JP5538009B2 - 移動する物体を光学的に検出するための方法、照明機器およびシステム - Google Patents
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Description
a)少なくとも1つのパルス光源からの順番に続く光パルスで物体を照らすこと。ここで、該光パルスは、異なる強度および/または異なるパルス期間を有する。
b)少なくとも1つのパルス光源からの順番に続く光パルスで物体を照らすこと。ここで全ての光パルスは、同一の強度およびパルス期間を有する。第2の光源からの第2の光で物体を追加的に照らすこと。第2の光源からの該光は、光学的に検出可能な二次作用を物体中に誘起する。
c)少なくとも1つのパルス光源からの順番に続く光パルスで物体を照らすこと。該光パルスの少なくともいくつかは、光の強度および/またはパルス期間において互いに異なる。第2の光源からの第2の光で物体を追加的に照らすこと。第2の光源からの光は、光学的に検出可能な二次作用を物体中に誘起する。
したがって、このようにして、時点t1において光パルスL1による照明のもとで撮られた像のラインZ5は、時点t2において光パルスL1による照明のもとで撮られた像のラインZ15、および、時点t3において第2の光SLのもとで撮られた像のラインZ25と結合され、結合ラインK1を形成する。ここで用いている「結合」は、ラインの情報を加え合わせることを含み得るが、一つのラインの情報を選択すること、または、2つを重ね合わせることを含んでもよい。光パルスL1、L2が異なる色を有する場合、ラインZ5、Z15の各々は、異なる色のための色チャンネルとして理解することができる。このアプローチが、異なる色の3つの光パルス(すなわち、それぞれ赤色、緑色および青色)に拡張された場合、生じる結合ラインK1は、RGB像の色情報を含む。これと類似して、時点t2のラインZ5、時点t3のラインZ15、および、時点t4のライン25は、互いに結合され、結合ラインK2を形成する。同様に、時点t3のラインZ5、時点t4のラインZ15、および、時点t5のラインZ25は互いに結合され、結合ラインK3を形成する。その搬送方向に対して横方向である物体3の直線断面をそれぞれの場合に表す全ての結合ラインが決定されるまで、このプロセス(処理)は続けられる。結合ラインは、結合された全体像11へと組み立てられ、結合された全体像11が選別基準に関して調べられる。結合された全体像11が選別基準を満たしている場合、制御信号CTRが生成される。結合された全体像11の結合ラインK1、K2、K3などは、それぞれの場合において、互いに対してラインピッチdを示すことを言及すべきである。より高い解像度のためには、各像からより多くのラインを読み出すこと、および/または、個々の光パルス間の時間的間隔を減少させることが要求される。
時点t1のラインZ5と、時点t4のラインZ35とを、インターラインI11へ;
時点t1のラインZ15と、時点t4のラインZ45とを、インターラインI12へ;
時点t1のラインZ25と、時点t4のラインZ55とを、インターラインI13へ;
時点t2のラインZ5と、時点t5のラインZ35とを、インターラインI21へ;
時点t2のラインZ15と、時点t5のラインZ45とを、インターラインI22へ;
時点t2のラインZ25と、時点t5のラインZ55とを、インターラインI23へ;
時点t3のラインZ5と、時点t6のラインZ35とを、インターラインI31へ;
時点t3のラインZ15と、時点t6のラインZ45とを、インターラインI32へ;
時点t3のラインZ25と、時点t6のラインZ55とを、インターラインI33へ。
インターラインI21、I22、I23は、短く弱い光パルスL2による照明のもとで撮られた像の輝度情報のみを含んでいる。
インターラインI31、I32、I33は、第2の光SLのもとで撮られた像の輝度情報のみを含んでいる。
t2’−t1’=2x(t2−t1)
s’=2xs
これに類似して、
t1’のラインZ5、t2’のラインZ25、および、t3’のラインZ45が、結合されてK2を形成し、
t2’のラインZ15、t3’のラインZ35、および、t4’のラインZ55が、結合されてK3を形成し、
t2’のラインZ5、t3’のラインZ25、および、t4’のラインZ45が、結合されてK4を形成し、
t3’のラインZ15、t4’のラインZ35、および、t5’のラインZ55が、結合されてK5を形成し、かつ、
t3’のラインZ5、t4’のラインZ25、および、t5’のラインZ45が、結合されてK6を形成する。
結合ラインK1、K2、K3、K4、K5、K6などは、結合された全体像11へと組み立てられる。
Claims (22)
- 搬送速度(v)で移動させられる物体(3)を光学的に検出するのための方法であって、その特徴が、
− 物体(3)を照らすことであり、その照らすことは、
少なくとも1つのパルス光源(LQ1、LQ2、LQ3)から、順番に続く光パルス(L1、L2)によって行われ、該光パルス(L1、L2)は、異なる強度および/または異なるパルス期間を有するものであり、または、
少なくとも1つのパルス光源(LQ1、LQ2、LQ3)から、順番に続く光パルス(L1、L2)によって行われ、該光パルスは、異なる強度および/または異なるパルス期間を任意選択的に有し、かつ、第2の光源(LQ4、LQ5)からの第2の光(SL)によって行われ、第2の光源からの光は、光学的に検出可能な二次作用を物体(3)中に誘起するものであり、
− 各光パルス(L1、L2)の期間中に、複数のセンサーラインを有する、モノクロームの光エリアセンサー(5)によって物体(3)の像を撮ることであり、かつ、任意選択的には、光パルス同士の間で第2の光(SL)のもとで物体(3)の像を撮ることであり、
− 各像のライン(Z5、Z15 .. Z55)を読み出し、一時的に保存することであり、ここで、読み出されたラインは、互いに関してあるラインピッチ(d)を有し、物体(3)のエリアセンサー(5)への投影(P)は、前後に連なる光パルス(L1、L2)同士の間においておよび任意選択的には第2の光(SL)による照明の間において、ラインピッチ(d)またはラインピッチの倍数で移動し、かつ、ラインピッチ(d)またはその倍数は、それぞれ、前後に連なる光パルス(L1、L2)同士の間においておよび任意選択的には第2の光(SL)による照明の間において、物体(3)が搬送速度(v)で移動させられる距離(s、s’)に比例するものであり、
− 光パルス(L1、L2)による照明および任意選択的には第2の光(SL)による照明のもとで撮られた像からのライン(Z5、Z15 .. Z55)を順次結合して結合ライン(K1−K6)を形成することであり、ここで、互いに結合されるライン(Z5、Z15 .. Z55)は、互いに対して前記のラインピッチ(d)またはその倍数をそれぞれ有するものであり、かつ、
− 結合ライン(K1−K6)を、結合された全体像(11)に組み立てることである、前記方法。 - 前記モノクロームの光エリアセンサー(5)が、CMOSセンサーである、請求項1記載の方法。
- 光パルス(L1、L2)が、異なる波長/色を有することを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
- 強度および/またはパルス期間および/または色において互いに異なる光パルス(L1、L2)が存在するような数の、ならびに、任意選択的には第2の光(SL)が存在するような数の、少なくともそのような数のライン(Z5、Z15 .. Z55)が、各像から読み出されて一時的に保存されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 2つの光パルス(L1、L2)同士の間において、または、光パルスと光の中断との間において、それぞれに、物体(3)の投影(P)が、読み出されるべきライン(Z5、Z15、 .. Z55)同士の間のラインピッチ(d)で移動するようにまたは該ラインピッチ(d)の整数倍で移動するように、光パルス(L1、L2)による照明のもとでの、および、任意選択的には光パルス同士の間のパルスの中断時における第2の光(SL)のもとでの、物体(3)の順番の撮像が調整されており、
強度および/またはパルス期間および/または色において互いに異なる光パルス(L1、L2)による、および、任意選択的には第2の光(SL)による、順番の照明で撮られた像からのライン(Z5、Z15 .. Z55)が順次結合されて結合ライン(K1、K2
、K3)が形成され、結合された該ライン(Z5、Z15 .. Z55)が、互いに対してラインピッチ(d)またはその倍数を有することを特徴とする、請求項4記載の方法。 - 強度および/またはパルス期間および/または色において互いに異なる光パルス(L1、L2)に起因する、および、任意選択的には第2の光(SL)に起因する、異なる照明があるような数の少なくとも2倍の数のライン(Z5、Z15 .. Z55)を、複数読み出し、かつ、一時的に保存すること、および、
異なる時点において同等な照明のもとで記録されたこれらのモノクロームのライン(Z5、Z15 .. Z55)を、像の記録の間の時間的間隔および順番の照明内でのラインピッチ(d)を考慮に入れて、順番に結合して、インターライン(I11、I12、I13;I21、I22、I23;I31、I32、I33)を形成すること、
それに続いて、異なる照明に割り当てられるインターライン(I11、I12、I13;I21、I22、I23;I31、I32、I33)を、ラインピッチ(d)を考慮して結合して、結合ライン(K1、K2、K3)を形成すること、および、
結合ライン(K1、K2、K3)を、結合された全体像(11)へと組み立てること、を特徴とする、請求項4または5記載の方法。 - 高速でスイッチングを行う、狭い帯域からモノクロームまでの光源が、パルス光源(LQ1、LQ2、LQ3)として使用されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記光源が、発光ダイオードまたはレーザーである、請求項7記載の方法。
- 第2の光源(LQ4、LQ5)が、物体(3)中にルミネセンスを誘導する、UV光源またはUV−C光源であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 第2の光源(LQ4、LQ5)が、物体(3)中に熱吸収を誘導する熱放射を高い比率で持つ光源であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 物体(3)が、フィルタリングによる狭帯域の光で照らされることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 物体(3)が透明な運搬装置(2)の上を移動させられ、かつ、物体の照明が、運搬装置(2)を通過して起こり、光エリアセンサー(5)が、運搬装置(2)に対して物体(3)と同じ側に位置していることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 搬送速度(v)で移動させられる物体(3)を光学的に検出するための装置であって、当該装置は、
物体(3)を搬送するための運搬装置(2)を有し、
搬送速度(v)で移動させられる物体(3)を照らすための照明機器(20)を有し、該照明機器は、少なくとも1つのパルス光源(LQ1、LQ2、LQ3)と、任意選択的には少なくとも1つの第2の光源(LQ4、LQ5)とを持っており、前記第2の光源の光は、物体(3)において光学的に検出可能な二次作用を誘起するものであり、
複数のセンサーラインを有するモノクロームの光エリアセンサー(5)を有し、かつ、
該光エリアセンサー(5)および該照明機器(20)を制御するためのコンピュータ(6)を有し、該コンピュータ(6)は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法を実行するように設計されている、
前記装置。 - 前記モノクロームの光エリアセンサー(5)が、CMOSセンサーである、請求項13記載の装置。
- 運搬装置(2)が半透明であること、および、照明機器(20)およびエリアセンサー(5)が運搬装置(2)の反対側に配置されていることを特徴とする、請求項13または14記載の装置。
- コンピュータ(6)が、選別プラント(9)を稼動させること(CTR)のために設計されていることを特徴とする、請求項13〜15のいずれか1項に記載の装置。
- 照明機器(20)が、ケーシング(21)を有し、該ケーシングには、全ての光源が組み入れられ、かつ、該ケーシングは、光源(LQ1、LQ2、LQ3、LQ4、LQ5)によって生成される光の通過のための光の出口(23)を有し、該光の出口(23)は、少なくとも1つのフィルターガラス(24)によって覆われ、該フィルターガラスは、検出のために必要な光の部分を除いて、該ケーシング内に配置された光源の光を広帯域の様態で弱めるものである、
請求項13〜16のいずれか1項に記載の装置。 - パルス光源(LQ1、LQ2、LQ3)が、異なる強度および/または異なるパルス期間の光パルス(L1、L2)を生成するように作動し得ることを特徴とする、請求項17記載の装置。
- パルス光源(LQ1、LQ2、LQ3)が、高速でスイッチングを行う、狭い帯域からモノクロームまでの光源であることを特徴とする、請求項17または18記載の装置。
- 前記光源が、発光ダイオードまたはレーザーである、請求項19記載の装置。
- 第2の光源(LQ4、LQ5)がUV光源またはUV−C光源であることを特徴とする、請求項17〜20のいずれか1項に記載の装置。
- 光源(LQ1、LQ2、LQ3、LQ4、LQ5)が、異なる波長/色の光を生成することを特徴とする、請求項17〜21のいずれか1項に記載の装置。
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