JP6595491B2 - ガラスシートの識別コードの読み取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスシートにマーキングされる識別コードの分野に関する。

ガラスパネルの識別のためのコードとして、一次元「バーコード」タイプの符号もしくは類似の符号及び二次元「データマトリックス」タイプの符号もしくは類似の符号を使用することが可能である。

これらのコードは、例えばガラスシートを識別する役割を果たす番号などの、任意のタイプの情報を含むことができる。製造場所又は製造日時などの情報も組み入れることができ、また任意の他の適切なタイプの情報も組み入れることができる。

符号は、例えば、任意の適切なタイプの、好ましくはガラスシートに対して垂直に、すなわちガラスシートの基本平面に対して垂直に向けられた、レーザービームによりマーキングされる。具体的には、このようにマーキングされた符号は一般に、装置を符号に向けて、それゆえガラスシートの２つの主面のうちの１つに向けて配置することにより、前方から読み取ろうとするものである。

このマーキングは、例えば、ガラスシートの端面の近傍でなされる。

しかしながら、このような符号は、ガラスシートを積み重ねた場合に読み取ることを意図していない。

本発明の１つの目的は、ガラスシートが個別であろうが又は積み重ねられていようが、ガラスシートに存在するコードを素速く読み取ることを可能にすることである。

本発明の１つの態様によると、それは、積み重ねて配置された所定数のガラスシートの１つの面にガラスシートの同一の端面の近傍で各々マーキングされてコードを形成している符号を読み取るための方法であって、
・ガラスシートの前記端面を通してカメラにより少なくとも１つの画像を取得する工程であって、観察方向を、前記画像によりコードを読み取るべきガラスシートの各々の前記端面に対して非垂直とし傾斜させる、画像取得工程、及び、
・取得した画像を、画像中に見ることができそして読み取るべき少なくとも１つのコードに存在する情報を抽出するようにプログラムされたプロセッサにより処理する画像処理工程、
を含む、ガラスシートの符号読み取り方法である。

本方法の特定の実施形態はさらに、１つ以上の下記の特徴又は下記の特徴の１つ以上の技術的に可能な組み合わせを含むことができる。
・前記符号は前記端面から最大で１０ｍｍのところにあり、好ましくは前記端面から最大で７ｍｍ、より好ましくは最大で５ｍｍ、そしてさらにより好ましくは最大で４ｍｍのところにある。
・観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の観察角度は、コードのアスペクト比の変化ができるだけ小さくなるように選択される。
・観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の観察角度αは、アスペクト比＝ｃｏｓ（α）×ｔａｎ（ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（α）／ｎ_glass））が最大となるように選択される。
・画像は１回以上の全内部反射後に観察する。
・ガラスシートの積重体の各々のガラスシートに対して１つの画像を取得し、カメラは観測角が読み取るべきガラスシートの端面に対して非垂直で傾斜するように各画像の間で移動させる。
・取得画像ごとに、積重体のシートの少なくとも一部のものを取得画像において見ることができ、処理工程は読み取るべきガラスシートに対応する画像の部分を使用する。
・取得画像ごとに、観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の観察角度αは同一である。
・積重体の複数のガラスシートのコードを読み取るために単一の画像を取得し、又は、積重体のすべてのガラスシートに対して１つのみの画像を取得する。
・カメラは、観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の観察角度がガラスシートの積重体の取得された各画像について４０°の範囲内に入るように、好ましくは２０°の範囲内に入るように、十分に離れた位置にある。
・該方法は、カメラとガラスシートの積重体との間に剛性透明パネルを適用する工程を含み、該剛性透明パネルは、該パネルと積み重ねたガラスシートの端面との接合部分に透明な軟質もしくは液体材料を有する。
・前記透明な軟質もしくは液体材料は水であるか、又はシリコーンもしくは類似材料をベースとする材料である。
・前記剛性透明パネルはガラスシート又はＰＭＭＡもしくは類似の材料のシートである。

本発明は、添付の図面を参照して、単なる説明用の例により提示される下記の記載を読むことによってよりよく理解されよう。

「データマトリックス」タイプの符号がガラスシートの面にマーキングされたガラスシートの写真である。 本発明の１つの実施形態によりガラスシートの積重体を読み取るための装置を説明する模式図である。 図２に対応する写真である。 上方から見た符号を説明する図である。 観察角度αで端面を通してコードをどのように読み取るかを説明する模式光学断面図である。 角度αで端面を通して見たコードの外観を示す図である。 コードの観察アスペクト比（図３ａ中のａ’／ａ比）をガラスシートの端面に対する法線に対する観察角度αの関数として示すグラフである。 必要とされる観察角度αを、ミリメートル単位での端部までの距離及びこの距離とこの角度でのアスペクト比（設定したコードのサイズは３ｍｍ、設定したガラスシートの厚さは４ｍｍ）の関数として示す図であり、図５ａは様々な観察角度αで端面を通して見たコードの写真である。 ガラスシートの内部からの画像の反射を利用した、コードを読み取るための別の実施形態を説明する模式図である。 別の実施形態による、端面を通してコードを読み取るのをより容易にする方法を説明する図である。 コードを形成する様々なタイプの符号を示す図である。

本書全体を通して、「面」という用語はガラスシートの２つの主面のうちの１つを意味し、そして「端面」という用語はガラスシートの側面を形成している４つの端面のうちの１つを意味するものと理解される。

さらに、「観察方向」という表現は、カメラの対物レンズと観察点との間の軸線を意味するものと理解される。それゆえ、観察者と端面との間の距離はシートの厚さと比較して大きく、したがって端面上のあらゆる点が同一の角度で観測されるものと見なされる。

さらに、一例として、すべての計算において、使用するガラスの屈折率はｎ_glass＝１．５である。

図１に示したとおり、各ガラスシート２はコードを形成する符号４でマーキングされている。

符号４は、好ましくは二次元であり、例えばデータマトリックスである。

図２は、ガラスシートを積み重ねたときにこれらの符号を読み取るための本発明の１つの実施形態を示している。

カメラ６を含む読み取り装置５は、端面８を通した観察のために、積み重ねたガラスシート２の端面８を観察するように配置されている。

読み取り装置５はまた、カメラ６に接続されそしてメモリ（図示せず）を含んでいるプロセッサ（図示せず）をも含み、該メモリー中に、取得した画像を処理することができそして符号４を解読することができるプログラムが格納されている。

符号４は端面８の１つの近傍に配置されている。と言うのは、図３〜３ｂが示すとおり、符号は２つの競合する効果、すなわち屈折及び射影のために、端面によって変形されて見えるからである。図３は正面図に相当し、図３ａは断面図に相当し、そして図３ｂは端面を通して見た図に相当している。

観察方向と端面に対する法線との間の観察角度αが小さいほど、射影図における符号の見かけのサイズ（すなわち、カメラにより撮影された画像で見られる符号のサイズ）は小さくなる。さらに、観察角度αが増加すると、屈折がより支配的になり、符号の見かけのサイズを減少させる。

さらに、画像の処理のために好ましいのは、アスペクト比、すなわち符号の見かけの幅「ａ’」のその実際の幅「ａ」に対する比が、できるかぎり大きいことである。実際上、少なくとも０．２、又はさらには、少なくとも０．３のアスペクト比を得ることが可能である。

図４に示したとおり、観察方向と観察端面に対する法線との間の観察角度αは約５０°で最適になることが見いだされた。ｘ軸は度数で表した角度αを示し、そしてｙ軸はアスペクト比ａ’／ａを示している。

被写体の見かけの幅ａ’のその実際の幅ａに対するアスペクト比ａ’／ａは、

（式中、αは観察方向とガラスシートの端面に対する法線との間の観察角度であり、ｎ_glassはガラスの５５０ｎｍでの屈折率である）により与えられる。

好ましくは、観察角度αは、例えば、ガラスの場合に３０°と７０°の間であるよう選択される。

図５は、端部までの距離の、すなわち符号４と端面８との間の距離の、役割を示している。ｘ軸はｍｍで表した端部までの距離を示し、左側のｙ軸は観察角度α（正方形の点）、右側のｙ軸はアスペクト比ａ’／ａ（円形の点）を示している。

端部までの間隔がより大きくなれば、ビューウインドーに残されるスペースは小さくなる。この場合、より小さい視角を使用することが必要であり、そして射影による圧縮が大きくなる（すなわち、アスペクト比ａ’／ａが減少する）。

このように、直接の観察条件下（反射なし）では、符号は、例えば、最も近い端面から最大で１０ｍｍのところにあり、好ましくは最も近い端面から最大で７ｍｍ、より好ましくは最大で５ｍｍ、そしてさらに好ましくは最大で４ｍｍのところにある。

一例として、４ｍｍ厚さのガラスシート、１．２ｍｍサイズの符号、観察のために利用可能な２．６ｍｍの端面の幅、及び３．５ｍｍの端部までの距離の場合には、観察角度αは５０°となるように選択される。

しかしながら、図６に示すとおり、端面からさらに遠くに離れた符号は反射画像の観察により読み取ってもよい。

例えば、４ｍｍ厚さのガラスシートの場合、符号は直接の観察と比較して＋６ｍｍの距離のところで類似の外観を有する。

しかしながら、反射での観察というこの方策は、実際上、十分に透明なガラスの場合にのみ利用可能であり、着色ガラスの場合には吸収が大きすぎる。

画像の取得に関しては、本質的に２つの可能な実施形態に分けることができる。

好ましい実施形態である第一の実施形態では、各ガラスシート２に対して同一の観察角度αでガラスシート毎に１つの画像を取得するように、ガラスシートの積重体又は読み取り装置のいずれかが可動性である。

しかしながら、各画像において、例えば複数の端面８を見ることができるが、読み取るべきシート２に対応する符号４のみがプロセッサにより処理されるということが注記される。

第二の実施形態では、ガラスシートの積重体全体について単一の画像を１つ取得する。こうするためには、観測角度αが±２０°の範囲内、すなわち４０°の範囲内で、好ましくは±１０°の範囲内、より好ましくは±５°の範囲内で同一となるように、カメラを十分に遠く離すことが好ましい。

別形態として、複数のガラスシート２に対して、例えば、同一の数の隣り合ったガラスシートの群に対して、例として２、３又は４枚のガラスシートの群に対して、単一の画像を取得する。さらに、好ましくは、各群の画像を同一の観察角度αで取得する。

図７は、別の可能な実施形態を示しており、これを先行の実施形態と組み合わせてもよい。

この実施形態では、読み取り方法は、積み重ねたガラスシートの端面に透明パネル２０を、このパネルとガラスシートの端面８との間の接合部分に軟質材料２２を挟んで適用し、それにより端面８に存在する表面欠陥に由来する光学欠陥を低減させるものである。

具体的に言うと、ガラスシート２を切断すると、切断後の端面８の表面仕上げに起因して、端面を通しての読み取り性が低くなりうる場合があることが判明した。

パネル２０は、例えば、透明材料で製作した、例としてガラス製の、剛性シートである。

軟質材料は、例えば、軟質透明材料２２で製作した、例えばプラスチック製の、例としてシリコーン製の、シートである。

軟質シート２２は、例えば、パネルに接着して結合されており、又は任意の他の適切な手段により固定されている。

別形態として、軟質材料は、水などの液体又は別の類似の物質、コロイド等に置き換えられる。

例えば、画像を取得する前に、接合材料を端面に適用し、その後パネル２０を、積重体とカメラとの間で、積重体のガラスシートの端面８に対して適用する。

ガラスシート２は、例えば、０．５ｍｍと１９ｍｍの間に含まれる厚さを有し、特に２ｍｍと１２ｍｍの間、例えば４ｍｍと８ｍｍの間に含まれる厚さを有する。しかしながら、別形態として、ガラスシートは任意の適切な厚さであることができる。

符号４は、例えば、フロートガラスリボンを大きなガラスシートへと切断した直後にマーキングされ、あるいは切断の直前又は切断の間にマーキングされる。この場合、ガラスシート２は幅が２メートルを超え、そして長さが５メートルを超える。

それは、例えば、ソーダ石灰シリカガラスであるが、別形態として、任意のタイプの適切なガラスであってもよい。

一般に、それは任意の適切なタイプのガラスシートである。

図１及び図３中に示された符号４は限定されることを意図しないことも注記される。別形態として、それは任意のタイプの適切な二次元の符号であってもよい。図８は、他のタイプの既知のコード、すなわち３−ＤＩコード、Ａｚｔｅｘコード、Ｃｏｄａｂｌｏｃｋ、Ｃｏｄｅ １、Ｃｏｄｅ １６Ｋ、ドットコード、ＱＲコード（登録商標）、ｅｚコード、ＢｅｅＴａｇｇ Ｂｉｇ、ＢｅｅＴａｇｇ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ、データマトリックス、マキシコード、スノーフレーク、ベリコード、ＢｅｅＴａｇｇ Ｈｅｘａｇｏｎ、ＢｅｅＴａｇｇ Ｎｏｎｅ、ショットコード、ミニコード、Ｃｏｄｅ ４９、データストリップコード、ＣＰコード及びＩＳＳスーパーコードを示している。

一般に、それは任意の適切なタイプのコードを形成する符号４である。

符号４をマーキングするためには、例えば５０ＷのＣＯ₂マーキングレーザーを使用する。例として、レーザーはガラスシートの表面仕上げ、色又は屈折率を変更することができ、このようにして符号４を読み取り可能にマーキングすることができる。

マーキング装置は、ガラスシートの面３０をマーキングするためガラスシートの主面３０（図２）に向かい合わせて配置される。
本発明の代表的な態様としては、以下を挙げることができる：
《態様１》
積み重ねて配置された所定数のガラスシート（２）の１つの面（３０）にガラスシートの同一の端面（８）の近傍で各々マーキングされてコードを形成している符号（４）を読み取るための方法であって、
・ガラスシートの前記端面を通してカメラ（６）により少なくとも１つの画像を取得する工程であって、観察方向を、前記画像によりコードを読み取るべきガラスシートの各々の前記端面に対し非垂直として傾斜させる、画像取得工程、及び、
・取得した画像を、画像中に見ることができ且つ読み取るべき少なくとも１つのコードに存在する情報を抽出するようにプログラムされたプロセッサにより処理する画像処理工程、
を含む、ガラスシートの符号読み取り方法。
《態様２》
前記符号（４）が、前記端面（８）から最大で１０ｍｍのところにあり、好ましくは前記端面（８）から最大で７ｍｍ、より好ましくは最大で５ｍｍ、さらにより好ましくは最大で４ｍｍのところにある、態様１記載の方法。
《態様３》
観察方向と読み取るべきガラスシート（２）の端面（８）に対する法線との間の観察角度（α）を、符号（４）のアスペクト比の変化ができるだけ小さくなるように選択する、態様１記載の方法。
《態様４》
観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の前記観察角度αを、

が最大となるように選択する、態様３記載の方法。
《態様５》
前記画像を１回以上の全内部反射後に観察する、態様１〜４のいずれか１つに記載の方法。
《態様６》
ガラスシートの積重体の各々のガラスシート（２）について１つの画像を取得し、各画像の間で前記カメラ（６）を、観察方向が読み取るべきガラスシートの端面に対して非垂直で傾斜するように移動させる、態様１〜５のいずれか１つに記載の方法。
《態様７》
取得する画像ごとに、取得した画像において積重体のシートのうちの少なくとも一部のものを見ることができ、読み取るべきガラスシートに対応する画像の部分を前記処理工程で使用する、態様６記載の方法。
《態様８》
取得する画像ごとに、観察方向と読み取るべきガラスシートの端面（８）に対する法線との間の観察角度（α）を同一にする、態様７記載の方法。
《態様９》
積重体の複数のガラスシートのコード（４）を読み取るために単一の画像を取得し、又は積重体のすべてのガラスシートに対して画像を１つだけ取得する、態様１〜７のいずれか１つに記載の方法。
《態様１０》
前記カメラ（６）を、観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の観察角度（α）がガラスシートの積重体の取得する画像ごとに４０°の範囲内に入るように、好ましくは２０°の範囲内に入るように、十分に遠く離して配置する、態様９記載の方法。
《態様１１》
積み重ねたガラスシートの端面との接合部分に透明な接合材料（２２）を有する剛性透明パネル（２０）を、カメラ（６）とガラスシートの積重体との間で適用する工程を含む、態様１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
《態様１２》
前記透明な接合材料（２２）が液体又は類似の物質、例えば水、又はシリコーンもしくは類似の物質をベースとする軟質材料、である、態様１１記載の方法。
《態様１３》
前記剛性透明パネル（２０）がガラスシート又はＰＭＭＡもしくは類似の材料のシートである、態様１１又は１２記載の方法。

Claims (15)

1. 積み重ねて配置された所定数のガラスシート（２）の１つの主面（３０）に各々マーキングされてコードを形成している符号（４）を読み取るための方法であり、前記符号（４）は、それぞれのガラスシートの端面（８）の近傍にあり、かつ前記符号（４）の近傍の前記端面が、同じ方向を向いている、ガラスシートの符号読み取り方法であって、
   ・ガラスシートの前記端面を通してカメラ（６）により少なくとも１つの画像を取得する工程であって、観察方向を、前記画像により前記コードを読み取るべきガラスシートの各々の前記端面に対し非垂直として傾斜させる、画像取得工程、及び、
   ・取得した画像を、画像中に見ることができ且つ読み取るべき少なくとも１つのコードに存在する情報を抽出するようにプログラムされたプロセッサにより処理する画像処理工程、
   を含む、ガラスシートの符号読み取り方法。
2. 前記符号（４）が、前記端面（８）から最大で１０ｍｍのところにある、請求項１記載の方法。
3. 観察方向と読み取るべきガラスシート（２）の端面（８）に対する法線との間の観察角度（α）を、符号（４）のアスペクト比の変化ができるだけ小さくなるように選択する、請求項１記載の方法。
4. 前記アスペクト比が、少なくとも０．２である、請求項３記載の方法。
5. 観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の前記観察角度（α）を、
   

   

   （この式中のｎ _{ｇｌａｓｓ} は、ガラスの５５０ｎｍでの屈折率である）
   が最大となるように選択する、請求項３又は４記載の方法。
6. 前記画像を１回以上の全内部反射後に観察する、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
7. ガラスシートの積重体の各々のガラスシート（２）について１つの画像を取得し、各画像の間で前記カメラ（６）を、観察方向が読み取るべきガラスシートの端面に対して非垂直で傾斜するように移動させる、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
8. 取得する画像ごとに、取得した画像において積重体のシートのうちの少なくとも一部のものを見ることができ、読み取るべきガラスシートに対応する画像の部分を前記画像処理工程で使用する、請求項７記載の方法。
9. 取得する画像ごとに、観察方向と読み取るべきガラスシートの端面（８）に対する法線との間の観察角度（α）を同一にする、請求項８記載の方法。
10. 積重体の複数のガラスシートのコード（４）を読み取るために単一の画像を取得し、又は積重体のすべてのガラスシートに対して画像を１つだけ取得する、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。
11. 前記カメラ（６）を、観察方向と読み取るべきガラスシートの端面に対する法線との間の観察角度（α）がガラスシートの積重体の取得する画像ごとに±２０°の範囲内に入るように十分に遠く離して配置する、請求項１０記載の方法。
12. 積み重ねたガラスシートの端面との接合部分に透明な接合材料（２２）を有する剛性透明パネル（２０）を、カメラ（６）とガラスシートの積重体との間で適用する工程を含む、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。
13. 前記透明な接合材料（２２）が、液体又は軟質材料である、請求項１２記載の方法。
14. 前記透明な接合材料（２２）が、水であるか、又はシリコーンをベースとする軟質材料である、請求項１３記載の方法。
15. 前記剛性透明パネル（２０）がガラスシート又はＰＭＭＡのシートである、請求項１２〜１４のいずれか１項記載の方法。

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