JP5639043B2 - 移動する物体を光学的に検出するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、ある搬送速度で移動させられる物体（object、対象物）を光学的に検出するための方法（process）に関する。

カラーカメラを用いたバルク材料の検出と、それに続く選別は、確立された方法である。一般的な実施形態の種類は、例えば特許ＡＴ ４１０８４７に記載されている。この技術は、特にリサイクルの分野において用いられている。それを行うに当たっては、透過光検出および選別が主なものであり、それらにおいては、ガラスおよび透明な合成製造物が、それらを通る光を放射し、通過した光をカラーカメラを用いて集め、そしてそれを分析することによって処理される。しかしながら、この技術では、透明なガラスおよびプラスチック部分にあるラベルなどがかなりの障害となるため、前段階の処理でそれらを除去するために、コストのかかる機械的な方法（例えばＡＴ ５０３０３６ Ｂ１を参照）が用いられることさえある。しかしながら、収率を向上させるためには、ラベルといったような不透明な異物がそれらに付着していても、透明な物体を識別する、ということが絶対的に望ましい。

さらに、最近では、蛍光管システム、または、ＬＥＤベースの照明システム（例えば実用新案ＡＴ ００４８８９Ｕ１に記載されている）もまた用いられている。光学技術の進歩により、ライン スキャン速度がますます高いカラーカメラが提供されているが、それが今度は、ますます短い照明時間(illumination times)を要求し、よって、検出すべき物体を照らすためにより高い輝度(luminances)を要求している。４〜２０ｋＨｚのライン スキャン速度を有するシステム（それらは、既に先行技術となっているか、または、近い将来利用可能となるであろう）のために要求される高い輝度は、もはや蛍光管または熱発光体では達成できない。したがって、輝度を上げるために、システムに発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光体として備えることが既に示唆されている。黄色蛍光色素(yellow fluorescent dyes)を有する青色ＬＥＤ（いわゆる、白色光ＬＥＤ）による白色光の生成を組み合わせた、ビーム フォーカシングを行う光学システムがこの分野における標準として確立されている。しかしながら、色変換(color conversion)が効率的でないため、この種の照明は、能動的な冷却を必要とし、例えば、水冷によってコストのかかる様式で達成される。

光に感度をもった素子（ピクセル）とその上のカラーフィルターを備えたカラーカメラ、または、３チップカメラは、今日、白色光照明と組み合わせて標準的な技術として用いられており、ここで各チップは、赤、緑、青という三原色の一つに感度を持っている。さらには、解像度に対する要求、即ち、ピクセル数に対する要求は、ますます大きなものとなっている。今日、１０００を越えるカラー トリプルが既に標準であり、限界を一桁上げることを目指して開発がなされている。これはピクセルサイズをさらに減少させることを要求し、今度はそれが、照明機器の輝度に対する要求をさらに増加させ、また、カラーフィルターの質を低下させ、それらはどのみち問題がある。３チップカメラでは、色成分を分離するための光路の、必要とされる光学的な分岐(splitting)、および、各センサーを互いに対して調整することが、決定的に重要なものとして評価されることになる。

このように、検出すべき物体について高い搬送速度で質の高い識別を提供するが、それと同時に、比較的低い輝度の照明機器を用いて行うことが可能な、移動物体の光学的検出のための改善された方法に対する必要性がいまだに存在している。

本発明は、移動する物体を光学的に検出するための方法の提供における問題点に基づくものであり、本発明により、上述した先行技術の欠点が克服される。

この問題点は、請求項１の特徴を有する、移動する物体を光学的に検出するための方法(process、プロセス)によって解決される。本発明のさらなる有利な利点および特徴は、従属請求項および以下の詳細な説明より明らかとなる。

本発明によれば、上流に光学フィルターの無い純粋な単色センサーが使用され、かつ、物体は、予め定められた色（例えば、赤色、緑色、青色）の順番に続く(sequence)光パルスに順番にさらされる。光パルス毎に、物体の像(image、イメージ)が単色のエリアセンサーによって撮られ、一時的に保存される。各像のいくつかのラインのみが評価のために必要とされ、それにより、処理すべきデータの量が最小化される。本発明によるこの設計は、各色成分が直接センサーに到達し、そこで信号を生成するという利点を有する。一方、知られているように、ＲＧＢ露光を伴ったカラーフィルターカメラを用いた場合、青色および緑色のピクセルは、赤色光および赤色信号の成分に対して意味を持たない。それは、どうしても光がカラーフィルターに吸収されるからである。同様のことが他の色についてもあてはまる。加えて、もし、非常に小さいピクセルサイズを有するカラーフィルターの理想ではない技術の実施（光の量の約５０％のみがセンサーに到達するのが可能であるもの）を基準とすれば、本発明の結果は、必要とされる照明の輝度が、典型的には六分の一にまで低減されているということである。光パルス毎にいくつかのラインを照射し、続いてラインおよび色の情報を順次組み立てるということにおいて二次元センサーを使用することにより、光についての要求におけるさらなる明らかな低減が達成される。

高速でスイッチングを行う狭い帯域から単色までの光源を、好ましくは、発光ダイオードまたはレーザーを、照明のために用いれば、質の高い物体検出と、高い処理速度とが達成される。ＲＧＢ像(RGB-images)の順番に続く生成のためには、赤色（例えば、６３０ｎｍ）、緑色（例えば、５３０ｎｍ）、および、青色（例えば、４６０ｎｍ）のＬＥＤを使用することが有利である。これらのタイプのＬＥＤは、典型的には、ＡｌＧａＩｎＰ、および、ＩｎＧａＮの技術で実現され、色変換層は必要でない。それにおいては、３つのタイプのＬＥＤは、密な配置の光源モジュールにおいて統合されていることが好ましい。このようにして、少ない熱の生成と共に、高輝度が達成される。前記の光は、一般的なフィルターカメラのカラーフィルター曲線と一致し、従って、質の高い色の表現が保証されるということがさらなる利点である。先行技術におけるよりも明らかに高い輝度出力により、光学的な焦点合わせ無しで機能させることが可能となり、それにより、まず初めに、より散らばった物体の照明がもたらされる。

本発明は、投射光の照明および透過光の照明の両方について好適である。透過光の照明を利用する場合、主として透明または半透明の物体が検出される。投射光の照明を利用する場合、（部分的には）不透明な物体も検出され得る。

さらに、本発明は、今日主にガラスの選別において使用されている直接的な照明システム（明視野）と、物体には直接照射されず、反射面およびディフューザ（拡散器）を介してのみで拡散的に照らされる間接的な照明システム（暗視野）との両方について好適である。ガラスの選別の分野において適用される場合には、割れた物体と向き合うが、割れた物体は、一方では、全ての方向において、鋭い割れた縁部(edge、エッジ)を有し、他方では、平面状の平行な表面ではなくレンズ状の表面を有することが多い。さらには、顔料(pigment、色素）が物体内に存在し、表面はラベルまたは汚れで覆われていることが多い。明視野の照明では、記載したようなこれらの特徴は、物体の評価に対して大きな問題を引き起こすので、少なくとも１つの釣り合いのとれた暗視野の照明が好ましいであろう。

本発明の一つの実施形態では、２つの光パルス同士の間において、読み出されるライン同士の間に存在する１つのラインピッチだけ正確に、物体の投影が移動するように、順番に続く光パルスが調整され、ここで、前後に連なる異なる色の照明のもとで撮られた複数の像からの複数のラインが順番に結合されて、カラーラインを形成し、該結合されたそれらラインは互いに対して前記のラインピッチを有している。

この実施形態の発展では、光パルス毎に生成される像からある個数のラインが読み出されて一時的に保存され、その個数は、複数であり、光パルスの異なる色の個数の少なくとも２倍である。例えば、順番に続く光パルスが、赤色、緑色、青色にて発せられる場合、１つの像あたり少なくとも６つのラインが読み出される必要がある。次いで、同じ色の照明のもとで記録され、物体の同一の直線的な範囲を示すラインが、順次加え合わせられる。このようにして計算され、各場合において物体の同一の直線的な範囲を示す各照明色のインターライン(interlines、行間、中間ライン)が、カラーライン(colour lines)の中に順次組まれ、次いでそれらは、物体の全体の画像(overall picture)へと組み立てられる。等しい色の対応するラインを加え合わせることにより、信号の増幅が行われ、それによって、各々の部分に対して必要とされる照明の光の強さが低減され、よって、電力消費の低減および光源寿命の増大に寄与する。

本発明による方法の代替的な実施形態では、２つの光パルス同士の間での物体の投影が、読み出されるライン同士の間のラインピッチの整数倍だけかつ少なくとも２倍だけ移動するように、前記順番に続く光パルスが調整され、ここで、異なる色の照明のもとで撮られた像からのラインが順次結合されて、カラーラインが形成され、結合されたそれらラインは、互いに対して前記倍数のラインピッチを有している。前記実施形態は、上述した実施形態に対して有利な点を提供するものであり、それは、光パルスの周波数がごく少量にまで低減されることができるということであり、より正確には、前記倍数のラインピッチ（その分だけ、２つの光パルス同士の間に物体が移動する）に、該周波数が反比例するということである。とはいえ、上記実施形態と同じライン分解能を達成するためには、読み出されるラインの数は、各々の倍数へと増加される必要がある。

本発明のさらなる重要な利点は、結合されたカラーラインの信号から物体の搬送速度を決定できるということ、および、再調整できるということ、または、ラインの読み出しの挙動を調整できるということである。即ち、本発明による検出では、明確な順番(sequence、配列)の照明色(illumination colors)が、物体の表示(representation)において該物体の縁部(edge、エッジ）上で識別でき、その順番は、しかし、互いに組み合わさって（カラー部分を生じさせずに）グレイスケールの値を生じさせる。しかしながら、もしカラー部分が生じた場合には、そのことによって、光パルスの順番のタイミング、および、読み出されたラインのラインピッチが、それぞれ物体の搬送速度に正確に一致していないという結論が得られる。さらには、結果生じた色から、搬送速度が遅すぎるかどうか、または、速すぎるかどうか、および、搬送速度はどの程度所望の値から逸脱しているかを識別することが可能であり、該所望の値は、順番に続く光パルスおよびラインピッチの事前の調整から、正確に分かる。所望の搬送速度からの実際の速度の偏差(deviation)を知ることは、原理的には、物体の速度の測定であり、これは、選別プラントのために非常に重要であって、なぜならば、そのことから、検出装置の下流に配置された選別装置に物体がいつ到達するのかを、単に所望の速度を基準とした場合よりも、正確に決定できるからである。さらには、ある物体の流量における速度は完全には均一ではないこと（例えば、コンベヤーシュート上の摩擦の変動によって引き起こされる）、および、個々の物体の実際の速度を認識することにより、物体の仕分けにおいて著しく高い正確性が達成されることが考慮されるべきである。さらには、本発明による実際の搬送速度の測定は、物体の運搬装置を所望の搬送速度に再調整するために使用することができる。本発明による、物体の実際の搬送速度の測定のさらなる用途は、物体の全体の画像において物体の縁部にカラー部分がもはや見えなくなるまで、読み出されるラインの事前設定されたラインピッチを再調整することにある。複雑なキャリブレーション（較正）および再キャリブレーションの処理が、この自己調整システムにより省略され得る。

図面を参照して、非限定的な例示的な実施形態に基づいて、これより本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、ある搬送速度で移動する物体の光学的な検出、および、それに続く選別のための、本発明によるシステムの模式的なブロック図を示している。 図２は、時間的(temporal)に順番に続く光パルス、および、光学式エリアセンサーによる像記録(イメージレコーディング）の第一番目の経過時間の特徴(path-time characteristic)、ならびに、搬送方向において対応する物体の進路(route)を示している。 図３は、時間的に順番に続く光パルス、および、光学式エリアセンサーによる像記録の第二番目の経過時間の特徴、ならびに、搬送方向において対応する物体の進路を示している。 図４は、物体の全体の画像を本発明に従って順番に決定する間の、該物体の縁部における典型的な色の分布を示している。 図５は、時間的に順番に続く光パルス、および、光学式エリアセンサーによる像記録の第三番目の経過時間の特徴、ならびに、搬送方向において対応する物体の進路を示している。

図１を参照して、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本発明によるシステム１の例示的な実施形態を、これよりさらに詳細に説明する。当該システム１は、コンベヤーベルトの形態となっている運搬装置２を有する。代替物としては、例えば、コンベヤーシュートも考えることができるであろう。運搬装置２は、予め定められた搬送速度ｖにて、駆動ロール８により駆動される。運搬装置２の上を、システム１によって検出されるべき物体３が、搬送されている。該物体は、例えば、材料の流れから選別されるべきガラスまたはプラスチックの透明な断片である。しかしながら、代替的には、該物体３は、また、ガラスの材料流から選別されるべき、不透明片(non-transparent part)例えば石、であってもよい。しかしながら、本発明によるシステム１の用途は、ここに示す例に限定されない。カメラ４は、物体３の投影(projections)Ｐを検出するための単色（黒／白）のエリアセンサー５を有しており、該投影は、該カメラ４の光学システムによって、該エリアセンサー５の表面に放射されたものであって、該カメラは運搬装置２の上方に位置している。該カメラ４の光軸は、運搬装置２に直角に向けられるのが好ましい。これに関連して、実際上は、当然ながら複数の物体３が同時に検出され、また、より正確な区別のために、通常は複数のカメラ４が、運搬装置２の搬送方向を横切るように並べられる、ということを述べておくべきであろう。しかしながら、本発明の説明の目的から、１つの物体３、および、１つのカメラ４のみについて言及する。

物体３を照らすために、複数の光源ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱ３、ＬＱ４が備えられている。本発明によるシステム１が、透過光プロセスおよび投射光プロセスの両方のために好適であることを示すために、透過光のプロセスの例として２つの光源ＬＱ１、ＬＱ２を運搬装置２の下方に配置しており、投射光のプロセスの例として２つの光源ＬＱ３、ＬＱ４を運搬装置２の上方（即ち、運搬装置２に対してカメラ４と同じ側）に配置している。透過光のプロセスのためには、当然ながら、運搬装置２は透明である（例えば、透明な合成材料から作られたコンベヤーベルトを有する）必要がある。拡散板７は、光源ＬＱ１、ＬＱ２によって供給された光を均一化させるために機能する。全ての光源ＬＱ１−ＬＱ４は、高速でスイッチングを行い、狭い帯域から単色までの光源(illuminant)を表しており、例えば、運搬装置２を横断して配置された照明装置のプロファイルとして設計される。この例示的な実施形態では、光源ＬＱ１、ＬＱ２は、異なる色のＬＥＤのいくつかの列（例えば、６３０ｎｍの波長を有する赤色ＬＥＤ、５３０ｎｍの波長を有する緑色ＬＥＤ、４６０ｎｍの波長を有する青色ＬＥＤ）を有するモジュールとして設計される。稼動時には、以下に詳細に説明するように、同じ色のＬＥＤのみが同時に、スイッチを入れられる。光源ＬＱ３は、例えば、紫外線ランプとして設計されてもよく、光源ＬＱ４は、赤外線ランプとして設計されてもよい。

単色(モノクローム)の光学式（オプティカル）エリアセンサー５は、ライン(lines、行)とカラム(columns、縦の行)（典型的には、１０２４×１０２４ピクセル）にて配置されたセンサードットのアレイとして設計され、該アレイでは、ピクセルの輝度信号はラインごとに読み出され得る。好ましい実施形態では、該エリアセンサー５は、ＣＭＯＳセンサーとして設計される。該エリアセンサー５の輝度値は、コンピュータ６によりラインごとに読み出され、一時的に保存され、後述する本発明による検出方法（検出プロセス）に従って評価される。評価の結果は、一方では、少なくとも以後の選別装置８を作動させる制御出力信号ＣＴＲであり、他方では、駆動ロール８の速度を再調整する速度制御信号ＳＰＤである。

次に、物体３の光学的な検出のための本発明による方法（当該光学的検出システム１において実施される方法である）を、図２を参照して説明する。図２は、異なる時点(instants、瞬間)ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５における単色のエリアセンサー５の上面図を示しており、説明を単純化する目的から、単に３０行のセンサーラインを有すると仮定している。さらに、図２は、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５における搬送方向への物体３の経路の進行（あるいは、正確には、センサー表面へのその投影）を示している。続く説明のためには、実際の物体３の輪郭(outlines)と、カメラ４の光学系によって生成された、センサー５の表面上へのその投影の輪郭とが、図中で一致しているという、単純化した仮定で十分である。

本発明によれば、物体３は、順番に続く光パルス(light pulses)で照らされ、それら光パルスは、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５における各々一つの光パルスを有し、ここで、前後に連なる光パルスは異なる色を有する。時点ｔ１においては、投射光および／または透過光プロセスで、図１に示されるシステムの光源ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱ３および／またはＬＱ４の赤色ＬＥＤによって、赤色光パルスＲが物体３に発せられると仮定することができる。時点ｔ２においては、光源ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱ３および／またはＬＱ４の緑色ＬＥＤによって、緑色光パルスＧが物体３に発せられ、時点ｔ３においては、光源ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱ３および／またはＬＱ４の青色ＬＥＤによって、青色光パルスＢが物体３に発せられる。図２では、光パルスＲ、Ｇ、Ｂは、矩形波の信号で示している。光パルスＲ、Ｇ、Ｂの順番は任意であるが、一定のパターンで周期的に繰り返される。光パルスの周期的な繰り返しを、時点ｔ４およびｔ５について示している。

光パルスの時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５において、物体の像がエリアセンサー５によって撮られる。しかしながら、コンピュータ６によってこの各々の像から全てのラインが読み出されるわけではなく、特定のもののみ、即ち、少なくとも、異なる色の光パルスが存在するような個数のライン（即ち、この例では、３つのライン）が各像から読み出される。さらには、読み出されるラインは、互いに対してラインピッチｄを有しなければならず、該ラインピッチｄは、前後に連なる光パルス同士の間において、物体３のエリアセンサー５への投影が移動する距離に一致する。このラインピッチｄは、前後に連なる光パルス同士の間において、実際の物体３が搬送速度ｖで搬送方向に移動する距離ｓに比例する。本発明の実際の実施に従えば、次のことが仮定され得る。即ち、光パルスＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇが生じる時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５同士の間の時間的間隔（タイムインターバル）は同一であること、ならびに、搬送速度ｖは、それぞれ、均一であるか、あるいは、個々の光パルス同士の間で該搬送速度が均一であると仮定することができるほどにゆっくり変化するものであることが仮定され得る。これらの条件のもとでは、ラインピッチが一定であり、そして例示的な本実施形態では、１０のラインを有すると仮定されている。このようにして、例えば、ラインＺ５、Ｚ１５、および、Ｚ２５が、各像から読み出されて一時的に保存される。

続いて、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、および、ｔ５において、前後に連なる光パルスＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇを有する異なる色の照明のもとで撮られた像からの一時的に保存されたラインは、コンピュータ６において加え合わせアルゴリズム１０によって互いに結合され、カラーラインＦ１、Ｆ２、Ｆ３が形成される。このとき、物体３のセンサー５への投影が、それぞれの場合において、個々の像同士の間で一つのラインピッチｄで移動しているという事実が考慮に入れられる。したがって、このようにして、時点ｔ１において赤色光のもとで撮られた像のラインＺ５は、時点ｔ２において緑色光のもとで撮られた像のラインＺ１５、および、時点ｔ３において青色光のもとで撮られた像のラインＺ２５と結合され、カラーラインＦ１を形成する。ラインＺ５、Ｚ１５、Ｚ２５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、また、生じたカラーラインＦ１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、カラーラインＦ２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、カラーラインＦ３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カラー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。カラーラインは、全体のカラー画像(overall colour picture)１１（ここでは、ＲＧＢ像）へと組み立てられ、該カラー画像１１が選別基準について審査される。該全体のカラー画像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。本発明によるプロセスに従えば、読み出された全てのラインは単色の輝度情報のみを含むにも関わらず、マルチカラーの像が生成されることは強調されるべきである。しかしながら、色の情報は、異なる色の照明によって再構成が可能である。さらには、全体のカラー画像１１の全てのカラーラインＦ１、Ｆ２、Ｆ３などは、互いに対して一つのラインピッチｄの距離を有する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、個々の光パルス同士の間の時間的間隔を減少させることが要求される。

図５を参照して、本発明の方法によって、どのようにすれば、使用されている異なる光の色よりも多くの量のセンサーラインを読み出すことによって著しい有利性を達成できるのかについてこれより示す。一つの使用例では、倍量の物体解像度が、記録頻度を変えることなく獲得できる。さらなる使用例では、物体解像度を変えることなく、わずかな記録の頻度で済ませることができ、それゆえ、光パルス インターバルの増倍を達成し、従って、光のエネルギー／照射の増倍を達成することができる。図５の説明図は、時間の順番（シーケンス）ｔ１’−ｔ５’が、図２の順番ｔ１−ｔ５に示した時間の順番の２倍の時間的スパンを構成しているという違いを除いては、図２の図に対応している。これはまた、前後に連なる光パルス同士の間で、物体３が搬送速度ｖで移動する距離ｓ’が、図２における距離ｓの２倍の長さを有するという事実からも注目に値するものであって、そのことは、次の式によって示されるとおりである：
ｔ２’−ｔ１’＝２ｘ（ｔ２−ｔ１）
ｓ’＝２ｘｓ

さらには、照明のための異なる色がある場合の２倍の多さのライン（即ち、６ライン）が、撮られた像毎に読み出される。それらは、ラインＺ５、Ｚ１５、Ｚ２５、Ｚ３５、Ｚ４５、Ｚ５５であり、これらは、それぞれの場合において、上述したようにして決定された１０ラインのラインピッチｄを有する。検出装置が単に６０ラインを示すという単純化した仮定が当てはまる。適合された加え合わせアルゴリズム１０’により、図２とは異なる記録状況を考慮に入れる必要がある。第１の例の場合の２倍のセンサーラインが光の色毎に記録されるという事実の結果、加え合わせアルゴリズム１０’もまた、同数の光のパルスに対して、上記の例の２倍のカラーラインを与える。加え合わせアルゴリズム１０’により、時点ｔ１’において赤色光のもとで撮られた像のラインＺ１５が、時点ｔ２’において緑色光のもとで撮られた像のラインＺ３５、および、時点ｔ３’において青色光のもとで撮られた像のラインＺ５５と結合され、カラーラインＦ１を形成する。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Ｆ２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Ｆ３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Ｆ４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Ｆ５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Ｆ６を形成する。
カラーラインＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６などは、全体のカラー画像１１へと組み立てられる。

どのようにすれば、本発明の方法によって、物体３を照らすのに必要な発光強度をごく少量にまで低減できるのかについて、図３のダイヤグラムおよび説明図(illustration)に基づいてこれより示す。図３の説明図は、２つの順番に続いた（ｔ１−ｔ３；ｔ４−ｔ６）光パルスが、異なる色Ｒ、Ｇ、Ｂで示されているという違い、および、照明のための異なる色がある場合の２倍の多さのライン（即ち、６つのライン）が、撮られた像毎に読み出されるという違いを除いては、図２の説明図に対応している。それらは、ラインＺ５、Ｚ１５、Ｚ２５、Ｚ３５、Ｚ４５、Ｚ５５であり、これらは、それぞれの場合において、上述したようにして決定された１０ラインのラインピッチｄを有する。図２に基づいて上述した方法とは対照的に、図３に従う本発明の変形態様では、同じ色の光を持った照明のもとで記録された、順番に続く２つの光パルスのこれらのラインが、互いに対して先ず加え合わせられる。このとき、物体３の投影が順番（シーケンス）毎に移動するという事実が考慮に入れられる。コンピュータ６における計算上の手間を最小化するという理由から、個々の順番同士の間での中断が、ある順番中の個々の光パルス同士の間の時間的間隔と、同じ期間を有するように決定されている。従って、２つの順番同士の間のラインピッチは３０ラインである。これは、次のラインの加え合わせを行うことを意味する：
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Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３は、赤色の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Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３は、緑色の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、青色の照明のもとで撮られた像の輝度情報のみを含んでいる。

以下では、異なる色のインターラインは、ラインピッチｄを考慮に入れて、加え合わせアルゴリズム１０（図２に類似する）にしたがって、カラーラインＦ１、Ｆ２、Ｆ３等へと組み立てられる。例えば、カラーラインＦ１は、インターラインＩ１１、Ｉ２２、Ｉ３３から組み合わせられている。カラーラインＦ２およびＦ３のためには、インターラインＩ１２およびＩ１３が赤色のチャンネルとして使用されるが、緑色のチャンネルおよび青色のチャンネルのためには、以前に検出されたインターラインまたは未来のインターライン（これらは、明確にする目的から、図３には示していない）が評価される必要があるであろう。しかしながら、組み立ての原理は、図３から、誰にとっても理解できるものとなる。カラーラインＦ１、Ｆ２、Ｆ３などは、全体のカラー画像１１へと組み立てられる。

以下では、どのようにして、本発明によって、結合されたカラーラインの信号から物体３の搬送速度を決定し得るかを、図２および図４に基づいて説明する。即ち、カラーラインＦ１のドットＥについて図４に示すように、物体３の図示において、明確な、順番に続く照明の色Ｒ、Ｇ、Ｂが、物体３の縁部上に見えるということが、該カラーラインの特徴である。しかしながら、組み合わせでは、該順番に続く照明の色Ｒ、Ｇ、Ｂは、カラー部分を生じさせずにグレイスケールの値を生成する。しかしながら、カラー部分が生じるならば、そのことは、時間的に順番に続く光パルスおよび読み出されるラインのラインピッチｄがそれぞれ、物体３の搬送速度ｖに正確には一致していないことを示している。さらには、生じた色から、搬送速度ｖが遅すぎるのかまたは速すぎるのかどうか、および、搬送速度ｖがどの程度、所望の値から逸脱しているのかを識別することが可能であり、該所望の値は、順番に続く光パルスおよびラインピッチｄの事前の調整から正確に分かる。従って、物体３の速度の測定を行うことができ、これは、選別システムのために非常に重要である。なぜならば、例えば、物体３の速度の測定値から、物体３が選別装置９にいつ到達するのかを正確に計算することができるからである。さらには、本発明による、物体の縁部における色の分布からの実際の搬送速度の測定値は、駆動ロール８の駆動速度を再調整するために使用することができ、従って、物体３の搬送速度ｖを再調整するために使用することができる。本発明による、物体の実際の搬送速度の測定値のさらなる用途は、物体３の全体のカラー画像Ｇにおいて、物体の縁部にカラー部分の生成がもはや見えなくなるまで、読み出されるラインの事前設定されたラインピッチｄを再調整することにある。複雑なキャリブレーションおよび再キャリブレーションの処理が、この自己調整システム１により省略され得る。

Claims (12)

1. ある搬送速度（ｖ）で移動させられる物体（３）を光学的に検出するための方法であって、その特徴が、
   異なる色を呈し順番に続く少なくとも２つの光パルスによって、時間的に前後に連なる様に、前記物体を照らすことであり、かつ、
   各光パルスの期間中に、複数のセンサーラインを有する単色の光学式エリアセンサー（５）によって、前記物体（３）の像を撮ることであり、かつ、
   各像について、前記の異なる色の光パルスの数と少なくとも同じ数のライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）を読み出し、一時的に保存することであり、ここで、読み出されたそれらラインは、互いに対して、あるラインピッチ（ｄ）を有し、該ラインピッチ（ｄ）だけまたは該ラインピッチの倍数だけ、前記エリアセンサー（５）上への前記物体（３）の投影（Ｐ）が、前後に連なる光パルス（Ｒ、Ｇ、Ｂ）同士の間において移動し、かつ、該ラインピッチ（ｄ）または該ラインピッチの倍数は、前後に連なる光パルス同士の間において前記物体（３）が前記搬送速度（ｖ）で移動する距離（ｓ、ｓ’）にそれぞれ比例するものであり、かつ、
   異なる色の照明のもとで撮られたそれら像からのライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）を順次結合してカラーライン（Ｆ１−Ｆ６）を形成することであり、ここで、互いに結合されたそれらライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）は、それらが読み出されるときに、互いに対して前記のラインピッチ（ｄ）または該ラインピッチの倍数をそれぞれ有するものであり、かつ、
   該カラーライン（Ｆ１−Ｆ６）を、全体的なカラー画像（１１）へと組み立てることである、
   前記方法。
2. 前記物体（３）の投影（Ｐ）が、２つの光パルス同士の間において、読み出されるライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）同士の間の１つのラインピッチ（ｄ）だけ移動するように、前記順番に続く光パルスが調整され、
   前後に連なる異なる色の照明のもとで撮られた像からのライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）が順番に結合されて、カラーライン（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）が形成され、このようにして結合されたそれらライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）は、それらが読み出されているときに、互いに対して前記のラインピッチ（ｄ）を有していることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 当該方法の特徴が、
   各像について、前記の異なる色の光パルス（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の数の少なくとも２倍の数のライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）を読み出し、一時的に保存することであり、かつ、
   異なる順番の光パルス（Ｒ、Ｇ、Ｂ）における同じ色の照明のもとで記録された単色のライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）を順次結合してインターライン（Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３；Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３；Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ３３）を形成することであり、このとき、前記光の順番同士の間の距離と、該順番内のラインピッチ（ｄ）とが、考慮に入れられ、かつ、
   異なる照明の色に割り当てられたインターライン（Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３；Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３；Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ３３）を順次結合してカラーライン（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）を形成することであり、このとき、ラインピッチ（ｄ）が考慮に入れられ、かつ、
   前記カラーライン（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）を、全体のカラー画像（１１）に組み立てることである、
   請求項１または２記載の方法。
4. 当該方法の特徴が、
   ２つの光パルス同士の間での物体（３）の投影（Ｐ）が、読み出されるライン（Ｚ５、Ｚ１５ ．． Ｚ５５）同士の間のラインピッチ（ｄ）の整数倍だけかつ少なくとも２倍だけ移動するように、前記順番に続く光パルスが調整されることであり、
   ここで、異なる色の照明のもとで撮られた像からのライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）が順次結合されてカラーライン（Ｆ１−Ｆ６）が形成され、互いに結合されたそれらライン（Ｚ５、Ｚ１５ .. Ｚ５５）は、それらが読み出されるときに、互いに対して前記のラインピッチ（ｄ）の倍数を有するものである、
   請求項１記載の方法。
5. 高速でスイッチングを行う、狭い帯域から単色までの光源（ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱ３、ＬＱ４）が、照明のために用いられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記物体（３）が透明な運搬装置（４）上を移動させられ、かつ、該物体の照明が該運搬装置を通過してなされ、光学式エリアセンサー（５）が、該運搬装置（４）に対して、該物体（３）と同じ側に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記物体（３）の照明のための光源（ＬＱ３、ＬＱ４）と、光学式エリアセンサー（５）とが、運搬装置（４）に対して、該物体（３）と同じ側に配置されてい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。
8. 前記物体（３）の縁部（Ｅ）上における、光パルス（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の照明の色の順番が、カラーライン（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）から決定され、前記順番に続く照明の色が結合され、かつ、
   結合信号が、カラー部分を有しない純粋な輝度値を構成するのか、または、結果生じるカラー部分を呈するのかが決定され、ここで、選択的に存在する、結果生じるカラー部分が、所望の搬送速度（ｖ）からの物体（３）の実際の速度の逸脱の測定値となり、かつ、物体（３）の実際の速度が、該測定値から算出されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 所望の搬送速度（ｖ）からの物体（３）の実際の速度の偏差を検出した際に、前記運搬装置の駆動装置（８）の駆動速度が再調整されることを特徴とする、請求項８記載の方法。
10. 所望の搬送速度（ｖ）からの物体（３）の実際の速度の偏差を検出した際に、ラインピッチ（ｄ）が再調整されることを特徴とする、請求項８記載の方法。
11. 単色の光学式エリアセンサー（５）が、ＣＭＯＳセンサーとして構成されている、請求項１記載の方法。
12. 高速でスイッチングを行う、狭い帯域から単色までの光源（ＬＱ１、ＬＱ２、ＬＱ３、ＬＱ４）が、発光ダイオードまたはレーザーとして構成されている、請求項５記載の方法。

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