JP2003529807A - 物品の遠隔識別及び分類のためのマルチスペクトル撮像を用いた装置および方法 - Google Patents

物品の遠隔識別及び分類のためのマルチスペクトル撮像を用いた装置および方法

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Abstract

(57)【要約】 例えば、繊維、リネン、衣類、文書および包装を高速度の機械識別および分類するためのマーキングおよびコード化を行なうマルチスペクトルイメージャおよびそのアプリケーションである。特定の用途には、衣類および繊維のレンタル作業、洗濯作業、文書及びパッケージの郵便およびメール分類作業がある。新規なマークの読み取り／解読、及び、付着されたマーク内のコード化された情報によって物品を識別する方法および装置が提供される。付着されたマーク（３）を読み取るリーダシステム（１０）、及び、熱シール可能なラベル（１）等の物品に蛍光マーク（３）を印刷し、一意の識別数および指標を生成させる方法が開示されている。リーダシステム（１０）は、蛍光マーク（３）を励起する照射光源とともに、照射波長（３６）には「盲目」であるが、情報がコード化された蛍光マーク（３）の蛍光色および相対的な空間配列を識別できるカメラ（１４）等の色感知装置を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【出願継続中の仮出願からの優先権主張】
ネイビル Ｍ．ローワンディ（Navil M.Lawandy）により「マルチスペクトル
撮像」という名称で１９９８年８月２６日に出願された同時係属中の仮出願第６
０／０９７，９０６号について３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の規定に基づい
てここに優先権を主張する。また、ジョン ムーン（John Moon）等により「物
品の遠隔識別および分類を行なうためのシステム」という名称で１９９９年６月
２３日に出願された同時係属中の仮出願６０／１４０，５６７について３５Ｕ．
Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の規定に基づいてここに優先権を主張する。それぞれの
仮出願における各々の開示は、そのすべてについて参考文献とされる。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
この発明は、物品にマーキングし、コード化するシステムおよび方法に関し、
特に、繊維、リネン、衣類、文書およびパッケージ等の物品に光学的なコード化
を行なうシステムおよび方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
大量の物品が分離され、識別され、カウントされ、及び分類されねばならない
ために大きな産業上の問題が生じている。その一つの例が、汚れた衣類あるいは
リネンがクリーニングおよび分類のために大量の未分類のグループとして戻って
くる繊維サービス産業である。今日、この問題を解決する手段は、広い範囲に渡
っている。一つの解決法は、多数の品目を順次分類し、手作業で一つの品目を取
り出し、視覚的にその品目を識別する手作業の作業者を使うものである。この解
決法は、手作業に高い信頼性を置いているために時間がかかるとともにコストが
かかり、満足できるものではない。
【０００４】 また、数十億ドルの繊維サービス産業では、多数のコード化および分類の応用
が存在しているが、その要求はバーコードあるいは無線周波数識別（ＲＦＩＤ）
によっては十分な満足を得ることができない。特に難しい問題は、ナプキン、テ
ーブルクロス、タオル、およびベッドリネン品目のような平らな品物の分類であ
る。これらの品目は、非常に小さなものから大きなものまであり、ゆがめられた
順序で厳しい洗濯とアイロンがけの工程を経る。平らな品物および大量の衣類の
正確な機械的な識別および自動化された計数および分類には、まさにいくつかの
技術的な障害がある。繊維サービス産業のこの領域における実行可能なコード化
および分類解決法の欠如は、高い労働コストを招き、在庫管理の不備を生じ、お
よび利益を損なう。
【０００５】 このように、レンタル繊維の機械読み取りの可能なマーキングを行なう技術が
、大量の同じに見える品物が高速度で処理されなければならない洗濯業および他
の設備における在庫管理に対して重要である。今日、レンタル繊維産業のわずか
一部のみが機械読み取り可能なコード化を使っている。レンタル繊維品目を独特
に識別するために今日用いられているほとんどのコード化は、品物に取り付けら
れた熱シールされたラベル上に印刷された簡単なテキストであり、人間の作業者
を必要としている。
【０００６】 繊維レンタル産業が速度の遅い機械読み取り可能な識別技術しか持たないのに
は、いくつかの理由がある。歴史的には、繊維に対して使用可能な機械読み取り
可能なマーキングは、バーコードと無線周波数ＩＤ（ＲＦＩＤ）のみであった。
バーコードは、今日使用されている最も普通に入手できるタイプの機械読み取り
可能なマーキングである。しかしながら、実際の洗濯業における識別システムの
テストは、バーコードは繊維品に対して耐久性のあるコード化技術ではないこと
を示した。バーコードは、汚れやすりきれによる劣化に対して非常に影響を受け
やすい。その上、バーコードに必要な精密な空間的な情報（線幅および線間隔）
のために、ラベル（ほとんど繊維生地に取り付けられている）のゆがみは、高い
読み取り不良率を発生させる。最終的に、バーコードは、視線および（一般的に
）ディテクタに対する特定の方向を必要とし、その両方は、典型的な大規模の洗
濯作業条件にとって満足させることの難しい条件である。
【０００７】 これに対して、無線周波数ＩＤ技術は、バーコードに生じる視線および汚染の
問題の影響を受けない。しかしながら、ＲＦＩＤは、初期コストおよび関連する
維持コストの両方を必要とし、費用がかかり、従って、通常、レンタル繊維産業
にとって経済的なものではない。その上、ＲＦＩＤのタグは、互いに接近してい
るときクロストークを示す傾向があり、密接して配置された分類コンベヤでのそ
れらの使用を妨げる。
【０００８】 バーコードを容易に使用できるとともに低価格にする技術に対するニーズが存
在し、さらに、大規模な洗濯業、および、大規模な文書および包装処理設備のよ
うなその他の環境においてより耐久性があるとともに許容性のある技術に対する
ニーズが存在する。 米国特許第５，８８１，８８６号の「衣類およびその他の繊維を分類する光学
的な方法および装置（"Optically-Based Methods and Apparatus for Sorting G
arments and Other Textiles"）」において、この特許出願の発明者の一人が、
上述した問題に取り組んだ種々の方法および装置について記載されている。
【０００９】
【発明の目的および利点】
本発明の第１の目的および利点は、物品に関する情報をコード化し、このコー
ド化された情報を用いて物品を分類し、あるいは、その他の処理を行なう光学的
なシステムおよび方法を提供することにある。 その他の目的および利点は、物品に関する情報が空間的および波長的な領域の
両方においてコード化される光電的にコード化されたラベルを提供することにあ
る。
【００１０】
【発明の概要】
上述したおよびその他の問題は、本発明の実施例による方法および装置によっ
て解決され、本発明の目的も実現される。 本発明は、マルチスペクトルイメージャおよびそのアプリケーションの例えば
繊維、リネン、衣類、文書および包装における高速度機械識別および分類のため
のマーキングおよびコード化を行うための実施例を教示するものである。限定は
されないが、衣類および繊維レンタル作業、洗濯作業、および、文書および包装
の郵便およびメール分類への適用を含む。
【００１１】 本発明の教示は、新規のマーク読み取り／解読方法、及び、付着されたマーク
にコード化されている情報によって物品を識別する方法および装置を提供するこ
とに向けられている。本発明の教示するところは多面的であり、熱シール可能な
ラベルのような物品上に蛍光マークを印刷して一意の識別数字あるいは指標を生
成する方法と、および、付着されたマークを読み取るリーダシステムとを含んで
いる。このリーダシステムは、照射波長には「盲目」であるが、蛍光マークの色
およびマークの相対的な空間配列を識別できるカメラのような色感知装置ととも
に、この蛍光マークを励起する照射光源を備えている。
【００１２】 本発明の方法は、物品上への情報をコード化するものであって、（ａ）マルチ
デジット数により情報を表わすステップと、（ｂ）当該数を所定の線形なシーケ
ンスに配列された複数の領域としてコード化するステップとからなる。それぞれ
の領域は、波長の組み合わせからなる複数の所定の波長の一つを放射する。その
他のステップは、複数の異なる蛍光インクを用いてラベル上に複数の領域を印刷
することによってこの複数の領域を物品に付着させ、次いで、熱処理などの処理
によってこのラベルを物品に付着するものである。
【００１３】 コード化された情報を読み取るために、この方法はさらに、（ｃ）励起光によ
り複数の領域を照射するステップと、（ｄ）当該複数の領域から放射された複数
の波長を検出するステップと、（ｅ）当該放射された複数の波長の数および線形
なシーケンスにおけるそれらの位置をデコードするステップとからなる。 物品は、デコードされた数から識別でき、および、物品がたどるその後の経路
はこのデコードされた数に基づいて制御できる。例えば、コントローラは、物品
が受けるであろう洗浄のタイプを選択でき、および／または、物品の保管場所は
、このデコードされた数に基づいて決定できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の上述した、及び他の特徴は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を
読むことによってより明確になる。 まず、本発明によるコード化技術について説明する。図１は、繊維レンタル応
用のためのマーキングの好ましい実施例を示すものである。一つの実施例におい
て、複数の蛍光帯が標準のインパクト印刷技術により付着される。その他の実施
例において、複数の蛍光帯は、例えば、インクジェット印刷、スクリーニング、
昇華、あるいは、スタンピングを用いて付着される。このようにしてマークを付
着させる多数の技術が使用でき、以下においては、これらの技術を、単に「印刷
」という。
【００１５】 通常、付着された光学的インクは、プラスチック蛍光顔料および標準のフタル
酸エステル可塑剤キャリヤからなる。蛍光インパクト印刷インクのための処方の
好ましい実施例において、好ましいインパクト印刷の処方は、４０ｇ／１００ｍ
ｌの蛍光顔料／フタレート可塑剤である。フタレート可塑剤は、ジイソノニルフ
タレートであることが好ましい。ジオクチル、ジブチル、ジエチルなどのフタレ
ートなどのその他の可塑剤の組み合わせを使ってもよい。得られたフタル酸エス
テル／顔料の組み合わせは、ナイロンインパクト印刷リボンを収容しているプラ
スチックカートリッジを軟化させてはならない。現時点で好ましい蛍光顔料は、
マトリックスにクロスリンクされた選択された蛍光色素（ローダミンの一つのよ
うな）を含む微細にすりつぶされた熱硬化プラスチック樹脂である。その他の実
施例は、洗濯処理によっては大きく劣化しない有機あるいは無機燐光あるいは蛍
光顔料を含む。
【００１６】 選択されたインクは、市販の標準のドットマトリックス印刷カートリッジを用
いて付着させることができ、それぞれのカートリッジは、例えば、三つの別個の
光学的に活性なインク（例えば、赤、黄、および緑）、および（任意に）作業者
が情報を読み取ることができる従来の黒インクを収容している。ラベル１は、耐
久性のある熱シール紙２に印刷することができ、標準の熱シール装置で付着され
る。ラベル１を印刷するための市販のプリンタ４が図８に示されており、これは
、例えば、赤、黄および緑の本発明による蛍光インクを収容しているカートリッ
ジ５を用いる。実際には、プリンタは、適当なコンピュータ（図示せず）によっ
て駆動され、このコンピュータは、必要なコード化技術（例えば、大きなナプキ
ンは数字の一つのグループを割り当てられ、小さなナプキンは他のグループを、
等）に基づいて数値コードを生成するプログラムを備えるとともに生成された数
をプリンタ４によって蛍光インクとして付着される特定波長の線形シーケンスに
変換するその他のプログラムあるいは同じプログラムを備えている。
【００１７】 他の実施例において、蛍光バー３は、繊維、リネンあるいは衣類に直接付着さ
れるか、あるいは、繊維、リネンあるいは衣類に予め取り付けられているラベル
に付着されるか、あるいは、除去可能な（あるいは再使用可能な）タグに付着さ
れるか、あるいは、繊維、リネンあるいは衣類を識別し、分類し、および、その
処理を制御する目的に適した何らかのやり方で付着される。
【００１８】 その他の実施例において、上述の教示はその他の物品、例えば、郵便物、包装
、文書、財務上の機器、種々の種類の物品を収容した箱などを識別及び分類する
ために適用することができる。 図１の例において、ラベル１は、複数の（例えば、１６の）垂直方向の蛍光バ
ー３が付着された適切なラベル紙支持体２からなる。この例において、緑（Ｇ）
、黄（Ｙ）および赤（Ｒ）からなる３つの異なる蛍光色が用いられている。それ
ぞれの色には、数が割り当てられている。例えば、緑＝１、黄＝２、および、赤
＝３というように。例えば、（緑）（黄）（黄）＝１２２（ベース３）のように
左から右に蛍光色が読み取られることによってコードが形成される。所与の蛍光
マークｎに対する可能な組み合わせの数は、従って、３nである。かくして、３
つの蛍光色および１３のバー３に対して可能な組み合わせは、約１６０万である
。
【００１９】 この例のラベル１は、１６のバーを備えている。１３個のバーに基づいたコー
ドを考えると、エラー補正のために３個のバーが残る。どちらかの端部のバーは
、ラベルの方向をチェックするために確保される（従って、コードは、常に、緑
バーから始まって黄バーで終わるように再構成される）。また、一端に緑バーを
備えず、他端に黄バーを備えないいかなるラベルも即座に排除できる。その上、
一つあるいはそれ以上のバーが、デコードされたワードのモジュロＭ分割チェッ
クのために確保される。これは、コードに組み込み可能なエラー補正のその他の
レベルを示している。当該技術に通常の知識を有するものであれば多くの様々な
エラー補正方法を容易に行なうことができる。
【００２０】 このコード化は、一定の予め定めた数のバーを使用するものであることが好ま
しい。コードは、特定の位置にあるバーの存否によっては重みを付けられていな
い（例えば、バイナリ重み付け）。すべてのバーが順次デコードするために存在
していなければならない。これは、単一の蛍光色を用いて、蛍光色によってでは
なく色の存在あるいは不存在の距離によってビット値を定める標準の蛍光バーコ
ードとは対照的である。
【００２１】 バーのパターンは、いずれの方向に読まれてもよく（例えば、緑のバーから始
めて黄のバーで終わる、あるいは、逆に黄のバーから始めて緑のバーで終わる）
、従って、バー３のパターンが逆方向に読まれたことが第１のバーの読み取りか
ら判断されたときは、得られたコードは単純に反転されればよい。 このようにして本発明のこの特徴は、物品上への情報をコード化する方法を提
供し、マルチデジット数により情報を表わすステップと、および、この数を所定
の線形シーケンスに配列された複数の領域（例えば、バー３）としてコード化す
るステップと、その際それぞれの領域は、波長の組み合わせである複数の所定波
長の一つを放射するステップと、を有する。
【００２２】 ラベル１は、対象である衣類あるいは繊維に印刷および熱処理をした後コーテ
ィングされてもよい。例えば、ラベルを印刷して可能ならば熱シールした後、複
数の領域あるいはバー３を少なくとも被覆するように紫外線（ＵＶ）硬化透明コ
ーティングがラベル１に付着されてもよい。この透明コーティングは、好都合な
ことに洗浄特性を改善することができる。このようなコーティング樹脂の例は、
クレイグ アドヒーシブズ（Craig Adhesives）社から入手できるCraigCoat 108
1Rである。
【００２３】 リーダシステム１０として参照されているマルチスペクトルイメージャの好ま
しい実施例が、図２に示されている。リーダシステム１０は、三つの主要コンポ
ーネントからなり、それらは、ラベル１上のバー３の蛍光を励起する照射ユニッ
トあるいは光源１２と、ラベル１を含む画像データを得るための同期色感知撮像
システム１４と、および、この画像データを処理するデジタル画像処理ユニット
１６からなる。
【００２４】 ラベル１を読むためにリーダシステム１０は、以下のように動作する。まず、
照射光源１２が作動される。照射光源１２は、例えば、ショートパスフィルタを
備えたキセノンフラッシュランプ、発光ダイオード、レーザ、白熱電球、あるい
は、適切なフィルタをかけられた太陽光からなる。出力された光は、ラベル１の
蛍光バー３を励起し、蛍光放射は、色感知カメラ１４によって検出される。
【００２５】 カメラ１４に適した色感知撮像システムの例が、図３に示されている。３０％
のビームスプリッタ（３０−ＢＳ）および５０％のビームスプリッタ（５０−Ｂ
Ｓ）などの複数のビームスプリッタが、ラベル１から到達した蛍光をそれぞれが
色選択性のイメージャを含む複数の色チャンネルに分割する。図示の実施例にお
いて、３つのカメラ１４Ａ、１４Ｂおよび１４Ｃのそれぞれは、ディテクタ要素
（ＤＥ）上にそれぞれ異なるフィルタ１５Ａ、１５Ｂおよび１５Ｃを備え、照射
波長が遮断され、および、蛍光色帯が蛍光色に対応した量を変化させてディテク
タ要素に入射する。ディテクタ要素（ＤＥ）に入射する光は、結像レンズ（ＩＬ
）によって結像される。
【００２６】 この実施例において、カメラユニット１４は、それぞれ異なるロングパスフィ
ルタ１５Ａ−１５Ｃを備えた３個の別個のＣＣＤアレイ１４Ａ−１４Ｃを含んで
いる。ロングパスフィルタは、バンドパスフィルタよりも遥かに安価であるため
に好ましいばかりでなく、以下に詳細を述べるデコードアルゴリズムにおいても
好ましい。しかしながら、バンドパスフィルタおよびその他のタイプのフィルタ
を用いてもよい。
【００２７】 通常、リーダ１４は、色感知ＣＣＤカメラ、色感知ＣＭＯＳカメラ、あるいは
、適切なフィルタを装着した２個以上のグレースケールカメラの組み合わせによ
り構成されている。色感知カメラからの好ましいデータフォーマットはＹＵＶで
あって、これは、ｌｕｍａ成分の迅速な分離を可能にし、従って、撮像される蛍
光マークあるいはバー３の迅速な空間的な位置決めを可能にする。
【００２８】 例えば、図４に示されるロングパスフィルタ特性を想定し（ＯＧ５３０、ＯＧ
５５０およびＲＧ６１０が特定のロングパスフィルタタイプであり、その数字は
５０％の透過を生じる波長を示す）、例えばＲ、ＧおよびＹに対する蛍光信号を
想定する。図５に示されるスペクトルデータ（それぞれの画素に３個の点を有す
る）は、例えば、ラジアルベースファンクション神経ネットワークによってデコ
ードされ、あるいは、以下に詳細に述べるような適当なその他のデコーダによっ
てデコードされる。
【００２９】 本発明の教示するところは、多くの利益および新規な構成を提供する。まず、
バー３の空間的な配列のみがラベル１のデコードに関連している。現実の空間的
な位置は重要ではないので、繊維などのしわによるラベル１のゆがみは、デコー
ドされた出力に影響しない。 第二に、カメラ１４Ａ−１４Ｃは、自然に低い背景蛍光（紫外線照射が用いら
れるときとは異なって）を示す色帯を見ているので、コードそれぞれ自身だけが
カメラの視野に現われる。これにより、取得画像内におけるバー画像の非常に迅
速な位置決めが可能になる。
【００３０】 第三に、非常に明瞭でないバー３によるコードであっても、照射光源１２の照
射パワー及び／又はカメラ１４Ａ−１４Ｃの利得を高めることにより読み取るこ
とができる。 ラベル１からコードをうまく読み取るために、デジタル画像処理ユニット１６
（図２）において実行される画像処理ソフトウェアは、好ましい実施例において
はほぼリアルタイムで以下のタスクを処理する。図６の論理フロー図を参照する
。
【００３１】 ブロックＡにおいて、画像処理ソフトウェアは、画像内にコード（コード化さ
れた領域）を位置決め及び配置する。ブロックＢにおいて、アルゴリズムは、す
べてのバー画像を位置決めするとともに分離し、すなわち、アルゴリズムは、コ
ード化された領域におけるサブ領域のそれぞれを個々に識別し、分離する。ブロ
ックＣにおいて、本方法は、それぞれのバー３の放射波長あるいは色を定め、ブ
ロックＤにおいて、アルゴリズムは、色のリストおよびバー３の空間的な配列か
ら予めラベル１のコード化領域においてコード化されている情報をデコードする
。ブロックＤは、一旦ブロックＡないしＣがうまく実行されれば、そのまま実行
される。
【００３２】 第１のステップ（ブロックＡ）は、重力中心および離心アルゴリズムを用いて
実行されることが好ましい。コードは長い矩形として画像内に出現するので、ラ
ベル１は、ある閾値以上で画素の重力中心をまず見出して、次に、その重力中心
回りの主軸の方向を見出すことにより位置決めと方向決めがなされる。これは、
主軸の方向にバーを横切って画素データが取られる多重ライン走査を可能にする
。より洗練されたアルゴリズムが、画像内に現われるすべての明るい領域を輪郭
付けして分離するので、単一走査をすべてのバーに施すことはこのラベルには必
要がない。この場合、ドットあるいはその他の形状を蛍光マークのそれぞれに用
いることができるので、バー３の使用は不必要になる。
【００３３】 ブロックＡおよびＢに示されるステップを非常に単純化する光学系の一つの重
要な詳細がある。すなわち、フィルタ１５Ａ−１５Ｃの好ましいタイプはロング
パスフィルタであるので、最短パスフィルタにおけるデータはすべて等しく明る
く見え、すなわち、それぞれのバー３の蛍光色にたとえ何が起きようとも、画像
は均等化されたグレイスケール画像として現われる。バンドパスフィルタが使わ
れるときはそうではない。色情報を気にする必要がないので（この段階において
は）、このタイプの画像においてコードを位置決めし方向決めをすることは非常
に簡単なことである。
【００３４】 バンドパスフィルタではなくロングパスフィルタを使うことは、マルチカメラ
ユニットを組み立てる際にも大きな利益を与える。バンドパスフィルタが使われ
ると、コードの位置決めおよび方向決めに必要なグレイスケール画像は、３画像
のすべてから合成されねばならず、コードが実際に視野内のどこにあるかについ
ての予めの知識なしにこれを行なわねばならない。合成カラー画像がアレイ間の
空間に完全に位置合わせされていないときは、バーは互いに重複することなく、
従って、デコードのステップにおいて偽の色情報を与える可能性がある。しかし
ながら、すべてのバーが色に関係なく空間内においてロングパス画像の一つから
正確に配置されているときは、アレイ間の完全な位置合わせの必要性は緩和され
る。バーの精密な位置決めは第１の画像内に記録され、次いで、このバーの最も
明るい部分は、数個の画素に限定された非常にシンプルな検索処理を用いた順次
フィルタされた画像内に見出される。これは、アレイの位置合わせのミスがソフ
トウェア内で補正可能であり、その上、組立工程におけるアレイの位置決めおよ
びフォーカシングのミクロンスケールでの調整の必要性が取り除かれることを意
味している。
【００３５】 データ（バー３のそれぞれに対応する）のピーク位置を含むラインデータが配
置されると、各ピークの空間的な位置が検出される（ブロックＢ）。ピーク検出
アルゴリズムは、平滑化されたデータの変曲点における４点特性を探すパターン
認識アルゴリズムに基づいていることが好ましい。ピークは、デコードされ、次
いで、どのピークが典型的なバーらしいか（前もってオフラインで決定できる）
に基づいて分類される。ｎを期待されるバーの数（例えば、１６）としたとき、
最初のｎ個の最高ピークが保持される。ｎを下回るバーが画像内に見出されたと
きはエラー状態が指示される。
【００３６】 最終的に、バーが配置されると、それぞれのバーの色情報が得られる（ブロッ
クＣ）。色情報は、例えば、３色のパレットに対して画素当り３点を備えている
。これらの３点は、ラジアルベースファンクション神経ネットワーク（これは処
理ユニット１６で動作するソフトウェアであってもよい）を通過して色が決定さ
れる。予め調整された神経ネットワーク内のデータは、例えば、多くの洗浄サイ
クルに従ってグループ化される。これは、不明瞭化などによるラベルにおける全
体的なデータのずれを考慮したものである。
【００３７】 光学的にコード化されたラベル１の重要な構成は、例えば、これらは熱シール
バッキングを用いて熱的に付着され（あるいは単純に縫い付けられ）、これらが
固定されている衣類を長持ちさせる耐洗浄性を示し、高い読み取り精度（９９％
）が得られ、これらはさらに、汚れた状態でも高い読み取り可能性を維持してお
り、最終的に、信頼性の高い読み取りが１０，０００品目／時間に達するコンベ
ヤ速度で達成される。
【００３８】 光学的にコード化されたラベルの利点は、例えば、コントラストベースの技術
に依存していないこと、および、ラベルの汚染が読み取り可能性にほとんど影響
しないことを含んでいる。その上、コード化は空間的に及び波長を用いて行なわ
れるので、ラベル１上のバー間隔および厚さは読み取り可能性に影響せず（従来
のバーコードとは異なって）、従って、ラベルはいかなる方向でも読み取り可能
である。さらに、ラベルは非走査技術を用いて読み取られるので、例えば１２イ
ンチの視野の色感知カメラ１４によって、物品がハンガ上にあって、コンベヤに
隣接して配置されているカメラユニット１４を通過して移動するときにゆれ運動
が生じても大きな許容度が得られる。
【００３９】 本発明により動作するマルチスペクトル撮像システムの、例えばコード容量は
次式で与えられる。すなわち、コードの数ＮC＝ＴNである。ここで、 Ｔ＝一意のスペクトル信号（例えば、赤、緑、および黄）の数、及び Ｎ＝空間位置の数 である。
【００４０】 例えば、Ｔ＝５およびＮ＝１０（１０個の位置に５個の一意のスペクトル信号
がある）に対して、コードの総数は、ＮC＝１０8となる。 図７を参照すると、本発明による識別および分類システム２０は、第１の分類
コンベヤモジュール２４および第２の分類コンベヤモジュール２６として示され
る一つ以上の物品移送ユニットモジュールに接続されるマスタ制御ユニットある
いはモジュール２２を含む。一般的に、汚染された未分類のリネンおよび衣類は
洗濯シュートあるいはコンベヤ（装填ステーション２２Ａ、２２Ｂ）のような様
々な手段によってマスタ制御モジュール２２に装填される。汚染されたおよび分
類されていない物品は、一つ以上のコンベヤモジュール２４および２６によって
移送され、まず、空気ジェット分類ユニット２８を介して洗浄ステーション２４
Ａ、２４Ｂなどに移送され、次いで、保管場所２６Ａ、２６Ｂなどに移送される
。洗浄ステーション２４Ａ−２４Ｅは、リネンおよび衣類の適切な洗浄群を洗浄
するように分類されている。保管場所２６Ａ−２６Ｅも分類され、特定のタイプ
のリネンおよび衣類のみがそれぞれのステーションに保管されるようになってい
る。システム２０は、図２に示す上述したマルチスペクトルイメージャあるいは
リーダシステム１０の一つ以上を有し、これらはリネンあるいは衣類のラベル１
あるいはこれに類似のタグあるいは材料を高速度で読み取ることができる。ラベ
ル１及び／又はタグは、上述したように光学的（フォトニック）に活性な材料を
用いて識別のためにコード化されている。リーダ１０は、分類コンベヤモジュー
ル２４および２６内に配置でき、又は、マスタ制御モジュール２２と分類コンベ
ヤモジュール２４および２６との間のインターフェース２３に配置することもで
きる。リーダ１０は、マスタ制御モジュール２２内の中央処理装置（ＣＰ）に接
続されている。この中央処理装置は、リーダ１０からのデータを用いて分類コン
ベヤモジュール２４および２６を制御し、対応する洗浄ステーション２４Ａ−２
４Ｅにおいて洗浄を行ない、次に、適当な保管場所２６Ａ−２６Ｅに保管するた
めにリネンおよび衣類を自動的に分類する。システム２０はまた任意に、非光学
的にコード化された在庫品の作業ができ、例えば、コンベヤ２４、２６が従来の
手作業分類用にプログラムされるようにマスタ制御モジュールに対してスイッチ
の閉止を指示するよう動作することができる。また、ハイブリッドなシステム動
作も用いることができ、例えば、物品の分類は手作業で行なわれるが、在庫品計
数および洗浄分類はラベル１にコード化された情報を使って行なうことができる
。
【００４１】 本発明のシステム２０に使われるリネンおよび衣類は、ラベル１、光学的に活
性な材料からなる糸及びヤーン（編み糸）を含んでいる。光学的に活性な材料は
、ラベル１、糸およびヤーンにコード化され、例えば、洗浄タイプおよび保管カ
テゴリによってリネンおよび衣類を識別する。コード化された洗浄タイプおよび
カテゴリは、システム２０内のリーダ１０によって読み取られたときに中央処理
装置によって認識される。
【００４２】 本発明のシステム２０に使われるリネンおよび衣類は、バーコード化の高いコ
ード密度を備え、光放射のＳ／Ｎを高められる利点を有するラベル１を用いるこ
とが好ましい。上述したようにそれぞれのラベル１は、一意の数を表すいくつか
の波長の一つを放射する一連の線あるいはバー３を含んでいる。ラベル１は、バ
ーコードのように入射光を反射するよりはむしろ光波長を放射するので、汚染お
よび洗浄による劣化に対して高い許容性を有している。
【００４３】 本発明の光学的に活性なラベル１は、バーコード技術におけるような印刷され
た線あるいはバーの間隔や厚さの影響に依存しない。ラベル１のコード化された
情報は波長領域に含まれ、波長の空間的なシーケンスに含まれる。その結果、ラ
ベル１は、従来のバーコード技術よりも非常に高い耐久性及び単純なコードパタ
ーンを提供する。これは、大きな仕事量の洗濯業における衣類がしばしば受ける
激しいベンディング、変形、あるいは、その他の問題におけるいかなる場合にお
いてもラベル１が正確に読み取られることを可能にする。光学的に活性なラベル
１はまた、狭い線構成を解像するという要求がないので、バーコードよりも広い
視野（例えば、２０ｃｍ×１５ｃｍ）での読み取りを可能にしている。
【００４４】 図８は、マルチスペクトル読み取りシステム１０Ａの他の実施例を示すもので
、蛍光ヤーンあるいは蛍光糸３Ａ又はバー３は、励起光源１２によって領域１２
Ａ内を照射される。得られた蛍光発光は撮像系３０によって集光されてスリット
３２を通過し、グレーティング３４あるいはその他の適当な波長分析装置に達し
てスペクトル３６が生成される。スペクトル３６は、糸３Ａあるいはバー３から
のコード化された情報を含み、この情報は、波長および位置の関数として表わさ
れる。スペクトル３６は、二次元ＣＣＤディテクタあるいはその他の適当な手段
によって画素に変換され、閾値を越える画素の位置が、適切に調整された神経ネ
ットワークあるいはその他の画像処理技術を用いてコード化された情報に変換さ
れる。
【００４５】 このようにして、本発明は好ましい実施例について特に図示され、説明された
が、本発明の範囲から逸脱することなく構成および詳細を変形させることは、当
該技術に通常の知識を備えたものであれば容易に行ない得ることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ラベルが付着される物品に関する情報をコード化するために所定の線形なシー
ケンスに配置された複数の異なる蛍光バー形状領域を備えたラベルの実施例の上
面図である。
【図２】 本発明によるマルチスペクトル・イメージャシステムのブロック図である。
【図３】 図２のシステムに見られる色感知カメラの一実施例のブロック図である。
【図４】 光学フィルタの応答および蛍光データの一例を示すグラフである。
【図５】 図１に示されるラベル上の緑、黄、あるいは、赤のバーを検出するそれぞれの
画素のスペクトルデータの例を示すグラフである。
【図６】 本発明による画像処理方法の論理フロー図である。
【図７】 本発明の一実施例により構成され動作する繊維／衣類の分類、洗浄および保管
システムの一例を示すブロック図である。
【図８】 図１に示すラベルを読み取るマルチスペクトル撮像系の他の実施例を示す図で
ある。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月１８日（２０００．９．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】 選択されたインクは、市販の標準のドットマトリックス印刷カートリッジを用
いて付着させることができ、それぞれのカートリッジは、例えば、三つの別個の
光学的に活性なインク（例えば、赤、黄、および緑）、および（任意に）作業者
が情報を読み取ることができる従来の黒インクを収容している。ラベル１は、耐
久性のある熱シール紙２に印刷することができ、標準の熱シール装置で付着され
る。ラベル１を印刷するための市販のプリンタ４が図７に示されており、これは
、例えば、赤、黄および緑の本発明による蛍光インクを収容しているカートリッ
ジ５を用いる。実際には、プリンタは、適当なコンピュータ（図示せず）によっ
て駆動され、このコンピュータは、必要なコード化技術（例えば、大きなナプキ
ンは数字の一つのグループを割り当てられ、小さなナプキンは他のグループを、
等）に基づいて数値コードを生成するプログラムを備えるとともに生成された数
をプリンタ４によって蛍光インクとして付着される特定波長の線形シーケンスに
変換するその他のプログラムあるいは同じプログラムを備えている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６５Ｇ 61/00 ４３４ Ｇ０６Ｋ 1/12 Ｂ Ｇ０６Ｋ 1/12 7/00 Ｕ 7/00 19/00 Ａ 19/06 Ｂ４１Ｊ 3/534 (31)優先権主張番号 ０９／３７９，０６２ (32)優先日 平成11年８月23日(1999．8．23) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 ジョン ムーン アメリカ合衆国 ロードアイランド州 02864 カンバーランド シャロンドライ ブ ９ Ｆターム(参考） 2C055 JJ00 JJ07 JJ08 JJ12 3F015 AA10 JC06 JC08 JC17 JC18 3F079 AA01 AD00 BA24 CA05 CA31 CB25 CB29 5B035 BB01 BC00 5B072 BB00 CC16 CC24 CC33 DD02

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物品上への情報をコード化する方法であって、 前記情報をマルチデジット数として表わすステップと、 前記数を所定の線形シーケンスに配列された複数の領域としてコード化するス
    テップと、を有し、 各領域は、一組の波長からなる複数の所定波長のうちの１つを放射することを
    特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記複数の領域を前記物品に付すステップをさらに有すること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 複数の異なる蛍光インクを用いて前記複数の領域を印刷するこ
    とによって前記物品に前記複数の領域を付すステップをさらに有することを特徴
    とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 複数の異なる蛍光インクを用いてラベル上に前記複数の領域を
    印刷し、次いで、当該ラベルを前記物品上に付着せしめることによって前記物品
    に前記複数の領域を付すステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  5. 【請求項５】 複数の異なる蛍光インクを用いてラベル上に前記複数の領域を
    インパクト印刷し、次いで、熱処理により前記ラベルを前記物品上に付着せしめ
    ることによって前記物品に前記複数の領域を付すステップをさらに有することを
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法であって、 励起光によって前記複数の領域を照射するステップと、 前記複数の領域から生じた複数の波長放射光を検出するステップと、 前記複数の波長放射光の数および前記線形シーケンスにおけるそれらの位置を
    デコードするステップと、を有することを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 当該デコードされた数から前記物品を識別するステップをさら
    に有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記デコードされた数から前記物品がたどる経路を制御するス
    テップをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. 【請求項９】 リネン、繊維あるいは衣類からなる物品上への情報をコード化
    する方法であって、 前記情報をマルチデジット数として表わすステップと、 所定の線形シーケンスに配列され、一組の波長からなる複数の所定波長のうち
    の１つを放射する複数の領域として前記数をコード化するステップと、 複数の異なる蛍光インクを用いてラベル上に前記複数の領域を印刷し、次いで
    、当該ラベルを前記物品上に付着せしめることによって前記物品に前記複数の領
    域を付すステップと、を有することを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 前記付すステップは、前記ラベル上に前記複数の領域をイン
    パクト印刷し、次いで、熱処理により前記ラベルを前記物品上に付着せしめるこ
    とことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 請求項８に記載の方法であって、 読み取り装置を通過して前記リネン、繊維あるいは衣類を搬送するステップと
    、 前記読み取り装置において、 励起光によって前記複数の領域を照射するステップと、 前記複数の領域から生じた複数の波長放射光を検出するステップと、 前記複数の波長放射光の数および前記線形シーケンスにおけるそれらの位置を
    デコードするステップと、をさらに有することを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 当該デコードされた数からリネン、織物および衣類のタイプ
    を識別するステップをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 当該デコードされた数に基づいて前記リネン、繊維あるいは
    衣類が通過する経路を制御するステップをさらに有することを特徴とする請求項
    １１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 当該デコードされた数に基づいて前記リネン、繊維あるいは
    衣類のクリーニング処理のタイプを選択するステップをさらに有することを特徴
    とする請求項１１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 当該デコードされた数に基づいて前記リネン、繊維あるいは
    衣類の保管場所を選択するステップをさらに有することを特徴とする請求項１１
    に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 物品に付されるラベルであって、 前記ラベルは、線形シーケンスに配列された複数の領域からなり、 前記領域は、励起光源からの光を受けたとき、複数の所定波長のうちの１つを
    放射し、前記物品の少なくとも一つの特徴を内容とする情報が前記放射された波
    長と前記放射された波長の空間的な配列のみの組み合わせとしてコード化されて
    いることを特徴とするラベル。
  17. 【請求項１７】 物品に配されたコード化された情報に基づいて物品の取り扱
    いを制御するシステムであって、 複数の物品が励起光源の付近を通過するとき、前記物品の各々の領域を照射す
    る励起光源と、 前記放射された波長に応答して前記領域の色画像データを出力するイメージャ
    と、 前記イメージャの出力端に接続された入力端を備え、前記情報をデコードして
    前記色画像データを処理するとともに前記デコードされた情報に基づいて前記物
    品の取り扱いを指定するコントローラと、 前記領域は線形シーケンスに配列された複数の領域からなり、前記励起光源か
    らの光を受けたとき、前記領域の各々は複数の所定波長の一つを放射し、前記物
    品の少なくとも一つの特徴を内容とする情報が、前記放射された波長と前記放射
    された波長の空間的な配列のみの組み合わせとしてコード化されることを特徴と
    するシステム。
  18. 【請求項１８】 前記コントローラは、前記物品が受ける洗浄のタイプを選択
    することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 前記コントローラは、前記物品の保管場所を選択することを
    特徴とする請求項１７に記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 前記領域は、少なくとも２つの異なる蛍光インクを用いて印
    刷することにより付された複数の領域を備えたラベルからなることを特徴とする
    請求項１７に記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 光学的インクであって、 光照射に応答して所定の波長を含む光を放射する、蛍光顔料およびフタル酸エ
    ステル可塑剤キャリヤからなる光学的インク。
  22. 【請求項２２】 前記フタル酸エステル可塑剤は、ジイソノニルフタル酸塩あ
    るいはジオクチル、ジブチル、ジエチルなどのフタル酸塩の一つを含むことを特
    徴とする請求項２１に記載の光学的インク。
  23. 【請求項２３】 前記インクは、４０ｇ／１００ｍｌの蛍光顔料／フタル酸可
    塑剤を含む蛍光インパクト印刷インクであることを特徴とする請求項２１に記載
    の光学的インク。
  24. 【請求項２４】 前記蛍光顔料は、選択された蛍光色素あるいは有機的又は無
    機的な発光性顔料あるいは蛍光性顔料を含む微粉の熱硬化性プラスチックからな
    ることを特徴とする請求項２１に記載の光学的インク。
  25. 【請求項２５】 前記インクは、ラベル上に印刷されて物品に付着され、前記
    ラベルは、線形シーケンスに配列された複数の領域からなり、それぞれの領域は
    、前記光学的インクを含むとともに励起光源で照射されたとき複数の所定波長の
    一つを放射し、前記物品の少なくとも一つの特徴を内容とする情報が前記放射さ
    れた波長と前記放射された波長の空間的な配列のみの組み合わせとしてコード化
    されていることを特徴とする請求項２１に記載の光学的インク。
  26. 【請求項２６】 物品に付着されるラベルであって、 線形シーケンスに配列された複数の領域からなり、それぞれの領域は光学的イ
    ンクを含むとともに励起光源で照射されたとき複数の所定波長の一つを放射し、
    前記物品の少なくとも一つの特徴を内容とする情報が前記放射された波長と前記
    放射された波長の空間的な配列のみの組み合わせとしてコード化され、さらに、
    少なくとも前記複数の領域を被覆するように前記ラベルに形成される透明コーテ
    ィングを有することを特徴とするラベル。
  27. 【請求項２７】 前記透明コーティングは、紫外線（ＵＶ）硬化性コーティン
    グを含むことを特徴とする請求項２６に記載のラベル。
  28. 【請求項２８】 基板上のコード化された情報領域からの光放射に基づいて情
    報を読み取る方法であって、 前記基板を照射するステップと、 前記基板の少なくとも一部分の画像を得るステップと、 複数のサブ領域からなり、前記画像における前記コード化された領域を配置及
    び位置決めするステップと、 前記画像における個々のサブ領域を位置決め及び分離するステップと、 分離されたサブ領域の放射波長を決定するステップと、 前記サブ領域の空間的な配列及び可能な放射波長のリストに従って前記コード
    化された情報をデコードすることを特徴とする方法。
  29. 【請求項２９】 前記配置位置及び決めするステップは、重力中心および離心
    画像処理技術を用いることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記重力中心および離心画像処理技術は、一定の閾値以上で
    画素の重力中心を見出し、次いで、前記重力中心周囲の主軸の配向を見出すこと
    を特徴とする請求項２９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記配置及び位置決めするステップは、前記画像に現われる
    明るい領域を輪郭付けし、分離することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記画像を得るステップは、複数のロングパスフィルタを用
    いて画像を得ることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 第１の画像におけるサブ領域の位置を記録するステップと、
    順次フィルタリングされた画像における前記サブ領域の最高輝度の部分を位置決
    めするステップと、をさらに有することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記位置決め及び分離するステップは、平滑化された画像デ
    ータの変曲点における４点特性を探すパターン認識アルゴリズムに基づいたピー
    ク検出アルゴリズムを用い、ピークは、デコードされ、次いで、典型的なサブ領
    域に最も近似したのがどのピークかによって分類され、さらに、ｎを期待される
    サブ領域の数としたとき、最初のｎ個の最高ピークを保持するステップを有する
    ことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記決定するステップは、ラジアルベースファンクション神
    経ネットワークを用いてそれぞれのサブ領域の色を決定するステップを含むこと
    を特徴とする請求項２８に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記基板は、洗浄サイクルを受ける物品に付着されたラベル
    からなり、前記神経ネットワークのデータは洗浄サイクルの数によってグループ
    化されていることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
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