(57)【要約】  平坦物(14)を計数及び検知するための本発明に係る装置(10)は、照明ビームプロファイル(24)を有する光源(15)、検知ビームプロファイル(30)を有する光センサ(18)、及び光センサ(18)に接続された評価ユニット(20)を含み、検知ビームプロファイル(30)は、検知領域で照明ビームプロファイル(24)と重なっている。検知領域において平坦物(14)の表面プロファイルの一部(33)が照明され、照明ビームプロファイル(24)によって少なくとも部分的に輪郭が縁取られる。光センサ(18)によって生成された検知信号が評価ユニット(20)に送信され、評価ユニット(20)は、検知信号から、検知領域内の平坦物の数量を判別する。
2010524065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源(16)、検知ビームプロファイル(30)を画定する検知光学系(28)を備えた光センサ(18)、及び前記光センサ(18)に接続された評価ユニット(20)を有し、平坦物(14)、特に印刷物を計数及び検知するための装置であって、前記光源(16)は、検知領域内で前記検知ビームプロファイル(30)と重なる照明ビームプロファイル(24)を形成するビーム整形光学系(22)を備えており、前記照明ビームプロファイル(24)が前記検知ビームプロファイル(30)に対して偏角をなすように配列することにより、前記検知領域内に配置されて前記照明ビームプロファイル(24)により少なくとも部分的に輪郭が縁取られた、前記平坦物(14)の表面プロファイルの一部(33)を、前記光センサ(18)を用いて検知することができ、かつ、前記光センサ(18)により生成され、検知された前記表面プロファイルの一部(33)についての情報を含む検知信号から、前記評価ユニット(20)によって、前記検知領域内の前記平坦物(14)の数量を判別することが可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記照明ビームプロファイル(24)は、前記検知領域内における前記光源(16)の光軸(32)に直交する断面が、少なくとも部分的に直線状であり、好ましくは、全体が線状、特に好ましくは直線状であって、照明線を形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光源(16)の光軸(26)と前記光センサ(18)の光軸(32)は、約１０°以上１８０°未満、好ましくは３０°以上４０°以下、の角度をなすことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記光源(16)の光軸(26)と前記光センサ(18)の光軸(32)のいずれか一方または両方は、前記平坦物(14)の面法線に対して傾斜するように配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記平坦物(14)は、移送装置(12)により移送方向(T)に沿って移送され、前記光センサ(18)の光軸(32)は、前記移送方向(T)に略直交し、前記照明ビームプロファイル(24)の前記断面の長手軸は、前記移送方向(T)に略平行に延びることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
センサ(38)をさらに備えており、特定の時点に関連して判別された前記平坦物の数量をそれぞれの前記移送手段(36)に対応させることができるように、前記移送装置(12)の移送手段(36）が前記センサ(38)の監視領域を通過したときに、前記センサ(38)がトリガ信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記光センサ(18)は、１つの前記平坦物(14)がその厚み分だけ前記検知領域内を移動する時間よりも短い記録時間、好ましくは非常に短い記録時間で画像を記録するカメラ、好ましくは電子カメラ、特に好ましくはＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記光源(16)の前記照明ビームプロファイル(24)内の光強度は、前記検知領域内において周囲光の光強度よりも高く、前記光源(16)は、好ましくは単色光を発生し、特に好ましくはレーザー光源として構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の平坦物を計数及び検知するための装置(10)を使用して、平坦物、特に印刷物を計数及び検知するための方法であって、前記検知領域内に配置され、かつ、前記照明ビームプロファイル(24)により少なくとも部分的に輪郭が縁取られた、前記平坦物の表面プロファイルの一部(33)を、前記照明ビームプロファイル(24)を前記検知ビームプロファイル(30)に対して偏角をなすように配列することによって、前記光センサ(18)を用いて検知し、前記検知領域内の前記平坦物(14)の数量を、前記光センサ(18)により生成され、かつ、検知された前記表面プロファイルの一部(33)についての情報を含む検知信号から、前記光センサに接続された前記評価ユニット(20)によって判別することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記平坦物の表面プロファイルの一部を検知する間、前記検知領域内に前記平坦物(14)の縁部が配置されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記平坦物を計数及び検知するための装置(10)が備える移送装置(12)の移送手段(36)、特にクランプ部、グリップ部、及び／またはコンベアベルトを使用して、前記平坦物(14)は、うろこ状に互いに部分的に重ねられた状態、または、互いに完全に重ねられた状態で、前記平坦物を計数及び検知するための装置(10)に対して相対的に、移送方向(T)に沿って前記検知領域内に個別に移送されることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記移送手段(36）のうちの１つが、前記平坦物を計数及び検知するための装置(10)がさらに備えるセンサ(38)の監視領域を通過する間に、特定の一時点に関連して判別された前記平坦物の数量を、前記移送手段(36)のうちの１つに正確に対応させることができるように、トリガ信号が生成されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記平坦物の数量は、前記光センサ(18)によって記録された画像から、前記評価ユニットで実行される画像処理プログラムによって判別されることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部に記載したような、平坦物を計数及び検知するための装置、並びに、請求項９に記載したような、平坦物を計数及び検知するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平坦物を計数するための装置（略して計数装置ともいう）は、平坦物の数量を測定するための周知の機器である。平坦物の予定の数量と測定された数量との間に齟齬が生じた場合、適切なエラー訂正を実施することもできる。このような計数装置には、平坦物の数量を、平坦物に接触することなく迅速に検知するために、光センサが使用されることが多い。
【０００３】
このような計数装置は、例えば、欧州特許出願公開第１６６１８３３号、及び、国際公開第２００７０１２２０６号に開示されている。これらのうち国際公開第２００７／０１２２０６号に開示された装置では、クランプ部に保持されて移送される平坦物に識別情報が付されており、平坦物が監視地点を通過して移送される間に、オプトエレクトロニクス機器により、この識別情報が監視される。この工程において、画像記録ユニットにより識別情報の画像が記録され、記録された画像は電子的に処理されて、この処理の結果、下流側の処理装置に対する制御信号が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１６６１８３３号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／０１２２０６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の装置では、平坦物に対して、画像記録工程で検知される識別情報を付加する必要があり、また、画像記録工程は、多くの場合、周囲照明の影響を受ける。また、この方法では、完全に平坦になるように互いに重ねられた物品を計数することは不可能であるか、または、可能だとしても多額の費用を要する。
【０００６】
本発明は、平坦物を計数するための計数装置及び計数方法であって、平坦物の数量を、可能な限り費用を低減しつつ確実に測定する装置及び／または方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、請求項１に記載したような、平坦物の計数及び検知装置、並びに、請求項９に記載したような、平坦物の計数及び検知方法によって達成される。特に好ましい実施形態は、従属請求項に記載した特徴により提供される。
【０００８】
本発明に係る、平坦物、特に印刷物を計数及び検知するための装置は、光源、光センサ、及び光センサに接続された評価ユニットを有している。光源は、好適な実施形態ではレーザー光源からなり、ビーム整形光学系を有している。ビーム整形光学系は、例えば、光学レンズ（特に円筒レンズ）、絞り、または回折光学素子から構成され、射出光を所定の照明ビームプロファイルを有するように整形するものである。光は、この照明ビームプロファイル内に位置する物体に照射される。また、ビーム整形光学系によって、光源に関して、光源から空間中を直線状に延びる光軸が定められる。本発明において、この光軸は、照明ビームプロファイルのビーム中心軸をなすものでもあり、以下では、照明ビーム軸ともいう。
【０００９】
光センサは、好適な実施形態では複数の感光素子を備えた電子カメラからなり、検知ビームプロファイルを画定する検知光学系を備えている。検知ビームプロファイル内には、光センサで光を検知可能な全ての位置が含まれる。上述したカメラのような複数の感光素子を備えた光センサを使用する場合、光センサの検知ビームプロファイルは、個々の感光素子が備えるそれぞれの検知ビームプロファイルの組合せからなる。光センサの検知ビームプロファイルは、例えば、複数の感光素子のそれぞれを仮に小さな光源に置き換えることにより、可視化されて現れる範囲である。光源と同様に、光センサに対しても、検知光学系により光軸を定めることができる。本発明において、この光軸は、検知ビームプロファイルのビーム中心軸をなすものでもあり、以下では、検知ビーム軸ともいう。
【００１０】
本発明において、照明ビームプロファイルと検知ビームプロファイルは、互いに偏角をなして検知領域内で重なるように並べられる。好適な実施形態では、さらに、照明ビーム軸と検知ビーム軸は、一平面上に延在する。平坦物を計数するため、平坦物の表面プロファイルの少なくとも一部を検知領域内に置く必要がある。本発明において、平坦物の表面プロファイルの検知領域内に置かれた一部は、照明ビームによりその輪郭が少なくとも部分的に縁取られて、光センサによって検知される。光センサは、平坦物の表面プロファイルの、検知された一部についての情報を含む検知信号を生成することができる。この検知信号は、続いて評価ユニットに送信される。評価ユニットは、好ましくはコンピュータであり、検知信号から、検知時点における検知領域内の平坦物の数量を判別することができる。
【００１１】
特に好適な実施形態において、平坦物を計数及び検知するための装置は、移送装置を備えている。平坦物は、この移送装置によって、移送方向に沿って検知領域を通過するように移送され、例えば、欠落がないかどうかを監視するために、好ましくは、連続して計数される。この場合、照明ビーム軸は、好ましくは、平坦物の面法線に対して傾斜するように配置され、平坦物は、例えば、コンベアベルト上に配置されるか、または、クランプ部またはグリップ部に保持されて移送される。検知領域における照明ビームプロファイルは、ビーム整形光学系によって、好ましくは直線状の領域、特に、所謂照明線として形成され、平坦物の表面プロファイルの一部を所定の態様で照明する。この照明線は、好ましくは、移送方向に対して略平行に延びるものである。光センサとして機能するカメラは、平坦物を直下に臨み、その検知ビーム軸が、平坦物の面法線に対して僅かに傾斜し、かつ、移送方向に対して略直交するように配置される。検知光学系によって、検知ビームプロファイルは、光源により平坦物の表面に投射された照明線の画像がカメラの感光素子上に形成されるように画定される。
【００１２】
特に、検知領域内に平坦物の縁部が位置する場合には必ず、カメラにより記録された照明線の画像に、曲線化した照明線及び照明線のずれ（offset）が現れる。これは、平坦物の厚み及び平坦物同士の並べ方により、読み取られる表面プロファイルに高さの変動が生じるため、照明線が、凹凸を有する投射面上に投射されるからである。この画像情報は、検知信号として、電気的に接続されたコンピュータに送信される。次いで、コンピュータ上で実行可能な画像処理プログラムにより、投射された照明線の画像から、曲線及びずれを用いて、検知領域内の平坦物の数量を判別することができる。画像を記録している間の平坦物の移送を要因とする動きぼやけ（モーション・アーティファクト）の影響を可能な限り小さくするため、記録時間及び／または検知時間は、１つの平坦物がその厚み分だけ移動する時間よりも短いものである。
【００１３】
検知領域内の平坦物の数量は、平坦物の検知された表面プロファイルのみによって判別されるため、平坦物に識別情報を付加する必要はない。照明ビームプロファイル内の光、特に、検知領域における照明線中の光が周囲光よりも高い光強度を有するように、光源から光を発生させることにより、記録画像内に十分なコントラストが生じる。これによって、照明された表面プロファイルを確実に識別することができる。また、レーザー等の単色光源を使用する場合、光センサは、周囲光からの干渉をさらに低減するために、適切なフィルタ素子をさらに備えるものであってもよい。
【００１４】
本発明の特に好適な実施形態は、添付図面を参照して以下に詳述される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の好ましい一実施形態における、平坦物を計数及び検知するための装置を示す透視図である。この装置は、クランプ部を用いて平坦物を移送するための移送装置を備えている。また、この装置は、平坦物の側方に配置され、検知領域を通じて移送される平坦物の表面に照明線を投射する光源、及び、平坦物の上方に配置され、光源により照明された表面プロファイルを検知するカメラを有している。
【図２】図２は、本発明に係る装置が備える移送装置の別の構成例を示す側面図である。この移送装置では、グリップ部毎に２つの平坦物が保持されて、移送方向に沿って移送される。そして、平坦物を計数及び検知するための装置が有するセンサを使用して、通過するグリップ部を検知し、このセンサによって生成されるトリガ信号により、以前に判別された平坦物の数量を、特定のグリップ部に対応させることができる。
【図３】図３は、図１に示す装置の一部を示す透視図である。この場合、平坦物は、うろこ状に配列され、コンベアベルト上に配置された状態で、検知領域を通じて移送される。
【図４】図４は、移送装置の別の例の一部を示す側面図である。この例では、平坦物は、個別に、または、２つ１組で、グリップ部に保持されている。
【図５ａ】図５ａ〜図５ｅは、グリップ部に懸架された状態で検知領域を通じて移送される平坦物の抽出記録画像を示す図である。照明線が照射される表面プロファイルは、各図に破線で示されており、各図には、説明のための補助として、平坦物の側面も模式的に示示されている。
【図５ｂ】図５ａ〜図５ｅは、グリップ部に懸架された状態で検知領域を通じて移送される平坦物の抽出記録画像を示す図である。照明線が照射される表面プロファイルは、各図に破線で示されており、各図には、説明のための補助として、平坦物の側面も模式的に示示されている。
【図５ｃ】図５ａ〜図５ｅは、グリップ部に懸架された状態で検知領域を通じて移送される平坦物の抽出記録画像を示す図である。照明線が照射される表面プロファイルは、各図に破線で示されており、各図には、説明のための補助として、平坦物の側面も模式的に示示されている。
【図５ｄ】図５ａ〜図５ｅは、グリップ部に懸架された状態で検知領域を通じて移送される平坦物の抽出記録画像を示す図である。照明線が照射される表面プロファイルは、各図に破線で示されており、各図には、説明のための補助として、平坦物の側面も模式的に示示されている。
【図５ｅ】図５ａ〜図５ｅは、グリップ部に懸架された状態で検知領域を通じて移送される平坦物の抽出記録画像を示す図である。照明線が照射される表面プロファイルは、各図に破線で示されており、各図には、説明のための補助として、平坦物の側面も模式的に示示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に、本発明の好ましい一実施形態における、平坦物を計数及び検知するための装置（以下、略して計数装置ともいう）１０と、この計数装置が備える移送装置１２が模式的に示されている。平坦物１４、具体的には、新聞、雑誌、小冊子等の印刷物は、移送装置１２によって移送され、平坦物１４の計数装置１０は、光源１６、光センサ１８、及び、光センサ１８に接続された評価ユニット２０を有している。
【００１７】
光源１６として、レーザーダイオードまたは気体レーザー等のレーザー光源、またはＬＥＤ光源を使用することが好ましいが、白熱電球またはハロゲンランプのような従来の光源を使用することもできる。光源１６は、ビーム整形光学系２２を備えており、このビーム整形光学系は、所定の照明ビームプロファイル２４を形成し、また、光源１６の光軸を定めるものである。
【００１８】
図１に示す例では、平坦物１４は、移送方向Ｔに沿って移送され、光源１４は、移送方向に対して側方に配置される。光源１６の照明ビームプロファイル２４は、断面（ビーム断面ともいう）が少なくとも部分的に直線状であり、好ましくは、全体が線状、特に好ましくは直線状である。ここで、ビーム断面は、光源１６の光軸（以下、照明ビーム軸２６ともいう）に直交する断面である。以下、線状の、好ましくは直線状のビーム断面のことを、照明線ともいう。この例では、線状の断面を備えた照明ビームプロファイル２４は、ほぼ一平面内に延在するものである。
【００１９】
このように、ビーム断面を引き伸ばして線状とすることは、例えば、円筒レンズ、絞り、または回折素子を備えた周知のビーム整形光学系２２によって実現することができる。照明ビームプロファイル２４内は、少なくとも後述する検知領域において、光強度（light intensity）が周囲光よりも高いことが好ましい。加えて、光源１６は、レーザー、単色ＬＥＤ、または、フィルターを備えた従来の光源等により発生するような、単色光を発生するものであることが好ましい。これによって、光源１６で発生した光が平坦物１４上で散乱され、光センサ１８によって検知されたときに、光強度及びスペクトル範囲の両方に基づいて、光源１６の光を周囲光から識別することが可能となり、ひいては、平坦物１４の検知及び計数の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
本実施形態における計数装置１０では、光センサ１８として、複数の感光素子を備えた電子カメラ（例えばＣＣＤカメラ）が使用される。光センサ１８は、カメラの対物レンズからなる検知光学系２８を備えており、この検知光学系は、検知ビームプロファイル３０を画定し、また、光センサ１８の光軸を定めるものである。以下、光センサ１８の光軸を検知ビーム軸３２ともいう。光センサ１８は、平坦物１４の上方に配置され、平坦物１４上に投射された照明線の画像が、検知光学系２８によって光センサ１８の感光素子上に形成される。すなわち、光源１６からの照明ビームプロファイル２４と光センサ１８の検知ビームプロファイル３０は、検知領域内で偏角を有して重なるように配置されており、検知領域内には、計数のための、平坦物１４の表面プロファイルの一部３３が、少なくとも１つ配置される。この表面プロファイルの一部３３は、検知領域内に配置されてそこで照明され、所定の照明ビームプロファイル２４により、その輪郭が少なくとも部分的に縁取られる。
【００２１】
ここで、照明ビーム軸２６と検知ビーム軸３２がなす散乱角αは、好ましくは１０°以上１８０°未満であり、特に好ましくは３０°以上４０°以下である。このように設定するため、図１及び図３に示す配置例のように、光源１６を、照明線の長手軸が移送方向Ｔと略平行となるように、平坦物１４の側方に配置することができる。平坦物１４を計数するための検知を実施する場合、照明線は、好ましくは平坦物１４の縁部を横切って延在し、さらに、折り畳まれた平坦物１４の場合には、平坦物１４の折り曲げ部３４を横切って延在することが好ましい。
【００２２】
光センサ１８は、平坦物１４の上方または側方のいずれに配置するものであってもよい。また、図示された光源１６と光センサ１８の位置を交換することもできる。平坦物１４の上方に配置する場合、検知ビーム軸３２または照明ビーム軸２６は、好ましくは平坦物１４の面法線に対して傾斜し、かつ、移送方向Ｔに対して直交するように配置される。
【００２３】
計数装置１０の基本原理は、次のようなものである。予め形状が設定された直線状の照明線を、平坦物１４の表面プロファイルの一部３３に投射する。このとき、この表面プロファイルの一部３３には、平坦物１４の厚み及び平坦物同士の並べ方の一方または両方を要因とする凹凸が存在しており、偏角を用いて検知することにより、平坦物の表面プロファイル中の高さ変動を、光センサ１８によって取得された照明線の画像中の曲線及びずれとして確定することができる。
【００２４】
平坦物１４の表面プロファイルの、照明されて光センサ１８により検知された一部３３は、光センサ１８としてカメラを使用する本実施形態では、画像として記録される。この画像情報は、例えばコンピュータである評価ユニット２０に、電気接続を介して検知信号として送信される。
【００２５】
評価ユニット２０では、適切なコンピュータプログラム、特に画像処理プログラムを使用して、検知信号から表面プロファイルの一部３３についての適切な情報を抽出し、検出された曲線、エッジ、及びずれから、平坦物１４の特定の数量を判別する。
【００２６】
本実施形態における計数装置により読み取られる表面プロファイルは、図１及び図３に、符号Ａが付された破線で示されている。図１において、平坦物１４は、計数装置１０に付属する移送手段３６を用いて移送される。移送手段は、クランプ部として構成されており、この例では、各移送手段３６が、それぞれ２つの平坦物１４を保持している。その際、移送方向Ｔに関して前方の平坦物１４が、後方の平坦物１４よりも深く、移送手段３６のクランプ口内に挿入されており、後方の平坦物１４は、前方の平坦物１４上に不完全に重ねられた状態で配置されている。
【００２７】
さらに、図１に示すように、各移送手段３６自体を、光センサ１８とは別のセンサ３８によって検知することもでき、このセンサ３８は、例えば光バリアとして構成される。移送手段３６がセンサ３８の監視領域を通過する間に、センサ３８は、トリガ信号を生成して評価ユニット２０に送信する。そして、移送手段３６の移送速度を考慮することにより、特定の時点に検知された平坦物１４の数量を、それぞれ、特定の移送手段に対応させることができる。対応させた数量を、その移送手段３６に保持する予定の数量と比較することにより、平坦物の移送手段３６へのロード時または移送時にエラーが発生したかどうかを判別することが可能となる。これによって、例えば、下流の処理装置で適当な制御信号を発生させることができる。
【００２８】
数量の対応付けに使用されるセンサ３８の例が、さらに、図２に示されている。センサ３８は、移送方向Ｔに関して計数装置１０の上流側及び下流側のいずれにも配置することができる。図２に示す移送装置１２の場合、２つの平坦物１４のそれぞれが、グリップ部として構成された移送手段３６に、互いに完全に重ねられた状態で保持されている。
【００２９】
図３に、移送手段３６としてコンベアベルトを備えた別の移送装置１２が示されている。平坦物１４は、折り曲げ部３４を移送方向Ｔに関して前方に向け、うろこ状に重ねられて移送手段３６上に配置された状態で、計数装置１０の検知領域を通過するように移送される。図３にも、上述した例と同様に、計数装置１０により読み取られる平坦物の表面プロファイルＡが、破線で示されている。
【００３０】
本実施形態における計数装置１０は、図４に示すように、グリップ部として構成された移送手段３６により懸架される状態で移送される個別の平坦物１４、または、互いに不完全に重ねられた平坦物１４を計数するために使用することもできる。
【００３１】
光センサ１８を、その検知ビーム軸３２が平坦物１４の折り曲げ部３４の長手軸に沿って並ぶように配置した場合、図５ａ〜図５ｅに示したような抽出画像が得られる。この例では、光源１６の照明ビーム軸２６は、上方から、折り曲げ部３４のカメラ側の把持されていない部分上に延びており、有利には、平坦物１４の側面４０に対して少なくとも略平行に延びるものである。この場合でも、照明ビーム軸２６と検知ビーム軸３２が張る平面は、移送方向Ｔに対して直交する。
【００３２】
図５ａ〜図５ｅには、説明のために、照明線が照射された表面プロファイルの一部３３を破線で示したのに加えて、抽出画像中に、読み取りが実施された平坦物１４の側面もそれぞれ示されている。これらの例示的な抽出画像に示すように、グリップ部またはクランプ部により懸架方式で移送される平坦物１４は、個別に（図５ａ）、２つ１組で（図５ｂ、図５ｃ、図５ｅ）、または、複数、例えば３つを同時に（図５ｄ）、移送及び計数することができる。
【００３３】
平坦物１４を互いにずらして配列する場合（図５ｃ及び図５ｄ）だけでなく、図５ｂ及び図５ｅに示すように、平坦物１４が互いに完全に重ねられている場合でも、検知及び計数することができる。これは、図５ａ〜図５ｄに示すような、複数頁を備える折り畳まれた平坦物１４の場合も、図５ｅに示すような、折り畳まれていない単葉の平坦物１４の場合も同様である。また、折り畳まれていない単葉の平坦物１４が、１つのグリップ部またはクランプ部に複数葉まとめて保持されている場合、計数の信頼性を向上するために、例えばエアーブローを用いて平坦物同士を少なくとも部分的にバラバラに広げることにより、平坦物同士を互いに離隔させることもできる。
【００３４】
移送装置１２により検知領域を通じて連続して移送される平坦物１４を、連続して計数する場合、画像の光学的品質を向上し、それによって計数の信頼性を向上させるため、光センサ１８として機能するカメラは、１つの平坦物１４がその厚み分だけ検知領域内を移動する時間よりも短い時間、好ましくは非常に短い時間内に、画像を記録することが好ましい。
【００３５】
さらに、上述したように、光源１６の光強度を周囲光よりも増大させるか、または、光源１６から射出される光の波長に合わせたフィルターを光センサ１８に適用することにより、計数の信頼性を向上させることができる。加えて、照明ビーム軸２６と検知ビーム軸３２との間の散乱角αを増大させることによって、照明された表面プロファイルの一部３３の画像中の、曲線、エッジ、及びずれを拡大することができる。
【００３６】
本実施形態における平坦物１４を計数するための装置１０及び方法により、装置の費用を低減しつつ、平坦物１４の様々な移送方式の大部分に対して適切かつ信頼性の高い方法で、平坦物１４を計数することが可能になる。平坦物１４は、検知及び計数を行う間に移送することができる。その際、移送速度の絶対値は、移送によって記録画像中に生じる動きぼやけ（モーション・アーティファクト）にかかわらず計数を確実に行うことが可能な最短の記録時間に基づいて、限定される。
【００３７】
また、照明ビームプロファイル２４及び検知ビームプロファイル３０を、特定の要件に応じて変形してもよい。例えば、平坦物１４の表面に投射されて光センサ１８により検知される照明線を、複数の照明線、または、時間変動するパターンをなす複数の照明線とすることができる。ここで重要なのは、所定の照明ビームプロファイル２４によって、平坦物１４の検知領域内に配置される表面プロファイルの一部３３の輪郭が、少なくとも部分的に縁取られることである。
【００３８】
平坦物１４を計数して数量の不良を判別することに加えて、光センサ１８によって検知された照明線の画像を用いて、変形した平坦物１４及び不備がある平坦物の一方または両方を検出することも可能である。表面プロファイル中の高さ変動を、予想される変動と比較することにより、このような平坦物１４が有する偏差に基づいて、変形及び不備に関する判断を下すことができる。このため、例えば、評価ユニット２０において、検知信号と予想信号との比較動作が実施される。この結果、偏差が所定の許容範囲を超えた場合、評価ユニット２０は、所定のエラー処理手順を始動させる信号を生成する。特に、変形した平坦物１４及び不備がある平坦物の一方または両方を排出するための信号を、移送方向Ｔに関して計数装置１０の下流側にある処理装置に対して送信することができる。勿論、この方法を用いて、様々な種類の平坦物１４を、例えば厚みの差異に基づいて検出し、その結果に基づいて平坦物の流れを分岐させることによって、平坦物を仕分けることもできる。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源(16)、検知ビームプロファイル(30)を画定する検知光学系(28)を備えた光センサ(18)、及び前記光センサ(18)に接続された評価ユニット(20)を有し、平坦物(14)、特に印刷物を計数及び検知するための装置であって、前記光源(16)は、検知領域内で前記検知ビームプロファイル(30)と重なる照明ビームプロファイル(24)を形成するビーム整形光学系(22)を備えており、前記照明ビームプロファイル(24)が前記検知ビームプロファイル(30)に対して偏角をなすように配列することにより、前記検知領域内に配置されて前記照明ビームプロファイル(24)により少なくとも部分的に輪郭が縁取られた、前記平坦物(14)の表面プロファイルの一部(33)を、前記光センサ(18)を用いて検知することができ、かつ、前記光センサ(18)により生成され、検知された前記表面プロファイルの一部(33)についての情報を含む検知信号から、前記評価ユニット(20)によって、前記検知領域内の前記平坦物(14)の数量を判別することが可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記照明ビームプロファイル(24)は、前記検知領域内における前記光源(16)の光軸(32)に直交する断面が、少なくとも部分的に直線状であり、好ましくは、全体が線状、特に好ましくは直線状であって、照明線を形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光源(16)の光軸(26)と前記光センサ(18)の光軸(32)は、約１０°以上１８０°未満、好ましくは３０°以上４０°以下、の角度をなすことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記光源(16)の光軸(26)と前記光センサ(18)の光軸(32)のいずれか一方または両方は、前記平坦物(14)の面法線に対して傾斜するように配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記平坦物(14)は、移送装置(12)により移送方向(T)に沿って移送され、前記光センサ(18)の光軸(32)は、前記移送方向(T)に略直交し、前記照明ビームプロファイル(24)の前記断面の長手軸は、前記移送方向(T)に略平行に延びることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
センサ(38)をさらに備えており、特定の時点に関連して判別された前記平坦物の数量をそれぞれの前記移送手段(36)に対応させることができるように、前記移送装置(12)の移送手段(36）が前記センサ(38)の監視領域を通過したときに、前記センサ(38)がトリガ信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記光センサ(18)は、１つの前記平坦物(14)がその厚み分だけ前記検知領域内を移動する時間よりも短い記録時間、好ましくは非常に短い記録時間で画像を記録するカメラ、好ましくは電子カメラ、特に好ましくはＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記光源(16)の前記照明ビームプロファイル(24)内の光強度は、前記検知領域内において周囲光の光強度よりも高く、前記光源(16)は、好ましくは単色光を発生し、特に好ましくはレーザー光源として構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の平坦物を計数及び検知するための装置(10)を使用して、平坦物、特に印刷物を計数及び検知するための方法であって、前記検知領域内に配置され、かつ、前記照明ビームプロファイル(24)により少なくとも部分的に輪郭が縁取られた、前記平坦物の表面プロファイルの一部(33)を、前記照明ビームプロファイル(24)を前記検知ビームプロファイル(30)に対して偏角をなすように配列することによって、前記光センサ(18)を用いて検知し、前記検知領域内の前記平坦物(14)の数量を、前記光センサ(18)により生成され、かつ、検知された前記表面プロファイルの一部(33)についての情報を含む検知信号から、前記光センサに接続された前記評価ユニット(20)によって判別することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記平坦物の表面プロファイルの一部を検知する間、前記検知領域内に前記平坦物(14)の縁部が配置されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記平坦物を計数及び検知するための装置(10)が備える移送装置(12)の移送手段(36)、具体的にはクランプ部、グリップ部、及び／またはコンベアベルトを使用して、前記平坦物(14)は、うろこ状に互いに部分的に重ねられた状態、または、互いに完全に重ねられた状態で、前記平坦物を計数及び検知するための装置(10)に対して相対的に、移送方向(T)に沿って前記検知領域内に個別に移送されることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記移送手段(36）のうちの１つが、前記平坦物を計数及び検知するための装置(10)がさらに備えるセンサ(38)の監視領域を通過する間に、特定の一時点に関連して判別された前記平坦物の数量を、前記移送手段(36)のうちの１つに正確に対応させることができるように、トリガ信号が生成されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記平坦物の数量は、前記光センサ(18)によって記録された画像から、前記評価ユニットで実行される画像処理プログラムによって判別されることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
光源(16)、検知ビームプロファイル(30)を画定する検知光学系(28)を備えた光センサ(18)、及び前記光センサ(18)に接続された評価ユニット(20)を有し、平坦物(14)、特に印刷物を検知するための装置であって、前記光源(16)は、検知領域内で前記検知ビームプロファイル(30)と重なる照明ビームプロファイル(24)を形成するビーム整形光学系(22)を備えており、前記照明ビームプロファイル(24)が前記検知ビームプロファイル(30)に対して偏角をなすように配列することにより、前記検知領域内に配置されて前記照明ビームプロファイル(24)により少なくとも部分的に輪郭が縁取られた、前記平坦物(14)の表面プロファイルの一部(33)を、前記光センサ(18)を用いて検知することができ、かつ、前記光センサ(18)により生成され、検知された前記表面プロファイルの一部(33)についての情報を含む検知信号から、前記評価ユニット(20)によって、前記検知領域内の、変形した前記平坦物(14)を検出することが可能であることを特徴とする装置。
【請求項１５】
光源(16)、検知ビームプロファイル(30)を画定する検知光学系(28)を備えた光センサ(18)、及び前記光センサ(18)に接続された評価ユニット(20)を有し、平坦物(14)、特に印刷物を検知するための装置であって、前記光源(16)は、検知領域内で前記検知ビームプロファイル(30)と重なる照明ビームプロファイル(24)を形成するビーム整形光学系(22)を備えており、前記照明ビームプロファイル(24)が前記検知ビームプロファイル(30)に対して偏角をなすように配列することにより、前記検知領域内に配置されて前記照明ビームプロファイル(24)により少なくとも部分的に輪郭が縁取られた、前記平坦物(14)の表面プロファイルの一部(33)を、前記光センサ(18)を用いて検知することができ、かつ、前記光センサ(18)により生成され、検知された前記表面プロファイルの一部(33)についての情報を含む検知信号から、前記評価ユニット(20)によって、前記検知領域内の、不備がある前記平坦物(14)を検出することが可能であることを特徴とする装置。
【請求項１６】
光源(16)、検知ビームプロファイル(30)を画定する検知光学系(28)を備えた光センサ(18)、及び前記光センサ(18)に接続された評価ユニット(20)を有し、平坦物(14)、特に印刷物を検知するための装置であって、前記光源(16)は、検知領域内で前記検知ビームプロファイル(30)と重なる照明ビームプロファイル(24)を形成するビーム整形光学系(22)を備えており、前記照明ビームプロファイル(24)が前記検知ビームプロファイル(30)に対して偏角をなすように配列することにより、前記検知領域内に配置されて前記照明ビームプロファイル(24)により少なくとも部分的に輪郭が縁取られた、前記平坦物(14)の表面プロファイルの一部(33)を、前記光センサ(18)を用いて検知することができ、かつ、前記光センサ(18)により生成され、検知された前記表面プロファイルの一部(33)についての情報を含む検知信号から、前記評価ユニット(20)によって、前記検知領域内の、様々な種類の前記平坦物(14)を検出することが可能であることを特徴とする装置。
【国際調査報告】
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