部10からの画像信号を処理する画像処
理部である。この画像処理部20は、センサ部10からのア
ナログ信号Aa及びAbをを8bitデジタル信号に変換するA/
D変換部21と、このデジタル信号を３値に変換する３値
化処理部22とを有する。さらに、画像処理部20は、シフ
トレジスタとしての構成を持つ８ラインメモリ23aと23b
と、細線化処理部24aと24bと、連結処理部25と、連結処
理部25のための１ラインメモリ26とを有する。

第４図は上記３値化処理部22における処理を説明する
ための説明図である。同図において、横軸はA/D変換部2
1から出力される16bitデジタル信号のうちの上位8bitデ
ータDa（アナログ信号Aaに対応）を示し、縦軸は下位8b
itデータDb（アナログ信号Abに対応）を示す。また、図
中二点鎖線で右上りに示される対角線はDa＝Dbを成立さ
せる線であり、TH1,TH2は|Da−Db|＝Ｓ（Ｓは所定のし
きい値）を示す線である。

そして、|Da−Db|≦Ｓを満足する（０）領域（斜線部
分）は、光源11aと11bのいずれで光照射したときにおい
ても明るさに差の小さい領域を示し、この領域はカード
Ｐの凹凸パターンの平坦部を示している。尚、しきい値
Ｓの値は平坦部とみなされる傾斜の程度によって決定さ
れる。

Da−Db＞Ｓで示される（＋）領域は、光源11aで光照
射したときの明るさが光源11bで光照射したときの明る
さより明るい領域を示し、この領域は傾斜部（凹凸の境
界部）を示している。

Da−Db＜Ｓで示される（−）領域は光源11aで光照射
したときの明るさより光源11bで光照射したときの明る
さが明るい領域を示し、この領域は上記（＋）領域の傾
斜面と向い合う傾斜面を持つ傾斜部を示す。

従って、第３図に示されるデータAaとAbとを、デジタ
ル化したデータDaとDbを第４図の図上にプロットし、こ
のプロットされた点が、第４図の（＋），（０），
（−）のいずれの領域に属するかを判断する。そして、
（＋）領域、（−）領域、（０）領域の３値出力は、
（＋）領域データと（−）領域データに分類され、それ
ぞれシフトレジスタ23a及び23bに出力される。

ここで、例えば、読取位置における出力が（＋）領域
にあればデータを１とし、（−）領域内にあればデータ
を０とする。以上の処理を８ライン以上行なうとシフト
レジスタ23a及び23b内には８ライン分の（＋）領域デー
タ、又は（−）領域データが入力される。このデータは
シフトレジスタ23a及び23bから細線化処理部24aと24bに
入力される。

第５図は細線化処理部24aと24bにおける細線化処理を
示すものであり、判定パターンを示す説明図である。

同図において、横に並ぶb0乃至b7はシフトレジスタ24
のビット番号を示し、縦に並ぶ例１乃至７はそれぞれ細
線化処理部24aと24bにおける処理のための判定パターン
を示している。

入力データはシフトレジスタ23aと23bの８ビット枠内
に順次桁送りされて、最も古いデータを順次捨てる処理
を行う。さらに詳細にいえば、レジスタ23は、主走査ｎ
ドット×副走査８ライン分のメモリとして構成されてい
る。従って、副走査８ライン分のデータがレジスタ23a
（又は23b）に入ったときに、初めて１ラインの細線ポ
ジション情報が出力される。１ラインの細線ポジション
情報が出力された後、最も古いデータ、即ちレジスタ内
における第７ビット目に該当するラインデータは捨てら
れ、第０乃至６ビット目のデータがそれぞれ第１乃至７
ビット目に順次シフトし、新しい３値化処理後のライン
データが第０ビット目に入力される。

そして、シフトレジスタ23aと23bの８ビット枠内に入
力されたデータの内容が、判定パターン（第５図のデー
タb0乃至b7のデータ群）のいずれに（第５図の例１乃至
例７のいずれか）一致するかを判断する。即ち、３値化
処理後における画像の（＋）領域データ及び（−）領域
データの２値データについて、細線化処理を行い細線化
処理部24aと24bからは、“1"を出力する。そして、カー
ドＰを移動させて画像を副走査しながら順次レジスタに
２値データを入れながら、レジスタ内における２値デー
タが第５図に示す例１乃至例７のいずれかの判定パター
ンに一致すれば、細線化処理部24a又は24bからは、“1"
を出力する。

第５図の細線化処理における一例の細線ポジション抽
出判定パターンでは、情報担持体の凹凸部における、高
低差の約中心部を細線ポジションとして出力することに
なる。

上記細線化処理を上記（＋）領域データと、（−）領
域データを別々に行ない、それぞれ1bitずつ計2bitのデ
ータを連結処理部25に入力する。上記連結処理部25に
は、（＋）領域データでの細線ポジションデータを連結
処理部25のTa端子へ、（−）領域データでの細線ポジシ
ョンデータを連結処理部25のTb端子へ入力する。

第６図は細線化処理の内容を説明するための説明図で
ある。ここで、ａを細線化処理後の（＋）データ、ｂを
細線化処理後の（−）データ、ｙを連結出力データとし
た時に、データａが“1"であり、且つデータｂが“0"で
あれば、連結の始まりとすべき細線であることを示し、
連結出力データｙを“1"とする。

データａ、データｂが共に“0"であれば、１ラインメ
モリ（データバッファ）26中にある前ラインにおける細
線出力データが“1"の時、細線出力データｙは“1"とな
る。

また、データａが“0"であり、且つ、データｂが“1"
であれば、連結の終りとすべき細線であることを示し、
データｙを“0"とする。

第７図（ａ）乃至（ｄ）は本実施例における信号処理
を説明するための説明図であり、同図（ａ）は文字
「Ｂ」を凸部として形成したカードＰを示し、同図
（ｂ）はこのカードＰを読取って３値化処理を施した結
果を示し、同図（ｃ）は３値信号に細線化処理を施し抽
出された細線を示し、同図（ｄ）は細線に連結処理を施
した出力パターンを示している。

同図（ａ）の凹凸パターンを光源11aと11bで照射し、
そのときの読取信号をデジタル化し、第４図に示される
３値化処理を施すと、同図（ｂ）に示すように、同図
（ａ）における文字「Ｂ」の右上がりの傾斜部Ｌを
（＋）領域とし、右下がりの傾斜部Ｒを（−）領域と認
識している。同図（ｃ）は（＋）領域での細線データ
と、（−）領域での細線データを示し、同図（ｄ）は連
結処理出力パターンである。

以上説明したように、本実施例によれば、カードＰの
凹凸パターンに異なる２方向から別々に光を照射し、凹
凸パターンの同一位置について光学的読取りを２度行
い、この時のデジタル信号を３値化処理し、この３値信
号に基づき凹凸パターンの境界線を抽出し、これを連結
して凹凸パターンを認識する。このような凹凸パターン
の境界線の認識は、被読取面の文字の位置や溝幅及び地
色に影響されることがないので、この境界線を連結して
認識された凹凸パターンについてもこれらの影響がな
く、よって正確な読取りを行うことができる。

尚、上記実施例においては、凹凸パターンの凸部を文
字とした場合について説明したが、本発明はこれには限
定されず、凹部の底面を文字パターンとしたものについ
ての読取も可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、第一の光源
により光照射されたときのデジタル信号の値Daと第二の
光源により光照射されたときのデジタル信号の値Dbとの
差に基づいて、条件1,2,3のいずれを満足するかを判断
している。従って、単に、読取センサの出力値を基準値
と比較した場合に凹凸パターンの陰影と同様に地色（例
えば、黒色部）をも読取っていたが（即ち、陰影と黒色
部とを区別できなかったが）、本発明によれば凹凸パタ
ーンの陰影のみを検出し、黒色部等の地色を検出するこ
とはなく、凹凸パターンが表す文字又は数字を誤って認
識する可能性を低くすることができるという効果があ
る。

また、本発明によれば、第一の細線化処理手段は、３
値信号に基づき、条件２を満足する領域の中から情報担
持体の凹凸パターンの境界となる第一の細線を抽出し、
第二の細線化処理手段は、３値信号に基づき、条件３を
満足する領域の中から情報担持体の凹凸パターンの境界
となる第二の細線を抽出し、連結処理手段は、この抽出
された第一及び第二の細線の間を連結処理する。このよ
うに、第一及び第二の細線化処理手段により第一及び第
二の細線を抽出してから、連結処理手段により第一及び
第二の細線を連結することにより、連結処理により得ら
れた画像情報を実際の情報担持体の凹凸パターンに近付
けることができ、細線を抽出せずに連結処理をしたとき
のように実際の凹凸パターンよりも幅の広い輪郭のぼや
けた画像となることはなくなるので、凹凸パターンが表
す文字又は数字を誤って認識する可能性を低くすること
ができるという効果がある。

また、光源が２個でよく装置の小型化も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る凹凸パターン読取装置の一実施例
を示す構成図、 第２図は従来の凹凸パターン読取装置の構成図、 第３図は本実施例のビデオアンプの出力波形図、 第４図は本実施例の３値化処理部の処理の説明図、 第５図は本実施例の細線化処理部のための判定パターン
の説明図、 第６図は本実施例の連結処理部の処理の説明図、 第７図（ａ）乃至（ｄ）は本実施例において文字「Ｂ」
を読取った場合の処理内容を示す説明図である。 10……センサ部、Ｐ……カード、11a及び11b……ライン
光源、12……ロッドレンズ、13……ラインセンサと、14
……ビデオアンプ、20……画像処理部20、21……A/D変
換部、22……３値化処理部、23a及び23b……ラインメモ
リ、24a及び24b……細線化処理部、25……連結処理部、
26……１ラインメモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 俊二 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−48856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−131281（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−179564（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被読取面に形成された凹凸パターンにより
   情報を担持させた情報担持体に対し、異なる２方向から
   光を照射する第一及び第二の光源と、 上記第一の光源により光照射されたときの上記情報担持
   体からの反射光と、上記第二の光源により光照射された
   ときの上記情報担持体からの反射光とを光学的に読取る
   読取センサと、 上記情報担持体が上記第一の光源により光照射されたと
   きの上記読取センサの読取信号と、上記情報担持体が上
   記第二の光源により光照射されたときの上記読取センサ
   の読取信号とをそれぞれデジタル信号に変換する変換手
   段と、 上記それぞれのデジタル信号の値をDa及びDbとし、所定
   のしきい値をＳとしたときに、Da及びDbが、 |Da−Db|≦Ｓで示される条件１、 Da−Db＞Ｓで示される条件２、 Db−Da＞Ｓで示される条件３、 のいずれの条件を満足するかを判断し、この判断結果に
   基づき３値信号を出力する３値化処理手段と、 上記３値信号に基づき、上記条件２を満足する領域の中
   から上記情報担持体の凹凸パターンの境界となる第一の
   細線を抽出する第一の細線化処理手段と、 上記３値信号に基づき、上記条件３を満足する領域の中
   から上記情報担持体の凹凸パターンの境界となる第二の
   細線を抽出する第二の細線化処理手段と、 この抽出された第一及び第二の細線の間を連結する連結
   処理手段と を有することを特徴とする凹凸パターン読取装置。