(57)【要約】【課題】本発明は、ラベル貼り装置の処理工程にある容器の角度方向及び検出のためのシステムを提供する。【解決手段】ラベル貼付装置において、容器（６）を検出及びその角度方向のためにシステムは、容器（６）の搬送のための回転ターンテーブル（４）と、前記ターンテーブル（４）が提供する前記容器（６）を支持及び搬送する多数の電動パンと、特徴となる４つの画像取得光学手段（２，１０２）とを備え、４つの画像取得光学手段（２，１０２）が周囲長に亘って容器（６）画像が模写された４つの画像の組を取得するように制御する。【選択図】図１
2011505304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容器（６）の搬送のための回転ターンテーブル（４）と、
前記回転ターンテーブル（４）に備えられ、前記容器（６）の支持及び搬送する多数の電気駆動型パン（５，１０５）と、
前記回転ターンテーブル（４）の全て円周弧に沿って撮像した前記容器（６）の模写である４つの画像の組を取得するように制御される４つの画像取得光学手段（２，１０２）と、
を具備することを特徴とするラベル貼り装置における容器（６）の角度方向及び検出のためのシステム（１，１０１）。
【請求項２】
前記画像取得光学手段（２）は、矩形の対角線の外側及び内側に、それぞれ一対が幾何学的に配置され、各容器（６）が前記回転ターンテーブル（４）の円周弧に沿って移動している間に、前記一対の画像取得光学手段（２）が繋ぐ対角線と交差するように通過することを特徴とする請求項１に記載の前記システム。
【請求項３】
前記画像取得光学手段（２）は、前記回転ターンテーブル（４）と関連する外部に全てが配置され、前記回転ターンテーブル（４）のような曲率の同じ半径を有する円周弧に沿った方向であることを特徴とする請求項１に記載の前記システム。
【請求項４】
前記画像取得光学手段（２）は、カメラであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかにに記載の前記システム。
【請求項５】
さらに、前記画像取得光学手段（２，１０２）の撮像範囲を照明するように、各画像取得光学手段（２，１０２）に設けられた照明手段（７，１０７）を具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の前記システム。
【請求項６】
前記照明手段（７，１０７）は、バー形状白色ＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項５に記載の前記システム。
【請求項７】
前記照明手段（７，１０７）は、
前記画像取得光学手段（２，１０２）の下方に設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の前記システム。
【請求項８】
前記照明手段（７，１０７）は、ハウジング（３，１０３）内に収納されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の前記システム。
【請求項９】
前記ハウジング（３，１０３）は、金属材料により形成され、ただ少なくとも前記画像取得光学手段（２，１０２）の撮像範囲に入る壁が強化ガラスを含む透明材料により形成されることを特徴とする請求項８に記載の前記システム。
【請求項１０】
さらに、前記容器（６）に対して上向き姿勢で、対の前記画像取得光学手段（２）が繋ぐ対角線による交差点を通過する垂直軸に位置づけられるフォトセル（９）を具備することを特徴とする請求項１，２又は、４乃至９のいずれかに記載の前記システム。
【請求項１１】
さらに、前記容器（６）に対して上向き姿勢で、前記画像取得光学手段（２）の視線に照準するように配置され、前記画像取得光学手段（２）のそれぞれに設けられるフォトセル（１０９）を具備することを特徴とする請求項１，３乃至１０のいずれかに記載の前記システム。
【請求項１２】
前記フォトセル（９，１０９）は、同じ容器の保持するために、上部ジャッキを遮ることにより正確な位置にある容器の存在を読み取ることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の前記システム。
【請求項１３】
前記画像取得光学手段（２，１０２）は、前記画像取得光学手段（２）の昇降水平旋回調整のための調整手段（１１）と、合焦のための前後移動及び側方−側方の水平旋回調整のための調整手段（１２）とで構成される支持部（１０）上に搭載されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の前記システム。
【請求項１４】
前記４つの画像取得光学手段（２，１０２）、前記照明手段（７，１０７）及びフォトセル（９，１０９）は、検査下で、各容器（６）のために４つの画像の組の取得及び分析のために提供するソフトウエアの実行による動作可能に制御駆動ユニット（８，１０８）に接続されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の前記システム。
【請求項１５】
前記制御駆動ユニット（８）は、
フォトセル（９）による容器所在信号に次いで、第１の光学手段（２）に対して画像取得命令が与え、
付随して、非取得モードにある光学手段（２）に対向する照明手段（７）を保持している間、取得モードにある前記光学手段（２）と関連する照明手段（７）、及びその横側の２つの照明手段（７）に対しても点灯（turn on）コマンドを与え、
容器部検査の下に、４個の画像を取得するまで、予め定めた時間シーケンスに従って、連なる前記光学手段（２）における前記２つの最初のステップを繰り返し行うことを特徴とする請求項１４に記載の前記システム。
【請求項１６】
制御駆動ユニット（１０８）は、
ｍ）第１の撮像部（１０２）に画像取得コマンドに送出され、次いで、前記第１のカメラ（１０２）と関連づけられたフォトセル（１０９）による容器存在信号を送出し、
ｎ）付随して、取得モードの前記カメラ（１０２）に関連する照明手段（１０７）に対して点灯命令を送り、その間、残りの照明手段（１０７）が消灯を維持し
ｏ）９０°検査下の容器（６）を搭載するパンが回転し、  
ｐ）連なる撮像部で、ｍ）及びｎ）工程を繰り返し行い、  
ｑ）２台の残った撮像部（１０２）で、ｏ）及びｐ）工程を繰り返し行い、プリセット端末によれば、検査下の前記容器の４つの画像の取得されるまで連続する、ことを特徴とする請求項１４に記載の前記システム。
【請求項１７】
制御駆動ユニット（８）は、以下の様式に従い、検査下の前記容器（６）で４つの画像の組を分析する、
ａ）検査下の前記容器（６）のプロンプト要素を確認し、  
ｂ）制御セット又はキャリブレーションテーブルで、取得した画像のセットの比較を行う、  
ｃ）前記制御セット又はキャリブレーションテーブルに関連する検査下の容器（６）における前記プロンプト要素の偏差を算出し、
ｄ）参照位置に対して、前記容器位置を適応させるために、所定角度まで前記パンの回転するために、検査下の容器を支持するパンのモータに対するコマンドを送信する、ことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の前記システム。  
【請求項１８】
キャリブレーションステップの期間中に作り出される前記キャリブレーションテーブルは、
１）既貼付された容器の直径及び端部、容器上に提示されるプロンプト要素、及び容器の画像の明暗のコントラストを検出する工程と、
２）検査される容器の４つの画像の第１組を取得する工程と、
３）１０度まで検査される容器をパンと共に回転させて、４つの画像の第２組を取得する工程と、
４）ステップ３）の操作を検査される容器が完全に３６０度回転されるまで３５回に亘り繰り返す工程と、
５）取得した画像の組におけるラベル貼付開始位置、このラベル貼付開始位置と端部との距離Ｘを各々算出し、及び前記距離Ｘに相当する回転角度を関連づける確認工程と、
６）少なくとも算出された前記距離Ｘ及び、前記回転角度の情報からキャリブレーションテーブルを作成する工程と、で構成されることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の前記システム。  
【請求項１９】
前記システムのソフトウエアは、前記容器上に提示されているプロンプト要素に対するシステム参照要素を照準させるように、容器の構図及びカメラの位置調整を許可する参照要素を提供することを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載の前記システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラベル貼り装置の処理工程にある容器の角度方向及び検出のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速自動ラベル貼り装置における容器へのラベル貼り動作は、ラベルの正しい貼り付け位置の課題に着手することとなる。このような装置は、通常、ラベル貼りされるための容器を保持し搬送することを目的とする複数のパンが備えられる。これと共に、パン上で直立した位置に保持させるために容器上端を携わるジャッキ（jacks）により、ターンテーブルが構成される。
【発明の概要】
【０００３】
このようなパンは、容器が垂直軸の周りに支持されて回転可能にするためにモータ駆動される。ここで記述される１つの装置においては、高速で動作し、予め定めたパターンに従った容器の角度方向が装置の順スムーズな動作に対して酷評されている。これは、従来の装置において、容器補正方向は、機械式のタイミングによって実行されているが、これは大抵、信頼することができない。
【０００４】
さらに、本発明の特徴及び有利性は、幾つかの体表的な実施形態の記載からより明瞭に理解することができ、下記図面を参照して、以下の例及び限定されない実施形態を手段として与えられる。  
本発明に従う実施形態は、添付された請求項に記載されるように、容器の角度方向及び検出システムは、本発明の目的物であり、実施形態の必須部分の記載内容は、電気式の容器角度方向の制御及び時間変更を可能し、高い正確さと信頼性を特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本発明の目的であるシステムの概念的な平面構成を代表的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の目的であるシステムの撮像部の詳細な構成を代表的に示す図である。
【図３】図３は、異なる実施形態として、本発明の目的であるシステムの概念的な平面構成を代表的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の構成要素の方向及び検出システムは、参照番号１を概略に示し、以下に記述する。  
本シテスム１は、４台の撮像部（カメラ）２又は、画像を取得する他の光学手段により構成される。撮像部２は、矩形（四角）の対角線の内側と外側に幾何学的に配置され、結果として四角の対角線に沿って対で対向するように方向付けられている。
【０００７】
撮像部２は、好ましくは、金属材料で形成されるハウジング（筐体）３内に一対で収納されている。しかし、少なくとも撮像部２の撮像範囲（視野範囲）においては、好ましくは強化ガラスによる透明部材の壁を有している。
【０００８】
２つのハウジング３は、容器を搬送するためのターンテーブル４の内周側及び外周側にそれぞれ配置され、容器６を保持搬送する複数の電気駆動型パン５を備えている。このハウジング３は、各容器６がターンテーブル４の円周弧に沿って移動している間、対の撮像部２を繋ぐ対角線と交差するように配置される。
【０００９】
好適な照明手段７は、同じ撮像部２を繋ぐ対角線に沿った撮像視野を照明するように各撮像部２に設けられている。このような照明手段７は、バー形状白色ＬＥＤ素子が好適する。好ましくは、照明手段７は、ハウジング３内の撮像部２の下方に配置される。
【００１０】
フォトセル９は、容器に対して上向き位置における、対の撮像部２を繋ぐ対角線の交点を通過する垂直軸上に設けられる。このようなフォトセル９は、同じ容器の載置のために、上部ジャッキ（upper jack）を遮る（intercepting）ことにより正確な位置にある容器の存在を読み取る。
【００１１】
４個の撮像部２は、支持部材１０上に搭載されている。この支持部材１０は、撮像部の上下水平回転調整のための調整手段１１と、前方後方平行移動（合焦）に加えて、左右水平回転調整のための調整手段１２と、で構成される。
【００１２】
このように、この支持部材１０により撮像部２の容器の正確な照準位置への微小な調整を遂行することを可能にする。このような初期の照準は、極めて重要であり、以降のシステム１の動作で要求される。
【００１３】
システムのソフトウエアは、容器上に提示されているプロンプト要素（prompt elements）に対するシステム参照要素を照準させるために、容器の組み立て及びカメラの位置調整を許可する参照要素を提供する。前述したシステムは、以下の通りである。  
この容器は、下端の近傍又は記載物又は、他の印における皺やドットの連続で構成されることかができるプロンプト要素を有する。
【００１４】
このプロンプト要素は、パン上の容器の正確なタイミングのために用いられる。その容器は、完全に無作為な角度位置にある幾つかのパンに到着する。従って、これらにはタイミングが必要とされる。換言すれば、それは、ラベル貼り工程に到達する前に、幾つかの位置の全ての角度方向が必要である。
【００１５】
それによって、本発明に従う４台の撮像部２又は他の画像取得光学手段は、ボトルの至る所の側面の撮像に適合される。さらに正確には、各撮像部２が１画像ずつ撮影した４つの画像は、各容器に対して撮影される。各容器に関わる４つの画像の組は、次に述べるパターンに従い制御駆動ユニット８により分析される。
【００１６】
ａ）検査下の容器のプロンプト要素を確認する。  
ｂ）制御セット又はキャリブレーションテーブルで、取得した画像の組を比較する。  
ｃ）前記制御セット又はキャリブレーションテーブルに関連する検査下の容器の前記プロンプト要素の偏差を算出する。  
ｄ）参照位置に対して、前記容器位置を適応させるために、所定角度まで前記パンの回転するために、検査下の容器を支持するパンのモータに対するコマンドを送信する。
【００１７】
正確な画像を取得するために、撮像部２の撮像視野が適正に照明されているか重要である。本発明によれば、前述した照明手段７は、各撮像部２と関連づけられている。しかしながら、特にガラス容器においては、この照明手段７が対で対向しているため、各々の照明動作が、それぞれに対向する撮像部２の目隠しとなる。
【００１８】
この欠点を防止するために、制御駆動部８は、フォトセル９によって送出された容器所在信号に次いで、第１の撮像部２に対して、画像取得コマンドが与えられる。それに付随して、オフ時の取得モードにある撮像部２に対向する照明手段７を保持している間、取得モードにおける前記撮像部２と関連する照明手段７に点灯（turn on）コマンドが与えられ、及びその横側の２つの照明手段７に対して点灯（turn on）コマンドが与えられる。容器下部検査の４個の画像を取得するまで、予め定めた時間シーケンスに従って、連なる撮像部２における前記２つの最初のステップを繰り返して行う。
【００１９】
本発明によれば、適正なキャリブレーションステップの期間中に作り出される前記キャリブレーションテーブルを通じて、幾つかの容器の型に合わせた作成が許可されるシステム１のソフトウエアは、以下のように構成される。
【００２０】
１）既貼付された容器の直径及び端部、容器上に提示されるプロンプト要素、及び容器の画像の明暗のコントラストを検出する工程と、  
２）検査される容器の４つの画像の第１組を取得する工程と、  
３）１０度まで検査される容器をパンと共に回転させて、４つの画像の第２組を取得する工程と、  
４）ステップ３）の操作を検査される容器が完全に３６０度回転されるまで３５回に亘り繰り返す工程と、  
５）取得した画像の組におけるラベル貼付開始位置、このラベル貼付開始位置と端部との距離Ｘを各々算出し、及び前記距離Ｘに相当する回転角度を関連づける確認工程と、  
６）このような情報からキャリブレーションテーブルを作成する工程。
【００２１】
図３に示す本発明の異なる実施形態によれば、さらに、４台のカメラ１０２と４台の照明手段１０７は、ターンテーブル４の外側に配置の全て、及びターンテーブル４と同様に、曲率が同じ半径範囲に、基本的に有する円周弧に沿った向きに合わせられている。その場合は、カメラ１０２と照明手段１０７は、前述したハウジング３と全体的に類似する適切なハウジング１０３内に収納することができる。フォトセル１０９は、容器６に対して上向き姿勢で、そこに合致するカメラ１０２の視線が照準するように各カメラと関連づけられている。このようなフォトセル１０９は、同じ容器を保持するために、上部ジャッキを遮ることによって、正しい位置で容器の存在を読み取る。
【００２２】
４台のカメラ１０２、各照明手段１０７、及びフォトセル１０９は、適切なソフトウエアを通じて、制御駆動ユニット１０８に動作可能なように接続され、後述するように、システムを稼働するために提供する。  
この異なる実施形態によれば、このシステム１０１の作用は、画像取得工程のために異なるカメラ１０２の配置によって撮像してから識別するまでの間は本質的には、容器６の画像の分析とそのタイミングは、上述した実施形態と同様である。
【００２３】
特徴として、この実施形態の制御駆動ユニット１０８は、  
ｍ）第１のカメラ（第１の撮像部）１２に画像取得コマンドを送り、次いで、前記第１のカメラ１０２と関連づけられたフォトセル１０９による容器存在信号が送られる。  
ｎ）付随して、取得モードの前記カメラ１０２に関連する照明手段１０７に対して点灯命令を送る。その間、残りの照明手段１０７は、消灯を維持する。  
ｏ）９０°検査の下で容器６を搭載するパンが回転する。  
ｐ）連続するカメラで、ｍ）及びｎ）工程を繰り返し行う。  
ｑ）２台の残ったカメラ１０２で、ｏ）及びｐ）工程を繰り返し行う。プリセット端末によれば、検査の下で容器の４つの画像の取得されるまで連続される。
【００２４】
本発明による容器の角度方向及び検出のためのシステムの効果は、その技術におけるこれらの熟練により、明瞭に理解することができ、そして、多数の正確な調整を集約でき（１ｍｍ以下のオーダで正確である）、容易に実施し、及び設置及び維持が経済的である。本願発明の最良の幾つかの特有な実施形態は、本願発明の保護の範囲からいかにしても外れることなく、明細書に適用される必須の変更が可能な技術として、これらの熟練の全てが実現できるように記述されている。
【符号の説明】
【００２５】
１…シテスム、２…（撮像部）カメラ、３…ハウジング（筐体）、４…ターンテーブル、５…電動パン、６…容器、７…照明手段、８…制御駆動ユニット、９…フォトセル、１０…支持部材、１１，１２…調整手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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