(57)【要約】画像を取得するための少なくとも二つの光学装置、光学装置はそれぞれ、運搬面（１０２）上を通過する少なくとも一つの物体から画像を取得するよう適合するそれぞれの線形カメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）から構成され、前記少なくとも二つのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）それぞれに関連し、かつ前記画像が取得されうる前記物体の領域で前記物体を照明するよう適合する少なくとも一つの照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）から構成される画像取得装置において、前記照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）は前記物体を光パルスによって照明し、前記光パルスはカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）に関連する前記少なくとも一つの照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）によって生成される光が他の前記少なくとも二つのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）の取得を阻害しないよう同期化され、前記カメラは少なくとも一つの各照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）が作動するときにのみ前記画像を取得する。【選択図】図７
2010515141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を取得するための少なくとも二つの光学装置、光学装置はそれぞれ、運搬面（１０２）上を通過する少なくとも一つの物体から画像を取得するよう適合するそれぞれの線形カメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）から構成され、前記少なくとも二つのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）のそれぞれに関連し、かつ前記画像が取得されうる前記物体の領域で前記物体を照明するよう適合する少なくとも一つの照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）、から構成される画像取得装置において、前記照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）は前記物体を光パルスによって照明し、前記光パルスは、カメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）に関連する前記少なくとも一つの照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）から発生する光が他の前記少なくとも二つのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）の取得を阻害しないよう同期化され、前記カメラは少なくとも一つの各照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）が作動するときにのみ前記画像を取得することを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
前記少なくとも二つのカメラは、前記物体の少なくとも一つの上面から前記画像を取得するよう適合する第一カメラ（１０１ａ）、前記物体の前面および第一側面から前記画像を取得するよう適合する第二カメラ（１０１ｂ）、前記物体の前記第一側面および背面から前記画像を取得するよう適合する第三カメラ（１０１ｃ）、前記物体の前記前面および第二側面から前記画像を取得するよう適合する第四カメラ（１０１ｄ）、および前記物体の前記第二側面および前記背面から前記画像を取得するよう適合する第五カメラ（１０１ｅ）から構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、前記物体の下面から前記画像を取得するよう適合する第六カメラから構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記カメラは、前記カメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）の少なくとも二つのビューフィールド（ＬＶａ〜ＬＶｅ）が互いに交差するよう配置される、いずれの前記請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）によって発光される光パルスの開始および持続期間（Ｔacq、Ｔacq1）は前記カメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）に操作上関連する制御装置によって設定される、前記請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記カメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）の一つは、前記制御装置の機能を実行する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）の光パルスの開始および持続期間（Ｔacq、Ｔacq1）が同期化されるのに基づいて周期的な基準信号（Ｓ）を生成する、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記周期的な基準信号（Ｓ）は方形波である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも二つのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）の一つに関連する前記少なくとも一つの照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）によって発光される第一光パルスの開始は、前記方形波（Ｓ）の前に生じる開始に適合する、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも二つのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）のもう一方に関連する前記少なくとも一つの照明装置（１０４ａ〜１０４ｅ）によって発光される第二光パルスの開始は、前記第一光パルスの開始に対する遅延時間（Ｔr）だけ遅らせて行われる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記遅延時間（Ｔr）は前記基準信号の期間（Ｔ）の半分と等しい、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第一光パルスは前記第二光パルスの持続時間（Ｔacq1）と等しい持続時間（Ｔacq）を有する、請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記第一光パルスは前記第二光パルスの持続時間（Ｔacq1）と異なる持続時間（Ｔacq）を有する、請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記遅延時間（Ｔr）と第二光パルスの持続時間（Ｔacq1）の合計は前記周期的な基準信号（Ｓ）の期間（Ｔ）より短い、請求項１０から１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
さらに、前記運搬装置（１０２）上を通過する物体の高さを検出するよう適合する高さセンサー手段（６）から構成される、前記請求項１から１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
さらに、前記運搬装置（１０２）に沿って既定の位置で前記物体の存在を検出するよう適合する存在センサー手段（１０）から構成される、前記請求項１から１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
さらに、前記運搬装置（１０２）上の前記物体の前進速度を検出するよう適合する、速度センサー手段（９）から構成される、前記請求項１から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
さらに、前記物体の前進方向（Ｆ１）に平行な二つの基準面から前記物体の距離を検出するよう適合する、距離センサー手段（１１）から構成される、前記請求項１から１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
さらに、前記高さセンサー手段（６）、前記存在センサー手段（１０）、前記速度センサー手段（９）、および前記距離センサー手段（１１）によって生成される信号を結集し、および前記信号を前記制御装置に送信するよう適合する、接続箱手段（１０８）から構成される、請求項５から１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
各デコーダー手段は、前記少なくとも二つのカメラのそれぞれのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）に操作上関連する、前記請求項１から１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記デコーダー手段はデータ処理手段に操作上関連する、前記請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
反射手段は前記少なくとも二つのカメラ（１０５ａ〜１０５ｅ）の少なくとも一つのカメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）に関連し、前記反射手段は前記カメラ（１０１ａ〜１０１ｅ）に向かう前記物体によって反射される直光に適合する、前記請求項１から２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記少なくとも二つのカメラは、前記少なくとも一つの物体に関連する光情報を取得するよう適合する、前記請求項１から２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
画像を取得するための前記少なくとも二つの光学装置は光学装置に固着される、前記請求項１から２３のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に光学装置に固着される、画像取得のための光学カメラ型を使用して画像取得する装置に関する。
【０００２】
本発明の開示および続く特許請求の範囲で、“画像取得のための光学装置”の語は、物体の画像、および特に例として物体に関連する光コードなどの物体識別データである、支持翼に設置される物体に関する光情報を取得する能力のある装置を意図する。
【０００３】
“光情報”の語は、コード化または非コード化情報を構成するいずれのグラフィック描写を意図する。線形または二次元の光コードから成る光情報の特定例は、情報が既定形の要素の適切な組み合わせ、例として四角形、長方形、または六角形の、透明要素（空白、通常は白）によって分けられる暗色（通常は黒）のバーコードのような、一般的にカラーコードなどの積層コードおよび二次元コードを用いてコード化される。“光情報”の語はさらにより一般的に、印刷または手書きの文字（文字、数字など）、およびスタンプ、ロゴ、サイン、指紋などの特定の形（“パターン”と呼ばれる）を含む、他のグラフィック形からも構成される。“光情報”の語はまた、可視光の範囲内だけでなく赤外線と紫外線の間で構成される波長の範囲の全体にわたって検出可能なグラフィック描写からも構成される。
【背景技術】
【０００４】
画像取得装置では、コンベヤベルトまたは他の取り扱いおよび運搬装置上を進行する一般的に小包または物体の画像を取得するため、および前記カメラを通してそこに印刷または装着された光情報を読み取るため、または前記画像から容量や寸法などの物体についての様々な情報を抽出するために、特にＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳ型のフォトセンサーの一次元（線形）配列から構成されるカメラを使用することが先行技術から既知である。
【０００５】
“画像取得のための固着される光学装置”の語は、人間による操作なしで（“無人スキャナー”と呼ばれる）使用される画像取得のための光学装置を意図する。物体検出は通常、光コードの読み取り、およびまた可能であれば移動される物体の距離かつ／また容量、または他の寸法特性の計測から構成される。
【０００６】
先行技術で既知である画像取得装置は、通常、少なくとも望遠カメラ（または単にカメラ）およびランプまたは固体ベースの照明装置から構成される。そしてほとんどの場合は、一つ以上の反射ミラーが存在する。これらの構成材は一般の容器または別々の容器に収容されうる。
【０００７】
カメラは、抽出されるべき物体を識別するための情報から画像を収集する機能を有する。そのような画像は、全体またはその中に含まれる光コード（ピクセルともいわれる）―上記に定められたような―としての物体の画像でありうる。画像取得は、感光性要素の配列から構成される線形のＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳを構成する光センサーがある、適切な光学装置および専用のオプトエレクトロニクスおよびエレクトロニクスを用いて生じる。
【０００８】
画像は、画像全体が細い“ライン”でそれぞれ示される、続くスキャンを保存することにより取得される。支持翼、または固定された読み取り位置での物体の動きによって、画像の後続するラインの取得、およびその後完全な画像の取得が可能になる。
【０００９】
照明装置により、適切な照明位置および照明角度で取得領域を照明することが可能になる。
【００１０】
偏光ミラーまたは反射ミラーにより、画像取得装置の取り付けを、物体を運搬する装置に対して占められる空間の視点から最適化することが可能になり、およびカメラ（下記に定められる）の視野、および照明装置によって発光される光線もまた、望ましい領域に向かって配向することも可能になる。
【００１１】
すでに述べたように、カメラは列ごとに物体の画像を取得し、かつ前記画像をカメラによって取得される画像を全ての列に結集することにより再構成するデコーダーに送信し、およびその後、光コードの情報かつ／また他の情報を抽出（デコード）、または前記画像を送信し、または前記画像を追加的処理装置で利用可能にするため前記画像を処理する。アルゴリズムのデコードは、いずれの方向を有するコードも正しく読み取ることが可能である取得画像の二次元分析を実行する。この理由のため、線形センサーを有するカメラ装置は全方向性取得および読み取り装置が考慮される。
【００１２】
画像取得は通常カメラに収容されるが、外部におよび前記カメラに接続されるものでも可能なマイクロプロセッサによって調節される。マイクロプロセッサは、物体高さセンサー、物体存在センサー、速度センサーなど、外部センサーからの情報を受信し、および感度、オートフォーカス装置の位置、スキャン速度など、カメラのパラメータを最高に操作できるよう調節するため、この情報を使用する。
【００１３】
使用されるカメラの高解像度および物体の正常な移動、物体の認識、追跡、および選別に関する適用のための通常０．８から３m/sの間での高速度は、非常に短い露出時間での光学的配置、ゆえに非常に絞りが開かれた、かつ結果として低い被写界深度を必要とする。画像の取得、およびカメラ―物体距離が広範囲な状態で光情報の読み取りを可能とするために、特に工業適用（例として小包の識別および選別用）に関して、カメラは通常、光学装置（もしくはその一部）の受信、またはセンサーがカメラのフォーカスパラメータを修正するため移動するオートフォーカス装置が備わり、および異なる形および寸法の物体上の光情報を読み取ることが可能である。通常、カメラのオートフォーカス装置は、フォトセルの障壁などの高さまたは距離センサーによって提供される、高さについての情報に基づく物体の形に“従う”。
【００１４】
“被写界深度”の語は本文中で、完璧な焦点の距離の周辺でフォーカス装置によって毎回設定されるカメラ―物体距離の範囲を示すため使用され、物体は光情報を読み取ることができるよう十分に焦点が定められる。
【００１５】
上記のように、カメラは移動物体に関連する光情報が取得されるように、操作パラメータを正確に設定するためのいくつかの基本的な情報が必要である。
【００１６】
特に、カメラは物体速度を認知しなければならない。通常、例として運搬装置がコンベヤベルトまたはトレイコンベヤであるとき、速度センサーは周波数がベルトの速度に比例する方波形を生成するコンベヤベルトに関連する光エンコーダーである。実際、エンコーダーは、テープの速度、および結果として物体の速度が派生によって得られる前進ベルトのセンサーである。
【００１７】
さらに、オートフォーカス装置の正確かつ効果的な操作のため、カメラは物体の高さを認知しなければならず、または前記カメラが物体の側面のコードを読むよう設計されたものであるとき、前記カメラは物体の側面位置を識別しなければならない。そして、発光されるレーザービームの飛行時間を測定する障壁フォトセルおよびレーザーセンサーなど高さおよび距離センサーが提供され、前記センサーはカメラ（複数可）の上方に設置される。
【００１８】
カメラは特に、画像を構成する一連の列またはライン（“フレーム”と呼ばれる）の取得が開始されるべきとき、および取得が終了すべき間隔を識別しなければならない。複数のカメラのある装置では、さらにすべての物体がすべてのカメラに明白な識別を有することが必要である。この理由のため、装置のすべてのカメラは一連の列の取得を開始する“フレームトリガー”の同じソースを共有する。このソースは通常、コンベヤベルトの方向に垂直な水平ラインで物体の存在を検出し、かつ“フレームトリガー”の信号を生成する存在センサー（例としてフォトセル）である。また、高さセンサーは“フレームトリガー”装置として提供されうる。“フレームトリガー”の信号は、計測される高さが一定の既定閾値を超えるときに発生する。
【００１９】
“フレーム”取得の開始および終了は、“フレームトリガー”装置によって生成される開始／終了信号から決定される。しかしながら、“フレームトリガー”装置が物体を検出するとすぐに取得が開始されるのではなく、装置のすべてのカメラにあらかじめ定められた遅延で開始し、前記遅延は、“フレームトリガー”装置とベルトの平面上のカメラのビューライン、カメラのビュー角度、物体速度、および計測されるその高さとの間の距離による。
【００２０】
上記に開示されたすべてのセンサーは、カメラ（複数可）、または情報を処理しかつ前記情報をカメラ（複数可）に配信する制御装置に、物理的に接続されることが可能である。
【００２１】
制御装置はすべてのセンサーを制御し、およびまた照明装置を制御することも可能である。
【００２２】
センサーによって提供される情報はカメラに配信され、およびすべてのカメラは前記情報、およびカメラ自体の位置に基づいて、独自の取得パラメータに適合する。特にカメラはそれぞれ、物体速度の情報または制御回路から受信されるコンベヤベルトの前進信号に基づいて、二つの続くラインの間の空間距離が継続的に残るよう、そのそれぞれの取得周波数（またはスキャン周波数、すなわち毎秒取得されるラインの数）を規制する。この目的のため、既知の装置では、すべてのカメラは画像の信号ラインそれぞれの取得の明白な開始信号（“ライントリガー”と呼ばれる）を個別に生成する。
【００２３】
取得が開始すると、カメラはその独自のパラメータを現在の状況に適合させる。特に、取得期間および従って取得周期は、物体速度およびその高さにもよることが可能であり、オートフォーカス装置がある焦点位置は物体の形にできるだけ適合されなければならず、またカメラの感度は物体の距離または高さ（通常、高い物体はより明るい）および前記物体の速度による。
【００２４】
これらのパラメータは通常、取得中に継続的に修正される。
【００２５】
すべてのカメラは通常、一連の取得されたラインを処理しかつ光コードをデコードまたは画像を選別処理および認識する装置に送信する、それぞれのデコーダーに接続される。デコーダーは、例としてイーサネット（登録商標）上のＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使用して互いに通信する。デコーダーの一つはマスターとして機能し、および他のデコーダーからのデータを収集して、かつ前記データをホストに送信する。また、デコーダーからデータを収集し、および前記データを続いて処理するホストに送信する、別の装置（例としてパーソナルコンピュータ）が提供されることが可能である。
【００２６】
コードが設置される物体の面が認知されないとき、または一つ以上のコードが物体の複数の面にあるとき、マルチサイド装置、または複数のカメラのある複数の読み取り位置を有する装置が提供さなければならない。
【００２７】
例として五つのカメラのあるマルチサイド装置では、一つのカメラは物体の上部の画像を取得する。四つの側面カメラは４面の画像を取得する。カメラはそれぞれ、カメラとは別に容器に収容される異なる照明装置（または複数の照明装置）と連結される。またカメラはそれぞれ、照明装置を、または同じ容器に一体化される照明装置を有しうる。空間の理由からカメラおよび側面照明の装置はしばしば、直接照明／読み取りをせず反射ミラーを通して行う。
【００２８】
一つ以上の偏光ミラーを用いて正しく配向されるビュー面が、ベルトの二つの部分に分かれる空間を通過する状況、およびゆえに前記物体がベルトのある部分から他の部分へ通過するとき物体の下面を分岐するような状況でありうる場合に、“下部”カメラもまたコンベヤベルトの下に配置されて提供されることが可能である。従ってこのカメラは、物体の下面に配置されるコードを読み取るよう設計されるべきである。先行技術で既知の複数位置装置は、異なる照明装置によって照明される領域が互いに重複しないため、読み取り位置がコンベヤベルトの長さの方向で大きい空間を取るという欠点を示す。
【００２９】
事実、前記装置の照明装置は継続的に操作する、つまり各カメラに関連する照明装置はそれぞれ、各カメラまたは各デコーダーまたは装置の各制御装置から適切な信号を受けると直ちに点灯し、前記信号は装置の読み取り領域に入った物体を表示し、および各カメラの全読み取り時間中点灯が維持される。
【００３０】
異なる照明装置によって照明される領域は互いに重複しなければならないので、重複する領域でカメラによって取得されるいずれの画像は、画像の読み取り障害の危険を伴う過剰照明かつ／また周辺カメラの照明装置から派生する反射による影響を受けうる。
【００３１】
重複領域の縁の輝度変化は非常に早くかつ予測不可能で、およびこの領域の内部の反射はコンベヤベルトの物体の方向角度、および物体の表面を形成する材料によるものであるため、この問題はカメラの感度調節を使用することで補うことはできない。
【００３２】
従って既知の装置では、照明面およびカメラのビュー面の重複が回避される。これは物体の運搬方向に沿った読み取り位置の顕著な照明に関与し、および通常、小包や物体の選別および追跡の適用などの大概の適用では読み取り位置はできる限り制限された空間に収容されなければならないため、大きな不利点に感じられる。
【発明の概要】
【００３３】
本発明は上記で提示される不利点を取り除くことを目的とする。
【００３４】
本発明により、画像を取得するための少なくとも二つの光学装置から構成され、光学装置はそれぞれ、運搬面上を進行する少なくとも一つの物体から画像を取得するよう適合される個別の線形カメラ、前記少なくとも二つのカメラのそれぞれに関連し、かつ前記物体から前記画像が適切に取得される領域で前記物体を照明するよう適合する少なくとも一つの照明装置から構成され、前記照明装置は光パルスによって前記物体を照射し、前記光パルスは、カメラに関連する前記少なくとも一つの照明装置によって生成される光が前記少なくとも二つのカメラの他の取得を妨げないよう同期化され、前記カメラは、それぞれの少なくとも一つの照明装置が作動するときにのみ前記画像を取得することを特徴とする、画像取得の装置が提供される。
【００３５】
本発明により、たとえそれぞれのカメラのビュー面が互いに重なり合うとしても、異なる照明装置によって生成される光線が互いに妨害しないことが確実に可能であるため、相互に同期化される光パルスの照射により、異なるカメラのビューフィールドで物体によって反射または分散される光線は互いに妨害し合うことが不可能であるため、画像取得装置に必要な長さは著しく減少される。これにより、読み取り位置は互いに非常に近接して配置されることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明は、添付の図面の参照とともに下記に説明される。
【図１】単一のカメラを使用する、先行技術による画像取得装置を示すスケッチ図である。
【図２】単一のカメラを使用する、先行技術による画像取得装置を示すスケッチ図である。
【図３】複数のカメラを使用する、先行技術による画像取得装置の上面スケッチ図である。
【図４】図３の画像取得装置の操作を示す図である。
【図５】図３および４の装置のカメラのビュー面を示す図である。
【図５ａ】先行技術の装置で回避されるべきカメラの配置を示す斜視スケッチ図である。
【図６】本発明による画像取得装置の平面図である。
【図７】本発明による画像取得装置のカメラのビュー面を示す図である。
【図８】本発明による画像取得装置の操作を示す図である。
【図９】本発明による画像取得装置でのカメラのタイミングの第一実施例を示す図である。
【図１０】本発明による画像取得装置でのカメラのタイミングの第二実施例を示す図である。
【００３７】
図１および２では、単一のカメラ１を使用する、物体３が進行する例としてコンベヤベルトである運搬面２上に設置される、先行技術による画像取得装置が図示される。カメラ１は、物体３の上面７に印刷または貼付される、例としてバーコードである識別コードを読み取るよう設計される。カメラ１は、カメラ１が読み取りを実行すべき内部の領域（通常平面である）を照明する、例として一般にＬＥＤまたは固体かランプベースの照明装置である二つの照明装置４に関連する。
【００３８】
カメラ１は、物体３の上面７に設置されるコードを直接にでも、あるいはカメラが配置されていないときまたは直接読み取りのために正しく設置されるときに使用されるミラー５を経由してのどちらでも、読み取ることが可能である。
【００３９】
カメラ１はオートフォーカス装置により、物体３の上面７上での読み取り領域の下で一列に十分に焦点を合わせる。完璧な焦点のラインはビューラインと呼ばれ、および完璧な焦点距離で、カメラの光受信装置を通してカメラ１のセンサーの映像を表す。オートフォーカス装置によって可能である様々な距離での一連のビューライン（あるいは読み取りライン）は、カメラ１のビューフィールドとも呼ばれる、読み取りフィールドを構成する。読み取りフィールドラインは、ビュー面Ｖ（図２）と呼ばれる面にある。ビュー面Ｖとコンベヤベルト２の面に垂直な面Ｐの間の角度αは、読み取り角度、またはビュー角度と呼ばれる。
【００４０】
オートフォーカス装置の正確かつ効果的な操作のため、カメラ１は物体３の高さを認知する必要がある。従って、コンベヤベルト３に沿ってカメラ１の上方の物体３の進行方向に、例としてフォトセルの障壁またはレーザーセンサーである、物体３が入る高さを検出する高さセンサー６が提供される。
【００４１】
さらに、カメラ１の感度および取得速度を前記速度に基づいて規制するため、物体３が移動する速度を検出する、例としてエンコーダーである速度センサー９がコンベヤベルト２に関連する（図４）。
【００４２】
カメラ１による画像の列（“フレーム”）の一連の取得の開始および終了は、存在センサー１０によって、またはコンベヤベルト２に沿って設置される高さセンサー６によって示される、“フレームトリガー”装置によって生成される開始／終了信号を用いて設定される。しかし、“フレームトリガー”装置が物体を検出するとすぐに取得が始まるのではなく、“フレームトリガー”装置（図１および２で高さセンサー６によって示される）とカメラ１のビュー面Ｖとコンベヤベルト２の面の分岐との間の距離Ｄ、カメラのビュー角度、物体の速度、および計測された高さによって、既定の遅延で開始する。
【００４３】
図３では、矢印Ｆによって示される方向に、コンベヤベルト２を進行する物体の上面または四つの面のいずれか一つの面に印刷または貼付された光コードを読み取ることができるよう、五つのカメラを使用する、先行技術による画像取得装置が示される。
【００４４】
装置は、
・それぞれの照明装置４ａおよびそれぞれのミラー５ａに関連する上部カメラ１ａ、上部カメラ１ａはビュー面Ｖａに沿って通過する物体の上面に関連する情報を読み取る。（図ではカメラ１ａのビューフィールドが示される）
・それぞれの照明装置４ｂおよびそれぞれのミラー５ｂに関連する左前方カメラ１ｂ（矢印Ｆの方向に対し）、カメラを通してビュー面Ｖｂに沿って通過する物体の前面および左側面に関連する情報を読み取る。
・それぞれの照明装置４ｃおよびそれぞれのミラー５ｃに関連する左後方カメラ１ｃ、カメラを通してビュー面Ｖｃに沿って通過する物体の背面および左側面に関連する情報を読み取る。
・それぞれの照明装置４ｄおよびそれぞれのミラー５ｄに関連する右後方カメラ１ｄ、カメラを通してビュー面Ｖｄに沿って通過する物体の前面および右側面に関連する情報を読み取る。
・それぞれの照明装置４ｅおよびそれぞれのミラー５ｅに関連する右後方カメラ１ｅ、カメラを通してビュー面Ｖｅに沿って通過する物体の背面および右側面に関連する情報を読み取る。
から構成される。
【００４５】
図４では図３に示される画像取得装置の操作が示される。
【００４６】
カメラ１ａから１ｅは、カメラ１ａから１ｅの読み取り領域に到着する物体の高さを検出する高さセンサー６、進入物体が動く速度を検出する速度センサー９、カメラ１ａから１ｅの読み取り領域付近への物体の到着を検出し、かつ“フレームトリガー”信号の生成に使用される存在センサー１０、およびコンベヤベルトの縁からの物体の距離の検出、かつコンベヤベルトの物体の方向の決定に使用される距離センサー１１に接続される制御装置８によって作動される。
【００４７】
制御装置８は、センサー読み取りに基づいてそのような情報をカメラ１ａから１ｅに配信し、および照明装置４ａから４ｄの切り替えを調節する。制御装置８から受信される情報に基づき、カメラはそれぞれ、焦点および画像取得速度を規制、画像取得を開始されるべき時間を設定、およびその感度を調整する。
【００４８】
カメラそれぞれによって、一連の画像ラインの形状で取得される画像は、カメラによって取得される画像を画像のすべての列に結集することにより再構成し、かつ前記画像を光コードの情報かつ／また他の情報を抽出するために処理する、カメラに関連する各デコーダー１２に送信される。デコーダーそれぞれによって処理されたデータはその後、保存および他の処理の可能性のため、例としてハブ１３を通して、例としてパーソナルコンピュータであるデータ処理装置１４に送信される。
【００４９】
図５は、カメラ１ａのビュー面Ｖａおよびカメラ１ｂから１ｅのビュー面ＶｂからＶｅを示し、強調するために、照明装置４ａから４ｅによって照明される領域が、交差領域の過剰照明、かつ／また反射領域でカメラ１ａから１ｅによって取得される画像を阻害する反射照明を引き起こす互いの交差から回避されるよう、前記ビュー面は互いに重なり合わないようにしなければならない。
【００５０】
説明の目的で、複数のカメラを有する先行技術で回避されなければならないカメラ配置を図示する図５ａが参照される。複数のカメラのある先行技術の、二つのカメラのみが図に示され、例として各照明装置Ｉｄのある右後部カメラＴｄ、および各照明装置Ｉｓのある左後部カメラＴｓである。図５ａに示されるカメラＴｄおよびＴｓは、各ビュー面ＶｄおよびＶｓが９０°の角度を形成できるよう、物体３の背面で交差するように配置される。 
光は物体３の背面に入射しおよび左後部カメラＴｓの照明装置Ｉｓから由来する光は、右後部カメラＴｄのビューフィールドに、その読み取りを侵害するよう反射されることが可能である。
【００５１】
図６では、矢印Ｆ１によって示される方向に、コンベヤベルト１０２上を進行する物体の上面または四つの面のいずれかに印刷または貼付された読み取り光コードを読み取るための、図３に示される先行技術の装置と類似する、五つのカメラを使用する本発明による画像取得装置が示される。
【００５２】
本発明による装置は、
・それぞれの照明装置１０４ａおよびそれぞれのミラー１０５ａに関連する上部カメラ１０１ａ、カメラ１０１ａはビュー面ＬＶａに沿って通過する物体の上面に関連する光情報を読み取る。
・それぞれの照明装置１０４ｂおよびそれぞれのミラー１０５ｂに関連する左前方カメラ１０１ｂ、カメラはビュー面ＬＶｂに沿って通過する物体の前面および左側面に関連する光情報を読み取る。
・それぞれの照明装置１０４ｃおよびそれぞれのミラー１０５ｃに関連する左後方カメラ１０１ｃ、カメラはビュー面ＬＶｃに沿って通過する物体の背面および左側面に関連する光情報を読み取る。
・それぞれの照明装置１０４ｄおよびそれぞれのミラー１０５ｄに関連する右前方カメラ１０１ｄ、カメラはビュー面ＬＶｄに沿って通過する物体の前面および右側面に関連する光情報を読み取る。
・それぞれの照明装置１０４ｅおよびそれぞれのミラー１０５ｅに関連する右後方カメラ１０１ｅ、カメラはビュー面ＬＶｅに沿って通過する物体の背面および右側面に関連する光情報を読み取る。
から構成される。
【００５３】
図から見ることができるように、カメラおよびミラーは、カメラそれぞれのビュー面が周辺のカメラのビュー面と交差するように配置される。例として、カメラ１０１ｂと１０１ｄそれぞれのビュー面ＬＶｂとＬＶｄ、およびカメラ１０１ｂと１０１ｃそれぞれのビュー面ＬＶｂとＬＶｃは、互いに交差する。それにより、本発明による装置の容量は、図３に示されるような先行技術の装置と比べて、コンベヤベルト１０２の進行方向で大幅に縮小されることが可能であり、装置が狭い場所に取り付けられなければならないときに特に有利である。
【００５４】
図７は、カメラのビュー面の交差をより詳しく説明する図を示す。
【００５５】
先行技術の装置とは異なり、本発明による装置の照明装置１０４ａから１０４ｅは継続的にではなく、照明装置それぞれが、他のカメラまたは他のカメラの一部のビューラインが照明されないように、各カメラのビューラインを照明することが可能になる、パルスによって発光する。カメラ１０１ａから１０１ｅはそれぞれ、各照明装置１０４ａから１０４ｅが作動するときにのみ、画像を取得する。これにより、カメラそれぞれのビュー領域が過剰照明されることが回避され、およびカメラの画像取得が他のカメラのビュー領域からの光反射によって阻害されうる危険を除去する。
【００５６】
例として、カメラ１０４ａから１０４ｅが各々ＡとＢのカメラの二つのグループに分けられる場合、それぞれのグループのカメラのビュー面は互いに干渉せず、およびスキャン時間ｔが設定され、いずれかのグループのカメラがスキャン時間の半分ｔ／２の間画像の列を取得し、その後それらの個別の照明装置の電源は切られ、およびもう一方のグループのカメラがもう半分の時間ｔ／２の間に画像の列を取得するよう、装置がプログラム化されることが可能である。
【００５７】
ビューラインが他のカメラのビューラインを干渉しない上部カメラ１０１ａは、グループＡまたはＢに無差別に指定されることが可能である。
【００５８】
例として、グループＡは、ほぼ平行であるビュー面ＬＶｂとＬＶｅが互いに干渉しない左前方カメラ１０１ｂと右後方カメラ１０１ｅから構成され、一方グループＢは、ビュー面ＬＶｃとＬＶｄがほぼ平行である左後方カメラ１０１ｃと右前方カメラ１０１ｄから構成される。
【００５９】
上部カメラ１０１ａは前記のように、ビューラインＬＶａが他のカメラのビューラインと交差しないので、グループＡまたはグループＢに無差別に属することが可能である。追加的な上部カメラは、カメラ１０１ａのビュー面に交差するビュー面がなければならず、二つの上部カメラは明らかに異なるグループに属しうる。
【００６０】
すべてのカメラ１０１ａから１０１ｅは、同じスキャン周期で画像を取得する。
【００６１】
取得の瞬間は、すべてのカメラに同様のいわゆるマスターコントロール装置によって生成される “ライントリガー”と呼ばれる基準信号Ｓに基づいて計算され、図８に示されるように例として上部カメラなど、カメラの一つがマスター装置としての役割を果たすことが可能である。二つのグループのカメラに同様である“ライントリガー”信号は、期間Ｔを有する方形波であることが可能である。
【００６２】
マスターカメラは高さセンサー６、存在センサー１０、速度センサー９、および距離センサー１１から、接続箱１０８を用いて情報を受信し、および“ライントリガー”を生成し、かつ前記“ライントリガー”を他のカメラに“配信”する。図では、デコーダーとデータ処理装置との接続は図示されない。これらの構成材は図３の装置で既知のように配置および接続される。
【００６３】
図９の略図はカメラ１０１ａから１０１ｅによって取得される画像の第一タイミング実施例を示す。
【００６４】
“ライントリガー”パルスごとに、カメラ１０１ａから１０１ｅそれぞれは個別の取得時間に対応する時間間隔のためそれぞれの照明装置を点灯し、およびこの期間中、個々の電気シャッターを開放しかつ画像ラインを取得する。電気シャッターが閉鎖されると、画像ラインはＣＣＤからダウンロードされ、および既知の方法で処理される。
【００６５】
グループＡのカメラは、“ライントリガー”取得持続時間Ｔacq、の方形波信号の前の上昇で取得を開始することにより、画像を取得する。グループＢのカメラはグループＡのカメラに対する遅延Ｔrで取得を開始する。遅延Ｔrは、グループＡのカメラが取得を終了し、そしてその照明装置を切断した後にのみグループＢのカメラが画像を取得するよう、グループＡのカメラの取得時間Ｔacqより長いか同じである。グループＢのカメラはＴacqより大きくなりうる時間Ｔacq1、または別に提供されるＴr+Ｔacq1＜Ｔでも画像を取得する。この状況が関連する（考慮される）ならば、二つの異なるグループに属するカメラは決して同時にその照明装置が点灯することはなく、および決して同時に画像を取得することはないことが、明らかである。
【００６６】
好適な実施例により、遅延Ｔrは特定の適用のため、MinResolution [mm] /Vmax [mm/s]によって定義される最少取得時間Ｔminの半分と同等が選択されることが可能であり、MinResolution はカメラの最小解像度、つまりカメラに対する物体の最大距離でのｍｍ中のピクセルの寸法であり、およびVmax は物体の最大速度である。この実施例では、ＴacqとＴacq1はともにＴmin/2より短いか同じ、およびＴはＴminより長いか同じである。異なる、しかし同時のタイミングを予測することも可能である。
【００６７】
図１０を参照に例として、 “ライントリガー”が期間Ｔを有する方形波である場合、カメラのグループＢの取得は信号の前の下向で始まりうる、つまりグループＡのカメラの取得の開始に対してＴ/２と同等の遅延で始まり、Ｔ/２> Ｔacqとなり、式中ＴacqはグループＡのカメラの取得期間を表す。この場合、二つの異なるグループに属するカメラは、その照明装置が同時に点灯することは決してなくかつ決して同時に画像を取得しないよう、Ｔacq1<= Ｔ/２というために同等の、状況Ｔ/２+Ｔacq1<=Ｔが関連されなければならない。
【００６８】
上記に開示された実施例のいずれのタイミングのために、物体の速度が上昇するとき、マスターによって生成される“ライントリガー”の期間は、物体の速度が許容される最大の速度であるときに達する最小限度Ｔminまで減少されなければならないことに注目すべきである。
【００６９】
同じグループに属するカメラの取得時間は、互いに異なることも可能である。この場合、上記に開示されたタイミング実施例のＴacqとＴacq1は、各グループのカメラの最大取得時間としてみなされることになる。
【００７０】
照明装置１０４ａから１０４ｅが継続的な発光の代わりにパルスによって光を放出することにつながるさらなる利点は、前記照明装置は各カメラが実際に画像を取得するときにのみ点灯されたままになり、コンベヤベルト上を通過する物体がある限り照明装置が継続的に点灯し続ける先行技術の装置に対して、照明装置の操作のためのエネルギーが削減されることにある。
【００７１】
さらに、コンベヤベルトが停止する場合には、本発明による装置の照明装置は電源が切られ、コンベヤベルトが再開する場合に再び点灯するため、さらにエネルギー削減となる。
【００７２】
実用的な実施例では、材料、寸法、および操作上の詳細は、これらの指示と異なることが可能であるが、しかし本発明の法律上の分野を逸脱せず、技術的に同等になるべきである。
【００７３】
例として、コンベヤベルト１０２の下に設置され、これら後者が隣接するコンベヤベルトから分かれる空隙を通過するとき、通過する物体の下面にある光情報を読み取ることのできる下部カメラが提供されうる。この下部カメラが、上部カメラ１０１ａのように他のカメラのビュー面と抵触しないビュー面を有するとき、前記下部カメラは、画像を取得するタイミングのためカメラのグループＡまたはグループＢに無差別に指定されることが可能である。
【００７４】
さらに、多数のカメラおよび照明装置から構成される画像取得装置では、二つ以上のグループが提供されてよく、カメラはそれぞれのビューフィールドおよび照明面の方向に基づいて、異なるグループに指定される。
【００７５】
さらに、装置の小型化の点で明らかに有利に、画像取得のためより完全な光学装置を構成できるよう、カメラは一つ以上の照明装置がそれぞれの容器の内部に構成されうる。最後に、反射ミラーは完全になくすか、あるいは装置のいくつかのカメラにのみ関連してもよい。
【００７６】
最後に、本発明の使用が特に光情報を取得および読み取る装置に開示されたとしても、本発明は、光情報の取得および読み取りの能力にかかわりなく、一般的に画像を取得する装置に有利に使用されることが可能である。
【００７７】
例として、カメラ装置、および照明装置に関連するそのような装置は、運搬装置を用いて移動する物体の画像を取得するため、前記画像はビデオコード化装置に送信されるもの、または物体の寸法および形状特性を決定するためのもの、または制御および監視装置で使用されるためのものでありうる。
【符号の説明】
【００７８】
１カメラ
１ａ（上部）カメラ
１ｂ（左前方）カメラ
１ｃ（左後方）カメラ
２コンベヤベルト
３物体
４照明装置
４ａ照明装置
４ｂ照明装置
４ｃ照明装置
４ｄ照明装置
４ｅ照明装置
５ミラー
５ａミラー
５ｂミラー
５ｃミラー
５ｄミラー
５ｅミラー
６高さセンサー
７上面
８制御装置
９速度センサー
１０存在センサー
１１距離センサー
１２デコーダー
１３ハブ
１０１ａカメラ
１０１ｂカメラ
１０１ｃカメラ
１０１ｄカメラ
１０１ｅカメラ
１０２コンベヤベルト
１０４ａ照明装置
１０４ｂ照明装置
１０４ｃ照明装置
１０４ｄ照明装置
１０４ｅ照明装置
１０５ａミラー
１０５ｂミラー
１０５ｃミラー
１０５ｄミラー
１０５ｅミラー
１０８接続箱
α角度
Ｄ距離
Ｆ矢印
Ｆ１矢印
Ｉｄ照明装置
Ｉｓ照明装置
ＬＶａビュー面
ＬＶｂビュー面
ＬＶｃビュー面
ＬＶｄビュー面
ＬＶｅビュー面
Ｐ面
Ｓ基準信号
Ｔｄ右後部カメラ
Ｔｓ左後部カメラ
Ｔacq画像取得時間
Ｔr遅延
Ｔacq1画像取得時間
Ｔmin最少取得時間
ｔスキャン時間
Ｖビュー面
Ｖａビュー面
Ｖｂビュー面
Ｖｃビュー面
Ｖｄビュー面
Ｖｅビュー面
Ｖｓビュー面
【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５ａ】
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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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【国際調査報告】
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