KR20160119200A - 유리 시트 상의 식별 코드를 판독하는 방법 - Google Patents

유리 시트 상의 식별 코드를 판독하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 적층체를 이루도록 배치된 유리 시트의 동일한 에지에 가깝게, 유리 시트의 한 면 상에 각각 마킹된 코드를 형성하는 심볼을 판독하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 카메라를 사용하여, 유리 시트의 상기 에지를 통해 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계로서, 여기서 관찰 방향은 상기 이미지를 사용하여 판독될 필요가 있는 코드를 갖는 각각의 유리 시트의 상기 에지에 대해 수직하지 않고 경사져 있는 것인 단계; 및 획득된 이미지를, 이미지 상에서 가시적이고 판독될 필요가 있는 하나 이상의 코드 내에 존재하는 정보를 추출하도록 프로그래밍되어 있는 컴퓨터로써 처리하는 이미지 처리 단계를 포함한다.

Description

유리 시트 상의 식별 코드를 판독하는 방법 {METHOD FOR READING AN IDENTIFICATION CODE ON A GLASS SHEET}
본 발명은 유리 시트 상에 마킹된 식별 코드의 분야에 관한 것이다.
1차원적인 "바코드" 유형의 심볼 또는 유사한 심볼 및 2차원적인 "데이터 매트릭스" 유형의 심볼 또는 유사한 심볼을 유리 패널의 식별을 위한 코드로서 사용할 수 있다.
이들 코드는 임의의 유형의 정보, 예컨대, 예를 들어, 유리 시트를 식별하는 역할을 하는 숫자를 가질 수 있다. 제조 장소 또는 제조 시간 및 날짜와 같은 정보뿐만 아니라 임의의 다른 적합한 유형의 정보가 또한 통합될 수 있다.
심볼은 예를 들어, 유리 시트에 대해, 즉 유리 시트의 일반 평면에 대해 바람직하게는 수직한 방향으로 배치된, 임의의 적합한 유형의 레이저 빔에 의해 마킹된다. 구체적으로, 이렇게 마킹된 심볼은 일반적으로, 장치가 심볼과 대면하도록, 그러므로 유리 시트의 두 개의 주요 면 중 하나와 대면하도록 배치됨으로써, 정면에서 판독되도록 의도된다.
이러한 마킹은 예를 들어 유리 시트의 에지 면에 근접하게 생성된다.
그러나, 이러한 심볼은 유리 시트가 적층되어 있는 경우에는 판독되도록 의도되지 않는다.
본 발명의 하나의 목적은, 유리 시트가 분리되어 있든지 적층되어 있든지, 유리 시트 상에 존재하는 코드를 신속하게 판독할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 한 측면에 따라, 이는 코드를 형성하는 심볼을 판독하는 방법에 관한 것이며, 상기 심볼은 각각 다수의 유리 시트의 한 면 상에, 유리 시트의 동일한 에지 면에 근접하게 마킹된 것이고, 유리 시트는 적층체를 이루도록 배열되어 있고, 상기 방법은
- 카메라를 사용하여, 유리 시트의 상기 에지 면을 통해 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계로서, 여기서 관찰 방향은 상기 이미지를 사용하여 판독되어야 하는 코드를 갖는 각각의 유리 시트의 상기 에지 면에 대해 수직하지 않고 경사져 있는 것인 단계; 및
- 획득된 이미지를, 이미지 내에서 가시적이고 판독되어야 하는 하나 이상의 코드 내에 존재하는 정보를 추출하도록 프로그래밍되어 있는 처리기에 의해 처리하는 이미지 처리 단계
를 포함한다.
상기 방법의 특정 실시양태는 게다가 하기 특징들 중 하나 이상 또는 하기 특징들의 하나 이상의 기술적으로 실현 가능한 조합을 포함할 수 있다:
- 상기 심볼은 상기 에지 면으로부터 10 ㎜ 이내, 바람직하게는 7 ㎜ 이내, 더 바람직하게는 5 ㎜ 이내, 더욱 더 바람직하게는 상기 에지 면으로부터 4 ㎜ 이내에 있고;
- 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도는 코드의 종횡비의 변형이 가능한 한 작도록 선택되고;
- 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도 α는 종횡비 = cos(α)×tan(arcsin(sin(α)/n_유리))가 최대화되도록 선택되고;
- 이미지는 한 번 이상의 내부 전반사 후에 관찰되고;
- 유리 시트 적층체의 각각의 유리 시트에 대해 하나의 이미지가 획득되고, 카메라는 각각의 이미지 사이에, 관찰 방향이 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면에 대해 수직하지 않고 경사지게 움직이고;
- 각각의 획득된 이미지에 대해, 적층체의 시트들의 적어도 일부가 획득된 이미지 내에서 가시적이고, 처리 단계는 판독되어야 하는 유리 시트에 상응하는 이미지 부분을 사용하고;
- 각각의 획득된 이미지에 대해, 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도 α는 동일하고;
- 적층체의 복수의 유리 시트의 코드를 판독하기 위해 단일 이미지가 획득되거나, 적층체의 모든 유리 시트에 대해 단지 하나의 이미지가 획득되고;
- 카메라는, 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도가 유리 시트의 적층체의 획득된 각각의 이미지에 대해 40도의 범위, 바람직하게는 20도의 범위에 있도록 충분히 멀리 이격되어 위치하고;
- 방법은, 투명한 가요성 또는 액체 물질을 갖는 경질 투명 패널을, 투명한 가요성 또는 액체 물질이 상기 경질 투명 패널과 적층된 유리 시트의 에지 면 사이의 계면에 놓이게 하면서, 카메라와 유리 시트의 적층체 사이에 적층하는 단계를 포함하고;
- 투명한 가요성 또는 액체 물질은 물 또는 실리콘 또는 유사한 물질을 기재로 하는 물질이고;
- 경질 투명 패널은 유리 시트 또는 PMMA 또는 유사한 물질의 시트이다.
첨부된 도면을 참조하는, 단지 예시적으로 기술된 하기 설명을 읽음으로써, 본 발명을 더 잘 이해하게 될 것이다:
- 도 1은 "데이터 매트릭스" 유형의 심볼이 유리 시트의 면 상에 마킹된, 유리 시트의 사진이고;
- 도 2는 본 발명의 한 실시양태에 따른 유리 시트의 적층체를 판독하기 위한 장치를 도시하는 개념도이고;
- 도 2a는 도 2에 상응하는 사진이고;
- 도 3, 3a 및 3b는, 각각, 위쪽에서 내려다보이는 바와 같은 심볼, 이러한 코드를 에지 면을 통해 관찰 각도 α에서 판독하는 법을 설명하는 광학적 단면 개념도, 및 에지 면을 통해 각도 α에서 보여지는 코드의 외관을 도시하고;
- 도 4는 유리 시트의 에지 면의 법선에 대한 관찰 각도 α의 함수로서의, 코드의 관찰된 종횡비 (도 3a에서 비
Figure pct00001
)를 도시하는 그래프이고;
- 도 5는 밀리미터로 나타내어진, 에지까지의 거리의 함수로서 요구되는 관찰 각도 α 및 이러한 거리 및 이러한 각도에서의 종횡비를 도시하고 (코드의 크기는 3 ㎜로 설정되고 유리 시트의 두께는 4 ㎜로 설정됨), 도 5a는 다양한 관찰 각도 α에서 에지 면을 통해 보여지는 코드의 사진을 나타내고;
- 도 6은 유리 시트의 내부로부터의 이미지의 반사를 사용하는, 코드를 판독하기 위한 또 다른 실시양태를 도시하는 개념도이고;
- 도 7은 또 다른 실시양태에 따른, 에지 면을 통해 코드를 더 용이하게 판독하게 해 주는 방법을 도시하고;
- 도 8은 코드를 형성하는 심볼의 다양한 유형을 도시한다.
본문 전체에 걸쳐, 용어 "면"은 유리 시트의 두 개의 주요 면들 중 하나를 의미하는 것으로 이해되며, 용어 "에지 면"은 유리 시트의 측부를 형성하는 네 개의 에지 면들 중 하나를 의미하는 것으로 이해된다.
게다가, 표현 "관찰 방향"은 카메라의 대물렌즈와 관찰점 사이의 축을 의미하는 것으로 이해된다. 그러므로 관찰자와 에지 면 사이의 거리는 시트의 두께에 비해 크고 따라서 에지 면 상의 모든 점은 동일한 각도에서 관찰되는 것으로 간주된다.
게다가, 예를 들어, 모든 계산에서, 사용된 유리의 굴절률은 n유리 = 1.5이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 유리 시트(2)에는 코드를 형성하는 심볼(4)이 마킹되어 있다.
심볼(4)은 바람직하게는 2차원적이고, 예를 들어 데이터 매트릭스이다.
도 2는 유리 시트가 적층된 경우에 이들 심볼을 판독하기 위한 본 발명의 한 실시양태를 도시한다.
카메라(6)를 포함하는 판독 장치(5)는, 에지 면(8)을 통한 관찰을 위해, 적층된 유리 시트(2)의 에지 면(8)을 관찰하도록 위치한다.
판독 장치(5)는 또한 획득된 이미지를 처리하고 심볼(4)을 해독할 수 있는 프로그램이 저장된 메모리 (도시되지 않음)를 포함하는, 카메라(6)에 연결된 처리기 (도시되지 않음)를 포함한다.
심볼(4)은 에지 면들(8) 중 하나에 가깝게 위치한다. 이는, 도 3 내지 3b에 도시된 바와 같이, 심볼은 경쟁 관계에 있는 두 가지의 효과인 굴절 및 투영 때문에 에지 면에 의해 변형되어 보이기 때문이다. 도 3은 정면도에 상응하고, 도 3a는 단면도에 상응하고, 도 3b는 에지 면을 통한 도면에 상응한다.
관찰 방향과 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도 α가 작을수록, 더 많은 투영으로 인해 심볼의 겉보기 크기 (즉 카메라에 의해 촬영된 이미지 내에서 보여지는 바와 같은 심볼의 크기)가 감소한다. 게다가, 관찰 각도 α가 증가함에 따라, 굴절이 더 우세하게 되어 심볼의 겉보기 크기가 감소한다.
더욱이, 이미지의 처리를 위해, 종횡비, 즉 심볼의 겉보기 폭 "a'" 대 그의 실제 폭 "a"의 비는 가능한 한 높은 것이 바람직하다. 실제로, 0.2 이상 또는 심지어는 0.3 이상의 종횡비를 수득할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 관찰 방향과 관찰된 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도 α는 약 50도에서 최적값에 도달한다는 것이 밝혀졌다. x-축은 도로 나타내어진 각도 α를 나타내고 y-축은 종횡비
Figure pct00002
를 나타낸다.
사물의 겉보기 폭 a' 대 그의 실제 폭 a의 종횡비
Figure pct00003
는 하기 식에 의해 주어진다:
Figure pct00004
상기 식에서, α는 관찰 방향과 유리 시트의 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도이고 n유리는 550 ㎚에서의 유리의 굴절률이다.
바람직하게는, 관찰 각도 α는 예를 들어 유리의 경우에 30 내지 70 도이도록 선택된다.
도 5는 에지까지의 거리, 즉 심볼(4)과 에지 면(8) 사이의 거리의 역할을 나름대로 도시한다. x-축은 ㎜로 나타내어진, 에지까지의 거리를 나타내고, 왼쪽 y-축은 관찰 각도 α (정사각형 점)를 나타내고 오른쪽 y-축은 종횡비
Figure pct00005
(원형 점)를 나타낸다.
에지에서의 간격이 더 큰 경우에, 투시창 내에 남아있는 공간은 감소할 것이다. 따라서 더 작은 시야각을 사용할 필요가 있고 투영으로 인한 압축은 증가한다 (즉 종횡비
Figure pct00006
가 감소함).
따라서, (반사가 없는) 직접 관찰 상태에서, 심볼은 예를 들어 가장 가까운 에지 면으로부터 10 ㎜ 이내, 바람직하게는 7 ㎜ 이내, 더 바람직하게는 5 ㎜ 이내, 더욱 더 바람직하게는 가장 가까운 에지 면으로부터 4 ㎜ 이내에 있다.
예를 들어, 유리 시트의 두께가 4 ㎜이고, 심볼의 크기가 1.2 ㎜이고, 관찰을 위해 이용 가능한 에지 면의 폭이 2.6 ㎜이고, 에지까지의 거리가 3.5 ㎜인 경우에, 관찰 각도 α는 50°이도록 선택된다.
그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 에지 면으로부터 더 멀리 이격되어 있는 심볼은 반사 이미지의 관찰에 의해 판독될 수 있다.
예를 들어, 두께 4 ㎜의 유리 시트의 경우에, 심볼은 직접 관찰에 비해 +6 ㎜의 거리에서 유사한 외관을 가질 것이다.
그러나, 이러한 반사 관찰을 통한 해결책은 실제로는 충분히 투명한 유리의 경우에만 사용될 수 있고, 착색 유리의 경우에는 흡수가 너무 크다.
이미지의 획득과 관련하여, 이는 본질적으로 두 가지의 가능한 실시양태로 구분될 수 있다.
바람직한 실시양태인, 첫 번째 실시양태에서, 유리 시트의 적층체 또는 판독 장치는, 각각의 유리 시트(2)에 대해 동일한 관찰 각도 α를 사용하여 유리 시트당 하나의 이미지를 획득하도록 움직일 수 있다.
그러나, 각각의 이미지 내에서 복수의 에지 면(8)이 예를 들어 가시적일 것이지만 판독되어야 하는 시트(2)에 상응하는 심볼(4)만이 처리기에 의해 처리될 것이라는 것을 유념해야 한다.
두 번째 실시양태에서는, 전체 유리 시트 적층체에 대해 하나의 단일 이미지가 획득된다. 이를 위해, 카메라는 관찰 각도 α가 ±20도 내이도록, 즉 40도의 범위이도록, 바람직하게는 ±10도 내이도록, 더 바람직하게는 ±5도 내이도록, 충분히 멀리 위치하는 것이 바람직할 것이다.
또 다르게는, 복수의 유리 시트(2)에 대해, 예를 들어 동일한 개수의 인접한 유리 시트의 그룹에 대해, 예를 들어 2, 3 또는 4 개의 유리 시트의 그룹에 대해, 단일 이미지가 획득된다. 게다가, 바람직하게는, 각각의 그룹의 이미지는 동일한 관찰 각도 α를 사용하여 획득된다.
도 7은 전술된 실시양태와 조합될 수 있는 또 다른 가능한 실시양태를 도시한다.
이러한 실시양태에서, 판독 방법은, 에지 면(8) 상에 존재하는 표면 결함으로 인한 광학적 결함을 감소시키기 위해, 가요성 물질(22)을 갖는 투명 패널(20)을, 상기 가요성 물질(22)이 상기 패널과 유리 시트의 에지 면(8) 사이의 계면에 놓이게 하면서, 적층된 유리 시트의 에지 면에 적층함으로 이루어진다.
구체적으로는, 유리 시트(2)를 절단하면 절단 후의 에지 면(8)의 표면 마감 때문에 에지 면을 통한 판독이 어려워질 수 있다는 것이 밝혀졌다.
패널(20)은 예를 들어 투명한 물질, 예를 들어 유리로 만들어진 경질 시트이다.
가요성 물질은 예를 들어 가요성 투명 물질(22), 예를 들어 플라스틱, 예를 들어 실리콘으로 만들어진 시트이다.
가요성 시트(22)는 예를 들어 패널(20)에 접착 결합되거나 임의의 다른 적합한 수단에 의해 체결된다.
또 다르게는, 가요성 물질 대신에, 액체, 예컨대 물 또는 또 다른 유사한 물질, 콜로이드 등이 사용된다.
따라서, 이미지가 획득되기 전에, 계면 물질이 에지 면에 적층되고, 이어서 패널(20)이, 적층체와 카메라 사이에서, 적층체의 유리 시트의 에지 면(8)에 적층된다.
유리 시트(2)는 예를 들어 0.5 내지 19 ㎜, 특히 2 내지 12 ㎜, 예를 들어 4 내지 8 ㎜의 두께를 갖는다. 그러나, 또 다르게는, 유리 시트는 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다.
심볼(4)을, 예를 들어 플로트 유리 리본을 큰 유리 시트가 되게 절단한 직후에, 또는 절단 직전에 또는 심지어는 절단 동안에 마킹한다. 따라서 유리 시트(2)는 2미터 초과의 폭 및 5미터 초과의 길이를 갖는다.
이는 예를 들어 소다석회-실리카 유리에 관한 것이지만 또 다르게는 임의의 유형의 적합한 유리일 수 있다.
이는 일반적으로 임의의 적합한 유형의 유리 시트(2)에 관한 것이다.
도 1 및 3에 도시된 심볼(4)은 제한의 의도는 없다는 것을 또한 유념해야 한다. 이는 또 다르게는 임의의 유형의 적합한 2차원적인 심볼에 관한 것일 수 있다. 도 8은 다른 유형의 공지된 코드, 즉 3-DI 코드, 아즈텍스(Aztex) 코드, 코다블록(Codablock), 코드 1, 코드 16K, 도트 코드(Dot Code), 큐알 코드(QR Code), 이즈코드(ezCode), 비태그 빅(BeeTagg Big), 비태그 랜드스케이프(BeeTagg Landscape), 데이터 매트릭스, 맥시코드(Maxicode), 스노우플레이크(Snowflake), 베리코드(Vericode), 비태그 헥사곤(BeeTagg Hexagon), 비태그 논(BeeTagg None), 샷코드(ShotCode), 미니코드(MiniCode), 코드 49, 데이터스트립 코드(Datastrip Code), 씨피 코드(CP Code), 및 아이에스에스 수퍼코드(ISS SuperCode)를 도시한다.
일반적으로, 이는 임의의 적합한 유형의 코드를 형성하는 심볼(4)에 관한 것이다.
심볼(4)의 마킹을 수행하기 위해, 예를 들어 50 W CO2 마킹 레이저를 사용한다. 예를 들어, 레이저는 유리 시트의 표면 마감, 색 또는 심지어는 굴절률을 변경할 수 있고, 따라서 심볼(4)을 판독 가능하게 마킹할 수 있다.
마킹 장치는 유리 시트의 주요 면(30)을 마킹하기 위해 유리 시트의 주요 면(30)과 대면하도록 놓인다 (도 2).

Claims (13)

  1. 코드를 형성하는 심볼(4)을 판독하는 방법이며,
    상기 심볼은 각각 다수의 유리 시트(2)의 한 면(30) 상에, 유리 시트의 동일한 에지 면(8)에 근접하게 마킹된 것이고, 유리 시트는 적층체를 이루도록 배열되어 있고, 상기 방법은
    - 카메라(6)를 사용하여, 유리 시트의 상기 에지 면을 통해 하나 이상의 이미지를 획득하는 단계로서, 여기서 관찰 방향은 상기 이미지를 사용하여 판독되어야 하는 코드를 갖는 각각의 유리 시트의 상기 에지 면에 대해 수직하지 않고 경사져 있는 것인 단계; 및
    - 획득된 이미지를, 이미지 내에서 가시적이고 판독되어야 하는 하나 이상의 코드 내에 존재하는 정보를 추출하도록 프로그래밍되어 있는 처리기에 의해 처리하는 이미지 처리 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 심볼(4)이 상기 에지 면(8)으로부터 10 ㎜ 이내, 바람직하게는 7 ㎜ 이내, 더 바람직하게는 5 ㎜ 이내, 더욱 더 바람직하게는 상기 에지 면(8)으로부터 4 ㎜ 이내에 있는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트(2)의 에지 면(8)의 법선 사이의 관찰 각도 (α)가, 심볼(4)의 종횡비의 변형이 가능한 한 작도록 선택되는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도 α가,
    Figure pct00007
    가 최대화되도록 선택되는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 이미지가 한 번 이상의 내부 전반사 후에 관찰되는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 시트의 적층체의 각각의 유리 시트(2)에 대해 하나의 이미지가 획득되고, 카메라(6)는 각각의 이미지 사이에, 관찰 방향이 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면에 대해 수직하지 않고 경사지게 움직이는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 각각의 획득된 이미지에 대해, 적층체의 시트들의 적어도 일부가 획득된 이미지 내에서 가시적이고, 처리 단계는 판독되어야 하는 유리 시트에 상응하는 이미지 부분을 사용하는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 획득된 이미지에 대해, 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면(8)의 법선 사이의 관찰 각도 (α)가 동일한 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적층체의 복수의 유리 시트의 코드(4)를 판독하기 위해 단일 이미지가 획득되거나, 적층체의 모든 유리 시트에 대해 단지 하나의 이미지가 획득되는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 카메라(6)는, 관찰 방향과 판독되어야 하는 유리 시트의 에지 면의 법선 사이의 관찰 각도 (α)가 유리 시트의 적층체의 획득된 각각의 이미지에 대해 40도의 범위, 바람직하게는 20도의 범위에 있도록 충분히 멀리 이격되어 위치하는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 투명 계면 물질(22)을 갖는 경질 투명 패널(20)을, 투명 계면 물질(22)이 상기 경질 투명 패널과 적층된 유리 시트의 에지 면(8) 사이의 계면에 놓이게 하면서, 카메라(6)와 유리 시트의 적층체 사이에 적층하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 투명 계면 물질(22)이 액체 또는 유사한 물질, 예컨대 물, 또는 실리콘 또는 유사한 물질을 기재로 하는 가요성 물질인 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 경질 투명 패널(20)이 유리 시트 또는 PMMA 또는 유사한 물질의 시트인 방법.
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