JP2000502474A

JP2000502474A - ラベルを配置するための改良されたプロセス及び装置

Info

Publication number: JP2000502474A
Application number: JP9508555A
Authority: JP
Inventors: クラザーン，チャールズ・エフ・エイチ; ディヴァレリオ，ジョン
Original assignee: クラザーン・アンド・スミス・インコーポレーテッド
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 2000-02-29
Also published as: EP0842474A4; WO1997006495A1; US5838573A; KR19990036130A; EP0842474A1

Abstract

(57)【要約】一つのコンベアベルトの上で運ばれる容器に別のコンベアベルトで運ばれる包装紙を登録するシステムであり、このシステムでは、各々の容器が該容器のディジタル画像を提供する電子カメラにより撮像される。各包装紙（３０）の顔面に印刷された材料は、それのコンベア上に顔面を下にした状態で運ばれ、印刷材料のディジタル画像を提供する別の電子カメラにより撮像される。包装紙のコンベア（３２）は、可撓性のある光透過性のフレームを有する。光源（２０）がベルトを通して包装紙を照明するために提供される。包装紙が光透過性を有する１つの実施例では、印刷材料がコンベアベルトを通して撮像される。印刷材料の基準画像及び容器の少なくとも位置及び詳細な情報を有する基準情報のディジタル情報がコンピュータに予め格納されている。該コンピュータは、ディジタル画像を基準画像と比較し、容器及び包装紙の最初の方向及び位置に係わらず、包装紙上に容器を正確に配置するように機械アームを制御するためのコマンドを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】ラベルを配置するための改良されたプロセス及び装置本発明は、配置又は登録装置に係り、より詳しくは、適切な登録を達成するために光学検査システムを用いて表面にラベルを適用する自動化プロセスに関する。本発明の背景スポッティング装置は、一般に、一列に並べられた項目を、予め定められた幾何学的な相互の関係にある他の項目の対応する列に合致させる装置、すなわち登録装置であると考えることができる。例えば、スポッティング装置は、容器にラベルを貼りつけたり、容器或いは板のようなものを柔軟に包装する（すなわち包装紙）際に有用である。ここで用いられる”ラベル”や”包装紙”という項目は、時折、交換可能なように、シート又は通知に限定されるように意図されるものであるか、或いは、何らかの特別に要求されたフレキシビリティ、硬さ又は不明瞭さを有するシート材料の本質に係わらずに情報若しくはパターンで記述若しくは印刷されるものである。例えば容器又はラベルのような対象を検査する多数の先行技術システムが、多数の目的のために存在しており、これらのシステムは、対応する容器に自動的にラベルを登録したり、容器の表面に適切に登録されたラベルを位置決めしたり、或いは、これと逆のことをするように使用することができる。より進んだシステムの中には、米国特許出願シリアル番号０７／９１１６６７号（これ以降では、「’６６７出願」という）に開示、請求されたものがあり、このシステムは、その全体を参照することにより、本発明に組み込まれる。’６６７出願において指摘されたように、適度に充分な登録をもたらすために、例えば、包装紙若しくはラベルと、容器などのような物体と、の間で包装紙及び物体の少なくとも２つの次元で、サイズ、形状及び方向の詳細な情報を持つことが好ましい。包装紙及び物体に関するこのような情報は、コンベアで運ばれてきた包装紙及び／又は物体を撮像し、かつ、ディジタルコンピュータにおいて多数の知られている任意のプログラムでデータ処理する際に適切なデジタル画像を提供する電子カメラのような光学的撮像手段により容易に提供されることができる。’６６７出願は、各々のコンベアで運ばれてきた、一連のラベル及び一連の容器の各々のディジタル画像を形成するための１又はそれ以上の電子ビデオカメラからなるシステムを開示している。ディジタルコンピュータは、各々のラベル及び容器が、寸法、形状及び方向に関する予め定められた基準を満たしているか否かをディジタル画像から判定し、そして、ラベル及び容器が互いに合致しているか否かを決定するために使用される。機械的な選択手段が、コンピュータの決定に従って、容器の最初の方向によらずに、容器上のラベルを物理的に位置決めしたり、成いは逆に、適切に登録したりするために提供されている。ラベルを運ぶために用いられるコンベアは、ビデオカメラの焦平面を通った、コンベアの１つの表面にのったラベルを、順次、動かすために、空気多孔性、光透過性のコンベアベルトを備えており、このベルトは、ベルト上のラベルを取り外し可能なように保持するために負の圧力が維持される真空プレナムの上で開口された光透過性のフレームで支持される。このベルトの他の表面は、これらのラベルを背面から照らすため、好適には拡散光により照明されており、このベルトとラベルとの境界すなわちカメラにより撮像されたエッジ部との間にハイコントラストをもたらす。 ’６６７出願に記載された装置がこの技術において実質的な進歩であることが分かった一方で、それは多くの限界をかかえている。例えば、’６６７出願に係る装置は、バックライトによりハイコントラストでカメラに撮像れたエッジすなわちコーナーを光学的に配置することによりラベルのサイズ、形状及び方向を決定している。しかしながら、もしラベルが、透明な或いは着色さえされた透明体であるならば、カメラは、必要なエッジを配置するのが非常に困難であるかもしれない。’６６７出願に係る装置が、通常は、非常な高精度で対応する容器表面にラベルを登録する一方で、もしラベルが、ラベルエッジに適切に登録されていない印刷を含んでいるならば、そのとき、その印刷は、容器の輪郭に関して誤登録されるであろう。そこで、本発明の主たる目的は、先行技術に関し上記のように特定された問題を克服するスポッティングシステムを提供することである。本発明のさらなる他の目的は、運搬表面及びその上に配置されたラベルを撮像するカメラにより生成される信号が、運搬表面上で運ばれるラベルの境界内に現れる印刷又は他の印に基づくようなシステムを提供することである。本発明の要約前記及び他の目的を達成するために、本発明は、通常では、物を登録する装置に組み込まれており、ここでは、１つのコンベアラインに乗って運ばれる容器と他のコンベアラインに乗って運ばれる包装紙とが例示されている。それらのコンベアライン上で連続的に流れる容器の形状、位置、寸法及び方向などのパラメータを決定し、好適には、それらのパラメータに対応するディジタル電子信号を提供するための手段が提供される。そのコンベアライン上の各々の包装紙は、好適には、包装紙の顔面に印刷された材料のディジタル画像を提供する電子カメラによって撮像され、包装紙は、容器が適用されたときに、その顔面が外側にくるように、通常では、そのコンベア上で表を下にした状態で運ばれる。包装紙のコンベアは、光透過性のフレームで支持された、可撓性のある光透過性のコンベアベルトを備えている。包装紙の境界以内に現れるベルト、印刷、デザイン或いは他のしるしを通って照明するために光源が提供される。包装紙が光透過性を有するような１つの実施例では、ベルト及び包装紙の両方を通った照明下で、印刷された材料が撮像される。包装紙が不透明であるような別の実施例では、コンベアベルトを通って照明された包装紙の印刷表面上で、印刷された材料が、直接、撮像される。コンピュータは、包装紙のディジタル画像と、対応する容器のパラメータに関するディジタル信号と、初期設定された基準情報とに基づいて、それぞれコンピュータからの命令に従い、最初の方向に係わらず包装紙上に容器を配置する手段、例えば機械アームなどにより容器とこれに対応する包装紙の登録を達成するのに充分な情報を決定する。本発明は、可動のコンベアの上に一列に配列された薄いシート材料の第１セットの項目を他の可動のコンベアに一列に配列された他のセットの列の対応する部材へ登録する方法を含んでおり、その項目は、その境界以内でその上に配列された予め定められたデザインを有している。予め定められた基準情報、好適には、例えば、少なくともその上に表示されたデザインや意味のある部分の位置や詳細に関するディジタル情報の形態において、コンピュータのメモリに予め記憶されている。本発明を操作したとき、コンベアで運ばれるラベルのデザインが光学的に走査され、そのディジタル画像が提供される。例えば容器などのような他のセットの部材のパラメータ、特に位置及び方向に関するパラメータに対応するディジタル信号が、好適には他のセットの部材が対応するコンベアの上にある間においても、適切な手段により生成される。それから、ディジタル画像とディジタル信号とが予め記憶された基準情報と比較され、スポッティング用のコマンドが生成される。そして、それらのコマンドに答えて、各々の項目とこれに対応する部材とが、それぞれのコンベア上の項目及び部材の最初の方向及び位置に係わらず、要求通りの登録が行われるように物理的に位置決めされる。図面の簡単な説明本発明の特徴及び目的のより充分な理解のために、添付図面に沿って記述された以下の詳細な説明を参照するべきである。添付図面において、図１は、本発明の方法を実現するために有用な先行技術の実施例に係る装置を示した、部分的に切り取られた概略図であり、図２は、本発明の方法を実現するために有用な、先行技術の実施例に係る他の新規な装置を示した、部分的に切り取られた概略図である。図面の詳細な説明本発明に係る装置は、可動のコンベア手段の上に一列に配列された薄いシート材料の第１セットの項目を、他のコンベア上の他セットの列における対応する剖材へ登録するために意図されている。図１に示す装置は、’６６７出願で開示されたものと部分的に実質上類似であるように理解され、それらの項目及び部材を撮像し、走査するためのビデオ手段を有している。このために、図１の装置は、良く知られている電荷結合素子（ＣＣＤ）を備えた一対のビデオカメラ２０及び２２から典型的に形成された電子カメラの手段、例えば市販のソニーモデルＸＣ −７７白黒ＣＣＤカメラを含んでいる。図１に示された実施例では、容器２４（紙、金属、プラスティックなどから典型的に作られる）を撮像すなわち走査するためにカメラ２２が配置されており、該カメラは、そのような一連の容器を動かすために意図されたコンベア手段における支持表面２６の背景に対してトップビューなるように配置されるのが好ましい。コンベアで運ばれる容器２４の位置及び方向のようなパラメータを決定し、かつ、それらのパラメータに相当する信号を提供するための手段として、多数の様々なシステム、機械的な装置、液圧応用機械などのようなものを用いることができることが認められよう。しかし、強制ではないが、ここでは、光学システムが選定されている。同様なＣＣＤカメラ２０が、包装紙３０を連続的に撮像すなわち走査するために配置されており、これらの包装紙は、紙、プラスティックなどのようなシートから典型的に形成され、これらのシートはコンベアベルト３２を有するコンベア手段の表面３１の上で支持されている。コンベア手段は、ベルト上にランダムに方向付けられるかもしれない一連の包装紙を動かすように意図されている。装置の操作中では、ＣＣＤカメラ２２が、容器２４がコンベアベルト２８により順次提供される間に、容器２４の画像、典型的にはディジタル化された画像と等価な電子信号を提供する。そのような信号は、走査すなわち撮像された容器における、固定された基準フレームに対するサイズ、形状、方向及び位置と、対応するコンベアベルトの支持表面の背景に対する時間的或いは空間的なデータとに関するデータを含むのが好ましい。図１に示された実施例では、各々の包装紙が、予め定められたデザインを有しており、これらのデザインは、例えば印刷又は浮き彫りされた文、又は、任意若しくは空想的な他のしるしを含むが、これに限定されず、幾何学的な配列、芸術的な表現なども含まれており、これのデザインは、包装紙の境界以内でそれの上に表示され、かつベルト３２の表面３１に対してデザイン面を下にして運ばれる。ＣＣＤカメラ２０が、以降において詳細に記述されるであろうデザインを撮像し、かつ、操作中に、対応する包装紙のデザインに関する電子信号を提供するために配置すなわち位置決めされている。これらの画像信号をカメラから電子コンピュータ手段３６に送出する手段が、リード線３４の形態で提供されている。コンピュータ手段３６のメモリに予め記憶されている情報は、基準とみなされる予め定められた情報、例えば、容器とこれに対応する包装紙とが互いに合致するか否かを決定するためのサイズや形状といった情報である。重要なことに、包装紙に印刷若しくは浮き彫りされたデザインにおける１又はそれ以上の見本の少なくとも位置、方向、幾何学的な様相などといった詳細情報の基準を画定する予め定められた情報がコンピュータメモリに追加されて記憶されている。このような基準は、印刷或いは他の方法で表示された要求されたパターンすなわちデザインの画像を、正確に要求された方向及び位置に配列することを実行し、かつ、その情報をコンピュータメモリに格納することにより、コンピュータを”トレーニング”することによって、準備されることができる。この代わりに、代用のディジタルモデルを公知の方法で準備し、同様にコンピュータメモリに格納することもできる。本発明は、単一のデザインに限定されるものではないが、その代わりとして、コンピュータ手段３６が、境界すなわち包装紙若しくはラベルのエッジ以内の様々な位置で複数のパターンを認識、比較してトレーニングされることができる。コンピュータ手段３６は、包装紙及び容器の画像を予め格納された基準画像と比較するようにプログラムされている。この比較の結果として、コンピュータ手段３６は、ある位置に配置された対応する包装紙上に容器を位置決めし、その包装紙の印刷された材料を要求された空間的な関係に配置すなわち容器に登録することを実行する１セットのスポッティングコマンドを生成する。コンピュータ手段３６は、一般の目的で使用されるディジタルコンピュータや、特化されたディジタルコンピュータ、或いはアナログコンピュータすなわちハードワイヤで結線された回路でさえ、用いることができることが認められるであろう。カメラからの情報（すなわち、容器を認識する位置及び方向の信号であって、かつ、機械的もしくは場合によっては他の方法で生成された信号）に基づいてコンピュータ手段３６から送出されたスポッティングコマンドにより各々実施可能な可動アーム３８の機構の形態における手段は、容器及び包装紙の最初の方向に係わらず、コンピュータにより認識された容器２４の１つをピックアップし、該容器を、コンピュータにより認識された対応する包装紙上に配置するように制御される。アーム３８の機構による容器のピックアップは、真空、取り外し可能な粘着、磁場などのようなもの（容器の材料に依存する）により実現するようにしてもよい。典型的には、ベルト３２が、真空プレナム４２の上方の支持フレーム４０の上部表面で摺動可能であるように取り付けられた、可撓性メッシュすなわち空気多孔性ベルトとして提供されており、該真空プレナムでは、比較的やや固定された状態でベルト上で取り外し可能な位置にある平らな包装紙３０を取り外し可能なように保持すべく、負の圧力がポンプ４３により維持されている。このため、ベルト３２は、ベルト３２の外側表面３１での大気圧と真空プレナム４２での減じられた圧力との間で空気伝達可能な通路として機能するように該ベルトの対向する長手方向の表面の間に延在する複数の開口４４で提供されるようにしてもよい。同様に、フレーム４０も、開口した網状組織すなわち格子として提供されており、該フレームは、例えば１枚の実質的に剛性の材料から形成され、例えば直径が１／２インチであり、その間を通ってガスがプレナム４２と開口４４との間を通り抜けることができる複数の大きな開口すなわち孔４５を有する。ベルト２８は、ベルト３２と同様に形成されることができるが、もし、その上で運ばれる容器や他の物体が固定位置（もし容器に関連した情報が光学的に得られるならば、少なくともカメラ２２による撮像中に）を保持する傾向があるほど十分に比較的重いならば、ベルト２８は、多孔を必要とせず、かつ、これに対応して設けられる真空プレナムも提供される必要がない。コンベアベルト３２は、光透過性（すなわち、半透明か透明のいずれか）のある材料、例えば、ガラス、ポリエステル、ポリカーボネイトなどのような光透過性繊維で補強された、可撓性、光透過性を有するウレタンで形成されている。同様に、ベルト３２は、もし提供されるならばプレナム４２の真空がベルトを通って空気を引き込むように支持及び開口構造の両方を提供するフレームすなわち格子４０を必然的に横切るので、格子４０は、光について透明又は高度に半透明性を有するプラスティックもしくはガラス材料、好適には非常に低い摩擦係数を有するポリテトラフルオロエチレンや他の材料から形成されている。光透過性のベルト３２と光透過性の支持格子４０とを結合した場合、ベルト３２を照明するようにプレナム４２内に配置された複数の細長く延びた電気ランプ４６、典型的には蛍光灯として示された光源が用意される。必ずしも必然でないが、典型的には、ランプ４６とベルト３２との間に配置された、下にあるフレーム４０は、光学的な散乱手段すなわち拡散手段であり、例えば、１層の、すなわち光透過性の白くまぶしたもしくはオパル性の、プラスティック又はガラスの拡散シート４８を有する。図１の実施例の操作において、パターンすなわちラベル上の文字や他のしるしの配列のモデルが、トレーニング用のユーティリティ、例えば、コグネックス（ Cogncx）社により提供されるコグネックスサーチング（Cognex Searching）ソフトウェア、ニーダム(Needham)、ＭＡ０２１９４によりつくられる。このソフトイウェアは、コグネックス社により１９９３年に刊行された、コグネックス２０００／３０００／４０００／５０００ビジョンツールズ(Vision Tools)、レビジョン（Rcvision）６．０における第１章のセクション６に詳細に述べられている。トレーニングのための他の知られているソフトウェアが、他のベンダーから市販されており、また、家で容易に発展させることができる。トレーニングは、関心のある特徴を含む画像の制作を要求し、このような画像は、カメラ２０で、要求されたラベル特徴を撮像することにより、コンピュータ３６に提供されるのが好ましい。前記したコグネックス２０００／３０００／４０００／５０００ビジョンツールズで述べられているように、ディジタルデータの形態で提供された画像は、コンピュータメモリに格納され、このメモリに格納された画像データは、このソフトウェアによって、その後の検索処理で用いられるモデルへ変形される。容器２４及び該容器に登録、適用されるべく意図されたラベル３０の各シーケンスは、図の矢印により示された方向へ各々のコンベアベルト２８及び３２に沿って、各々のカメラ２０及び２２により撮像されることができる位置へ運ばれる。この位置では、幾分拡散された画像としてであっても、ラベルの下方から照明されたときにラベルを通して撮像され得る。ラベルは、しばしば、その上に印刷された不透明なものが撮像できるほど十分に光透過性のある紙もしくはその類似物から形成されているということが認識されるであろう。従って、本発明の一つの方法を達成するために、図１の装置のカメラ２０は、先行技術と同様に、ベルト３２の上部の運搬表面に対向するように配置されたままになっている。カメラ２０は、光透過性のあるラベルを通して、ベルト３２に面したラベルの表面に付けられ或いは刻まれた材料を撮像するだろう。一旦、これらのカメラが容器及びラベルのいずれかを各々撮像すると、容器及びラベルに印刷された項目のついてのサイズ、形状及び方向に関する光学的情報が、ディジタル化され、典型的なディジタルコンピュータであるコンピュータ手段３６へ送出される。コンピュータ手段３６が、包装紙及び容器のディジタル化された画像を、予め定められ、格納されているモデルすなわち基準画像と比較するようにプログラムされているので、前述されたコグネックスソフトウェアや他の市販されているソフトウェアにより制御されるコンピュータ手段３６は、容器を、ある位置に配置された対応する包装紙上に位置決めし、該包装紙上に印刷されている材料を要求されている空間的配置に配列したり、容器に登録したりするための１セットのスポッティングコマンドを生成する。これらのスポッティングコマンドは、サーボ制御されたアーム３８による容器２４のピックアップのタイミングを制御し、該アームを正確な位置に運動させ、該容器にラベルを適切に登録するために機能する。その代わりに、もしコンピュータが容器及び包装紙が予め設定された限界値を超えて不適当に組み合わせられたならば、或いは、容器及び包装紙の少なくともいずれかが、予め設定された基準に合致せずに欠陥があるならば、そのとき、不適当な組み合わせ若しくは欠陥項目は、放棄される。ランプ４６及びフレーム４０の光学的透過性により提供される光は、ベルト３２の上部表面３１及びラベル３０を通過して透過され、ラベルの下面にある印刷物がカメラにより撮像できるほど比較的、高強度の均一な白熱光を提供するように機能する。光透過性のラベルは、もし透明でないならば、ベルトを通過した光の透過に関して、拡散体として機能する傾向にあり、その結果、ラベルを通して眺められた印刷事項は、光学的に鮮明でないだろう。しかしながら、もしコンピュータが、複数の予め定められた部分、例えば、いくつかの異なる位置にある個々の文字や印刷材料のデザイン要素を、例に関して、それらの印刷された文字やデザイン要素のおおよその中心におけるいくつかの位置が合計されるようにプログラミングされているならば、そのとき、文字やデザイン要素のエッジが拡散的であり不正確に眺められるのにも係わらず、ラベル上のデザインの方向及び位置が、高精度に決定されることができる。同様の構成部分が同一符号により示された、図２に示すように、本発明に係る装置は、図１の先行技術の装置と実質的に同様の構成要素からなり、ベルト上でランダムに方向付けられる可能性のある１連の容器２４を支持し、かつ動かすように意図された支持表面２６を有する可撓性のあるコンベアベルト２８を含んでいる。図２の装置は、ベルト３２上にランダムに方向付けられる可能性のある一連のラベル３０も動かすように意図された上部すなわち外側表面３１を備えた第２のコンベアベルト３２も含んでいる。図３に示された実施例では、カメラ２２が、支持表面２６の背景に対して好適なトップビューから容器２４を撮像するために配置されている。しかしながら、ＣＣＤカメラ２０は、ベルト３２の表面３１の上で支持されているラベル３０の印刷表面を、ベルトを通して、すなわちベルト３２の下側の内部表面から連続的に撮像するために配置されている。従って、ベルト３２は、光透過性の、好適には透明の材料、例えば上述されたような光透過性の繊維で補強された可撓性の透明ウレタンなどの材料から形成される。図１の実施例のように、図２の装置は、カメラからのディジタル化された画像信号を電子コンピュータ３６へ伝達するためのリード線３４を含んでいる。後者（電子コンピュータ）は、ある位置にある対応するラベル上に容器を位置決めし、該容器にラベル上の印刷材料を要求された通りに登録するように配置することを実現するためのコマンドを提供するために、画像信号と予め定められ格納された基準画像との間の必要な比較を行うべく上述のようにプログラムされているのが好ましい。図１の実施例のように、コンピュータ３６として、一般的な目的のために使用されるディジタルコンピュータ、特化した目的のディジタルコンピュータ、アナログコンピュータすなわちハード結線された回路を用いることができる。可動アーム機構３８は、カメラからのようなディジタル化された情報に基づいて送出されるコンピュータ３６からのコンピュータコマンドにより各々操作可能であり、該可動アーム機構は、容器及びラベルの最初の方向に係わらず、容器２４のうちのコンピュータに認知された容器を拾い上げ、それらをコンピュータに認知されたラベル３２に対応付けるように配置される。ベルト３２は、真空プレナム４２上の支持アーム４０の上部表面で摺動が可能であるように取り付けられた、可撓性メッシュすなわち空気多孔性ベルトとして、提供されるようにしてもよく、この真空プレナムでは、平坦なラベル３０を、べルトの上で比較的固定された状態で位置が可変であるように、取り外し可能に保持するために、負の圧力がポンプ４３により維持されている。従って、ベルト３２は空気多孔物であるようにしてもよい。図１の実施例のように、フレーム４０は、複数の大きな開口すなわち穴４５を有する実質的に剛性材料から形成された典型的な開いた格子であり、かつ、透明である。１又はそれ以上の電子ランプ４６がベルト３２を照明するために配置されている。ベルト３２を通して眺められたときのラベル上における印刷事項の画像の光学的な明快さを保護するために、図２の実施例は、ベルトとランプ４６との間の光学散乱手段すなわち拡散体を省略している。図２の実施例の利点は、ラベルが、光に対して不透明であったり透過性を有したりする任意の材料から形成されることができるという点に即座に現れ、これにより、図２の実施例は、ラベル上の印刷事項が該ラベルを通して読まれるような上述したシステムとは異なり、例えば金属薄片などを受け入れるだろう。さらに、ラベル上の印刷事項を含む画像は、ラベルを通して読まれた印刷事項よりも光学的に遥かに鮮明である傾向があり、これによってコンピュータによる加工処理がより少なくて済む。さらに、ラベルの顔面から、直接、印刷事項を読むように要求される光束は、比較的、低照度とすることができ、ラベルを通して印刷事項を読むように要求された光束、すなわち’６６７出願のシステムにより要求された背景とエッジとの間のハイコントラストを提供する光束よりも、かなり強度を減じられることが期待される。従って、図２の装置のための照度は、かなり小さくてもよく、これによって、生成する熱及び使用するパワーを小さくすることができる。ここに包含された本発明の範囲から逸脱することなく、上記装置にいくつかの変更をなすことができるので、上記説明に含まれ、成いは、添付図面に示されたすべての事項は、一つの実例と解釈すべきであって、限定的な意味に解釈すべきではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年１２月３１日（１９９６．１２．３１）【補正内容】明細書ラベルを配置するための改良されたプロセス及び装置本発明は、配置又は登録装置に係り、より詳しくは、適切な登録を達成するために光学検査システムを用いて表面にラベルを適用する自動化プロセスに関する。本発明の背景スポッティング装置は、一般に、一列に並べられた項目を、予め定められた幾何学的な相互の関係にある他の項目の対応する列に合致させる装置、すなわち登録装置であると考えることができる。例えば、スポッティング装置は、容器にラベルを貼りつけたり、容器或いは板のようなものを柔軟に包装する（すなわち包装紙）際に有用である。ここで用いられる”ラベル”や”包装紙”という項目は、時折、交換可能なように、シート又は通知に限定されるように意図されるものであるか、或いは、何らかの特別に要求されたフレキシビリティ、硬さ又は不明瞭さを有するシート材料の本質に係わらずに情報若しくはパターンで記述若しくは印刷されるものである。例えば容器又はラベルのような対象を検査する多数の先行技術システムが、多数の目的のために存在しており、これらのシステムは、対応する容器に自動的にラベルを登録したり、容器の表面に適切に登録されたラベルを位置決めしたり、或いは、これと逆のことをするように使用することができる。より進んだシステムの中には、米国特許出願シリアル番号０７／２３４，２６８号、今やロバート・ジェー・カーブレー(Robert J.Carbrey)などに対して１９９５年９月１９日に公開登録された米国特許番号５，４５１，７９５号（これ以降では、「’２６８出願」という）に開示、請求されたものがあり、このシステムは、その全体を参照することにより、本発明に組み込まれる。’２６８出願において指摘されたように、適度に充分な登録をもたらすために、例えば、包装紙若しくはラベルと、容器などのような物体と、の間で包装紙及び物体の少なくとも２つの次元で、サイズ、形状及び方向の詳細な情報を持つことが好ましい。包装紙及び物体に関するこのような情報は、コンベアで運ばれてきた包装紙及び／又は物体を撮像し、かつ、ディジタルコンピュータにおいて多数の知られている任意のプログラムでデータ処理する際に適切なデジタル画像を提供する電子カメラのような光学的撮像手段により容易に提供されることができる。’２６８出願は、各々のコンベアで運ばれてきた、一連のラベル及び一連の容器の各々のディジタル画像を形成するための１又はそれ以上の電子ビデオカメラからなるシステムを開示している。機械的な選択手段が、コンピュータの決定に従って、容器の最初の方向によらずに、容器上のラベルを物理的に位置決めしたり、或いは逆に、適切に登録したりするために提供されている。ラベルを運ぶために用いられるコンベアは、ビデオカメラの焦平面を通った、コンベアの１つの表面にのったラベルを、順次、動かすために、空気多孔性、光透過性のコンベアベルトを備えており、このベルトは、ベルト上のラベルを取り外し可能なように保持するために負の圧力が維持される真空プレナムの上で開口された光透過性のフレームで支持される。このベルトの他の表面は、これらのラベルを背面から照らすため、好適には拡散光により照明されており、このベルトとラベルとの境界すなわちカメラにより撮像されたエッジ部との間にハイコントラストをもたらす。 ’２６８出願に記載された装置がこの技術において実質的な進歩であることが分かった一方で、それは多くの限界をかかえている。例えば、’２６８出願に係る装置は、バックライトによりハイコントラストでカメラに撮像れたエッジすなわちコーナーを光学的に配置することによりラベルのサイズ、形状及び方向を決定している。しかしながら、もしラベルが、透明な或いは着色さえされた透明体であるならば、カメラは、必要なエッジを配置するのが非常に困難であるかもしれない。’２６８出願に係る装置が、通常は、非常な高精度で対応する容器表面にラベルを登録する一方で、もしラベルが、ラベルエッジに適切に登録されていない印刷を含んでいるならば、そのとき、その印刷は、容器の輪郭に関して誤登録されるであろう。そこで、本発明の主たる目的は、先行技術に関し上記のように特定された問題を克服するスポッティングシステムを提供することである。本発明のさらなる他の目的は、運搬表面及びその上に配置されたラベルを撮像するカメラにより生成される信号が、運搬表面上で運ばれるラベルの境界内に現れる印刷又は他の印に基づくようなシステムを提供することである。本発明の要約前記及び他の目的を達成するために、本発明は、通常では、物を登録する装置に組み込まれており、ここでは、１つのコンベアラインに乗って運ばれる容器と他のコンベアラインに乗って運ばれる包装紙とが例示されている。図面の簡単な説明本発明の特徴及び目的のより充分な理解のために、添付図面に沿って記述された以下の詳細な説明を参照するべきである。添付図面において、図１は、本発明の方法を実現するために有用な先行技術の実施例に係る装置を示した、部分的に切り取られた概略図であり、図２は、本発明の方法を実現するために有用な、先行技術の実施例に係る他の新規な装置を示した、部分的に切り取られた概略図である。図面の詳細な説明本発明に係る装置は、可動のコンベア手段の上に一列に配列された薄いシート材料の第１セットの項目を、他のコンベア上の他セットの列における対応する部材へ登録するために意図されている。図１に示す装置は、’２６８出願で開示されたものと部分的に実質上類似であるように理解され、それらの項目及び部材を撮像し、走査するためのビデオ手段を有している。このために、図１の装置は、良く知られている電荷結合素子（ＣＣＤ）を備えた一対のビデオカメラ２０及び２２から典型的に形成された電子カメラの手段、例えば市販のソニーモデルＸＣ −７７白黒ＣＣＤカメラを含んでいる。図１に示された実施例では、容器２４（紙、金属、プラスティックなどから典型的に作られる）を撮像すなわち走査するためにカメラ２２が配置されており、該カメラは、そのような一連の容器を動かすために意図されたコンベア手段における支持表面２６の背景に対してトップビューとなるように配置されるのが好ましい。コンベアで運ばれる容器２４の位置及び方向のようなパラメータを決定し、かつ、それらのパラメータに相当する信号を提供するための手段として、多数の様々なシステム、機械的な装置、液圧応用機械などのようなものを用いることができることが認められよう。しかし、強制ではないが、ここでは、光学システムが選定されている。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年６月９日（１９９７．６．９）【補正内容】１．可動のコンベア手段の上に一列に並べられた第１セットに係る薄いシート材料の個々の項目を第２セットに係る対応する一列の個々の部材に登録するための装置であって、前記装置は、前記コンベア手段の表面上に前記シート材を取り外し可能に保持するための手段と、前記コンベア手段の上の前記項目を撮像し、この撮像画像を表す第１の信号を提供するためのビデオ手段と、前記第２セットの前記部材のパラメータを確定し、かつ、前記パラメータを表す第２の信号を提供するための手段と、前記登録を果たすためのコマンドを提供する上で充分な情報を前記信号に基づいて決定するコンピュータ手段と、前記項目及び前記部材の最初の方向に係わらず、前記コンピュータ手段からのコマンドに応じて、各々、前記部材の一つに関した前記項目の少なくとも一つを物理的に配置して前記登録を行うための手段と、を有し、前記コンベア手段は、前記ベルトの上側表面に対し顔面を下にしたデザインを備えた前記項目を支持し、かつ、動かすための可撓性のある光透過性のコンベアベルトと、前記ベルトの前記一つの表面に並べられた前記第１のセットを明るくするように前記ベルトの対向する表面を照明するための手段と、有し、ここでの改善は、前記項目の各々が、前記項目の境界以内にその上に配列された少なくとも一つの予め決定されたデザインを有し、前記デザインの各画像を表す前記第１の信号の各々を提供するために、前記ベルト上に配列された前記項目のうちの対応する項目が有する前記デザインの各々を連続的に撮像するために配置された、前記ビデオ手段と、前記第１の信号から第１のディジタル情報を形成するための手段と、前記デザインの基準画像の少なくとも位置及び詳細に関する第２のディジタル情報を格納する手段と、前記コマンドを決定するために、前記第１のディジタル情報を前記基準画像と比較し、かつ、前記第１のディジタル情報を前記第２のディジタル情報と比較する手段と、を有する、前記装置。

Claims

【特許請求の範囲】１．可動のコンベア手段の上に一列に並べられた第１セットに係る薄いシート材料の項目を第２セットに係る対応する一列の部材に登録するための装置であって、前記装置は、前記コンベア手段の表面上に前記シート材を取り外し可能に保持するための手段と、前記コンベア手段の上の前記項目を撮像し、この撮像画像を表す第１の信号を提供するためのビデオ手段と、前記第２セットの前記部材のパラメータを確定し、かつ、前記パラメータを表す第２の信号を提供するための手段と、前記登録を果たすためのコマンドを提供する上で充分な情報を前記信号に基づいて決定するコンピュータ手段と、前記項目及び前記部材の最初の方向に係わらず、前記コンピュータ手段からのコマンドに応じて、各々、前記部材の一つに関した前記項目の少なくとも一つを物理的に配置して前記登録を行うための手段と、を有し、前記コンベア手段は、前記ベルトの上側表面に対し顔面を下にしたデザインを備えた前記項目を支持し、かつ、動かすための可撓性のある光透過性のコンベアベルトと、前記ベルトの前記一つの表面に並べられた前記第１のセットを明るくするように前記ベルトの対向する表面を照明するための手段と、有し、ここでの改善は、前記項目の各々は、前記項目の境界以内にその上に配列された少なくとも一つの予め決定されたデザインを有し、前記システムは、前記デザインを撮像し、かつ、前記デザインを表す前記第１の信号を提供するために配置された、前記ビデオ手段と、前記第１の信号から第１のディジタル情報を形成するための手段と、前記デザインの基準画像の少なくとも位置及び詳細に関する第２のディジタル情報を格納する手段と、前記コマンドを決定するために、前記第１のディジタル情報を前記基準画像と比較し、かつ、前記第１のディジタル情報を前記第２のディジタル情報と比較する手段と、を有する前記装置。２．請求項１に係る前記項目の登録のための装置であって、前記予め決定されたデザインは、記述された文字である、前記装置。３．請求項１に係る前記項目の登録のための装置であって、前記予め決定されたデザインは、任意の又は空想的なデザインである、前記装置。４．請求項１に係る前記項目の登録のための装置であって、前記ビデオ手段は、薄いシート材料の項目を通して前記デザインを撮像するために配置されている、前記装置。５．請求項１に係る前記項目の登録のための装置であって、前記ビデオ手段は、前記コンベアベルトを通して前記デザインを撮像するために配置されている、前記装置。６．請求項１に係る前記項目の登録のための装置であって、比較するための前記手段は、コンピュータ手段を有する、前記装置。７．請求項６に係る前記項目の登録のための装置であって、格納するための前記手段は、前記コンピュータ手段のメモリを有する、前記装置。８．請求項６に係る前記項目の登録のための装置であって、前記コンピュータ手段は、ディジタルコンピュータである、前記装置。９．可動のコンベア手段の上に一列に並べられた第１セットに係る薄いシート材料の項目を、別の可動のコンベア手段の上に一列に並べられた別のセットに係る列の対応する部材に登録するための方法であって、前記項目は、前記項目の境界以内にその上に配置された予め定められたデザインを有しており、前記デザインの少なくとも位置及び詳細の基準情報を格納し、対応するコンベア上で前記項目を光学的に走査し、前記走査による画像を表す第１の信号を提供し、前記第２のセットの前記部材のパラメータを表す第２の信号を提供し、前記第１の信号からの情報を前記第２の信号と比較することにより、スポッティングコマンドを決定し、前記項目及び部材の最初の方向及び位置に係わらず、前記コマンドに応じて各々、前記部材に関して前記項目を物理的に配置して前記登録を行う、前記方法。１０．請求項９に係る項目及び部材の登録のための方法であって、前記第１の信号を提供する第１のステップは、前記情報を生成するために、前記第１のディジタル信号を前記基準情報と最初に比較するステップを有する、前記方法。１１．請求項１０に係る項目及び部材の登録のための方法であって、前記基準情報及び信号がディジタルデータの形態で格納及び比較されることができるようにこれらの情報をディジタル化するステップを有する、前記方法。