JP6526033B2 - 移動中のガラスシートの識別コード読み取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、個別のガラスシート又はグレージング製品に組み込まれたガラスシートにマーキングされる識別コードの分野に関する。

ガラスパネルの識別のためのコードとして、一次元「バーコード」タイプの符号もしくは類似の符号及び二次元「データマトリックス」タイプの符号もしくは類似の符号を使用することが可能である。

これらのコードは、例えば基材を識別する役割を果たす番号などの、任意のタイプの情報を含むことができる。製造場所又は製造日時などの情報も組み入れることができ、また任意の他の適切なタイプの情報も組み入れることができる。

符号は、例えば、任意の適切なタイプの、好ましくはガラスシートに対して垂直に、すなわちガラスシートの基本平面に対して垂直に向けられた、レーザービームによりマーキングされる。具体的には、このようにマーキングされた符号は一般に、装置を符号に向けて、それゆえガラスシートの２つの主面のうちの１つに向けて配置することにより、前方から読み取ろうとするものである。

米国特許出願公開第２００１／００００１０号明細書、同第２００４／０２０６８１９号明細書及び同第２００６／０１３１４１９号明細書には、暗視野照明でガラス上のコードを読み取るための装置が記載されている。

しかしながら、これらの装置は撮影すべきコードの全体の少なくとも１つの二次元画像（すなわち複数行のピクセルを含む）を必要とする。コードの位置に関して不確定性がある場合及び／又はガラスが急速に走行している場合には、複数の画像キャプチャを行うことが必要である。これらの様々な画像の分析はかなりの処理時間を必要とし、これは一般に大きな基材走行速度には向かない。

さらに、コードが最適照明位置に対してシフトされ、したがって取得画像において照明が不均一になる危険性がある。また、画像を信頼できるように処理しそして解読するのにコントラストが十分に高くない危険性もある。

米国特許第８１１８２２５号明細書で、コントラストを向上させるために金属粒子を含むコードを用いた特定の照明装置が提案されている。しかしながら、それには、走行中にコードを読み取る際に符号の位置に関して不確実な場合には同じ欠点がある。

それゆえ、工業ラインにこのような装置を適応させることは困難である。

本発明の１つの目的は、コードの位置の不確実性及び／又は大きな走行速度にかかわらず、走行中のガラスにマーキングされているコードを素速く読み取ることを可能にする読み取り装置を提供することである。

本発明の１つの態様は、ガラスシートを含む走行中の基材の１つの面にマーキングされたコードを形成している符号を読み取るための装置であって、
・走行している基材を照らす照明、
・符号の少なくとも１つの部分の少なくとも１つの画像を取得するように構成されたカメラ、及び、
・前記カメラに接続され、そして取得した画像を処理し解読する画像処理工程を行うのに適するように構成されたプロセッサ、
を含み、使用するカメラがリニアであり、そして前記照明が暗視野照明であって、該符号読み取り装置は、プロセッサでの処理工程の前に、該リニアカメラにより符号の異なる部分の複数の画像の取得を行うように構成されている、符号読み取り装置に関する。

リニアカメラ及び暗視野の使用により、コードの均一な照明が可能となり、そしてコードの位置の不確実性を許容することが可能になるとともに、９０ｍ／分までの範囲の高走行速度で画像を取得し、そしてこれらの画像を処理し解読することが可能になる。

さらに、この装置は、取得画像のより良好なコントラストのために、ガラスが裏返しにされていても、すなわち得られる被写界深度のかなりの深さでも、コードを読み取ることができる。

この装置は、小さい設置面積の照明の使用を可能にする。照明は、このためコンベアの２つのローラーの間に配置でき、それらのローラーは例えば４００ｍｍ未満、さらには２００ｍｍ又はさらには１００ｍｍ未満の間隔で離れている。

装置の特定の実施形態はさらに、１つ以上の下記の特徴又は下記の特徴の１つ以上の技術的に可能な組み合わせを含むことができる。
・照明は２つの照明ゾーン及び該２つの照明ゾーンの間の暗いゾーンを含み、リニアカメラはこの暗いゾーンの方向で観察する。
・暗いゾーンは照明により照らされるゾーンをマスキングすることにより得られる。
・照明は光源及び散乱要素を含み、それにより拡散光を生じさせる。
・照明平面はカメラの光軸に対して垂直である。
・カメラと照明は基材の両側に配置され、基材は透明である。
・カメラと照明は基材の同一の側に配置され、基材は鏡面を有する。
・装置は基材の移動を判定するための機器を含み、装置はリニアカメラによる基材の画像の取得が判定された移動に応じて始動されるように構成される。
・符号は、カメラの焦点面から０ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の位置で読み取り、解読することができる。
・カメラの視野は基材の走行方向に対して平行でなく、好ましくは垂直である。
・カメラの視野の幅は少なくとも３０ｍｍである。

別の態様によると、本発明は、ガラスシートを含む走行している基材の少なくとも１つの面にマーキングされたコードを形成している符号を読み取るための方法であって、
・走行している基材を照明により照らしながら、カメラにより符号の少なくとも１つの部分の画像を少なくとも１つ取得する工程、及び、
・取得した画像をプロセッサにより処理し解読する画像処理工程、
を含み、使用するカメラがリニアであり、前記照明が暗視野照明であり、そして処理工程の前に、符号の様々な部分の複数の画像の取得を該リニアカメラにより行う、符号読み取り方法に関する。

好ましくは、本方法で使用する読み取り装置は上記のとおりである。

本発明は、添付の図面を参照して、単なる説明用の例により提示される下記の記載を読むことによってよりよく理解されよう。

本発明の１つの実施形態による、ガラスシート上の識別コードを読み取るための例示の装置の模式図を示す。 カメラにより見られるような、図１中の照明の正面図である。 例えば鏡面反射性の不透明基材の場合に適用するための、反射光で照明する別の実施形態を例示する図１と類似の模式図である。 データマトリックスタイプの符号でマーキングされたガラスシートを説明する図である。 任意のタイプの適切な二次元符号を示す図である。

図１の装置２は、ガラスシート４が例えばコンベアに載って走行する工業用設備に設置される。

読み取り装置２は、例えばコンベアと同じ高さの、ライン上に設置される。

それは照明６、カメラ８及び該カメラに接続された画像処理プロセッサ（図示せず）を含む。

この実施形態では、透過でもって照明がなされるように、照明とカメラは基材４の両側に配置されている。

照明が暗視野（すなわち、間接）照明であり、カメラがリニアである（すなわち、単一列のピクセルを含む）ことが重要である。

「暗視野照明」という表現は、間接照明、すなわちカメラのレンズに直接には向かわず、それによってカメラが暗いゾーンを観察するようにされている照明を意味するものと理解される。しかしながら、ガラスシートのこの暗いゾーンを照らす散乱要素が存在しない条件では通常はカメラに直接には到達しない光によって、ガラスシートの対応するこの暗いゾーンが横断される。すなわち、コードは、「暗い背景上の白（又は発光）」として観察され、したがって「暗視野」として言及される。

このため、暗視野照明を形成するために、照明は、光源（図示せず）、例えば一列に配置されたＬＥＤにより得られる光源、及び好ましくは、拡散光を生じさせるため光源と基材との間に配置される散乱性プレート１０を含む。

例えば、マスク１２（図１及び２参照）を散乱性プレート１０の上に配置して、それにより散乱性プレートの照明ゾーンの一部分をマスキングし、このようにして暗いゾーンを形成する。このように、それはカメラの観察視野が向けられているプレートの部分である。好ましくは、カメラの光軸は暗いゾーンの中央に集中する。

目的は、近い間隔で離れた２つの照明ゾーンの間の照明の暗いゾーンをカメラに観察させることである。

一般に、マスクは、２つの照明ゾーンの間の暗いゾーンを単一の照明ゾーンから生じさせるのに適切な任意のタイプのものである。より詳細には、マスクは好ましくは、２つの照明ゾーンに平行したストリップの形態を取り、２つの照明ゾーン自体が２つの照明ストリップを形成する。

暗いゾーンは、観察する画像の縁が暗いゾーンに十分に入るようにカメラの観察視野よりも広いのが好ましい。図示した例では、暗いゾーンは観察視野幅の２〜３倍に相当するが、別形態では暗いゾーンは任意の適切な幅であることができる。

暗いゾーンは、例えば、幅が５ｍｍ以下である。

別形態では、暗いゾーンは任意の適切な手段により形成され、照明ゾーンも同様である。

例えば、別形態として、それは、カメラが観察しなければならない前記暗いゾーンを間に形成するため間隔を開けた２つの散乱性照明プレートである。

別の形態として、照明は散乱性プレートを含まず、単にＬＥＤのストリップを含む。しかしながら、この形態はあまり好ましくない。と言うのは、照明の均一性がより低くなるからである。

このように、要約すると、一般に、照明は任意の適切なタイプの暗視野照明である。

より好ましくは、２つの照明ゾーンにより、例えば光源とガラスシートとの間の散乱性物体により形成される、拡散性で好ましくは均一な照明を生じさせる。

透過の態様では、カメラはガラスシートを通して暗いゾーンを観察する。

反射の態様（図３参照）では、カメラはガラスシートの表面からの反射後にガラスシート上に生じる画像を観察する。具体的に言うと、図３は第二の実施形態を示しており、ここでは照明とカメラは基材の同じ側にある。カメラと照明は、カメラが中央の暗いゾーンと同じ高さの照明を観察するように配置されており、照明は第一の実施形態において使用したものと類似している。唯一の差異は、カメラと照明の配置によるものである。

リニアカメラであるから、画像は複数の連続画像キャプチャから再構成される。ガラスシート上のカメラの観察視野は、それがリニアカメラであるから、ピクセルの幅に対応するものである。

好ましくは、カメラの焦点はガラスシートに合わされ、好ましくはガラスシートの厚さの中央に合わされる。

しかしながら、別形態として、画像キャプチャの数はコードが完全に可視状態となる画像を形成するのに適する任意の数である。

好ましくは、装置はガラスシートの移動を判定するためカメラに接続されたエンコーダを含み、そして装置はカメラに対して相対的なガラスシートの進行に応じてカメラによる画像キャプチャを開始するように構成される。

画像が取得されると、プロセッサのメモリーに、例えば恒久的な媒体又は取り外し可能な媒体に格納された処理プログラムが実行されて、それにより取得された画像をプロセッサが処理しそしてコードを解読する。

プログラムはコードに存在する情報を送付することができる。

この情報は、例えば、識別子を含むが、別形態として、それは任意のタイプのものであり、例えば製造場所及び製造年月日を含むことができる。

各ガラスシート２は、コードを形成する符号２０によりマーキングされている。図４はデータマトリックスタイプの符号２０によりマーキングされたガラスシートを示している。

具体的には、符号２０は好ましくは二次元であり、例えばデータマトリックスタイプである。

符号２０は、例えば、フロートガラスリボンを切断して大きなガラスシートにした直後に、又は切断の直前もしくはさらには切断の間にマーキングされる。この場合、ガラスシートは２メートルより大きい幅を有し、そして５メートルより大きい長さを有する。

装置は、フロートガラスを製造するための工場で使用することができ、又は例えば、建築用もしくは自動車用グレージングユニットの製造のためガラスを輸送するための工場で使用することができることが注記される。

例えば、ガラスシートは、ガラスシートが裏返しになっていてもいなくてもコードを読み取ることができるように、その２つの面の各々に、例えばシートのそれぞれの側に、コードを有する。この場合、読み取り装置により可能とされる被写界深度が非常に有利である。と言うのは、それが両方の場合にコードの読み取りを可能にするからである。

符号は任意の適切なタイプであることができ、必ずしもデータマトリックスではないことも注記される。それは別形態として、任意のタイプの適切な二次元符号でよい。図５は、他のタイプの既知のコード、すなわち３−ＤＩコード、Ａｚｔｅｘコード、Ｃｏｄａｂｌｏｃｋ、Ｃｏｄｅ １、Ｃｏｄｅ １６Ｋ、ドットコード、ＱＲコード（登録商標）、ｅｚコード、ＢｅｅＴａｇｇ Ｂｉｇ、ＢｅｅＴａｇｇ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ、データマトリックス、マキシコード、スノーフレーク、ベリコード、ＢｅｅＴａｇｇ Ｈｅｘａｇｏｎ、ＢｅｅＴａｇｇ Ｎｏｎｅ、ショットコード、ミニコード、Ｃｏｄｅ ４９、データストリップコード、ＣＰコード及びＩＳＳスーパーコードを示している。さらに別の形態としては、それは単にバーコードタイプの一次元の符号である。

一般に、それは任意の適切なタイプのコードを形成する符号である。

符号のマーキングを行うためには、例えば、５０ＷのＣＯ₂マーキングレーザーを使用する。一例として、レーザーはガラスの特性、例えばその色、その表面仕上げ又はその屈折率を変更することができ、このようにして符号を形成することができる。

装置はガラスシートの主面に面して配置される。

ガラスシート２は、例えば０．５ｍｍと１９ｍｍの間に含まれる厚さ、特に２ｍｍと１２ｍｍの間、例えば４ｍｍと８ｍｍの間に含まれる厚さを有する。しかしながら、別形態として、ガラスシートは任意の適切な厚さであることができる。

例えば、それはソーダ石灰シリカガラスであるが、別形態として、任意のタイプの適切なガラスであることができる。

一般に、それは任意の適切なタイプのガラスシートである。

さらに、説明した例では、基材は単一のガラスシートで構成されている。しかしながら、別形態として、基材は複数のガラスシートで構成される。それは、例えば、ＰＶＢなどの熱可塑性物質で製作された中間層により一緒に積層された２枚のガラスシートを含む積層グレージングユニット、又は二層グレージングユニットなどのグレージング製品、又はより一般には、単一の又は複数のグレージングユニットを含むグレージング製品である。

さらに、ガラスシートは薄いフィルムでコーティングされ又は印刷されていてもよい。具体的には、読み取り装置により得られるコントラストのために、コードが薄いフィルムでコーティングされたガラスシート上にあるときでも、コードを読み取ることが可能である。

Claims (13)

1. ガラスシートを含む走行中の基材（４）の１つの面にマーキングされたコードを形成している符号（２０）を読み取るための装置（２）であって、
   ・走行している基材を照らす照明（６）、
   ・符号の少なくとも１つの部分の少なくとも１つの画像を取得するように構成されたカメラ（８）、及び、
   ・前記カメラに接続され、そして取得した画像を処理し解読する画像処理工程を行うのに適するように構成されたプロセッサ、
   を含み、使用するカメラ（８）がリニアであり、そして前記照明（６）が暗視野照明であって、該装置（２）は、前記プロセッサでの処理工程の前に、該リニアカメラにより符号の異なる部分の複数の画像の取得を行うように構成されている、符号（２０）の読み取り装置（２）。
2. 前記照明（６）が２つの照明ゾーン及び該２つの照明ゾーンの間の暗いゾーン（１２）を含み、前記リニアカメラが該暗いゾーン（１２）を観察する、請求項１記載の装置（２）。
3. 照明（６）により照らされるゾーンをマスキングすることにより前記暗いゾーン（１２）を得る、請求項２記載の装置（２）。
4. 前記照明（６）が、光源と、拡散光を生じさせるよう該光源を覆う散乱要素（１０）とを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の装置（２）。
5. 照明する平面が前記カメラ（８）の光軸に対して垂直である、請求項３に記載されるとともに請求項４に記載の装置（２）。
6. 前記カメラ（８）及び前記照明（６）が前記基材（４）の両側に配置され、前記基材が透明である、請求項１〜５のいずれか１項記載の装置（２）。
7. 前記カメラ（８）と前記照明（６）とが前記基材（４）の同じ側に配置され、前記基材（４）が鏡面を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載の装置（２）。
8. 前記基材の移動を判定するための機器を含み、当該装置が判定された移動に応じて前記リニアカメラ（８）による基材の画像の取得を開始するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項記載の装置（２）。
9. 前記符号（２０）を前記カメラの焦点面から０ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の位置で読み取って解読することができる、請求項１〜８のいずれか１項記載の装置（２）。
10. 前記カメラの視野が基材の走行方向に対して平行でなく、好ましくはそれに対して垂直である、請求項１〜９のいずれか１項記載の装置（２）。
11. 前記カメラの視野の幅が少なくとも３０ｍｍである、請求項１〜１０のいずれか１項記載の装置（２）。
12. ガラスシートを含む走行している基材（４）の１つの面にマーキングされたコードを形成している符号（２０）を読み取るための方法であって、
    ・走行している基材を照明（６）により照らしながら、符号の少なくとも１つの部分の画像をカメラ（８）により少なくとも１つ取得する工程、及び、
    ・取得した画像をプロセッサにより処理しそして解読する画像処理工程、
    を含み、使用するカメラがリニアであり、前記照明（６）が暗視野照明であって、そして前記処理工程の前に、符号（２０）の異なる部分の複数の画像の取得を該リニアカメラにより行う、符号（２０）の読み取り方法。
13. 請求項１〜１１のいずれか１項記載の読み取り装置（２）を用いる、請求項１２記載の方法。

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