(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明又は半透明な容器（４）の外壁（３）に担持されたレリーフ（２）を光学的に読み取る方法であって、
入射光ビームにより前記容器（４）の外壁の周囲を照らす工程と、
レシーバー装置（２３）に光ビームを送るため、前記容器により反射された光ビームを捕集する光学要素（２４）を使用する工程と、
レリーフを認識するために前記レシーバー装置（２３）が受け取った光ビームを処理する工程とを含む方法において、
前記容器の下に配置された照明装置（１０）が供給した入射光コーン（１１）により前記容器（４）を照らす工程と、
寄生反射を避けるべく、レリーフ（２）付き外壁を照らすのを少なくともその一部に制限するために前記入射光コーン（１１）の幅を調節する工程と、
前記容器の下に配置されていると共に前記容器の壁の平面像を形成するのに適している前記光学要素（２４）により、反射された光ビームを捕集する工程と、
前記容器の特徴に応じて前記光学要素（２４）の画角（γ）を調節する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
入射光コーンの外側の角度又は内側の角度を減少させる一つ以上のマスキングリング（１８、１９）を使用することにより、前記入射光コーン（１１）の幅を調節することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光学要素（２４）の角度（α）を変更することにより、前記光学要素（２４）の画角（γ）を調節することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
決められたテーパ角度（β）を備えた光学要素（２４）を一連の光学要素のうちから選択することにより、前記光学要素（２４）の画角（γ）を調節することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
透明又は半透明な容器（４）の外壁（３）に担持されたレリーフ（２）を光学的に読み取るための読み取り装置であって、
前記容器（４）の外壁の周囲を照らす入射光ビームを供給するのに適した照明装置（１０）と、
前記容器により反射されて光学要素（２４）に捕集された光ビームを受け取るためのレシーバー装置（２３）とを具備し、前記光学要素（２４）が前記容器（４）と前記レシーバー装置（２３）との間に挿入され、更に
レリーフを認識するために前記レシーバー装置により受け取られた光ビームの分析及び処理を行うための分析処理ユニットを具備する装置において、
前記容器の下に配置された前記照明装置（１０）が入射光コーン（１１）を供給し、
前記容器の下に配置された前記光学要素（２４）が、照らされた容器の壁の平面像を形成するのに適していることを特徴とする装置。
【請求項６】
寄生反射を避けるべく、レリーフ（２）付き外壁を照らすのを少なくともその一部に制限するために前記入射光コーン（１１）の幅を調節する調節手段（１８、１９）を具備することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記入射光コーン（１１）の幅を調節する調節手段が、入射光コーン（１１）の外側の角度又は内側の角度を減少させるのに適した一連のマスキングリング（１８、１９）により構成されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記光学要素（２４）が決められた観測角（α）の光学コーンを有することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記容器の特徴に応じて前記光学要素（２４）の画角（γ）を調節する手段を具備することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記画角（γ）を調節する手段は、観察角（β）が互いに異なる一連のコーンのうちから一のコーンを選択することにより構成されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記照明装置（１０）が光リング（１２）に対し位置決めされた照明用光学コーン（１４）を有することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記照明用光学コーン（１４）に接触して取付けられた透明な保護プレート（２０）を具備することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記光学コーン（２４）が、リング（２６）上に取付けられて前記照明用光学コーン（１４）を支持するように構成され、前記照明用光学コーン（１４）と同心になっていることを特徴とする請求項８又は１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、例えば透明又は半透明のボトル又はフラスコのような物、中空物又は容器の外壁に形成された広い意味でのレリーフを読み取るために、そのような容器を光電子検査する技術分野に関する。
【０００２】
本発明は、特にはガラスボトルの下マージンにビード又はレリーフ要素で形成されて書き込まれたコードの型式の型番号を読み取ることを目的としている。
【０００３】
本発明の好適な利用分野では、例えばセンサにより検出された欠陥品と欠陥型の番号とを関連づけ、欠陥型を使用して製造されたボトルを自動的に廃棄し、一つ以上の型からきたボトルを自動的に抽出、特にはサンプル抽出するためにボトルに担持された型番号を読み取ることが知られている。本発明の主題の他の好適な利用分野は、型番号によりボトルが空か満タンであるかを仕分けする分野である。
【０００４】
背景技術
現在の技術水準において、ボトルコンベヤライン上に配置された読み取り装置を使用することが知られている。コンベヤライン上にボトルがランダムに配置されている場合、型番号に対応するレリーフを読み取るためにボトルの下マージンの全周を走査すべく読み取り装置の前で各ボトルをその垂直軸を中心に回転させることが必要になる。
【０００５】
その技術の主な欠点は各ボトルを回転させなければならないことである。ボトルを回転させると、回転駆動機構により擦られるためボトルの外壁が傷つく可能性が生じてしまう。更に、ボトルを回転させると、直線的に行われる他の検査工程、つまり、ボトルを直線的に移動させることが邪魔されない他の検査工程に比べ、検査速度が低下してしまう。
【０００６】
そのような技術の欠点を克服するため、フランス国特許出願FR 2 747 211は、容器の本体の一部の全周を照らす光源を備えた光電子読み取り装置を提案している。
【０００７】
この光源はコンベヤのいずれかの側であってボトルの下マージンの高さに配置された二つの要素により構成される。この装置はコンベヤのいずれかの側であってボトルの本体の高さに配置された二つの円錐台形状のミラーを有し、そのミラーはボトルにより反射された光を受け取りその光をボトルの上に配置されたカメラまで伝えるのに適している。このカメラは、型番号を含むボトルの領域の全像を再生可能な電子処理装置に接続されている。
【０００８】
そのようなレリーフ読み取り装置ではボトルを回転させる必要がないが、そのような装置を使うと、像のコントラストを減少させてしまう寄生反射が発生してしまい、レリーフが背景のノイズに埋没してしまい、レリーフの読み取りが困難になってしまう。更に、コンベヤのいずれかの側で二つのミラーを使用しても、ボトルの全周で反射されたすべてのビームを十分に回収することができない。この欠点を克服するために上述した特許出願は四つのミラーを使用することを提案しているが、その結果、容器の取扱いが特別になってしまい、検査速度が低下してしまう。
【０００９】
発明の開示
従って本発明は、透明又は半透明な容器の外壁に担持されたレリーフが光学的に読み取られつつ、その間の容器の取扱い操作が不要であり、読み取り効率が高くなることを保証するのに適した方法を提供することにより、上述した問題点を解決することを目的とする。
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は、透明又は半透明な容器の外壁に担持されたレリーフを光学的に読み取る方法であって、
入射光ビームにより前記容器の外壁の周囲を照らす工程と、
レシーバー装置に光ビームを送るため、前記容器により反射された光ビームを捕集する光学要素を使用する工程と、
レリーフを認識するために前記レシーバー装置が受け取った光ビームを処理する工程とを含む方法を提供する。
【００１１】
本発明によれば、その発明は、
前記容器の下に配置された照明装置が供給した入射光コーンにより前記容器を照らす工程と、
寄生反射を避けるべく、レリーフ付き外壁を照らすのを少なくともその一部に制限するために前記入射光コーンの幅を調節する工程と、
前記容器の下に配置されていると共に前記容器の壁の平面像を形成するのに適している前記光学要素により、反射された光ビームを捕集する工程と、
前記容器の特徴に応じて前記光学要素の画角を調節する工程とを含む。
【００１２】
本発明は、透明又は半透明な容器の外壁に担持されたレリーフを光学的に読み取るための装置であって、
前記容器の外壁の周囲を照らす入射光ビームを供給するのに適した照明装置と、
前記容器により反射されて光学要素に捕集された光ビームを受け取るためのレシーバー装置とを具備し、前記光学要素が前記容器と前記レシーバー装置との間に挿入され、更に
レリーフを認識するために前記レシーバー装置により受け取られた光ビームの分析及び処理を行うための分析処理ユニットを具備する装置を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明によれば、この装置では、
前記容器の下に配置された前記照明装置が入射光コーンを供給し、
前記容器の下に配置された前記光学要素が、照らされた容器の壁の平面像を形成するのに適している。
【００１４】
限定ではなく例として本発明の目的とする実施形態及び装置を示している添付図面を参照して後述する説明を読むことにより様々な他の特徴が明らかになるであろう。
【００１５】
発明を実施するための最良の形態
図１は広い意味で透明又は半透明の中空物又は容器４の外壁３に担持されたビード又はレリーフ２を読み取るのに適した装置１の一実施形態を示す。好適な実施形態において、容器４はボトルであり、そのボトルの下マージン５は、そのボトルを製造するのに使用する型の番号に対応するコードを構成するレリーフ又はビード２を担持している。従来の方法のように、各ボトル４は、ボトル４の下部６が下部移動面Ｐを画定するように矢印ｆの方向に（それ自体公知の）取扱い装置により並進して移動され、その際にボトル４は、各ボトルの対称軸ｘが読み取り装置１の対称軸Ｘに一致する位置に一つずつ送られる。
【００１６】
本発明の読み取り装置１は、ボトルの外壁３の周囲を照らす入射光ビームを送るのに適切な照明装置１０を有する。本発明では、照明装置１０は、ボトルの移動が妨害されるのを回避すべく、ボトル４の下、つまり、下部移動面Ｐの下に配置される。図２に更に詳細に示すように、照明装置１０は、ボトルの下マージン５の全周を照らすための入射光コーン１１を出すのに適している。この照明装置１０は、スリーブ頂面１３1 から光の輪を出すためにスリーブ１３内に取付けられた環状の光ファイバのような光源１２を有する。この照明装置は更に、光源１２から出た光ビームを捕集するためにスリーブ１３の上に配置された円錐台照明用ミラー１４を有する。この照明用ミラー１４は、対称軸Ｘを中心に環状に対称形になっている中空円錐台要素の型式である。このミラーにより反射された光が移動面Ｐに平行な面Ｐ’と５°〜２５°の角度をなす照射角Ｉを有するように、照明用ミラー１４はスリーブ頂面１３1 の側に傾けて向けられている。図１に示すように、照明用ミラー１４は入射光コーン１１を出し、その入射光コーン１１の外側は照明用ミラー１４の頂縁部により画定され、入射光コーン１１の内側は環状に対称形のリング１７の頂縁部により画定される。照明用ミラー１４の頂縁部及び環状リング１７の頂縁部は共通面Ｐ’内に横設され、照明用ミラー１４の頂縁部と環状リング１７の頂縁部との間に入射光コーン１１のための最大ギャップが画定される。
【００１７】
本発明の好適な特徴によれば、照明装置１０は、光を照らすのを、レリーフ２を担持している下マージン５の部分に制限するように入射光コーン１１の幅を調節する手段を有する。このことは図２によくわかるように示してあり、入射光コーン１１の外側は頂部角度Ｉ1 により画定され、入射光コーン１１の内側は下部角度Ｉ2 により画定され、それらの角度は面Ｐ’に対するものである。本発明の特徴として、その調節手段は、対向しているボトルの壁の頂部に光が反射されてしまうのを回避するために入射光コーン１１の頂部角度Ｉ1 を小さくするのに役立つ。本発明の他の特徴として、その調節装置は、ボトルの下部が原因となる寄生反射を回避するために下部角度Ｉ2 を大きくすることができる。好適には、光コーン１１の幅を調節するその装置は、ミラー１４の頂縁部及びリング１７の頂縁部のそれぞれに形成された溝内に取付けられる不透明リングの型式のマスクリング１８及び１９により構成される。この場合、マスクリング１８は角度Ｉ1 より大きい入射角度を有する光線をマスクするのに役立ち、マスクリング１９は角度Ｉ2 より小さい入射角度を有する光線をマスクするのに役立つ。各リング１８及び１９は、光コーン１１の頂部角度及び／又は下部角度を所定の値に調節するために決められた所定の直径及び幅を有する。好適な実施形態の特徴として、照明装置１０には、損傷及び汚れを回避するために照明用ミラー１４の上に保護ガラス２０が配置される。この保護ガラス２０は、寄生反射を回避すべくミラー１４及びリング１７に接触せしめられる。それゆえ、この保護ガラス２０はマスクリング１８及び１９にも接触する。
【００１８】
本発明では、照明装置１０は、読み取るべきレリーフ２を有する限られた領域の下マージン５の全周を照らす光コーン１１を供給する。そのような光によりレリーフ２からの反射光が形成され、その反射光は捕集されなければならない。
【００１９】
本発明の読み取り装置１は光ビームを受け取るためのレシーバー装置２３を有する。その受け取られる光ビームは、反射されて、ボトル４とレシーバー装置２３との間に挿入されている光学要素２４により捕集されたものである。例えばそのレシーバー装置２３は、焦点距離が８ｍｍ又は１０ｍｍの標準レンズを備えたＣＣＤマトリックスカメラであることが可能である。本発明では、その光学要素２４はボトル４の下、つまり、ボトルの下部移動面Ｐの下に配置される。その光学要素２４は、照らされたボトルの壁の周囲の平面像を形成するように構成される。図３に詳細に示すように、図示している例の光学要素２４は、好適には円形リング１７の内側面に形成された円錐台光ミラーにより構成される。光学ミラー２４は対称軸Ｘを中心とした円錐台形状になっている。
【００２０】
図３に示す好適な実施形態において、円形の光学ミラー２４は、互いに入れ子式になるように照明用ミラー１４の内側に同心に取付けられる。この光学ミラー２４は、スタンド２７上に支持されている高さ調節可能な一連の重ねリング２６に取付けられる。光学ミラー２４は、外側にある光源１２を備えたスリーブ１３を支持するように構成される。
【００２１】
光学ミラー２４の大底がその小底よりも下に位置するように、光学ミラー２４の面は照明用ミラー１４の面と同一方向に傾いている。光学ミラー２４は、対称軸Ｘに平行な垂線Ｖと傾斜角βをなす。光学ミラー２４の高さはｈであり、その内径は小底の位置でｄである。
【００２２】
「観察コーン」とも呼ばれる光学ミラー２４は、レリーフ２を見ることができるようにする（画角γに対応する）観察視野を定めるのに適している。更に光学ミラー２４は、レリーフ２から反射された光を捕集するのを可能にする観察角αを定めるのに適している。この観察角αは垂線Ｖと光学ミラー２４への入射方向とにより画定される。カメラの観察視野はＣＣＤカメラの寸法及びレンズの焦点距離に依存し、画像の倍率が決定される。更にカメラの観察視野は観察コーン２４の径ｄ及び高さｈに依存し、これらの二つのパラメータにより下マージンの画像の大きさが定まる。光学コーン２４の観察角αは、マージン５の傾斜及びレリーフ２の突出度合いに応じて決定されなければならない。レリーフの突出量が少なくても、観察角αが大きければ、レリーフ２をより良く観察することができる。しかしながら、そのような状況の下では、検出装置はボトルの下部の厚さの変化に敏感になる。従って、観察角αは２０°〜２５°の間で可能である。この目的のため、観察角αが観察コーンの角度βに依存するという理由から、角度βの値が異なっている複数の光学ミラー２４が備えられる。例えば、角度βが１９°、２５°、３０°及び３５°にそれぞれ等しい一連の四つの光学ミラー２４を備えることが可能である。当然ながら、各光学ミラー２４はボトル４の直径に適している径ｄ及び高さｈを有する。
【００２３】
光学ミラー２４により捕集された光は、直接（あるいは、図１に示す場合にはカメラ２３が垂直方向に延びている対称軸Ｘに対し横方向に配置されているため、偏向ミラー３０を介して）カメラ２３まで伝えられる。当然ながら、カメラ２３を軸Ｘ上に位置合わせすることも可能である。一般に、好適にはカメラは移動面Ｐの下に配置される。
【００２４】
カメラ２３は受け取った光ビームの分析及び処理を行うためのユニット（図示せず）を有する。例として、図４はカメラ２３が受け取った画像Ｔを示す。受け取った画像Ｔはマージンに相当するリングを有し、リング内にはレリーフ２に相当する情報ｉが現れている。分析処理ユニットはリングの内側を走査してレリーフを認識し、型番号を決定する。
【００２５】
産業上の利用の可能性
上述した説明に基づき本発明の読み取り装置１を実施することができる。
【００２６】
本発明の読み取り装置１は、コンベヤ装置を変更する必要なくボトルが搬送される通路に取付けられる。更に読み取り装置はボトルの下部移動面Ｐの下で一体化されている。その上、検査すべきボトルの形状及び寸法に依存して、レリーフ２を担持しているマージンのみを照らすように光コーン１１の幅が決定される。このために照明装置１０には任意に内側マスクリング１９及び／又は外側マスクリング１８が取付けられる。リングの選択は、幅及び径が異なる一連のマスクリング１８及び１９の中から行われる。
【００２７】
同様に、カメラの画角γは容器の形状及び寸法の特徴に応じて調節又は決定される。例として示したものでは、決められた高さｈ、径ｄ及び傾斜角βを有する観察ミラー２４を選択することにより画角γが決定される。この選択は、異なる特徴をそれぞれ有する幾つかの観察ミラー２４の範囲内で行われる。
【００２８】
当然ながら、ボトルの対称軸ｘと読み取り装置の対称軸Ｘとが位置合わせされた時に画像の撮影は行われる。この画像はカメラ２３により撮影され、次いでレリーフ２を読み取るための処理が行われる。
【００２９】
本発明の範囲を逸脱することなく本発明に様々な変更を加えることが可能であるため、本発明は上述した例に限定されない。円錐台光学ミラーに代えて、上述した機能と同様の機能を果たすプリズムを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光学読み取り装置の一実施形態の部分断面側面図である。
【図２】  本発明の装置に設けられた照明装置の一実施形態を示す図である。
【図３】  本発明の読み取り装置に設けられたレシーバー装置の一実施形態を示す図である。
【図４】  本発明の読み取り装置から得られた画像の例を示す。
【図１】
0004243431.tif 000002
【図２】
0004243431.tif 000003
【図３】
0004243431.tif 000004
【図４】
0004243431.tif 000005