JP2022111066A - カメラ装置及び物体捕捉方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流れの中で移動する物体をより良好に捕捉する。【解決手段】カメラ装置１０、３０ａ～ｅに対して長手方向１６に移動する物体１４の流れにおいて物体１４を捕捉するカメラ装置１０、３０ａ～ｅを提示する。物体１４の画像を撮影するための画像センサ２４を有するカメラ１０と、少なくとも１つの第１の方向転換素子３０ａとを含み、カメラ１０の視野１８が少なくとも、第１の方向転換素子３０ａを捕らえる第１の部分視野３２ａ、１８ａと第１の方向転換素子３０ａを捕らえない第２の部分視野３２ｂ、１８ｂを備える。第１の方向転換素子３０ａは、第１の部分視野３２ａ、１８ａの第１の視点が第２の部分視野３２ｂ、１８ｂの第２の視点とは別の視点になるように配置され、第１の部分視野３２ａ、１８ａが物体１４に対して第２の部分視野３２ｂ、１８ｂとは別の視点を提供し、画像センサ２４で物体１４の少なくとも２つの面が同時に撮影される。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１又は１５のプレアンブルに記載のカメラ装置及び該カメラ装置に対して長手方向に移動する物体の流れにおいて物体を捕捉する方法に関する。

カメラは、産業上の利用において、例えば物品の検査や測定等の目的で、物品の特性を自動的に捕らえるために多様な方法で用いられる。その場合、物品の画像が撮影され、業務に応じて画像処理により評価される。カメラの重要な用途としてコードの読み取りがある。画像センサを用いて、表面にコードが付された物品が撮影され、その画像内でコード領域が識別されて復号が行われる。カメラベースのコードリーダは、１次元バーコード以外に、マトリックスコードのように２次元的に構成され、より多くの情報を提供する種類のコードも問題なく処理できる。コードリーダの典型的な利用分野としては、スーパーマーケットのレジ、荷物の自動識別、郵便物の仕分け、空港での荷物の発送準備、その他の物流での利用が挙げられる。

よくある検出状況の１つはカメラをベルトコンベアの上方に取り付けるというものである。カメラはベルトコンベア上で物品の流れが相対移動している間、画像を撮影し、取得された物品特性に応じてその後の処理ステップを開始する。このような処理ステップでは、例えば、搬送中の物品に作用する機械上で具体的な物品に合わせて更なる処理を行ったり、物品の流れの中から品質管理の枠組み内で特定の物品を引き出すこと又は物品の流れを複数の物品の流れに分岐させることにより物品の流れを変化させたりする。そのカメラがカメラベースのコードリーダである場合、各物品が、それに付されたコードに基づき、正しい仕分け等の処理ステップのために識別される。通常、この搬送システムは、搬送速度が変化しても各時点における物体位置が分かるように、インクリメンタルエンコーダにより、路程に関連付けられたパルスを連続的に出力する。

カメラの画像センサはライン状又は行列状に構成することができる。複数のラインを繋げたり個々の画像を結合したりすることによって連続的に一枚の画像を合成するために、検知対象の物体の移動が利用される。その際、カメラのその都度の視点からは常に１つの物体面しか捕捉できず、他の読み取り面についてはそれぞれ追加のカメラを用いる必要がある。

図９は従来の設置の仕方を示している。ここでは、いわゆる上面読み取りの形で、カメラ１００がベルトコンベア１０２上にある物体１０４を視野１０６で上から撮影する。側面の読み取りには、ベルトコンベア１０２の近くに追加で取り付けられた、それぞれ視野１０６ａ～ｂを持つカメラ１００ａ～ｂが必要である。図１０は方向転換鏡１０８を用いた上面読み取りのための別の取り付け方を示している。このようにすれば、カメラをより接近させたよりコンパクトな読み取りトンネルの構造が可能である。しかし、カメラ１００が１つの物体面しか捕捉できず、側面の読み取りには２台の追加のカメラが必要であることに変わりない。

搬送運動中に物体の２面を続けて捕捉できるようにカメラを向けることが考えられる。特許文献１では、１つのカメラが適切に傾いた視点から前面と一方の側面とを観察し、第２のカメラが後面と他方の側面とを観察する。各々の鏡が、上述した図１０の原理により、小さな設置スペース上で光路を長くする。しかし、傾いた視点は歪みにつながるため、それを補償しなければならない。またそれは画質を低下させる。

特許文献２はカメラの視野の方向転換及び拡大を行うための装置を開示している。この装置では、互いに適切に傾けられた鏡によって、隣接する部分領域を画像センサ上で重ねて写し取ることにより、一層広い視野が撮影される。適切に視野を広げるための別の鏡の配置が特許文献３に提案されている。しかし、いずれの場合も物体に対する視点は１つだけのままであり、複数の面を捕らえるには依然として複数のカメラを用いる必要がある。

特許文献４は物品の検査に関するものである。多数の鏡により同一のカメラで６面のうち５面を捕捉できる。多数の鏡があるため調整コストが高くなり、またラインカメラを用いて機能するものではなく、従ってコード読み取りの解像度は限られており、またコード読み取りは想定された用途でもない。照明のために一群の照明ユニットの全体が周囲に配置される。鏡の配置により複数の面から物体を捕らえることは特許文献５からも知られているが、こちらは前記の欠点に匹敵する欠点があるのに加え、物体の移動が想定されていない。

特許文献６では、１つの物体を異なる距離で実質的に多重撮影するため、段状に配置された複数の鏡が用いられている。このようにすれば物体は少なくとも１つの鏡を経由する光路上において被写界深度範囲内に入る。一実施形態では、搬送位置に応じて前面、上面又は後面を捕らえるためにそれらの鏡が用いられる。しかし、物体を複数の視点から同時に捕らえることはできず、また側面は依然として追加のカメラを用いなければ撮影できない。

特許文献７では、コードリーダにおいて、画像センサの視野を複数の異なる図に分割するためにモノリシックな鏡構造体が用いられている。この鏡構造体はコストがかかり、また柔軟性に欠ける。

US 6 484 066 B1 DE 20 2013 009 198 U1 EP 2 624 042 A2 EP 0 258 810 A2 US 2010 226 114 A1 EP 2 937 810 A1 US 2010/0163622 A1

本発明の課題は、流れの中で移動する物体をより良好に捕捉することである。

この課題は請求項１又は１５に記載のカメラ装置及び該カメラ装置に対して長手方向に移動する物体の流れにおいて物体を捕捉するための方法により解決される。該カメラ装置のカメラが、画像センサを用いて、該カメラに対して長手方向に相対移動している物体の流れを形成する複数の物体の画像を撮影する。少なくとも１つの第１の方向転換素子が画像撮影のための受光路を折り曲げる。カメラの視野は、少なくとも、第１の方向転換素子を捕らえる第１の部分視野と第１の方向転換素子を捕らえない第２の部分視野とに分割されている。言い換えると、第１の方向転換素子は第１の部分視野においては見えるが第２の部分視野においては見えない。一般には、個々の方向転換素子又は複数の方向転換素子の様々な構成を用いて３つ以上の部分視野をも次々に設けることができる。１つの部分視野が、全く方向転換なしで、つまり直接物体を撮影することが考え得る。部分視野は、互いに離れていて画像センサの異なる画素に対応していること、及び／又は、一緒に画像センサ乃至はカメラの視野全体を成していて画像センサの全画素を利用していることが好ましい。

本発明は出発点となる基本思想は、光路を様々に折り曲げること、しかも、物体に対する様々な視点が元の視点に加えて生じるように折り曲げることにより、カメラの視野を拡大するというものである。第１の方向転換素子は物体に対する追加の視点を作り出す。これは、第１の部分視野において何らかの折り曲げを生じさせること、或いはいずれにせよ第２の部分視野とは別の折り曲げを生じさせることによる。これにより同一のカメラで複数の視点から物体を撮影することが可能になる。この撮影は異なる視点から同時に行われる。これは例えば、前面、上面及び後面を異なる搬送位置で順番に捕捉できるに過ぎない特許文献６の場合とは異なる。しかも前記視点は側面の捕捉も含めて大幅に自由な選択が可能である。

本明細書には、６つの面又は表面を備える少なくとも大まかに直方体状の物体を想像して記載が行われている箇所が多い。それはよくある用途の事例でもあるが、本発明はそれに限定されない。特に、どんな形状の物体の場合でも、対応する６つの視点が同じように存在するからなおさらである。

本発明には少数のカメラで複数の面を捕捉することが可能になるという利点がある。カメラの台数が少なくなることでコストと複雑さが低減されるとともに、小型でコンパクトな機械的システム設計が可能になる。また、高い解像度がますます利用可能になってきている画像センサの分解能が有意義に且つできるだけ完全に利用される。

第２の視点は上方の視点であることが好ましい。そうすると、物体の流れは第２の視点から見ると上から捕らえられ、物体の上面が撮影される。コードリーダの場合は上面読み取りとも呼ばれる。この場合、カメラも流れの上方に取り付けられていることが好ましい。このカメラ自身を下向きにするか、あるいは上からの第２の視点を適宜の方向転換素子により作り出す。第１の方向転換素子は第２の部分視野の外側にあるから、ここでは関係ない。

第１の視点は、長手方向を横切るように、特に直交するように、横方向から見る側方の視点であることが好ましい。第１の視点（本実施形態では側方からの視点）は第１の方向転換素子による方向転換により生じる。これにより、例えば第２の視点から見た上面に加えて１つの物体面が追加的に捕らえられる。なお、第２の視点は前面又は後面を撮影するものとしてもよい。

好ましくは、カメラ装置が第２の方向転換素子を含み、カメラの視野が該第２の方向転換素子を捕らえる第３の部分視野を備え、該第２の方向転換素子が、第３の部分視野の第３の視点が第１の視点及び第２の視点とは別の視点になるように配置されており、その結果、画像センサで物体の３つの面が同時に撮影される。これにより、第１の方向転換素子による第１の視点と同様に、第３の視点が第３の部分視野と第２の方向転換素子を用いて生み出される。これによれば、第２の方向転換素子は正確に第３の部分視野に捕らえられ、従って他の部分視野には捕らえられず、また第１の方向転換素子は第３の部分視野には捕らえられない。第３の視点は第１の視点とは逆方向から見た側方の視点であることが特に好ましい。これにより、例えば上面を撮影する第２の視点に加えて、物体の両方の側面が第１及び第３の視点から撮影される。

カメラは物体の流れを長手方向に搬送する搬送装置の付近に静的に取り付けられていることが好ましい。好ましい取り付け位置はベルトコンベアの上方であり、上から捕らえた面を一又は複数の他の面（特に側方から捕らえた面）と組み合わせる。ただし、他の視点を組み合わせるために他の取り付け位置にすることも考えられる。底面を捕らえたい場合は予め搬送装置側に透視窓を設ける等の対策を施す。

カメラ装置は、第２の部分視野において捕らえられるように配置された第３の方向転換素子を備えていることが好ましい。これにより、第２の部分視野乃至は第２の視点においても受光路が折り曲げられる。例として、カメラをまっすぐ物体の方に向けるのではなく、例えば視線を長手方向と少なくとも近似的に平行又は逆平行に水平に向けるとともに、上方から又は側方から物体へと方向転換させる。第２の視点の光路を更に別の方向転換素子により多重的に折り曲げることが考えられる。

カメラ装置は、第１の方向転換素子により折り曲げられた第１の視点の受光路をもう一度折り曲げる第４の方向転換素子を備えていることが好ましい。これにより、第１の視点のための方向転換が、例えばまず上方に取り付けられたカメラから流れの傍に達し、そこから物体へ向かうというように、２段階以上で行われる。この少なくとも２重の方向転換により、特にコンパクトな構造が得られる他、物体の撮影対象面、特に側面に対して少なくとも近似的に垂直に物体を捕らえることができる。

カメラ装置は、第２の方向転換素子により折り曲げられた第３の視点の受光路をもう一度折り曲げる第５の方向転換素子を備えていることが好ましい。第３の視点に対する第５の方向転換素子の機能は第１の視点に対する第４の方向転換素子の機能に相当する。

各方向転換素子は、異なる視点に対応するカメラと物体の間の複数の光路がカメラの被写界深度範囲に相当する許容差で以て同じ長さになるように配置されていることが好ましい。これにより全ての視点において鮮明な画像が撮影される。実装方法の１つは、第１乃至は第２の方向転換素子よりも第３の方向転換素子をカメラからより大きな距離に置くことである。これにより、第１乃至は第３の視点において必要となる迂回分を補償するために、最後に第２の視点の光路が意図的に伸ばされる。このようにすれば、カメラから第３の方向転換素子を経て物体（例えばその上面）に至る光路を、カメラから第１の方向転換素子及び第４の方向転換素子を経て物体（例えばその一方の側面）に至る光路、若しくはそれに相応してカメラから第２の方向転換素子及び第５の方向転換素子を経て物体（例えばその他方の側面）に至る光路とほぼ同じ長さにすることができる。

各方向転換素子は、鏡と、物体の流れに対して所定の配置及び向きで取り付けるためのホルダとを備えていることが好ましい。専用のホルダを使用し、独立の部品とすることで、方向転換素子を空間内で大幅に自由に設置して向きを決めることができる。これは、例えば冒頭で挙げた特許文献７に記載のモノリシックな鏡構造体の場合とは全く違う。鏡は、例えば、湾曲した鏡面により集束又は発散特性を示すものや、被膜等により特定のスペクトルに対するフィルタ特性を示すもの等、他の光学的な任務を果たすこともできる。

画像センサはラインセンサとして構成されていることが好ましい。このようなラインセンサでは非常に高い画素解像度が利用可能であり、その一部は単一の物体面を捕らえるためにもはや必ずしも利用されない。本発明によればその余分な画素を利用して追加の視点から追加の面を撮影することができる。

各部分視野には画像センサの隣接した画素領域が対応していること、特に第２の部分視野には中央の画素領域が対応し、第１の乃至は他の部分視野には脇の画素領域が対応していることが好ましい。その場合、視野の幅は捕捉対象の物体の流れ又はベルトコンベアの幅より大きいことが好ましく、横の超過分は一方の側又は両側で別の１つ又は２つの視点のために利用することが有利である。

或いは、各部分視野に画像センサの重なり合った画素領域が対応するようにする。この場合、画像センサは行列センサであり、その重なり合ったライン状部分が異なる視点のために用いられる。そのためには、方向転換素子を複数の適切に傾いた部分を有する構成にすること又は追加の方向転換素子を用いることで、行列センサ上に適切に部分視野を配置することが好ましい。

カメラ装置は、カメラの視野を照明するため、特に各方向転換素子を経て部分視野を照明するために、照明ユニットを備えていることが好ましい。照明ユニットが同じように方向転換素子を利用すれば、中央に照明ユニットが１つだけあれば足りる。これは本発明では１つの画像センサだけで複数の視点から撮影ができることと全く同様である。

カメラ装置は、画像センサで取得された画像データの中でコード領域を見つけ出してそのコード内容を読み取るように構成された制御及び評価ユニットを備えていることが好ましい。コード内容は、例えばテキストの読み取り（OCR, Optical Character Reading）や記号の認識の場合のように、別の意味に理解することができる。もっとも、特に好ましくは、それは光学的なバーコード及び光学的な２次元コードを読み取るカメラベースのコードリーダを意味しており、それを単一のカメラと単一の画像センサで複数の物体面において同時に行う。

本発明に係る方法は、前記と同様のやり方で仕上げていくことが可能であり、それにより同様の効果を奏する。そのような効果をもたらす特徴は、例えば本願の独立請求項に続く従属請求項に模範的に記載されているが、それらに限られるものではない。

以下、本発明について、更なる特徴及び利点をも考慮しつつ、模範的な実施形態に基づき、添付の図面を参照しながら詳しく説明する。

捕捉対象の物体を載せたベルトコンベアの付近に取り付けられたカメラの概略図。 上側及び一方の側から同時に捕らえるために光路を折り曲げたカメラ装置の３次元図。 図２に示したカメラ装置の正面図。 図２に示したカメラ装置の上面図。 どのようにすれば全ての視点について光路を同じ長さにして物体を被写界深度範囲内に収めることができるかを説明するために図２の光路を分解した図。 上側及び左右両側から同時に捕らえるために光路を折り曲げたカメラ装置の３次元図。 図６に示したカメラ装置の正面図。 図６に示したカメラ装置の上面図。 ３つの面を捕らえるために３つのカメラを必要とする従来のカメラ装置を示す図。 向きが水平の場合に鏡の助けを借りて物体を上方から捕らえる別の従来のカメラ装置を示す図。

図１はベルトコンベア１２の上方に取り付けられたカメラ１０を示している。ベルトコンベア１２上では物体１４がカメラ１０の視野１８を通って矢印で示した搬送方向１６に搬送される。好ましい実施形態では物体１４の外側表面にコード２０が付されており、これがカメラ１０により読み取られる。そのためにカメラ１０は受光光学系２２を通じて画像センサ２４でその都度視野１８内にある物体１４の画像を撮影する。

評価ユニット２６が復号ユニットを含んでおり、これが画像を評価する。その際、コード領域が識別され、コード２０のコード内容が読み出される。評価機能は少なくとも部分的にカメラ１０の外部に実装することもできる。カメラ１０はカメラベースのコードリーダとして構成されているが、これは単に好ましい形態に過ぎない。光学的な１次元又は２次元コードの読み取りの他にも画像処理の任務が考えられる。例えば記号（特に危険物ラベル）の認識や文字の読み取り（OCR, Optical Character Reading）、特に宛名の読み取り等の処理である。

カメラ１０は、好ましくは例えば８０００画素又は１２０００画素という高解像度を持つライン状の画像センサ２４を有するラインカメラとして構成することができる。或いは画像センサ２４を行列センサとし、全部合わせて前記に匹敵する４メガ、８メガ又は１２メガピクセルの解像度を持つものとすることができる。ただしこれらは平面に分配されているため、１本のラインで次々に画像撮影を行うと搬送運動の間に著しく高い解像度の画像になる可能性がある。用途によっては、特に機械学習又は畳み込みニューラルネットワーク（Convolutional Neural Network）に基づく画像処理を用いる場合、もっと低い画素解像度でも十分である。行列センサを用いる場合、移動する物体流若しくはベルトコンベア１２がない静的な画像撮影も原理的に考えられる。逆に、行列センサで撮影した画像を搬送運動中に連続的に組み合わせてより大きな画像にすることもしばしば有意義である。

カメラ１０とベルトコンベア１２から成る読み取りトンネルには他のセンサが付属していることがある。ここでは代表として、ベルトコンベア１２の速度乃至は送り量の算出に用いられる送りセンサ２８（例えばインクリメンタルエンコーダ）が描かれている。これにより、ベルトコンベア１２に沿ったいずれかの場所で得られた情報を、ベルトコンベア１２に沿った他の位置に換算したり、或いは、これは送りが既知であるおかげで等価であるが、他の時点に換算したりできる。他の考え得るセンサとしては、物体１４が視野１８に進入する度にそれを認識するトリガ光遮断機や、ベルトコンベア１２上の物体１４の３次元的な輪郭を認識する形状センサ（特にレーザスキャナ）がある。

カメラ１０の視野１８は方向転換素子３０ａ～ｃ（特に鏡）により分割され、それぞれの受光路３２ａ～ｂが適切に折り曲げられている。これについては後で図２～図８に基づいてより分かりやすく、詳しく説明する。方向転換素子３０ａ、３０ｂは受光路３２ａが物体１４の１つの面へ折り曲げられるように作用する。方向転換素子３０ｃにより他方の受光路３２ｂが物体の上面へ垂直に延伸してからカメラ１０の向きに対応する水平方向に方向転換される。

これにより物体１４の上面及び一方の側面に部分視野１８ａ～ｂが生じ、その結果、同時に物体１４の２つの面が捕捉可能になる。図１の部分視野１８ａ～ｂは、搬送運動中に物体１４をライン毎に連続的に捕らえるためにライン状になっているが、画像センサ２４として行列センサを用いる場合はそれに応じてより幅の広い部分視野が生じる。

視野１８を部分視野１８ａ～ｂに分割することにより、画像センサ２４上でも、区別可能な画素領域又は画像部分が生じる。ラインセンサの場合、これらの画像部分は好ましくは単に並んでいる。従って、読み取り野のうち捕捉の中央部分にとって必要のない部分領域と、場合によってはその照明を切り出し、方向転換又は折り曲げによって追加の面の捕捉に利用する。行列センサの場合、部分視野１８ａ～ｂを同様に並べてもよいが、画像センサ２４上で筋状に重ねて配置してもよい。

図１には示されていないが、カメラ１０に任意選択で設けられた能動的な照明は、画像センサ２４と同軸の照明として、方向転換素子３０ａ～ｃを経て折り曲げられるものとすることができる。このようにすれば、カメラの場所に設置された又はカメラ内に統合された中心の照明だけで済み、それを用いて各部分視野１８ａ～ｂがくまなく照らされる。

撮影された画像は、評価ユニット２６又は後段の画像処理部において、部分視野１８ａ～ｂに適合化されたパラメータを用いて処理される。同様に、画像センサ２４又は照明のパラメータも部分毎に設定又は調整することができる。これにより例えばコントラストや輝度が適合化される。また、方向転換素子３０ａ～ｃによる光線形成や光学的フィルタリング（特に適切な被膜によるもの）も考えられる。

図２は図１に示したカメラ装置を３次元図で再度示している。図３及び図４はそれを補うように搬送方向に見た正面図と上面図である。本カメラ１０は水平に又はベルトコンベア及びその搬送方向１６と平行に調整されている。ただし、搬送方向１６と逆の方を向いていてもよい。側方の受光路３２ａは、側方において左上の方向転換素子３０ａを経てまず下方に向かってベルトコンベア１２の傍に達し、そこから左下の方向転換素子３０ｂを経て可能な限り垂直に物体１４の側面へ向かうように案内される又は折り曲げられる。図を見やすくするため図２には特に示していないが、側方の受光路３２ａは部分視野１８ａに対応している。左上の方向転換素子３０ａのみ、つまり左下の方向転換素子なしでも、側面への方向転換は可能ではあるが、そうすると光路はもう垂直ではなく斜めになる。中央の受光路３２ｂは中央の方向転換素子３０ｃの表面で下方へ方向転換されて物体１４の上面に向かう。図２にはもう特に示していないが、中央の受光路３２ｂは部分視野１８ｂに対応している。

方向転換素子３０ａ～ｃ及び適切に折り曲げられた受光路３０ａ～ｂのおかげで、このカメラ１０では２つの異なる視点から物体１４の上面と左側面を同時に捕らえることができる。当然ながらこれを同様に右側へ移すこともできる。いずれにせよ横からの第１の視点と上からの第２の視点で２つの面を捕らえるという事例は非常に有利であるが、上面及び側面とは異なる物体１４の２つの側又は面を捕らえることや、上方及び側方からとは異なる２つの視点から捕らえることも同様に考えられる。

図５は図２の描画を背景として再度示しており、その中で受光路３０ａ～ｂを直線的な部分区間Ａ～Ｅに分割している。受光光学系２２を持つカメラ１０は限られた被写界深度範囲しか持っていない。故に、異なる視点に対する複数の光路が同じ長さであれば非常に有利である。そうすれば同時に捕らえられた物体１４の各面からそれぞれ鮮明な画像が得られる。逆に、光路長に差があると、特にそれが最終的な被写界深度範囲により許される許容差を超える場合、少なくとも１つの側又は面の撮影画像が不鮮明になる。方向転換素子３０ａ～ｃの的確な配置により、受光路３２ａ～ｂが同じ長さになること、即ち具体的には等式Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ＋Ｅが成り立つことを保証できる。そのためには、中央の方向転換素子３０ｃを左上の方向転換素子３０ａよりもカメラ１０から遠くに配置することで、ＡとＢが長くなり、しかもそれが区間Ｃ、Ｄ及びＥで側面へ至る２重の方向転換による迂回路にちょうど合致するようにする。繰り返しになるが、被写界深度範囲の幅の枠内でほぼ等しければ十分である。

カメラ１０は固定焦点の代わりに調整可能な焦点又は自動焦点を有していてもよい。しかしそれだけでは異なる視点に起因する不鮮明さの問題は解決されない。なぜなら、それでは被写界深度範囲を１つの視点について適合させることしかできないからである。焦点の問題を解決する別の方法は、冒頭で挙げた特許文献６の教示を組み合わせることである。その場合、方向転換素子３０ａ～ｃが、異なる距離にある段状の方向転換素子により適切に置き換えられる。撮影された画像部分は段状配置に対応して多重化され、適正な長さの光路の下で被写界深度範囲内で撮影された１つの画像部分がその都度選び出されて更に処理される。

図６はカメラ装置の別の実施形態を示す３次元図であり、図７及び図８はそれを補う搬送方向に見た正面図若しくは上面図である。図２～図５に示した実施形態とは違って、今度は追加の第３の視点から物体１４の他方の側面も捕らえられる。様々な構成の可能性や、特に各面を被写界深度範囲内で撮影するための光路の設計については先の説明が同様に当てはまる。特にそれは図５に応じた同じ長さの光路の設計についても言える。即ち、物体１４の他方の側面も同様に同じ長さの光路で捕らえることが好ましい。

第３の視点を作り出して第２の側面（ここでは搬送方向１６に見た物体１４の右側面）も更に捕らえるために、もう一つの側方の受光路３２ｃが切り出され、側方において右上の方向転換素子３０ｄを経てまず下方に向かってベルトコンベア１２の傍に達し、そこから右下の方向転換素子３０ｅを経て可能な限り垂直に物体１４の他方の側面へ向かう。図を見やすくするために図７にしか示していないが、このもう一つの側方の受光路３２ｃは追加の部分視野１８ｃに対応している。つまりここでは２つの部分視野１８ａ、１８ｃが中央の部分視野１８ｂの両側に切り離されている。方向転換素子３０ａ～ｅ及び適切に折り曲げられた受光路３０ａ～ｃのおかげで、このカメラ１０では３つの異なる視点から物体１４の上面、左側面及び右側面を同時に捕らえることができる。上面及び両側面を捕らえる代わりに、物体１４の面の他の組み合わせに対して３つの異なる視点を作り出すことも考えられる。

方向転換が上記のように側面へ垂直に成されるのではなく、水平面内で４５度の角度、即ち直方体状であると仮定した物体１４の直角の角にほぼ向かう場合、搬送運動中にそれぞれの側で前面又は後面を続けて捕らえることができる。図２～図５に示した実施形態では前面又は後面を選ぶか、それぞれ捕らえられない面を上方からの視点で適当な傾斜をつけることによりカバーしなければならない。図６～図８の実施形態では一方の側で前面を、他方の側で後面を捕らえることができる。ただし、その代償として、物体の各面に対してもはや視点が垂直にならないという欠点をそれぞれ容認しなければならない。

Claims (15)

1. カメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）に対して長手方向（１６）に移動する物体（１４）の流れにおいて物体（１４）を捕捉するためのカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）であって、前記物体（１４）の画像を撮影するための画像センサ（２４）を有するカメラ（１０）と、少なくとも１つの第１の方向転換素子（３０ａ）とを含み、前記カメラ（１０）の視野（１８）が少なくとも、前記第１の方向転換素子（３０ａ）を捕らえる第１の部分視野（３２ａ、１８ａ）と前記第１の方向転換素子（３０ａ）を捕らえない第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）を備える、カメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）において、
   前記第１の方向転換素子（３０ａ）が、前記第１の部分視野（３２ａ、１８ａ）の第１の視点が前記第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）の第２の視点とは別の視点になるように配置されており、それにより前記第１の部分視野（３２ａ、１８ａ）が前記物体（１４）に対して前記第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）とは別の視点を提供し、その結果、前記画像センサ（２４）で前記物体（１４）の少なくとも２つの面が同時に撮影されることを特徴とするカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
2. 前記第２の視点が上方の視点である、請求項１に記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
3. 前記第１の視点が、前記長手方向（１６）を横切るように横方向から見る側方の視点である、請求項１又は２に記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
4. 第２の方向転換素子（３０ｄ）を含み、前記カメラ（１０）の視野が該第２の方向転換素子（３０ｄ）を捕らえる第３の部分視野（３２ｃ、１８ｃ）を備え、該第２の方向転換素子（３０ｄ）が、前記第３の部分視野（３２ｃ、１８ｃ）の第３の視点が前記第１の視点及び第２の視点とは別の視点になるように配置されており、その結果、前記画像センサ（２４）で前記物体（１４）の３つの面が同時に撮影され、特に前記第３の視点が前記第１の視点とは逆方向から見る側方の視点である、請求項１～３のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
5. 前記カメラ（１０）が前記物体（１４）の流れを前記長手方向（１６）に搬送する搬送装置（１２）の付近に静的に取り付けられている、請求項１～４のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
6. 前記第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）において捕らえられるように配置された第３の方向転換素子（３０ｃ）を備えている、請求項１～５のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
7. 前記第１の方向転換素子（３０ａ）により折り曲げられた前記第１の視点の受光路（３２ａ）をもう一度折り曲げる第４の方向転換素子（３０ｂ）を備えている、請求項１～６のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
8. 前記第２の方向転換素子（３０ｄ）により折り曲げられた前記第３の視点の受光路（３２ｃ）をもう一度折り曲げる第５の方向転換素子（３０ｅ）を備えている、請求項４に記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
9. 前記各方向転換素子（３０ａ～ｅ）が、異なる視点に対応する前記カメラ（１０）と前記物体（１４）の間の複数の光路（３０ａ～ｃ）が前記カメラ（１０）の被写界深度範囲に相当する許容差で以て同じ長さになるように配置されている、請求項１～８のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
10. 前記各方向転換素子（３０ａ～ｅ）が、鏡と、前記物体（１４）の流れに対して所定の配置及び向きで取り付けるためのホルダとを備えている、請求項１～９のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
11. 前記画像センサ（２４）がラインセンサとして構成されている、請求項１～１０のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
12. 前記各部分視野（３２ａ～ｃ、１８ａ～ｃ）に前記画像センサ（２４）の隣接した画素領域が対応しており、特に前記第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）に中央の画素領域が対応し、第１の乃至は他の部分視野（３２ａ、３２ｃ、１８ａ、１８ｃ）に脇の画素領域が対応している、又は、前記各部分視野（３２ａ～ｃ、１８ａ～ｃ）に前記画像センサ（２４）の重なり合った画素領域が対応している、請求項１～１１のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
13. 前記カメラ（１０）の視野を照明するため、特に前記方向転換素子（３０ａ～ｅ）を経て前記部分視野（３２ａ～ｃ、１８ａ～ｃ）を照明するために、照明ユニットを備えている、請求項１～１２のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
14. 前記画像センサ（２４）で取得された画像データの中でコード領域（２２）を見つけ出してそのコード内容を読み取るように構成された制御及び評価ユニット（２６）を備えている、請求項１～１３のいずれかに記載のカメラ装置（１０、３０ａ～ｅ）。
15. 長手方向（１６）に移動する物体（１４）の流れにおいて物体（１４）を捕捉する方法であって、視野（１８）内にある前記物体（１４）の画像を撮影し、前記視野（１８）が、第１の方向転換素子（３０ａ）を捕らえる第１の部分視野（３２ａ、１８ａ）と該第１の方向転換素子（３０ａ）を捕らえない第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）とを備えている方法において、
    前記第１の方向転換素子（３０ａ）を、前記第１の部分視野（３２ａ、１８ａ）の第１の視点が前記第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）の第２の視点とは別の視点になるように配置し、それにより前記第１の部分視野（３２ａ、１８ａ）が前記物体（１４）に対して前記第２の部分視野（３２ｂ、１８ｂ）とは別の視点を提供し、その結果、前記画像センサ（２４）で前記物体（１４）の少なくとも２つの面が同時に撮影される方法。

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