(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する物品からの受信光を集光させて透過させるレンズと、
前記レンズからの透過光を反射させる一つのミラーと、
前記ミラーからの反射光を受信してイメージ信号に変換するラインセンサーと、
を含むカメラであって、
当該カメラ内にそれぞれ固設された前記レンズと前記ラインセンサーとの間の光線が通る光経路内で移動可能に設けられた前記ミラーの移動を通じて、前記レンズと前記ラインセンサーとの移動無しに、各物品を対象にして前記レンズと前記ラインセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせ、
前記カメラは、物品上に焦点を合わせるために、前記ミラーを移動させるモータをさらに含み、
前記ミラーは、ミラー軸によって前記ミラーの一側端が固定され、前記ミラーの他側端は、前記モータと連結されて、前記ミラー軸を中心に前記ミラーの他側端が前記モータによって移動し、
前記ミラー軸の位置は、前記ミラーの他側端が前記モータによって移動する時、前記レンズ内での物品の位置が最小に変わる地点であることを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記ミラーは、
高さ及び体積が互いに異なる物品を撮影する時、各物品の高さまたは体積によって、物品とカメラとの距離に相応して焦点を合わせるために、レンズとラインセンサーとの光線距離が延びるか、縮まるように移動することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記カメラは、
ミラーの一側端とミラー軸とを連結するか、ミラーの他側端とモータとを連結する関節をさらに含み、
前記ミラーは、前記関節を回転軸にして移動することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項４】
前記カメラは、
前記ミラーの揺れや回転軸での遊隙を防止する弾性部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項５】
カメラ内に固設されて、移動する物品からの受信光を集光させて透過させるレンズと、
センサー軸によって一側端が当該カメラに固定され、該固定された一側端を中心に他側端が移動することによって、前記レンズの移動、及び当該センサー全体の移動無しに、各物品を対象にして前記レンズとの光線距離を調整して焦点を合わせ、前記レンズを透過した光をイメージ信号に変換するセンサーと、
を含むことを特徴とするカメラ。
【請求項６】
前記カメラは、
焦点を合わせるために、前記センサーを移動させるモータをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
【請求項７】
一つのミラーを移動させるか、ミラーなしにラインセンサーの一側端を移動させることによって、レンズの移動、及び前記ラインセンサー全体の移動無しに、レンズとラインセンサーとの光線距離を調整して移動する各物品を対象にして焦点を合わせて撮影するカメラと、
前記カメラに位置して焦点を合わせるために、ミラーまたはラインセンサーを移動させるモータと、
物品の高さまたは体積を含むサイズを測定する測定部と、
前記測定部を通じて測定された物品のサイズを基にして、前記モータを駆動させる制御部と、
を含み、
前記ミラーは、ミラー軸によって前記ミラーの一側端が固定され、前記ミラーの他側端は、前記モータと連結されて、前記ミラー軸を中心に前記ミラーの他側端が前記モータによって移動し、
前記ミラー軸の位置は、前記ミラーの他側端が前記モータによって移動する時、前記レンズ内での物品の位置が最小に変わる地点であることを特徴とする物品処理装置。
【請求項８】
前記カメラは、
それぞれ固設された前記レンズと前記ラインセンサーとの間で移動可能に設けられたミラーの移動を通じて、前記レンズと前記ラインセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせることを特徴とする請求項７に記載の物品処理装置。
【請求項９】
前記カメラは、
ミラーなしに、センサー軸によって一側端が固定され、該固定された一側端を中心に他側端が移動するラインセンサーを用いてレンズとの光線距離を調整して焦点を合わせることを特徴とする請求項７に記載の物品処理装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記測定部を通じて測定された物品のサイズから物品の撮影面及びカメラ間の距離によって、それぞれ固設されたレンズとラインセンサーとの間でミラーが移動しなければならない移動値を演算するか、ミラーなしに固設されたレンズを対象にしてラインセンサーが移動しなければならない移動値を演算し、該演算結果によって、前記モータに移動のための制御信号を伝送することを特徴とする請求項７に記載の物品処理装置。
【請求項１１】
前記カメラは、
物品のバーコードまたはアドレス情報をイメージで獲得する請求項７に記載の物品処理装置。
【請求項１２】
前記物品処理装置は、
前記カメラを通じて撮影された映像からバーコードや文字で表記された物品の識別子情報またはアドレス情報を判読する認識部をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の物品処理装置。
【請求項１３】
前記物品処理装置は、
物品情報及び物品分類情報を管理する管理サーバとデータを送受信する通信部をさらに含み、
前記通信部は、獲得された映像から前記認識部を通じて得られた物品の識別子情報やアドレス情報を管理サーバに伝送し、管理サーバが物品の識別子情報やアドレス情報を検索して獲得した物品分類情報を管理サーバから受信し、
前記制御部は、受信された物品分類情報を用いて物品を分類することを特徴とする請求項１２に記載の物品処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で移動する物体を撮影するためのカメラ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動する物体を撮影するために、ラインスキャンカメラ（ｌｉｎｅ  ｓｃａｎ  ｃａｍｅｒａ）またはエリアスキャンカメラ（ａｒｅａ  ｓｃａｎ  ｃａｍｅｒａ）を利用する。例えば、コンベヤーベルトのような移動台を通じて移動する物体を撮影するために、物品に照明を照射した後、ラインスキャンカメラまたはエリアスキャンカメラによって物品からの反射光を検出してイメージデータを獲得する。
【０００３】
ラインスキャンカメラまたはエリアスキャンカメラを用いたイメージ獲得技術は、その用途によって、物流、工場自動化（ＦＡ）、検査工程での自動化に適用可能であり、物品の位置、サイズ、形状、認識マークや文字の判読、欠陥検査など、その応用分野が多様である。ところで、物体が高速で移動する場合にも、ハイクオリティーのイメージを得るために、ラインスキャンカメラまたはエリアスキャンカメラで高速焦点調整能力が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一実施形態によって、高速で移動する物品を対象にしてその速度に合わせてイメージを得るために、高速でありながらも、簡便に自動で焦点を調整することができるカメラ及びそれを用いた物品処理装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態によるカメラは、移動する物品からの受信光を集光させて透過させるレンズと、レンズからの透過光を反射させるミラーと、ミラーからの反射光を受信してイメージ信号に変換するセンサーと、を含み、それぞれ固設されたレンズとセンサーとの間で移動可能に設けられたミラーの移動を通じて、各物品を対象にしてレンズとセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせる。
【０００６】
一実施形態によるミラーは、高さまたは体積が互いに異なる物品を撮影する時、各物品の高さまたは体積によって、物品とカメラとの距離に相応して焦点を合わせるために、レンズとセンサーとの光線距離が延びるか、縮まるように移動する。
【０００７】
一実施形態によるミラーは、ミラー軸によって、ミラーの一側端が固定され、ミラーの他側端は、モータと連結されて、ミラー軸を中心にミラーの他側端がモータによって移動する。この際、カメラは、ミラーの一側端とミラー軸とを連結するか、ミラーの他側端とモータとを連結する関節をさらに含み、ミラーは、関節を回転軸にして移動することができる。
【０００８】
一実施形態によるミラーは、レンズを通じて透過される光を反射させる第１ミラーと、第１ミラーを通じて反射される光を再反射して、センサーに伝達する第２ミラーと、を含み、第１ミラー及び第２ミラーは、移動する形態である。
【０００９】
一実施形態によるカメラは、ミラーの揺れや回転軸での遊隙を防止する弾性部材をさらに含む。カメラは、焦点を合わせるために、ミラーを移動させるモータをさらに含みうる。
【００１０】
他の実施形態によるカメラは、固設されて、移動する物品からの受信光を集光させて透過させるレンズと、センサー軸によって一側端が固定され、該固定された一側端を中心に他側端が移動することによって、各物品を対象にしてレンズとの光線距離を調整して焦点を合わせ、レンズを透過した光をイメージ信号に変換するセンサーと、を含む。カメラは、焦点を合わせるために、センサーを移動させるモータをさらに含みうる。
【００１１】
一実施形態による物品処理装置は、ミラーを移動させるか、ミラーなしにセンサーの一側端を移動させることによって、レンズとセンサーとの光線距離を調整して移動する各物品を対象にして焦点を合わせて撮影するカメラと、カメラに位置して焦点を合わせるために、ミラーまたはセンサーを移動させるモータと、物品の高さまたは体積を含むサイズを測定する測定部と、測定部を通じて測定された物品のサイズを基にして、モータを駆動させる制御部と、を含む。
【００１２】
この際、カメラは、それぞれ固設されたレンズとセンサーとの間で移動可能に設けられたミラーの移動を通じて、レンズとセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせることができる。または、ミラーなしにセンサー軸によって一側端が固定され、該固定された一側端を中心に他側端が移動するセンサーを用いてレンズとの光線距離を調整して焦点を合わせることができる。
【００１３】
一実施形態による制御部は、測定部を通じて測定された物品のサイズから物品の撮影面及びカメラ間の距離によって、それぞれ固設されたレンズとセンサーとの間でミラーが移動しなければならない移動値を演算するか、ミラーなしに固設されたレンズを対象にしてセンサーが移動しなければならない移動値を演算し、該演算結果によって、モータに移動のための制御信号を伝送する。
【００１４】
一実施形態によるカメラは、物品のバーコードまたはアドレス情報をイメージで獲得する。
【００１５】
一実施形態による物品処理装置は、撮影された映像からバーコードや文字で表記された物品の識別子情報やアドレス情報を判読する認識部をさらに含む。
【００１６】
一実施形態による物品処理装置は、物品情報及び物品分類情報を管理する管理サーバとデータを送受信する通信部をさらに含み、通信部は、獲得された映像から認識部を通じて得られた物品の識別子情報やアドレス情報を管理サーバに伝送し、管理サーバが物品の識別子情報やアドレス情報を検索して獲得した物品分類情報を管理サーバから受信し、制御部は、受信された物品分類情報を用いて物品を分類する。
【発明の効果】
【００１７】
一実施形態によれば、高速で移動する各物品を対象にしてその速度に合わせて高速で焦点を合わせることができる。さらに、焦点を合わせるために、センサー全体を移動させることではなく、センサーを固定し、ミラーを移動させるか、センサーの一側端のみを移動させることによって、センサー全体を移動させる場合に比べて、焦点調節方法が容易かつ簡単である。ミラーやセンサーの一側端を固定させ、他側端のみを移動させる方式は、特に、ラインスキャンカメラでレンズとセンサー中心部との距離の調整に容易である。
【００１８】
さらに、前述した焦点調整技術を物品分類技術に適用して物品を自動分類することができる。この場合、正確度を高めながら、作業時間を短縮させて生産性を向上させ、装置の構成を簡素化して設置空間も減少させうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるミラーを用いて焦点を合わせるカメラの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態によるミラーの移動を通じてカメラの焦点を合わせる例を図示した参照図である。
【図３】本発明の一実施形態によるミラー軸が遠くある場合、関節を用いてカメラの焦点を合わせる例を図示した参照図である。
【図４】本発明の一実施形態による多数のミラーを用いて焦点を合わせるカメラの構成図である。
【図５】本発明の一実施形態による図１のカメラの外観図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるカメラの構成図である。
【図７】本発明の一実施形態によってセンサーの一側端の移動を通じてカメラの焦点を合わせることができる原理を説明する参照図である。
【図８】本発明の一実施形態による物品処理システムの構成図である。
【図９】本発明の一実施形態による物品処理装置の外観図である。
【図１０】本発明の一実施形態による物品処理方法を図示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を詳しく説明する。本発明を説明するに当って、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明にする恐れがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。また、後述される用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わりうる。したがって、その定義は、本明細書の全般に亘った内容に基づいて下されなければならない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態によるミラーを用いて焦点を合わせるカメラの構成図である。
【００２２】
図１を参照すれば、カメラ１０は、レンズ１００、センサー１０２及びミラー１０４を含む。
【００２３】
カメラ１０は、物品を撮影して物品のイメージを獲得する。物品は、移動する物体、例えば、コンベヤーベルトのような移動台を通じて移動する物体である。カメラ１０が固定された位置にある場合、移動台上を通る物品をそれぞれ撮影する。物品は、高速、例えば、秒当たり１〜４ｍの速度で移動する物体であり得る。そして、物品は、高さや体積など、そのサイズが互いに異なる。この場合、物品の撮影面とカメラ１０との距離が各物品ごとに互いに異なる。したがって、カメラ１０は、高さまたは体積が互いに異なる物品を撮影する時、各物品の高さまたは体積によって物品とカメラ１０との距離に相応して高速で焦点を合わせなければならない。カメラ１０の撮影面は、物品の上面あるいは左右側面や表面・裏面であり得る。
【００２４】
カメラ１０を構成するレンズ１００は、物品からの入射光を集光させて透過させる。センサー１０２は、レンズ１００を経て受信される光をイメージ信号に変換してイメージを獲得する。ミラー１０４は、レンズ１００とセンサー１０２との間に位置して、レンズ１００からの透過光を反射させてセンサー１０２に伝達する。この際、ミラー１０４がレンズ１００とセンサー１０２との間に位置するということは、物理的にレンズ１００とセンサー１０２との間に光線が通る光経路内に位置することを意味する。
【００２５】
一実施形態によるカメラ１０は、レンズ１００とセンサー１０２とが固定された位置に設けられ、レンズ１００とセンサー１０２との光線距離が延びるか、縮まるようにミラー１０４がレンズ１００とセンサー１０２との間で移動可能に設けられる。レンズ１００とセンサー１０２との光線距離が延びるか、縮まるようにミラー１０４が移動することは、各物品の高さまたは体積によって変わる物品撮影面とカメラ１０との距離に相応してカメラ１０の焦点を合わせるためである。
【００２６】
具体的に、レンズ１００は、重くて、レンズ１００を回して焦点を合わせれば、摩耗などの物理的欠陥が発生し、特に、高速で焦点を調節するのに適しない。センサー１０２の場合は、信号伝送のためのケーブルが連結されているので、焦点を合わせるためにセンサー１０２を移動させることは容易ではない。したがって、一実施形態によるカメラ１０は、レンズ１００とセンサー１０２はそれぞれ固定させておき、レンズ１００とセンサー１０２との間に移動可能に設けられたミラー１０４を移動させて容易にカメラ１０の焦点を合わせる。特に、高速で移動する物体を対象にして焦点を合わせるのに適している。
【００２７】
一実施形態によるカメラ１０は、ラインスキャンカメラである。ラインスキャンカメラは、接触式形態であるか、遠距離または近距離スキャナーのような非接触式形態であり得るが、カメラ１０は、非接触式に該当する。ラインスキャンカメラのセンサー１０２は、長いライン（ｌｉｎｅ）状のセンシング領域を有するラインセンサー（ｌｉｎｅ  ｓｅｎｓｏｒ）である。ラインスキャンカメラは、各物品をラインセンサーを用いてライン状にスキャニングする。
【００２８】
２次元以上のエリアセンサー（ａｒｅａ  ｓｅｎｓｏｒ）を用いるエリアスキャンカメラの場合は、焦点を合わせるためにセンサーの位置も変更されなければならない。例えば、ミラーと共にセンサーが一定角度で傾かなければならない。この場合、センサー中心のセンシング領域を除いた上側や下側のセンシング領域は、焦点が合わなくなる。しかし、横方向でも縦方向でも長いライン状を有するラインセンサーの場合、ライン状のセンシング領域のみ意味があるので、センシング領域ではない他の領域では、焦点が合わなくても良い。したがって、ミラー１０４の移動を用いて焦点を合わせるために、カメラ１０は、ラインスキャンカメラであることが望ましい。但し、多数個のミラーを用いる場合、カメラは、ラインスキャンカメラだけではなく、エリアスキャンカメラも可能であるが、これについての実施形態は、図４を参照して後述する。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態によるミラーの移動を通じてカメラの焦点を合わせる例を図示した参照図である。
【００３０】
図２を参照すれば、カメラ１０は、ミラー軸２００によってミラー１０４の一側端を固定した状態で、ミラー軸２００を中心にミラー１０４の他側端を移動させて焦点を合わせる。ミラー１０４の両側端は、それぞれその延長線までを含む。例えば、図２に示したように、ミラー１０４の一側端は、ミラー１０４の延長線とミラー軸２００とが合う地点を意味する。ミラー軸２００の位置は、ミラー１０４の両側端でミラー１０４が移動すると仮定する時、物品の位置が最小に変わる地点になりうる。
【００３１】
一実施形態によるミラー１０４は、レンズ１００とセンサー１０２との光線の長さを調整することによって、カメラ１０の焦点を合わせる。例えば、物品の上面を撮影する場合、ミラー１０４は、各物品の高さによって焦点を合わせる。この際、物品の高さが高くなる場合、センサー１０２を後ろに移動させれば良いが、センサー１０２は固定されているので、光線距離が長くなるようにミラー１０４を裏側に移動させることによって焦点を合わせる。これに比べて、物品の高さが低くなった場合、光線距離が短くなるようにミラー１０４を前側に移動させることによって焦点を合わせる。
【００３２】
例えば、図２に示したように、所定の物品を対象にして焦点を合わせた時、センサー１０２とミラー１０４との光線距離は、１１０であり、ミラー１０４とセンサー１０２の光線距離は、９０であると仮定する。焦点を合わせて物品を撮影した後、次の物品を撮影しようとする時、当該物品の高さが以前に撮影した物品よりも高ければ、ミラー１０４を裏側に移動させてレンズ１００とミラー１０４との光線距離とミラー１０４とセンサー１０２との光線距離が、それぞれ１２０、９０．５５に長くなるようにすることによって焦点を合わせる。この際、レンズ１００とセンサー１０２との間の光角は、９０°から８３．６６°に狭くなる。しかし、図２を参照して説明した実施形態は、本発明の理解を助けるための例なので、これに限定されるものではない。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態によるミラー軸が遠くある場合、関節を用いてカメラの焦点を合わせる例を図示した参照図である。
【００３４】
図３を参照すれば、ミラー軸２００が遠くある場合、関節３００を利用する。例えば、図３に示したように、ミラー軸２００とミラー１０４の一側端との間に、ミラー１０４の他側端とミラー１０４を移動させるモータとの間に関節３００が位置しうる。ミラー１０４の上部は、関節３００を軸にして回転移動し、ミラー１０４の下部は、モータに連結されて左右に直線運動を行う。図２に示したように、ミラー１０４の上部に１つの関節のみ利用する場合には、モータの直線運動を可能にするために、図５に示したように、ミラー１０４の下部に追加関節１０８を含ませることができる。
【００３５】
一実施形態によるカメラ１０は、ミラー１０４の揺れや回転軸での遊隙を防止する弾性部材を含む。弾性部材は、例えば、バネのように復元力を有する。例えば、レンズ１００とミラー１０４の一面との間に弾性部材を設け、弾性部材を通じてミラー１０４をレンズ１００側あるいは反対側に引き続き引っ張っていれば、ミラー１０４の揺れや回転軸での遊隙による誤差を防止することができる。弾性部材は、任意の一方向にミラー１０４を引っ張るか、押す動作を通じてミラー１０４の揺れや回転軸での遊隙を防止する。これにより、カメラ１０の焦点距離制御精度を高めうる。
【００３６】
一方、図３を参照したカメラ１０の焦点を合わせる原理は、図２を参照して前述したミラー１０４を用いてレンズ１００とセンサー１０２との光線距離を調整して焦点を合わせる原理と同一なので、詳細な説明は省略する。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態による多数のミラーを用いて焦点を合わせるカメラの構成図である。
【００３８】
図４を参照すれば、移動するミラーは、多数個であり得るが、例えば、図４に示したように、第１ミラー１０４−１と第２ミラー１０４−２の２個であり得る。第１ミラー１０４−１は、レンズ１００を通じて透過される光を反射させる。そして、第２ミラー１０４−２は、第１ミラー１０４−１を通じて反射される光を再反射してセンサー１０２に伝達する。この際、第１ミラー１０４−１及び第２ミラー１０４−２は、移動を通じてカメラ４０の焦点を合わせる。第１ミラー１０４−１及び第２ミラー１０４−２は、同時に移動することができる。
【００３９】
多数のミラーを利用すれば、カメラ４０は、ラインセンサーを用いるラインスキャンカメラの場合だけではなく、エリアセンサーを用いるエリアスキャンカメラの場合にも、焦点を合わせることができる。例えば、図４に示したように、光が第１ミラー１０４−１を通じて反射された後、第２ミラー１０４−２に到達すれば、第２ミラー１０４−２は、第１ミラー１０４−１とは逆にセンサー１０２に光を伝達する。第２ミラー１０４−２を利用すれば、センサー１０２に垂直（９０°）に光が入射されるために、ラインスキャンカメラだけではなく、エリアスキャンカメラも適用することができる。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態による図１のカメラの外観図である。
【００４１】
図５を参照すれば、カメラ１０は、レンズ１００、センサー１０２及びミラー１０４を含み、ミラー１０４は、ミラー支持台１０６によって支持されて延長線を有する。ミラー１０４は、ミラー軸２００によって一側端が固定され、ミラー１０４の反対側端は、モータ８４と連結される。モータ８４は、図５に示したように、前後に線形運動を行うリニアモータ（ｌｉｎｅａｒ  ｍｏｔｏｒ）であり得る。モータ８４が駆動されれば、ミラー１０４は、ミラー軸２００を中心にミラー１０４の反対側端が動く。ミラー軸２００が遠い距離にある場合、ミラーの一側端とミラー軸とを連結するか、ミラーの他側端とモータ８４とを連結するための関節を設けることができる。例えば、図５に示したように、ミラー支持台１０６とモータ８４との間に関節１０８、１０９を設けることができる。この際、下端の関節１０８、１０９は、ミラー１０４面上部のミラー軸２００とミラー１０４面下部に連結されたモータ８４との直線運動を連結する。
【００４２】
一実施形態によるカメラは、ミラー１０４の揺れや回転軸での遊隙を防止する弾性部材を含む。バネのように復元力を有する弾性部材をミラー１０４の一面に連結し、弾性部材を通じてミラー１０４をレンズ１００側や反対方向に引っ張るように設置すれば、ミラー１０４の揺れを防止することができる。弾性部材は、何れか一方向にミラー１０４を引っ張るか、押す動作を通じてミラー１０４の揺れを防止することができる。これにより、カメラの精度を高めうる。
【００４３】
図６は、本発明の他の実施形態によるカメラの構成図である。
【００４４】
図６を参照すれば、図１を参照して前述したミラーを利用せずに、カメラ６０の焦点を合わせることができる。センサー１０２の一側端、例えば、図６に示したように、下側端をセンサー軸６００で固定し、該固定されたセンサー軸６００を中心にセンサー１０２の反対側端を動かしてカメラ６０の焦点を合わせる。この場合、センサー１０２の全体が移動することよりも容易に焦点を合わせることができる。また、カメラ６０の全体体積を減らしうる。
【００４５】
図７は、本発明の一実施形態によってセンサーの一側端の移動を通じてカメラの焦点を合わせることができる原理を説明する参照図である。
【００４６】
図６及び図７を参照すれば、図６のセンサー１０２のセンシング領域を２次元で見た時、センシング領域は、図面符号７００に該当する部分であり、残りの領域は、センシング領域ではない。センサー１０２が焦点を合わせるために、センサー軸６００を中心に他の一側が傾いても、センシング領域７００は、レンズ１００とセンサー１０２との間にいずれも同一な光線距離にある。センシング領域７００ではない領域がレンズ１００とセンサー１０２との光線距離が互いに異なって焦点が合わなくても、これにかかわらずにセンシング領域７００のみ焦点が合わせば良いので、焦点を合わせるのに問題がない。
【００４７】
図８は、本発明の一実施形態による物品処理システムの構成図である。
【００４８】
図１ないし図７を参照して前述したカメラの焦点を合わせる技術を図８の物品処理システムに適用することができる。この際、処理は、物品登録、受付、分類、保管、検査などを含む。以下、物品分類記述を中心に後述するが、物品処理は、物品分類に限定されるものではない。物品は、検査のための物体であり、伝送のための小包、宅配などの郵便物であり得る。以下、物品が郵便物である場合を中心に後述するが、物品の種類は、郵便物に限定されるものではない。
【００４９】
本発明の理解を助けるために、物品処理システムの郵便物分類プロセスを説明すれば、まず、郵便物受付時に、郵便物にバーコードが印刷または付着されるが、バーコードには、郵便物識別子情報（ＩＤ）が記録される。郵便物識別子情報は、郵便物受付時に、郵便物管理のために郵便物に固有に付与した送り状番号、受付番号のような一連の番号を含むコードである。バーコードの郵便物識別子情報は、管理サーバ２に保存されて、郵便物の追跡や参照などのための識別子として使われる。また、郵便物受付時に、発信者から入力された発信者情報と受信者情報とが物品識別子情報とマッチングされて管理サーバ２に保存される。発信者及び受信者情報は、姓名、アドレス、郵便番号を含む。
【００５０】
引き続き、物品処理システムは、受付けられた郵便物を対象にして、コンベヤーベルト上を通るようにして、各郵便物を受信者別に自動分類する。例えば、郵便物のバーコードやアドレス情報をカメラ８０を通じてイメージで獲得し、該獲得されたイメージデータを用いて郵便物を自動分類する。自動分類された郵便物は、宅配業者を通じて該当する受信者に伝達される。
【００５１】
バーコードイメージを用いて郵便物を自動分類するプロセスについてさらに説明すれば、物品処理装置１が撮影したバーコードイメージからバーコードに表記された郵便物の識別子情報を判読し、該判読された郵便物の識別子情報を管理サーバ２に伝送する。管理サーバ２は、郵便物識別子情報を有する郵便物についてのアドレス情報を検索する。アドレス情報は、郵便物受付時に、郵便物識別子情報と共にマッチングされてあらかじめ保存された情報であって、受信者アドレスと郵便番号などを含む。管理サーバ２には、受信者のアドレス、例えば、受信者の郵便番号によって郵便物を如何に分類しなければならないかについての郵便物分類情報が保存されているので、管理サーバ２は、受信者アドレスとマッチングされる郵便物分類情報を検索して、それを物品処理装置１に伝送する。物品処理装置１は、郵便物分類情報を受信して郵便物分類情報に基づいて当該郵便物を自動分類する。例えば、光州に送る郵便物は、１番保管箱に分類し、大田に送る郵便物は、２番保管箱に分類する。分類された郵便物は、以後宅配業者を通じて当該地域に配送される。
【００５２】
一方、物品処理装置１が撮影した受信者アドレスを用いて郵便物を自動分類する場合、バーコードを利用する時の郵便物識別プロセスが省略される。例えば、物品処理装置１がカメラ８０を通じて撮影した受信者アドレスを管理サーバ２に伝送する。管理サーバ２は、受信者アドレスとマッチングされる郵便物分類情報を検索して、それを物品処理装置１に伝送する。物品処理装置１は、郵便物分類情報を受信し、郵便物分類情報に基づいて当該郵便物を自動分類する。
【００５３】
以下、図８を参照して物品処理装置１の構成について詳しく説明する。図８を参照すれば、物品処理装置１は、カメラ８０、照明部８１、反射ミラー８２、測定部８３、通信部８６、入出力部８７、制御部８８及び認識部８９を含み、カメラ８０は、モータ８４をさらに含みうる。
【００５４】
移動する物品は、それぞれその高さや体積などのサイズが互いに異なる。したがって、物品のサイズ変化によって、その時ごとにカメラ８０の焦点を合わせる作業が必須である。特に、物品が高速で移動するために、高速で各物品を対象にして焦点を合わせなければならない。焦点を合わせるために、一実施形態によるカメラ８０は、図１を参照して前述した構造を有する。すなわち、カメラ８０は、レンズ、センサー、ミラー及びモータ８４を含み、それぞれ固設されたレンズとセンサーとの間でミラーを移動させて、各物品を対象にしてレンズとセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせる。この際、ミラー軸によって、ミラーの一側端が固定され、ミラーの他側端は、モータ８４と連結されて、ミラー軸を中心にミラーの他側端がモータ８４の駆動によって移動することができる。他の実施形態によるカメラ８０は、図６を参照して前述した構造を有する。すなわち、カメラ８０は、ミラーなしにレンズ、センサー及びモータ８４を含み、センサーの固定された一側端を中心に他側端を移動させて、各物品を対象にしてレンズとセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせる。この際、センサーの移動は、モータ８４の駆動によってなされうる。
【００５５】
照明部８１は、照明を用いて物品に光を照射する。反射ミラー８２は、照明部８１からの照射光を物品に反射させる。照明部８１は、ＬＥＤまたは電球のような発光素子を含んで構成することができる。カメラ８０は、物品からの反射光を受信して、それを光電変換することによって物品のイメージを獲得する。カメラ８０は、単一個であるが、多数個でもあり得る。この場合、互いに異なる位置で物品を対象にしてイメージを獲得することができる。
【００５６】
測定部８３は、カメラ８０が物品を撮影する以前に、物品の高さまたは体積を含む物品のサイズを測定する。測定部８３は、多様な方法を通じて物品のサイズを測定するが、例えば、測定部８３は、物品に接触してサイズ情報を獲得する接触式センサーであり得る。または、測定部８３は、物品を対象にして光信号を照射し、反射される信号を用いて当該物品のサイズ情報を獲得する光学式変位センサーであり得る。さらに他の例として、測定部８３は、物品を対象にしてイメージを獲得し、該獲得されたイメージを用いて物品のサイズ情報を獲得するイメージセンサーでもあり得る。必要時に、測定部８３は、物品のサイズだけではなく、物品の重量も共に測定することができる。
【００５７】
制御部８８は、物品処理装置１全体を制御する。制御部８８は、カメラ８０を通じて撮影された映像を処理し、各構成要素の物理的な制御を行う。制御部８８は、物品処理結果を出力し、処理者から諸般事項設定及び命令を入力されうる入出力部８７を制御する。
【００５８】
一実施形態による制御部８８は、モータ８４を駆動させる。焦点を合わせるためにミラーを用いる場合は、モータ８４を通じてミラーを移動させ、センサーを用いる場合は、モータ８４を通じてセンサーを移動させる。
【００５９】
一実施形態による制御部８８は、測定部８３を通じて測定された物品のサイズから物品の撮影面及びカメラ間の距離情報に基づいて、それぞれ固定されたレンズとセンサーとの間でミラーが移動しなければならない移動値を演算し、該演算結果によって、モータ８４にミラー移動のための制御信号を伝送する。さらに他の例として、制御部８８は、ミラーなしにセンサーの一側端を移動する場合、測定部８３を通じて測定された物品のサイズから物品の撮影面及びカメラ間の距離情報に基づいてセンサーが移動しなければならない移動値を演算し、該演算結果によって、モータ８４にセンサー移動のための制御信号を伝送する。焦点調整のためのモータ８４制御や映像獲得のための制御は、カメラ８０に含まれて構成しても、カメラ８０外部に他の制御部と共に構成しても良い。
【００６０】
認識部８９は、カメラ８０を通じて撮影された映像からバーコードや文字で表記された物品の識別子情報やアドレス情報を判読する。
【００６１】
通信部８６は、カメラ８０を通じて撮影された映像、認識部８９を通じて判読された認識結果、管理サーバ２に保存された物品情報及び物品分類情報などのデータを制御部８８や管理サーバ２など間に互いに送受信する。一実施形態による通信部８６は、カメラ８０で撮影された映像を認識部８９に伝送する。一実施形態による通信部８６は、認識部８９を通じて得られた物品の識別子情報やアドレス情報を管理サーバ２に伝送し、管理サーバ２から物品分類情報を獲得する。具体的に、通信部８６は、物品の識別子情報やアドレス情報を管理サーバ２に伝送する。管理サーバ２は、アドレス情報とマッチングされる郵便物分類情報を検索する。管理サーバ２が物品の識別子情報を受信した場合には、物品の識別子情報とマッチングされるアドレス情報を検索した後、検索したアドレス情報とマッチングされる郵便物分類情報を検索する。そして、検索された郵便物分類情報を物品処理装置１に伝送する。そうすると、通信部８６は、管理サーバ２から郵便物分類情報を受信し、制御部８８は、獲得された郵便物分類情報に基づいて物品を分類する。
【００６２】
図９は、本発明の一実施形態による物品処理装置の外観図である。
【００６３】
図８及び図９を参照すれば、コンベヤーベルトのような移動台の所定の高さにそれぞれ測定部８３と、反射ミラー８２と、カメラ８０及び照明部８１が順に設けられ、物品９００は、ラインに沿ってこれらの間を高速で移動する。例えば、図９に示したように、物品９００は、右側方向に高速移動する。カメラ８０と照明部８１は、図９に示したように、同じ空間上に位置しうる。カメラ８０は、レンズ、センサー及びミラーを含みうる。または、ミラーなしにレンズとセンサーとを含みうる。カメラ８０は、ミラーまたはセンサーを移動させるモータをさらに含みうる。物品９００の横面や表面・裏面の撮影のためにカメラ８０を縦方向に設置することもできる。
【００６４】
移動する物品９００が、測定部８３の測定カバレッジ内に位置すれば、測定部８３は、物品９００の高さまたは体積を含む物品サイズを測定する。一実施形態による測定部８３は、図９に示したように、レーザなどの光を物品９００に照射する光源部８３０と、物品９００から反射される信号を受信してイメージ化し、これより物品のサイズを測定するサイズ測定用カメラ部８３２と、を含む。必要時に、測定部８３は、物品サイズだけではなく、物品の重量も共に測定することができる。物品サイズが測定される間に、物品９００は引き続き移動し、物品サイズが測定された物品９００を対象にしてカメラ８０を用いて焦点を合わせた後、物品９００のバーコードや受信人情報などのイメージを獲得する。獲得されたイメージは、物品９００の分類に用いられる。
【００６５】
図１０は、本発明の一実施形態による物品処理方法を図示したフローチャートである。
【００６６】
図１０を参照すれば、物品処理装置は、移動する物品の高さまたは体積を含む物品サイズを測定する（１０００）。そして、測定された物品サイズを用いて物品を対象にしてカメラの焦点を合わせて撮影する（１０１０、１０２０）。焦点を合わせるために、カメラは、レンズとセンサーとの光線距離を調整する。一実施形態として、ミラーを移動させて、それぞれ固設されたレンズとセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせる。他の例として、ミラーなしにセンサーの一側端を移動させることによって、レンズとセンサーとの光線距離を調整して焦点を合わせる。引き続き、撮影（１０２０）を通じて獲得されるイメージデータを用いて物品を分類する（１０３０）。
【００６７】
以上、本発明について、その実施形態を中心に説明した。当業者ならば、本発明が、本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態として具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は、本発明に含まれたものと解釈しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、カメラ及びそれを用いた物品処理装置関連の技術分野に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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