[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.
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.
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.
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.