【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2
000/3000/4000/5000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3
1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2
4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、「’26
8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。