NL8600849A - Inrichting voor het optisch identificeren van voorwerpen. - Google Patents

Description

-N. ' - PHN 11.697 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Inrichting voor het optisch identificeren van voorwerpen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het optisch identificeren van voorwerpen, waarvan een oppervlak voorzien is van een reliëfstruktuur waarvan de details een identifikatiepatroon vormen, welke inrichting bevat, een stralingsbron die een 5 stralingsbundel uitzendt naar het oppervlak, en een stralingsgevoelig detektiestelsel in de weg van de van het oppervlak afkomstige straling.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Britse octrooischrift nr. 1.580.735 voor het uitlezen van een uit verdikkingen in de wand van een glazen vat aangebrachte bestaande identifikatiekode.

10 Het uitlezen van deze identifikatiekode geschiedt doordat de glazen wand met de verdikkingen in de stralingsbundel tussen de stralingsbron en de uit enkele stralingsgevoelige diodes bestaande detektor geschoven wordt. Doordat de als lenzen werkende verdikkingen de lokale intensiteit van de stralingsbundel beïnvloeden treedt een detekteerbare variatie 15 van het uitgangssignaal van de stralingsgevoelige diodes op. Bij een, eveneens in het genoemde octrooischrift beschreven, alternatieve uitleeswijze wordt niet de lenswerking van de verdikkingen gebruikt maar de spiegelwerking waardoor, ten gevolge van het sterk gekromde oppervlak van de glaswand ter plaatse van de verdikkingen, detekteerbare variaties 20 ontstaan. In deze situatie bevinden zich de stralingsbron en de detektor aan dezelfde zijde van de wand van het glazen vat.

De inrichting zoals beschreven in het genoemde Britse octrooischrift nr. 1.580.735 kan niet gebruikt worden bij voorwerpen die ondoorzichtig zijn en/of waarvan de oppervlakken per voorwerp sterk 25 verschillende spiegelende eigenschappen hebben, bijvoorbeeld veroorzaakt door externe invloeden tijdens de levensduur van het voorwerp. Deze voorwerpen kunnen bijvoorbeeld uit vrij zachte maar taaie kunststof vervaardigde voorwerpen zijn. Ook kunnen het voorwerpen zijn die gedurende een fabrikageproces vervormd worden of 30 oppervlaktebehandelingen zoals zandstralen of lakken ondergaan. Het is het doel van de uitvinding een inrichting voor het optisch identificeren van voorwerpen te verschaffen waarbij de doorzichtigheid en de ( * * PHN 11.697 2 oppervlakte-eigenschappen van het materiaal waaruit het voorwerp is vervaardigd vrijwel geen invloed hebben op de uitvoerbaarheid van de identifikatieprocedure.

Hiertoe heeft een inrichting voor het optisch 5 identificeren van voorwerpen volgens de uitvinding als kenmerk dat de hoofdstraal van de door de bron uitgezonden bundel een scherpe hoek maakt met de normaal op het oppervlak, en dat de op het stralingsgevoelig detektiestelsel invallende straling gemoduleerd is door de schaduwwerking van de reliëfstruktuur. tO De uitvinding berust op het inzicht dat de slagschaduw van een reliëfstruktuur met voldoend grote hoogteverschillen bij alle, uitgezonderd extreem stralingsabsorberende, oppervlakken kan worden waargenomen. De details van de reliëfstruktuur kunnen bestaan uit zowel plaatselijke verhogingen van het oppervlak als uit plaatselijke 15 verdiepingen van, of uitsparingen in het oppervlak.

Opgemerkt wordt dat het op zich bekend is, bijvoorbeeld uit de Europese octrooiaanvrage nr. 0.134.996, een onregelmatigheid op een oppervlak te herkennen door detektie van de door de onregelmatigheid veroorzaakte slagschaduw. In de genoemde Europese octrooiaanvrage is 20 echter sprake van detektie vein een vouw in, of de flap van, een enveloppe, en niet van het uitlezen van een identifikatiekode.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een identifikatie-inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de hoek tussen de hoofdstraal en de normaal op het oppervlak tussen ongeveer 45° en 25 ongeveer 70° ligt. Bij een dergelijke hoek worden goed waarneembare schaduwen gevormd, terwijl deze schaduwen niet met elkaar versmelten bij afstanden tussen details van het reliëfpatroon in orde van grootte van de afmetingen van de details zelf.

Een verdere uitvoeringsvorm van de identifikatie-30 inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de doorsnede van de stralingsbundel ter plaatse van de reliëfstruktuur minstens gelijk is aan de grootte van die struktuur, en dat het stralingsgevoelig detektiestelsel een beeldaftastend stelsel is. Het voordeel hiervan is dat het voorwerp geen voorgeschreven beweging ten opzichte van de 35 identifikatie-inrichting hoeft te maken, maar stil kan staan of op een transportinrichting getransporteerd kan worden. Aldus hoeft de beweging van een voortgaahde stroom voorwerpen, bijvoorbeeld op een transportband * .» ^s* ^ PHN 11.697 3 in eea sorteerinricIitingr niet beïnvloed te worden door de identifikatieprocedure.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de detektor is ingericht voor het 5 waarnemen van een tweedimensionaal beeld. Een dergelijke detektor kan bijvoorbeeld een televisiekamera zijn, gekombineerd met een microcomputer voor het ontrafelen van het opgenomen patroon. Bij gebruik van een detektor die een tweedimensionaal vlak opneemt is het mogelijk de kode in een tweedimensionaal patroon te rangschikken, bijvoorbeeld in 10. een vierkante of rechthoekige matrix waar de informatie in iedere matrixcel gevormd wordt door de aan- of afwezigheid van een stip, gerepresenteerd door een verheffing, verdieping of uitsparing. Een dergelijke stipkode, waarbij de stippen dus in een tweedimensionale matrix kunnen zijn gerangschikt, is bekend, en in principe kan iedere 15 gewenste binaire kodering gebruikt worden.

Het gebruik van een stipkode heeft ten opzichte van de bekende streepjeskode het voordeel dat slechts de aan- of afwezigheid van een stip gedetekteerd hoeft te worden. Bij de bekende streepjeskode, m gebruikt voor produktidentifikatie in de handel, is de informatie 20 gedeeltelijk opgeslagen in de breedte van de strepen. Een in reliëf aangebrachte stipkode heeft ten opzichte van een in reliëf aangebrachte streepjeskode het voordeel dat de toegestane toleranties met betrekking tot de plaatsing van stralingsbron en detektor veel ruimer kunnen zijn. Bovendien heeft een stipkode ten opzichte van een 25 streepjeskode het voordeel dat de stipkode in meerdere richtingen uitleesbaar is, en dat de hoeveelheid informatie per eenheid van oppervlakte groter kan zijn.

Een optische identifikatie-inrichting volgens de uitvinding kan als verder kenmerk hebben dat de stralingsbron is 30 ingericht voor het uitzenden van korte intense flitsen straling, en dat het stralingsgevoelig element in het detektiesfelsel een geheugeneffekt bezit.

Door de identifikatiekode kort en fel te belichten wordt een momentopname van het identifikatiepatroon op het stralingsgevoelig 35 element van het detektiestelsel gevormd, welke momentopname pas na verloop van enige tijd behoeft te worden uitgelezen. Bij een dergelijke inrichting kan de beweging van het voorwerp snel zijn ten opzichte van ΡΗΝ 11.697 4 ϊ Λ de uitleestijd van het detektiestelsel. Een detektiestelsel dat aan het gestelde voldoet is bijvoorbeeld een konventionele TV-kamera.

De inrichting kan ook zo zijn uitgevoerd dat meerdere stralingsgevoelige detektiestelsels gelijktijdig gebruikt worden.

5 Daartoe heeft een optische identifikatie-inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat deze ten minste een stralingsbron bevat, en een aantal stralingsgevoelige detektiestelsels. Bij gebruik van een stralingsbron is dit bijvoorbeeld een langwerpige bron die verschillende voorwerpen gelijktijdig belicht. Bij gebruik van een aantal 10 afzonderlijke stralingsbronnen is ieder detektiestelsel toegevoegd aan een stralingsbron.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van de tekening, waarin figuur 1 schematisch een uitvoeringsvorm van een optische 15 identifikatie-inrichting volgens de uitvinding toont, figuur 2 een detail van figuur 1 toont, en figuur 3 een mogelijke kode die gebruikt kan wórden bij het identificeren van voorwerpen laat zien, en figuur 4 schematisch een inrichting toont met meerdere 20 detektiestelsels.

In figuur 1 wordt een voorwerp 10, hier voorgesteld als een kubus, op een transportband 20 langs een optische identifikatie-inrichting geleid. Op een zijde 11 van het voorwerp is een identifikatiekode 30 in de vorm van een reliëfpatroon aangebracht. Dit 25 patroon kan een tweedimensionale matrix zijn waarin op een aantal plaatsen een half bolletje 31 is aangebracht. In plaats van bolletjes kunnen bijvoorbeeld ook cylinder.tjes of kubusjes gebruikt worden. Bolletjes hebben echter in vergelijking met cylindertjes of kubusjes het voordeel dat ze minder gevoelig zijn voor beschadigingen, en dat in de 30 tussenruimten terechtgekomen vuil sneller loslaat.

In figuur 2 is het oppervlak met de halve bolletjes in detail weergegeven. Een lichbron 40, zendt straling uit die gebundeld kan worden met behulp van een reflektor 41 of een projektielens 42, De stralingsbundel 43 valt scheef in op het oppervlak 11 van het voorwerp 35 10, zodat de bolletjes 31 een slagschaduw 32 op het oppervlak 11 vormen. De detektor 50, bijvoorbeeld een TV-kamera, neemt het beeld op, in welk beeld de schaduwen 32 van de bolletjes 31 kontrasteren met het s .-¾¾. ü' PHN 11.697 5 verlichte oppervlak 11. De konversie van het opgenomen patroon van schaduwen naar een identifikatiekode wordt met behulp van een computer 51, bijvoorbeeld een microprocessor, uitgevoerd.

De vorm van de details van de reliêfstruktuur kan 5 willekeurig zijn mits deze details een voldoende grote schaduw geven. De door de details 31 gevormde schaduwen dienen onderscheiden te kunnen worden van die veroorzaakt door eventueel op het oppervlak aanwezige krassen of verontreinigingen of door oneffenheden van het oppervlak, en de schaduwen van afzonderlijke details dienen duidelijk van elkaar 10 gescheiden te zijn. Bij het gebruik van halve bolletjes is dit bijvoorbeeld het geval bij een boldiameter die aanzienlijk groter is dan de oneffenheden van het oppervlak en een afstand tussen de bolletjes (hart op hart) van twee tot drie maal de diameter. Bij gebruik van andere reliëfstrukturen, zoals op het oppervlak staande of in liet 15 oppervlak uitgespaarde cylindertjes, zijn soortgelijke kriteria aan te houden.

Figuur 3 laat een mogelijke identifikatiekode zien. Deze kode bestaat uit een matrix van elementen gerangschikt in zes kolommen en vijf rijen. Het bovenste element van iedere kolom bevat een 20 verheffing, verdieping of uitsparing waarmee de aanwezigheid van de kolom wordt aangeduid. De eigenlijke informatie is bevat in de deelmatrix bestaande uit de rijen 2, 3 en 4 en de kolommen 101, 102, 103, 104 en 105. Hierin representeert iedere kolom in binaire kode een van de getallen van 0 tot en met 7. De toegevoegde betekenis hiervan kan 25 bijvoorbeeld zijn: kolom 101 bevat een kode voor de identifikatie van de matrijs waarin het voorwerp is gevormd, kolom 102 een kode voor de producent van het voorwerp, kolom 103 en 104 samen een kode voor. de produktiemaand, en kolom 105 een kode voor de eigenaar van het voorwerp. De rij 5 en de kolom 106 bevatten pariteitsstippen zodat een 30 fout in de kode gedetekteerd kan worden.

De hier beschreven kode en toewijzing is slechts een voorbeeld, door uitbreiding van het aantal kolommen en rijen kan meer informatie in de identifikatiekode worden opgeslagen, en/of de foutendetektie worden aangevuld met een mogelijkheid tot fouten-35 korrektie, zoals uitvoerig in de literatuur beschreven is. Hier wordt volstaan met een verwijzing naar het amerikaanse oktrooischrift nr. 4263504.

PHN 11.697 6 *·

Figuur 4 toont in bovenaanzicht een uitvoeringsvorm van de optische detektie-inrichting met meerdere detektoren 501, ..., 50n waarmee een aantal voorwerpen gelijktijdig kan worden geïdentificeerd of elk van deze voorwerpen minder malen achter elkaar. Voor elk van de 5 detektoren, bijvoorbeeld télevisiekamera's, kan een aparte stralingsbron 40^, 40n aanwezig zijn. Het is ook mogelijk één, langwerpige, stralingsbron te gebruiken.

/

Claims (6)

1. Inrichting voor het optisch identificeren van voorwerpen, waarvan een oppervlak voorzien is van een reliëfstruktuur waarvan de details een identifikatiepatroon vormen, welke inrichting bevat, een stralingsbron die een stralingsbundel uitzendt naar het oppervlak, en 5 een stralingsgevoelig detektiestelsel in de weg van de van het oppervlak afkomstige straling, met het kenmerk, dat de hoofdstraal van de door de bron uitgezonden bundel een scherpe hoek maakt met de normaal op het oppervlak, en dat de op het stralingsgevoelig detektiestelsel invallende straling gemoduleerd is door de schaduwwerking van de reliëfstruktuur.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de hoek tussen de hoofdstraal en de normaal op het oppervlak tussen ongeveer 45° en ongeveer 70° ligt.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de doorsnede van de stralingsbundel ter plaatse van de reliëfstruktuur 15 minstens gelijk is aan de grootte van die struktuur, en dat het stralingsgevoelig detektiestelsel een beeldaftastend stelsel is.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de detektor is ingericht voor het waarnemen van een tweedimensionaal beeld.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk dat 20 de stralingsbron is ingericht voor het uitzenden van korte intense flitsen straling, en dat het stralingsgevoelig element in het detektiestelsel een geheugeneffekt bezit.

6. Inrichting volgens conclusie 1, 2, 3, 4 of 5, gekenmerkt door ten minste een stralingsbron en een aantal stralingsgevoelige 25 detektiestelsels.