(19)
(11) EP 1 124 651 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
29.01.2003  Patentblatt  2003/05

(21) Anmeldenummer: 99959227.2

(22) Anmeldetag:  02.11.1999
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7B07C 3/14
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/DE9903/483
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 0002/7549 (18.05.2000 Gazette  2000/20)

(54)

VORRICHTUNG ZUR BILDAUFNAHME VON PAKETOBERFLÄCHEN

DEVICE FOR RECORDING PICTURES OF PARCEL SURFACES

DISPOSITIF POUR PRISES DE VUES DE SURFACES DE PAQUETS


(84) Benannte Vertragsstaaten:
BE CH DE FR GB IT LI

(30) Priorität: 06.11.1998 DE 19851284

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
22.08.2001  Patentblatt  2001/34

(73) Patentinhaber: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • STAMM, Peter
    D-78315 Radolfzell (DE)

(74) Vertreter: Berg, Peter, Dipl.-Ing. et al
European Patent Attorney, Siemens AG, Postfach 22 16 34
80506 München
80506 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 312 980
US-A- 4 044 227
US-A- 4 920 255
EP-A- 0 796 671
US-A- 4 869 813
   
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 438 (P-1108), 19. September 1990 (1990-09-19) & JP 02 171883 A (NEC CORP), 3. Juli 1990 (1990-07-03)
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 01, 31. Januar 1997 (1997-01-31) & JP 08 248291 A (SONY CORP), 27. September 1996 (1996-09-27)
   
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Pakete werden nach den auf der Oberfläche befindlichen Verteilinformationen, in den häufigsten Fällen den Empfängeradressen, in entsprechenden Einrichtungen automatisch sortiert und verteilt. Dabei werden die Pakete auf einer Transportvorrichtung mit relativ hoher Geschwindigkeit von ca. 2m/sec bei z.T. sehr kleinen Abständen zwischen den Paketen an der Vorrichtung zur Bildaufnahme vorbeigeführt, die die aufgenommenen Bilder einem OCR-Leser zur Verfügung stellt.
Da die Höhe der Pakete stark schwankt, muß in sehr kurzen Zeitabständen das optische System der Bildaufnahmevorrichtung den unterschiedlichen Abständen zwischen Kamera und Paketoberflächen angepaßt werden, damit die auszuwertenden Bilder keine Qualitätsschwankungen aufweisen.

[0003] Bei den bekannten Lösungen wurde deshalb die Bildschärfe den unterschiedlichen Abständen zwischen Paketoberfläche und Bildaufnahmevorrichtung automatisch angepaßt. Dazu wurde der Abstand mit einem an sich bekannten Höhensensor, z.B. einem Lasersensor oder einer Lichtschrankenzeile, gemessen. Auf der Basis des gemessenen Abstandes wurde dann entweder in einem einstellbaren Objektiv einer senkrecht über dem Paket befindlichen Bildaufnahmeeinrichtung die Bildschärfe durch Linsenverschiebung entsprechend angepaßt (EP-A-0796 671) oder der Bildebenempfänger, z.B. ein CCD-Zeilensensor, wurde in Richtung der optischen Achse gegenüber dem Objektiv verschoben, um ein scharfes Bild zu erzeugen. Dabei strahlt die meist im Scanner integrierte Beleuchtung schräg auf das Paket,und zwar schräg in Transportrichtung.

[0004] Damit sind folgende Nachteile verbunden:
  • Je nach Pakethöhe ergeben sich unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe und damit verschiedene Auflösungen im Bild. Hohe Pakete haben eine große und niedrige Pakete eine kleine Auflösung. Daraus folgt eine kleinere Abtastbreite bei hohen Paketen und eine größere Abtastbreite bei niedrigen Paketen.
  • Ist die in Transportrichtung schräg auf die Paketoberfläche blickende Bildaufnahmevorrichtung mit einer Beleuchtungseinrichtung fest gekoppelt, so ist eine unerwünschte Schattenbildung bei abwechselnd hohen und niedrigen Paketen mit kurzen Abständen zwischen den Paketen die Folge.


[0005] In Patent Abstracts of Japan vol. 014, no. 438 (P-1108), 19. September 1990 & JP 02 171883 A (NEC Corp.), 3. Juli 1990, wird eine Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen, die Verteilinformationen enthalten, offenbart, die eine senkrecht zur aufzunehmenden Paketoberfläche ausgerichteten Kamera aufweist, enthaltend einen CCD-Sensor und ein Aufnahmeobjektiv, mit mindestens einem Sensor zur Messung der Pakethöhen und einer Steuereinrichtung zur Erzeugung von Stellsignalen für die Kamera in Abhängigkeit von der gemessenen Pakethöhe. Weiterhin besitzt sie Transportmittel zum kontinuierlichen Transport der Pakete an der Kamera vorbei, wobei die Kamera als Aufnahmeobjektiv ein Zoom-Objektiv mit schnellem Zoom-Verstellantrieb aufweist, sowie mit einem Autofokus ausgerüstet ist. Der schnelle Zoom-Verstellantrieb ist von der Steuereinrichtung so ansteuerbar, dass der Abbildungsmaßstab unabhängig von der vorher gemessenen Höhe der die Verteilinformation enthaltenden Paketoberfläche stets gleich ist.

[0006] Bekannt ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Zoom-Verstellantrieb einen Linear-Motor enthält (Patent Abstracts of Japan vol. 1997, no. 01, 31. Januar 1997 & JP 08 248291 A (Sony Corp.), 27. September 1996).

[0007] Es wurde zwar auch eine seitliche Beleuchtung mittels abwechselnd leuchtenden Stroboskoplampen zur Ermittlung der Kanten von Adressaufklebern oder Adressfenstern auf Briefen bekannt, bei der Bilder mit Schatten voneinander subtrahiert werden, diese Lösung ist aber zur schattenfreien gleichmäßigen Beleuchtung unterschiedlich hoher Pakete nicht geeignet (EP-A-0 312 980).

[0008] Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen für eine Erkennung der auf der Paketoberfläche befindlichen Verteilinformationen, wie Empfängernamen und -adressen, zu schaffen, die bei gleichbleibend hoher Auflösung für Pakete unterschiedlichster Höhe die Pakete so beleuchtet, dass die von der Kamera erfaßte Paketoberfläche mit der Verteilinformation bei verschiedenen Pakethöhen stets schattenfrei gleichmäßig ausgeleuchtet ist.

[0009] Die seitliche Beleuchtung und die entsprechend gewählten Leuchtquerschnitte, Lichtverteilung und Strahlrichtung gewährleisten in jedem Fall eine schattenfreie Ausleuchtung der Paketoberfläche.

[0010] Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt
FIG 1
eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zur Bildaufnahme senkrecht zur Transportrichtung der Pakete
FIG 2
eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zur Bildaufnahme in Transportrichtung der Pakete


[0011] Die Pakete werden auf Kippschalen 2 , Transportbänder sind ebenfalls möglich, in die mit dem Pfeil angegebenen Richtung mit einer Geschwindigkeit von >1,7 m/s transportiert. Die Abstände zwischen den Paketen 1 können 150 mm und kleiner betragen. Als erstes passieren sie zwei über ihnen angebrachte Sensoren 3 zur Pakethöhenmessung, beispielsweise Ultraschallsensoren. Ein seitlicher Lichtvorhang ist ebenfalls einsetzbar. Danach gelangen die Pakete 1 in den Aufnahmebereich einer mittig über den Paketen angebrachten Kamera 4 mit einem Zoom-Objektiv 5 und Autofokus. Die Kamera 4 besitzt eine CCD-Diodenzeile, die während des Transports die Paketoberfläche scannt. Das Zoom-Objektiv 5 wird von einem schnellen Linearmotor 6 angetrieben, der von einer Steuereinrichtung'7 angesteuert wird, an die auch die Sensoren 3 zur Pakethöhenmessung angeschlossen sind. In Abhängigkeit von den vorher gemessenen Pakethöhen wird der Linearmotor 6 von der Steuereinrichtung 7 so angesteuert, daß der Abbildungsmaßstab unabhängig von der Pakethöhe stets gleich mit hoher Auflösung ist.
Zur Aktivierung der Bildaufnahmevorrichtung befindet sich vorgelagert eine ebenfalls mit der Steuereinrichtung 7 verbundene Lichtschranke, die die Belegung der Kippschalen 2 mit Paketen 1 meldet. Quer zur Transportrichtung der auf den Kippschalen 2 befindlichen Pakete 1 auf Höhe der Kamera 4 in Transportrichtung betrachtet sind seitlich über den Paketen 1 zwei Beleuchtungseinrichtungen 8 angebracht, die schräg auf die Pakete 1 strahlen. Die Leuchtrichtung, die Leuchtfläche und die Lichtverteilung der Beleuchtungseinrichtungen 8 sind so gewählt, daß die von der Kamera 4 erfaßte Paketoberfläche mit den Verteilinformationen bei den unterschiedlichen Pakethöhen stets schattenfrei und gleichmäßig ausgeleuchtet ist.


Ansprüche

1. Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen, die Verteilinformationen enthalten, mit einer senkrecht zur aufzunehmenden Paketoberfläche ausgerichteten Kamera (4), enthaltend einen CCD-Sensor und ein Aufnahmeobjektiv (5), mit mindestens einem Sensor (3) zur Messung der Pakethöhen und einer Steuereinrichtung (7) zur Erzeugung von Stellsignalen für die Kamera (4) in Abhängigkeit von der gemessenen Pakethöhe und mit einem Transportmittel zum kontinuierlichen Transport der Pakete an der Kamera vorbei, wobei die Kamera (4) als Aufnahmeobjektiv (5) ein Zoom-Objektiv mit schnellem Zoom-Verstellantrieb (6) aufweist sowie mit einem Autofokus ausgerüstet ist, wobei der schnelle Zoom-Verstellantrieb (6) von der Steuereinrichtung (7) so ansteuerbar ist, daß der Abbildungsmaßstab unabhängig von der vorher gemessenen Höhe der die Verteilinformation enthaltenden Paketoberfläche stets gleich ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Beleuchtungseinrichtungen (8) quer zur Transportrichtung und seitlich von den Paketen (1) angeordnet sind und schräg mit solchem Leuchtquerschnitt und solcher Lichtverteilung so auf die Pakete (1) strahlen, daß die von der Kamera (4) erfaßte Paketoberfläche bei verschiedenen Pakethöhen stets schattenfrei und gleichmäßig ausgeleuchtet ist.
 


Claims

1. Apparatus for recording pictures of parcel surfaces which contain distribution information, having a camera (4) oriented perpendicularly to the parcel surface to be recorded, containing a CCD sensor and a recording lens (5), having at least one sensor (3) for measuring the parcel heights and a control device (7) for generating actuating signals for the camera (4) in a manner dependent on the measured parcel height and having a transport means for continuously transporting the parcels past the camera, the camera (4) having, as recording lens (5), a zoom lens with fast zoom adjustment drive (6) and being equipped with an autofocus, it being possible for the fast zoom adjustment drive (6) to be activated by the control device (7) in such a way that the image scale is always the same, irrespective of the previously measured height of the parcel surface containing the distribution information, characterized in that two or more illuminating devices (8) are arranged transversely with respect to the transport direction and laterally with respect to the parcels (1) and radiate onto the parcels (1) obliquely with such a luminous cross-section and such a light distribution in such a way that the parcel surface captured by the camera (4) is always free of shadows and uniformly illuminated in the case of different parcel heights.
 


Revendications

1. Installation pour la prise de vues de surfaces de paquets qui contiennent des informations de distribution, comprenant une caméra (4), dirigée à la verticale de la surface de paquets à enregistrer, qui contient un détecteur CCD et un objectif de prise de vues (5), au moins un détecteur (3) pour mesurer la hauteur des paquets et un dispositif de commande (7) pour produire des signaux de réglage pour la caméra (4) en fonction de la hauteur de paquets mesurée et un moyen de transport pour transporter en continu les paquets devant la caméra, la caméra (4) présentant en tant qu'objectif de prise de vues (5) un objectif à focale variable avec un entraînement de réglage du zoom (6) rapide et étant aussi munie d'un autofocus, l'entraînement de réglage de zoom rapide (6) pouvant être commandé par le dispositif de commande (7) de telle manière que l'échelle de reproduction soit toujours identique, indépendamment de la hauteur préalablement mesurée de la surface de paquets contenant l'information de distribution, caractérisé en ce que deux dispositifs d'éclairage (8) ou plus sont placées transversalement à la direction de transport et latéralement par rapport aux paquets et envoient obliquement des rayons sur les paquets d'un profil transversal tel et d'une répartition de lumière telle que la surface de paquets enregistrée par la caméra est toujours éclairée de façon régulière et sans ombres quelle que soit la hauteur des paquets.
 




Zeichnung