(57)【要約】  流体または液体を含む複数の容器１６の異物または不良を検出する方法。この方法では、容器が運ばれる移動経路を設け、移動経路に沿って容器を移動させる。特定スペクトル分布の光を発する光源４０，４２を移動経路の片側に配置する。容器と容器内の流体が特定スペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明である。デジカメラ３８，３６が、カメラの視野を移動経路に交差させて設けられて、容器が光源とカメラとの間を通過する際に一連のデジタル画像を記録する。特定容器の輪郭に実質的に対応するデジタル画像部分を選択して、デジタル画像処理ユニットへと伝送し、一連のデジタル画像の上記一部分を処理して、特定容器の望ましくない物体または不良を検出する。
2008510971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体または液体を含んでいる複数の容器において望ましくない物体または不良を検出する方法であって、
上記複数の容器が運ばれる移動経路を設けるステップと、
上記移動経路に沿って上記複数の容器を移動させるステップと、
特定のスペクトル分布の光を発する光源を設けるステップとを備え、
上記光源は上記移動経路の一方の側に配置され、上記容器は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、上記流体または液体は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、
上記光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するためにＣＭＯＳチップを含む第１のカメラを設けるステップを備え、
上記第１のカメラは視野を画定し、上記移動経路は上記視野と交差し、上記ＣＭＯＳチップは特定数のピクセルを有するデジタル画像を生成し、
上記容器の各々に含まれている上記流体を運動させるために、上記容器の各々を時計回りの方向と反時計回りの方向とのうちの少なくとも一方の方向に回転させるステップと、
上記流体が依然として回転している状態で、上記容器の各々が上記視野へと進入する前に、上記容器の各々の上記回転を停止させるステップ、或いは
上記流体が依然として回転している状態で、上記容器の各々が上記視野へと進入した後で、上記容器の各々の上記回転を停止させるステップを備え、
上記容器が上記光源と上記第１のカメラとの間を通過するとき、上記第１のカメラは一連のデジタル画像を記録し、
上記デジタル画像の各々の一部分を選択するステップを備え、上記一部分は特定容器の輪郭に実質的に対応し、
上記一部分の各々をデジタル画像処理ユニットに伝送するステップを備え、
上記特定容器の上記望ましくない物体または不良を検出するために、上記デジタル画像処理ユニットは上記一連のデジタル画像の上記一部分を処理し、
上記処理は、上記特定容器における物体または不良の存在または非存在のいずれかを確定する結果となる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
上記処理は、上記特定容器の望ましくない物体または不良を検出するために、上記デジタル画像処理ユニットによって、２つの特定のデジタル画像の複数の部分のうちの少なくとも２つの部分を比較することによって構成されている方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
上記処理は、上記特定容器の望ましくない物体または不良を検出するために、上記デジタル画像処理ユニットによって、少なくとも１つのデジタル画像を分析することによって構成されている方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
上記処理は、順序通り或いは順序通りではない２つの画像を減ずることによって構成されている方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
上記処理は、上記特定容器の望ましくない物体または不良を検出するために、特定のデジタル画像の上記一部分を基準画像と比較することによって構成されている方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法において、
上記光源が、上記移動経路の上記カメラとは反対の側と、上記移動経路の上記カメラと同じ側とのうちの少なくとも一方の側に配置されている方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、
上記容器は、上記移動経路に沿って実質的に一定の速度で運ばれる方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法において、
第２の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するために第２のＣＭＯＳチップを含む第２のカメラを設けるステップを備え、上記第２の光源と上記第２のカメラとの間に第２の視野線が定められ、上記移動経路は第２の視野線と交差し、上記第２のカメラは第２の特定数のピクセルを備えるデジタル画像を生成し、
上記第２のカメラは、上記容器が上記第２の光源と上記第２のカメラとの間を通過するとき、第２の複数のデジタル画像を構成する第２の一連のフレームを登録し、
上記第２の一連のデジタル画像の各々について、上記特定容器の輪郭に実質的に対応する第２の一部分を選択するステップと、
上記第２の一部分の各々を上記デジタル画像処理ユニットに伝送するステップとを備え、
上記デジタル画像処理ユニットは、上記第２の複数のデジタル画像の上記一部分を処理して、上記特定容器における上記望ましくない物体または不良を検出し、
上記第１の処理結果を確証するために、上記第２の処理の結果を上記第１の処理と比較するステップを
をさらに備えている方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
上記第１の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の存在を確定し、且つ、上記第２の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の存在を確定して、上記特定容器を不合格とするステップと、
上記第１の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の非存在を確定し、且つ、上記第２の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の存在を確定して、上記特定容器を再度分析するステップと、
上記第１の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の存在を確定し、且つ、上記第２の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の非存在を確定して、上記特定容器を再度分析するステップと、
上記第１の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の非存在を確定し、且つ、上記第２の複数のデジタル画像の処理は、物体または不良の非存在を確定して、上記特定容器をさらなる処理のために送るステップと
のうちの少なくとも１つのステップをさらに備えている方法。
【請求項１０】
流体または液体を含んでいる複数の容器において望ましくない物体または不良を検出する方法であって、
上記複数の容器が運ばれる移動経路を設けるステップと、
上記移動経路に沿って上記複数の容器を移動させるステップと、
特定のスペクトル分布の光を発する第１の光源を設けるステップとを備え、上記光源は上記移動経路の片側に配置し、上記容器は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、上記流体または液体は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、
上記特定のスペクトル分布の光を発する第２の光源を設けるステップを備え、上記第２の光源は上記移動経路の片側に配置され、
上記第１の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出する第１の光検出装置を設けるステップを備え、上記第１の光検出装置は上記第１の視野を画定し、上記移動経路は上記第１の視野と交差し、上記第１の光検出装置は特定数のピクセルを備える第１のデジタル画像を生成し、
上記第２の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出する第２の光検出装置を設けるステップを備え、上記第２の光検出装置は上記第２の視野を画定し、上記移動経路は上記第２の視野と交差し、上記第２の光検出装置は特定数のピクセルを備える第２のデジタル画像を生成し、
上記第１と上記第２の光検出装置とは、それぞれ、上記容器が上記第１と上記第２の視野を通過するとき、第１と第２の一連のデジタル画像を登録し、
上記第１と上記第２の一連の上記デジタル画像の各々について、特定容器の輪郭に実質的に対応する一部分を選択するステップと、
上記一部分の各々をデジタル画像処理ユニットへと伝送するステップとを備え、
上記特定容器の上記望ましくない物体または不良を検出するために、上記デジタル画像処理ユニットは、上記デジタル画像の上記一部分の各々を処理し、
上記処理は、上記特定容器における物体または不良の存在または非存在を確定する結果となる方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
上記第１と上記第２の光検出ユニットはカメラによって構成され、上記カメラの各々は上記第１と上記第２のデジタル画像を生成する少なくとも１つのＣＭＯＳチップを備えている方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の方法において、
請求項２〜７または９のうちのいずれかに記載のステップのうちのいずれかをさらに含んでいる方法。
【請求項１３】
流体または液体を含んでいる複数の容器において望ましくない物体または不良を検出するための装置であって、
フレームと、
上記複数の容器のための移動経路を構成する上記フレームに取り付けられたコンベアとを備え、上記コンベアは搬入および対応する搬出を画定し、上記搬入では上記複数の容器を受取り、上記搬出では上記複数の容器を搬出し、
上記フレームに取り付けられて特定のスペクトル分布の光を発する第１の光源を備え、上記第１の光源は上記移動経路の片側に位置され、上記容器は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、上記流体または液体は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、
上記第１の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するために第１のＣＭＯＳチップを備えた第１のカメラを備え、上記第１のカメラは第１の視野を画定し、上記第１のカメラは上記フレームに取り付けられ、上記移動経路は上記第１の視野と交差し、上記第１のＣＭＯＳチップは第１の特定数のピクセルからなる第１のデジタル画像を生成し、上記第１のカメラは、特定容器が上記第１の視野を通過するとき、第１の一連のデジタル画像を登録し、
上記第１のカメラに電気的に接続された第１のデジタル画像処理ユニットを備え、
上記第１のカメラは、特定容器の輪郭に実質的に対応する上記各デジタル画像の一部分を選択すると共に、上記一部分を上記デジタル画像処理ユニットへと伝送し、
上記第１のデジタル画像処理ユニットは、上記特定容器の上記望ましくない物体または不良を検出するために、上記一連のデジタル画像の上記一部分の各々を処理し、
上記処理は、上記特定容器における物体または不良の存在または非存在を確定する結果となる装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、
上記コンベアは、回転カルーセルまたはベルトコンベアまたはチェーンコンベアまたはこれらの任意の組み合わせによって構成されている装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、
上記コンベアが、サーボ・モータまたはステッピング・モータまたはリニア・モータによって直接駆動されるか、或いは歯車手段を介して駆動される装置。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれかに記載の装置において、
上記容器の各々は、上記容器の各々に含まれている上記流体を運動させるために、回転手段によって時計回りまたは反時計回りの方向に回転される装置。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれかに記載の装置において、
上記フレームに取り付けられて上記特定のスペクトル分布の光を発する第２の光源をさらに備え、上記第２の光源は上記移動経路の片側に位置し、
上記第２の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するために第２のＣＭＯＳチップを含む第２のカメラをさらに備え、上記第２のカメラは第２の視野を画定し、上記移動経路は上記第２の視野と交差し、上記第２のＣＭＯＳチップは第２の特定数のピクセルからなる第２のデジタル画像を生成し、上記第２のカメラは、上記特定容器が上記第２の視野を通過するとき、第２の一連のデジタル画像を登録する装置。
【請求項１８】
請求項１３〜１６のいずれかに記載の装置において、
上記第１の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するために第２のＣＭＯＳチップを含む第２のカメラをさらに備え、上記第２のカメラは第２の視野を画定し、上記移動経路は上記第２の視野と交差し、上記第２のＣＭＯＳチップは第２の特定数のピクセルからなる第２のデジタル画像を生成し、上記第２のカメラは、上記特定容器が上記第２の視野を通過するとき、第２の一連のデジタル画像を登録する装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の装置において、
上記第２のカメラは、上記第１のデジタル画像処理ユニットに電気的に接続されている装置。
【請求項２０】
請求項１７または１８に記載の装置において、
第２のデジタル画像処理ユニットをさらに備え、
上記第２のカメラは、上記第２のデジタル画像処理ユニットに電気的に接続されている装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の装置において、
上記第２のデジタル画像の各々について、特定容器の輪郭に実質的に対応する一部分は、上記デジタル画像処理ユニットへと伝送され、
上記第１と上記第２のデジタル画像処理ユニットは、上記特定容器の上記望ましくない物体または不良を検出するために、上記第２の一連のデジタル画像を処理し、
上記処理は、上記特定容器における物体または不良の存在または非存在を確定する結果となる装置。
【請求項２２】
請求項１３〜２１のいずれかに記載の装置において、
上記移動経路は搬入および対応する搬出を画定し、上記搬入では上記複数の容器を受取り、上記搬出は上記複数の容器を搬出し、
戻しコンベアは特定容器を上記搬出から上記搬入へと搬送する装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の装置において、
上記戻しコンベアは、回転カルーセルまたはベルトコンベアまたはチェーンコンベアまたは１つ以上の星形ホイールまたはこれらの任意の組み合わせによって構成されている構成されている装置。
【請求項２４】
請求項１４または２３に記載の装置において、
上記第１のカメラと上記第２のカメラとのうちの少なくとも一方が、上記カルーセルの内部に配置されている装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質を含んでいる複数の容器において望ましくない物体または不良を検出する方法に関する。この文脈において、物質という用語は、流体、液体、粉末、粒状材料、凍結乾燥物質、乳濁液、懸濁液、またはこれらの任意の組み合わせを包含すると理解すべきであり、さらには、上述の用語の全てを包含しつつ、これらの用語を個々に使用することもある。物体は、容器の表面または内部に見つけることができる。不良は、容器を製造するために用いられた材料中に或いは容器の表面に見つけることができる。
【背景技術】
【０００２】
容器について望ましくない物体または不良を検出するための方法が、国際公開第９２／１４１４２号、欧州特許出願公開第０２９３５１０号、米国特許第４，０９５，９０４号、米国特許第４，１３６，９３０号、米国特許第３，５９８，９０７号、米国特許第３，７７７，１６９号、米国特許第４，２７４，７４５号、米国特許第６，４９８，６４５号、米国特許第５，３６５，３４３号、米国特許第３，６２７，４２３号、欧州特許出願公開第１２４１４６７号、米国特許第５，５２３，５６０号、米国特許第５，６９４，２２１号、米国特許第６，２２６，０８１号、米国特許第４，７５０，０３５号、米国特許第４，９５９，５３７号、米国特許第５，０６７，６１６号、米国特許第４，９１５，２３７号、および米国特許第６，４９８，６４５号などといった関連の特許公開に記載されており、これらの米国公開の全ては、あらゆる目的において、それらの全体がここでの言及によって本明細書に取り入れられたものとする。
【０００３】
上述の流体または液体を含んでいる容器において、望ましくない物体（すなわち、混入物）および不良を検出するための幾つかの装置および方法は、ラインスキャナに依存していた。カメラもまた使用されていた。各容器について２回以上の走査或いは検出を可能にするために、装置の多くは、カメラまたはラインスキャナ或いは光源を移動できるように構成されていて、場合によっては振動を引き起こすとともに、複雑な機構を必要とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、本発明の第１の態様によれば、複数の容器において望ましくない物体または不良を検出する方法であって、
上記複数の容器が運ばれる移動経路を設けるステップと、
上記移動経路に沿って上記複数の容器を移動させるステップと、
特定のスペクトル分布の光を発する光源を設けるステップとを備え、
上記光源は上記移動経路の一方の側に配置され、上記容器は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、上記流体または液体は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、
上記光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するためにＣＭＯＳチップを含む第１のカメラを設けるステップを備え、
上記第１のカメラは視野を画定し、上記移動経路は上記視野と交差し、上記ＣＭＯＳチップは特定数のピクセルを有するデジタル画像を生成し、
上記容器の各々に含まれている上記流体を運動させるために、上記容器の各々を時計回りの方向と反時計回りの方向とのうちの少なくとも一方の方向に回転させるステップと、
上記流体が依然として回転している状態で、上記容器の各々が上記視野へと進入する前に、上記容器の各々の上記回転を停止させるステップ、或いは
上記流体が依然として回転している状態で、上記容器の各々が上記視野へと進入した後で、上記容器の各々の上記回転を停止させるステップを備え、
上記容器が上記光源と上記第１のカメラとの間を通過するとき、上記第１のカメラは一連のデジタル画像を記録し、
上記デジタル画像の各々の一部分を選択するステップを備え、上記一部分は特定容器の輪郭に実質的に対応し、
上記一部分の各々をデジタル画像処理ユニットに伝送するステップを備え、
上記特定容器の上記望ましくない物体または不良を検出するために、上記デジタル画像処理ユニットは上記一連のデジタル画像の上記一部分を処理し、
上記処理は、上記特定容器における物体または不良の存在または非存在のいずれかを確定する結果となる方法を提供する。
【０００５】
ＣＭＯＳチップを有するカメラが、光源が発する光を検出する。光源の光は特別または特有のスペクトル分布を有しているために、カメラすなわちカメラのＣＭＯＳチップは、そのようなスペクトル分布すなわち周波数スペクトルまたは間隔に含まれる光または放射に対して高感度である必要がある。ＣＭＯＳチップは、ＣＭＯＳチップが高感度な周波数スペクトルの内側の周波数の光源光と同じく、光源が発する光のスペクトル分布の外側の光に対して高感度であってもよい。カメラが得る画像は、検査や分析が行われる。具体的には、画像は容器の表面または容器内の不良または物体を検出すべく分析される。
【０００６】
容器という用語は、本文では、流体または液体などの物質を収容および貯蔵できる全ての容器、瓶、入れ物、受け皿、器を包含する総称として解釈されねばならない。容器は、何らかの方法で、開けたり、閉じたり、密閉したりすることができる。容器は、例えば、アンプル、カートリッジ、バイアル、シリンジ、或いはその他の容器であってもよい。
【０００７】
設けられる光源は、特定スペクトル分布の電磁波をもたらす電磁波源でもよい。上記特定スペクトル分布は、可視のスペクトル範囲内でよく、また、赤外、近赤外、紫外、その他の波長の電磁波を含むものであってもよい。
【０００８】
容器の内側、例えば容器の底や側壁に固定されている粒子または物体を流体または液体内に旋回混入するために、容器を高速回転することが考えられる。
【０００９】
容器の回転は特定の回転プロフィールに従って行なわれる。上記プロフィールには、時計回り方向および反時計回り方向の両回転が含まれ、さらには、回転の加速の際に達成される速度以外の可変の速度を含む。一実施形態においては、上記回転プロフィールは、時計回り方向に一定期間回転し、その後反時計回り方向に一定期間回転するものを含む。
【００１０】
回転速度は、０から１０，０００ｒｐｍまで変化させることができる。或いは、この範囲内またはそれ以上でもよい。特定の用途に対しては、より高い回転速度を用いてもよい。回転速度の選択は、容器内に含まれている物質に依存する。高粘度の流体または液体は、低粘度の流体または液体よりも高速で回転させる。また、容器内の流体または液体の量も回転速度の選択に影響を与える。
【００１１】
容器は、Ａ）懸濁液の場合に液体を再び懸濁させるために、Ｂ）液体中に存在しうる遊離粒子を振動させるために、Ｃ）検出を容易にすべく容器内で液体および存在しうる粒子を回転させるために、Ｄ）容器内に存在しうる遊離の気泡を粒子として検出されることがないように振動させるために、回転プロフィールに従って回転される。気泡は、液体中に存在してもよいが、粒子と誤認され易く、したがって誤った不合格の割合を増加させるので、粒子の検出という観点から全く望ましいものではない。
【００１２】
気泡は、容器に注入した後の流体または液体の中に存在し得る。これらの気泡は、容器を回転させることによって、検査に先立って例えば容器の内壁から遊離させて、取り除くことができる。気泡の存在は、視覚検査を行う検査装置によって、不良、欠陥、または異物として解釈される可能性がある。気泡の存在の頻度は、検査装置が例えば注入装置と直列に配置される場合に、高くなると考えられる。
【００１３】
回転する容器をいつ停止するかの決定、或いは停止させるかどうかについての決定は、容器を回転させないときに容器内の不良や欠陥がカメラから隠れてしまう可能性を推定して行ってよい。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、光源およびカメラは上記移動経路の同じ側に配置される。本発明のいずれの実施形態においても、光源を、カメラ装置に比較して、上方或いは下方に配置することができる。好ましくは、光源が少なくとも１つの容器を直接照射する。或いは、プリズムやフィルタや鏡や導波路を用いて、光は光源から容器へと導かれる。
【００１５】
例えば、光源が容器の回転軸または長手軸に対して９０°ではない角度で容器を照射するように、光は容器に対して高い位置に位置できる。また、光源が発する光は、容器を照射する前または後に、フィルタを通過する。上記フィルタは、偏光フィルタすなわち直線偏光フィルタ、円偏光フィルタ、またはその他の偏光フィルタ、色フィルタまたはそれ以外のフィルタなどである。容器に対する光源の位置が様々であることは、繊維または容器を構成する材料内の欠陥など、異なる種類の物体または不良を検出するのに、好都合であると考えられる。
【００１６】
カメラは、デジタル画像を記録するために、如何なる種類の感光装置でも備えることができる。現時点の本発明の好ましい実施形態では、ＣＭＯＳチップ具体的にはＣＭＯＳマトリクス画像センサが用いられている。既に述べたように、上記装置は、光源が発する電磁波の放射スペクトルの少なくとも一部分に対して、高感度でなければならない。カメラは、上記特定のスペクトル分布の光を２次元のデジタル画像に変換できる装置によって構成される。
【００１７】
具体的には、電磁波は、直線偏光、円偏光、水平偏光または垂直偏光、或いはこれらの任意の組み合わせなどに偏光される。また、フィルタはカメラまたは光源に配置される。
【００１８】
上記カメラ装置は、特定容器が経路に沿って運ばれるときに、一連の画像を記録する。次いで、一連の画像または画像の一部分は、パーソナル・コンピュータ、専用コンピュータまたはワークステーションなどの画像処理ユニットに伝送される。さらには、カメラが配信する情報が、特定容器において物体または不良が検出されたか否かを示すものとするため、画像処理ユニットをカメラに内蔵させてもよい。
【００１９】
さらに、容器を回転させることにより、光が通過することができない例えば凍結乾燥された物質の検査が可能となる。すなわち、容器を回転させることによって、容器内の凍結物質または凍結乾燥物質によって形成された表面の視覚的検査が可能になる。
【００２０】
凍結物質または凍結乾燥物質の破断ラインと不良や物体とを区別して、検出することが可能になると考えられる。
【００２１】
薬剤または薬物は、例えば粉末の形態や凍結乾燥された状態の固体として、或いは顆粒材として、製造、配送、保存されることが多い。
【００２２】
乳濁液は１以上の油球を含んでもよい。このような油球は、検出されても、望ましくない物体または不良として分類されないようにすることができる。
【００２３】
伝送される画像は、カメラによって記録された画像の全体である。しかし、このデジタル情報の伝送が、例えばＰＣＩバス、ｃＰＣＩバス、ＰＣＩ‐Ｘバス、またはＰＣＩ‐ｅｘｐｒｅｓｓなどを介した画像の送受信に使用される設備の限界を超える可能性もある。したがって、現時点における本発明の好ましい実施形態では、画像全体の代わりに、サブ画像または画像の一部のみが伝送される。これは、カメラまたはカメラに取り付けられた装置から画像処理ユニットに伝送されるデータ量を抑制する。現時点における本発明の好ましい実施形態では、選択される画像の一部分は矩形または正方形である。矩形や正方形以外の他のサブ画像も考えられる。例えば、容器の輪郭に正確に対応するサブ画像などである。また、特定容器の輪郭を自動的に検出するダイナミック・アウトライン（動的輪郭）を使用することも可能である。
【００２４】
また、伝送または送信される画像が微分画像（差画像）である実施形態は、本発明の一部であると考える。上記微分画像とは、記録された実画像、例えば先の画像との差である送信画像である。画像の伝送は、無損失（ロスレス）伝送が好ましい。
【００２５】
可能な限り高い解像度の画像を生成するために、好ましくは、感光装置すなわちＣＭＯＳチップは全体が照射されると共に、量子化・デジタル化される。解像度が高ければ高いほど、より詳細な検査が可能になる。
【００２６】
カメラは、画像をＲＧＢなどのカラーで記録する。しかし、カラー画像は、濃淡画像（グレースケール）または黒白画像の記録に比べて、色を表すために多くのデータを含有する。したがって、黒白画像または濃淡画像が記録されることが好ましい。
【００２７】
画像処理ユニットは、既に述べたように、好ましくはパーソナル・コンピュータ、ワークステーション、専用コンピュータ、またはカメラ装置に内蔵されたユニットなどのコンピュータである。上記画像処理ユニットは、デジタル画像を表すデータを、カメラから直接受信するか、或いは、カメラに取り付けられた装置または内蔵された装置であってサブ画像の選択を制御する装置を介して受信する。
【００２８】
容器がカメラの視野を横切って移動するので、サブ画像を制御しなければならない。好ましくは、容器は、カメラの前面を実質的に水平軸に沿って移動する。容器は、画像の一部のみを満たす可能性が最も高い。したがって、処理される複数の有用なサブ画像を得るために、サブ画像を選択しなければならない。サブ画像の位置は、幾つかのやり方で制御される。サブ画像は、検査対象容器の位置を登録できる外部のコントローラによって制御されてもよい。その後、外部のコントローラは、画像を記録しているカメラに対し、サブ画像を移動或いはシフトすべき旨の指示を送信できる。
【００２９】
本発明の第１の利点によれば、特定容器の望ましくない物体または不良を検出するために、上記処理は、デジタル画像処理ユニットが２つの特定のデジタル画像の少なくとも２つの部分を比較することによって構成される。２つのサブ画像または画像部分を比較することによって、画像処理ユニットは、２つの画像間に不一致が見出されるか否かを決定できる。次いで、起こり得るこれらの不一致が、容器の不良と解釈されるか、或いは、異物、塵埃、粒子、または他の望ましくない物体の混入と解釈される。
【００３０】
本発明の教示によれば、第２の利点は、特定容器の望ましくない物体または不良を検出するために、デジタル画像処理ユニットが、少なくとも１つのデジタル画像を分析することに関係する。画像分析ユニットは、不良または物体が存在するか否かを判断すべく、デジタル画像内の１つのピクセルまたはピクセル群或いはデジタル画像の一部分を分析することによって、一連の画像またはそれらのサブ画像のうちの少なくとも１つの画像を分析できる。ピクセルという用語は、デジタル画像を構成する個々の要素を記述するために用いられる。この種のデジタル画像分析に関する技法は、他の文献に記載されている。
【００３１】
本発明の第３の利点は、上記処理が、順序通り或いは順序通りではない２つの画像またはサブ画像を減ずることによって構成されていることに関係する。２つの画像を減ずることは、２つの画像の間の相違を示す画像をもたらす。次いで、これらの相違を、望ましくない物体または不良として、或いは画像の記録における単なる誤差として、解釈することができる。
【００３２】
本発明の第４の利点は、上記処理が、特定容器の望ましくない物体または不良を検出するために、特定のデジタル画像の上記一部分を基準画像と比較することによって構成されていることに関係する。基準画像は、一連の画像または画像の一部分或いは画像または画像の一部分の組の平均として計算される画像または画像の一部分によって構成できる。或いは、基準画像を、前もって記録して保存することができる。したがって、基準画像は、誤差または不良がなく、望ましくない物体または異物も存在しない容器の画像である必要がある。
【００３３】
本発明の第２の特徴によれば、容器を移動経路に沿って実質的に一定の速度で運ぶことができる。これは、容器を運ぶコンベアが、検査装置のオペレーションの最中に実質的に同じ速度を保つことを意味する。装置の起動または停止時、コンベアが所望の速度を得るべく加速する。或いは、コンベアが間欠的であってもよい。
【００３４】
本発明の教示によれば、第１の態様による方法は、
第２の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するために第２のＣＭＯＳチップを含む第２のカメラを設けるステップを備え、上記第２の光源と上記第２のカメラとの間に第２の視野線が定められ、上記移動経路は第２の視野線と交差し、上記第２のカメラは第２の特定数のピクセルを備えるデジタル画像を生成し、
上記第２のカメラは、上記容器が上記第２の光源と上記第２のカメラとの間を通過するとき、第２の複数のデジタル画像を構成する第２の一連のフレームを登録し、
上記第２の一連のデジタル画像の各々について、上記特定容器の輪郭に実質的に対応する第２の一部分を選択するステップと、
上記第２の一部分の各々を上記デジタル画像処理ユニットに伝送するステップとを備え、
上記デジタル画像処理ユニットは、上記第２の複数のデジタル画像の上記一部分を処理して、上記特定容器における上記望ましくない物体または不良を検出し、
上記第１の処理結果を確証するために、上記第２の処理の結果を上記第１の処理と比較するステップを
をさらに備えている。
【００３５】
さらに、この方法は、本明細書に記載される他の特徴または利点の任意のいずれかを取り入れることができる。
【００３６】
検査装置に第２のカメラを設けることで、検査の二重チェックを可能にする手順を可能にすることができる。驚くべきことに、第２のカメラは、不良を有し、或いは異物や塵埃などを含んでいる容器の正しい識別の確率を向上させる。第２のカメラからの画像を、第１のカメラからの画像と同様に処理することができる。
【００３７】
２つのカメラを、容器について同じ種類の検査を実行するように構成でき、すなわち、容器内に存在する物質または物体、容器を構成している材料、または容器の表面の不良または欠陥など、同じ種類の不良または欠陥を検出するように構成できる。さらに、全体としての構成が４つのカメラを含み、例えば２つのカメラが異物について容器を検査する一方で、残りの２つのカメラが容器の不良を検出すべく検査を実行するなど、対をなすカメラが同様の不良または誤差を検出すべく検査を実行するように、さらに２つの追加のカメラを設けることができる。
【００３８】
他の場所で述べたように、光源の位置が、どの種類の検査を実行できるのかについて影響を有する可能性があり、４つのカメラを備える上述の構成においては、２つの光源を１つの種類の検査のために設けることができる一方で、ほかの２つの光源を、他の種類の検査を実行するために設けることができる。
【００３９】
或いは、３つのカメラを同一または同じ種類の検査の実行のために設定できる一方で、４番目のカメラが別の種類の検査を実行する。さらなる代案としては、４つのカメラ全てを、同じ種類の検査の実行に使用してもよい。２つのカメラを有する同じ種類の検査を実行するために２つのカメラを使用することで、第１の検査の結果を検証またはチェックすることが可能になる。
【００４０】
やはり他の場所で述べたように、容器を、特定の回転プロフィールに従って回転させることができ、２つのカメラを用意して、容器の各々の回転、停止、検査およびその後の回転、停止、ならびに検査を含むプロフィールにおいて使用することができる。回転の工程または状態は、一方向または両方向の回転を含むことができ、すなわち時計回りの方向および反時計回りの方向またはそれらの組み合わせを含むことができ、変化する速度での回転を含むことができる。
【００４１】
本発明の一実施形態においては、容器が１回転、すなわち３６０°回転させられ、容器の外側の検査のために、４〜１４枚など、６〜１２枚など、好ましくは８〜１０枚の画像である一連の画像が記録される。好ましくは、容器の全表面が画像によってカバーされるように保証するために、４枚以上の画像が記録されて分析される。他の実施形態においては、他の数の画像を記録してもよい。画像の全体を使用してもよく、各画像の一部分のみを使用してもよい。
【００４２】
現時点における本発明の好ましい実施形態では、２つのカメラまたは信号取得および信号処理ユニットが、実質的に同一であってよい。しかしながら、２つのカメラまたは信号取得および信号処理ユニットが同一でない実施形態も、本発明の一部であると考えられる。カメラが、例えば異なる波長について感度を有してもよく、おそらくは、或る波長の一方のカメラでは見ることができない品物、物体、塵埃などを、異なる波長の第２のカメラによって検出して検査することができる。
【００４３】
さらに、３つ以上のカメラを含む実施形態も考えることができる。
【００４４】
本発明の第１の目的は、第１の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在するという判断をもたらし、且つ第２の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在するという判断をもたらす場合に、上記特定容器を不合格とすることに関する。
【００４５】
２つ以上のカメラからの画像についての画像処理が、異物または不良の検出をもたらす場合、その容器を不合格とし、廃棄し、或いは放棄することができる。
【００４６】
本発明の第２の目的は、第１の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在しないという判断をもたらし、且つ第２の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在するという判断をもたらす場合に、上記特定容器を再度分析することに関する。
【００４７】
本発明の第３の目的は、第１の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在するという判断をもたらし、且つ第２の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在しないという判断をもたらす場合に、上記特定容器を再度分析することに関する。
【００４８】
２つ以上のカメラからの画像についての画像処理が、容器における不良または物体の存在について同じ結果または検出をもたらさない場合、その容器を検査装置へと回収することによって、誤った不合格の数を減らすことができ、すなわち検査によって不良または望ましくない物体を有している容器であると誤って認識されてしまう容器を、少なくすることができる。さらに、容器における不良または望ましくない物体の非存在の判断を、より確実に行うことができ、誤った合格の数を少なくすることができる。本発明の第４の目的は、第１の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在しないという判断をもたらし、且つ第２の複数のデジタル画像の処理が、物体または不良が存在しないという判断をもたらす場合に、上記特定容器をさらなる処理のために送ることに関係する。
【００４９】
さらなる処理は、梱包またはさらなる取り扱いなどであってよい。
【００５０】
本発明の第２の態様によれば、流体または液体を含んでいる複数の容器において望ましくない物体または不良を検出する方法が提供される。本発明の第２の態様による方法は、
上記複数の容器が運ばれる移動経路を設けるステップと、
上記移動経路に沿って上記複数の容器を移動させるステップと、
特定のスペクトル分布の光を発する第１の光源を設けるステップとを備え、上記光源は上記移動経路の片側に配置し、上記容器は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、上記流体または液体は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、
上記特定のスペクトル分布の光を発する第２の光源を設けるステップを備え、上記第２の光源は上記移動経路の片側に配置され、
上記第１の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出する第１の光検出装置を設けるステップを備え、上記第１の光検出装置は上記第１の視野を画定し、上記移動経路は上記第１の視野と交差し、上記第１の光検出装置は特定数のピクセルを備える第１のデジタル画像を生成し、
上記第２の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出する第２の光検出装置を設けるステップを備え、上記第２の光検出装置は上記第２の視野を画定し、上記移動経路は上記第２の視野と交差し、上記第２の光検出装置は特定数のピクセルを備える第２のデジタル画像を生成し、
上記第１と上記第２の光検出装置とは、それぞれ、上記容器が上記第１と上記第２の視野を通過するとき、第１と第２の一連のデジタル画像を登録し、
上記第１と上記第２の一連の上記デジタル画像の各々について、特定容器の輪郭に実質的に対応する一部分を選択するステップと、
上記一部分の各々をデジタル画像処理ユニットへと伝送するステップとを備え、
上記特定容器の上記望ましくない物体または不良を検出するために、上記デジタル画像処理ユニットは、上記デジタル画像の上記一部分の各々を処理し、
上記処理は、上記特定容器における物体または不良の存在または非存在を確定する結果となる。
【００５１】
本発明の一実施形態においては、第１の光検出装置が、第１の光源が第１の視野に位置するように、第１の光源と反対に位置している。また、第２の光検出装置は、第２の光源が第２の視野に位置するように、第２の光源と反対に位置している。
【００５２】
光検出装置は、特定のスペクトル分布の放射を、デジタル信号またはアナログ信号などといった信号へと変換できる装置によって構成される。
【００５３】
本発明の顕著な利点は、本発明の第２の態様による方法の第１と第２の光検出ユニットは、第１と第２のデジタル画像を生成する少なくとも１つのＣＭＯＳチップを各々備えているカメラによって構成されている点である。或いは、第１と第２のカメラは、特定のスペクトル分布の放射を２次元のデジタル画像へと変換できるユニットまたはチップを備える。
【００５４】
本発明の第２の態様による方法は、本発明の第１の態様に関して述べた目的、特徴、利点のいずれも有する。
【００５５】
本発明の第３の態様によれば、流体または液体を含んでいる複数の容器において望ましくない物体または不良を検出するための装置が提供され、その装置は、
流体または液体を含んでいる複数の容器において望ましくない物体または不良を検出するための装置であって、
フレームと、
上記複数の容器のための移動経路を構成する上記フレームに取り付けられたコンベアとを備え、上記コンベアは搬入および対応する搬出を画定し、上記搬入では上記複数の容器を受取り、上記搬出では上記複数の容器を搬出し、
上記フレームに取り付けられて特定のスペクトル分布の光を発する第１の光源を備え、上記第１の光源は上記移動経路の片側に位置され、上記容器は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、上記流体または液体は上記特定のスペクトル分布の光に対して少なくとも部分的に透明または半透明であり、
上記第１の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するために第１のＣＭＯＳチップを備えた第１のカメラを備え、上記第１のカメラは第１の視野を画定し、上記第１のカメラは上記フレームに取り付けられ、上記移動経路は上記第１の視野と交差し、上記第１のＣＭＯＳチップは第１の特定数のピクセルからなる第１のデジタル画像を生成し、上記第１のカメラは、特定容器が上記第１の視野を通過するとき、第１の一連のデジタル画像を登録し、
上記第１のカメラに電気的に接続された第１のデジタル画像処理ユニットを備え、
上記第１のカメラは、特定容器の輪郭に実質的に対応する上記各デジタル画像の一部分を選択すると共に、上記一部分を上記デジタル画像処理ユニットへと伝送し、
上記第１のデジタル画像処理ユニットは、上記特定容器の上記望ましくない物体または不良を検出するために、上記一連のデジタル画像の上記一部分の各々を処理し、
上記処理は、上記特定容器における物体または不良の存在または非存在を確定する結果となる。
【００５６】
上記選択を行うカメラとは、カメラに作り込まれ、或いはカメラに取り付けられ、カメラによって記録される画像の一部分を選択する電子装置として理解すべきである。次に、カメラによって記録された画像のうちの選択された部分は、コンピュータ、ワークステーション、専用画像分析装置、組み込みのコンピュータ、またはカメラ内の画像処理装置などといった画像処理ユニットへと伝送される。
【００５７】
電気的接続とは、本明細書の本文では、例えば有線接続、無線接続、光ファイバー接続、またはこれらの組み合わせなど、データの伝送が可能なあらゆる種類の接続を包含する総称と理解すべきである。
【００５８】
本発明の第３の特徴によれば、コンベアは、少なくとも回転カルーセル、ベルトコンベア、およびチェーンコンベアからなる群から選択されたコンベアによって構成される。吸い込みカップ式ホルダを有するコンベアなど、他のコンベアも使用できる。コンベアを形成するために使用される材料は、プラスチック或いはステンレス鋼などの金属材料でもよい。特定のコンベアは、或る間隔内のサイズを画定する瓶または容器を受取るように構成できる。これにより、カルーセルの能力が１つの特定のサイズの容器のみの収容に限定されることがない。
【００５９】
本発明の第４の特徴は、サーボ・モータまたはステッピング・モータまたはリニア・モータによって直接駆動されるか、或いは歯車手段を介して駆動されるコンベアに関する。モータは、コンベアの動作を実質的に一定にできるよう、トルクが一定のモータが好ましい。
【００６０】
本発明の第３の目的によれば、各容器は、各容器に含まれる流体を運動させるために、回転手段によって時計回りまたは反時計回りの方向に回転させることができる。回転手段は、電動モータなどによって構成することができる。回転手段は、好ましくは、各容器内に存在する物体または異物は遊離させて流体または液体内で検出することができるよう、容器を充分高速で回転させることができなければならない。
【００６１】
本発明の第５の特徴は、フレームに取り付けられて特定のスペクトル分布の光を発する第２の光源をさらに備え、上記第２の光源は上記移動経路の片側に位置し、上記第２の光源から発せられる上記特定のスペクトル分布の光を検出するために第２のＣＭＯＳチップを含む第２のカメラをさらに備え、上記第２のカメラは第２の視野を画定し、上記移動経路は上記第２の視野と交差し、上記第２のＣＭＯＳチップは第２の特定数のピクセルからなる第２のデジタル画像を生成し、上記第２のカメラは、上記特定容器が上記第２の視野を通過するとき、第２の一連のデジタル画像を登録する検査装置に関する。
【００６２】
第２の光源および第２のカメラを設けることによって、距離をおいて、第１のカメラによって実行される検査に対して、検証を行うことが可能である。２つの検査の間に、容器を再度回転して、第２の検査がなされるときに液体または流体を確実に運動させる。或いは、この検査は、流体または液体が略同じ速度で運動していると見なせるほど第１の検査と充分近接して、実施される。実際には、容器の第２回目の回転が必要とされるほどに、液体または流体の速度が低下する可能性がある。しかしながら、これは流体または液体の粘度に依存して決まる。
【００６３】
一般的には、第２のカメラまたは検出装置が、第１のカメラの検査の検証を可能にする。検査が誤りを含んでいる可能性があるために、第１の検査の検証によって、誤りの可能性のいくらかを取り除くことができる。
【００６４】
本発明の第６の特徴は、第１の光源から発せられる特定のスペクトル分布の光を検出するために第２のＣＭＯＳチップを含む第２のカメラをさらに備え、第２のカメラは第２の視野を画定し、移動経路は第２の視野と交差し、第２のＣＭＯＳチップは第２の特定数のピクセルからなる第２のデジタル画像を生成し、第２のカメラは、特定容器が第２の視野を通過するとき、第２の一連のデジタル画像を登録する検査装置に関する。
【００６５】
第２のカメラは、第１のカメラと実質的に同じ時間期間において同じ特定容器について検査が行えるように、第１のカメラの近くに設けて配置することができ、第１の光源に向けることができる。さらに、２つのカメラは、依然として第１の光源に向かって、異なって方向付けて、同じ時点において異なる容器を検査できるよう、光源が或る領域を画定することができる。
【００６６】
本発明の第７の特徴は、第２のカメラは、第１のデジタル画像処理ユニットに電気的に接続されていることに関する。或いは、装置は第２のデジタル画像処理ユニットをさらに有する。また、第２のカメラは、第２のデジタル画像処理ユニットに電気的に接続される。特定容器の輪郭に実質的に対応する各第２デジタル画像の部分は、デジタル画像処理ユニットへと伝送される。第１または第２のデジタル画像処理ユニットが一連の第２のデジタル画像を処理して、特定容器の望ましくない物体または不良を検出する。上記処理は特定容器における物体または不良の存否の判断をもたらす。
【００６７】
画像処理ユニットの数の選択は、データ処理能力の大きさによって決まる。すなわち、判定が必要とされるまでの所定時間内に必要とされる実際の処理の量と比べたとき、画像処理ユニットが単位時間当たりに幾つのインストラクションを実行できるかによって決まる。これは、部分的には、処理対象の特定の画像または画像の一部分のピクセル数に依存し、また、画像の分析の実行のために選択されたアルゴリズムに依存する。
【００６８】
本発明の特有の目的は、特定容器を出口から入口へと移動させる手段を設けることである。２つ以上のカメラの検査結果が異なる場合、カメラによって再検査するために容器を戻す。これにより、不合格の錯誤数を少なくすることができ、資金および材料の無駄を減ずることができる。
【００６９】
本発明の第８の特徴によれば、上記移動経路は搬入および対応する搬出を画定し、上記搬入では上記複数の容器を受取り、上記搬出は上記複数の容器を搬出し、
戻しコンベアは特定容器を上記搬出から上記搬入へと搬送する。戻しコンベは、回転カルーセル、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ホイール、またはこれらの任意の組み合わせによって構成できる。
【００７０】
容器は、コンベアに任意の点に搬入でき、任意の点から回収または搬出することができる。この一例は、コンベアが容器を循環するようにして搬送され、１以上の位置で検査される実施形態である。この検査により、特定容器について物体または不良の存否が判断された後に、その容器をコンベアから取り除くことができる。２つの検査が行なわれる実施形態では、２つの検査が異なる結果または判定をもたらした場合、その容器は再検査のためにコンベア上に残されるのみである。２つのステーションが、容器の除去および挿入をする。挿入は、利用可能なホルダまたは場所が存在する位置に限定される。
【００７１】
次に、添付の図面を参照しつつ本発明をさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
図１に、検査装置１０が概略的に示されている。検査装置１０は容器１６を視覚的に検査して、個々の容器１６の形成に用いられる材料の不良を検出する。また、検査装置１０は容器１６を検査して、望ましくない物体または異物が容器１６の内側に存在しないかどうかを判断する。検査装置１０は視覚的な検査に基づいているので、容器１６の外側に存在する物体または異物についても検出できる。
【００７３】
容器１６は、貯蔵システムまたは供給システム１８から、螺旋（スクリュー）２０を介して導入される。上記螺旋２０は、個々の容器１６の直径に実質的に相当する行路（トラック）２２を有する。容器１６は、行路２２から第１のホイール２４へと受け取られる。第１のホイール２４は、吸引装置や把持装置などの保持機構を備える。
【００７４】
容器１６は、第１のホイール２４から第２のホイール２６へと移動する。第２のホイール２６は、好ましくは、第１のホイール２４と同じ全体構造を有する。第２のホイール２６は、第１のホイール２４と比較して、反対の方向に回転する。第２のホイール２６は、個々の容器１６を落下点２８において配送する。上記落下点２８では、個々の容器１６がカルーセル１２に受け取られる。カルーセル１２は、（全て参照番号１４で指し示されている）複数のホルダを有する。カルーセル１２のホルダは全て同一であるために、同じ参照番号が与えられている。
【００７５】
個々のホルダ１４は、モータを有して、ホルダ内１４に収容された容器１６を回転させる。ホルダ１４は、或る軸の周りに、好ましくは容器１６の長手軸を中心として、容器１６を時計回りまたは反時計回りの方向に回転させることができる。
【００７６】
特定の回転プロフィールが提供されて、特定の回転速度で時計回りや反時計回りの方向に容器を回転させる。容器１６は、容器１６内の流体や流体内に見出される物質を再懸濁させるために回転される。カルーセル１２の中心には、個々の容器１６の視覚的検査を実行すべく、１つ以上のカメラが配置される。現時点における本発明の好ましい実施形態では、２つのカメラ３６，３８が、カルーセル１２の中心に配置されている。カメラ３６，３８は、それらの間において、或る角度を形成している。カメラ間の角度すなわちカメラ３６，３８によって形成される視野の間の角度は、現時点における本発明の好ましい実施形態では、２０〜６０°である。
【００７７】
一実施形態において、カメラの視野をカルーセル１２の底部に向けてカメラをカルーセル１２の回転の中心に沿って配置したときは、カメラ間の角度は上述のものと異なっていてもよい。上記カルーセル１２の底部上には、カメラで容器１６を検査すべく鏡などの反射器が置かれる。カメラの視野間の角度は、０〜１８０°である。このような設定のカメラの配置は、一度に２つのカメラをカルーセルに配置するために必要である。また、この構成によれば、さらに多くのカメラ（例えば４つのカメラ）を、一度にカルーセル１２内に配置することができる。同時に、カルーセル内のカメラは外部の影響から保護される。この外部の影響とは、例えば人がカメラにぶつかることであり、これによって、カメラが動いたりずれたり回転したりして、カメラが容器１６を適切または正確に検査できなくなる。
【００７８】
カメラを１つ備える実施形態では、カメラはカルーセルの内側または外側の任意の場所に配置できる。２つ以上のカメラを備える実施形態では、カメラをカルーセルの中心以外の位置に配置してもよい。例えば、２つのカメラを例えば互いに上下に配置して、同時に同じ容器や瓶を検査するか、或いは同時に２つ以上の異なる容器を検査してもよい。
【００７９】
他の実施形態においては、カメラをカルーセルの中心に対向して配置してもよい。例えば、カルーセル１２の回転軸に沿って配置されたカメラについては上述したが、カメラはカルーセルの回転軸に対してずらして（セットオフして）配置されてもよい。これによって、カメラはカルーセルの正確な中心に位置していない。
【００８０】
本発明の他の実施形態においては、カメラ３６，３８を互いに上下に実質的に同じ方向に配置してもよい。これにより、例えば、容器が１つのカメラで検査するには大きすぎる場合に、上記２つのカメラは同一の特定容器１６を同時に検査したり、或いは特定容器の２つの異なる部位を検査したりできる。
【００８１】
２つのカメラを有することの利点は、第１のカメラが行った検査を検証するために、第２のカメラを使用できる点にある。第１のカメラが、特定容器において物体または不良が存在しないと判断した場合、第２のカメラも同じ判断に至るはずである。しかし、第１のカメラが容器１６内の物体や不良を見落とし、且つ、第２のカメラがこの物体または不良を認識した場合、容器１６内に物体または不良が存否を明確にするために、容器は回収され再度分析される。
【００８２】
容器１６が廃棄されたり更なる処理のために移送されるには、第１のカメラと第２のカメラからの画像分析が、両組の画像について、同じ結論とならなければならない。第１のカメラと第２のカメラのいずれか一方からの画像について実行された画像分析プロセスが、他方のカメラからの画像について実行された画像分析プロセスによる結果と相違して、物体または不良が存在したり、或いは物体または不良が存在しないという結果となった場合、容器１６は回収されて、２つのカメラにより再分析される。この回収プロセスは、不合格や合格の錯誤数を減少させると考えられる。すなわち、合格すべきであるにも拘わらず容器が不合格になる状況や、不合格とされるべきであるにも拘わらず容器は合格する状況が、減少すると考えられる。
【００８３】
現時点における本発明の好ましい実施形態では、デジタル画像またはデジタル画像の一部を処理するための後述のアルゴリズムが実行される。
【００８４】
小さな対象領域（ＡＯＩ）において何らかのコントラストを生じさせるもの全ては、一連の画像の全てにおいて（略）同じ位置にとどまっている場合（静的な異常、例えば容器表面の塵埃）を除いて、粒子または異常の一部であると判定される。何らかのコントラストとは、最も明るいピクセルと最も暗いピクセルとの間の差が、或る特定のしきい値を超えていることを意味する。
【００８５】
データ・オブジェクト：
ＩＭ_ＰＲＯＴＯ：プロトタイプ画像。画像シーケンス内の画像のＡＯＩのアライメントを置くための基準として使用される。
ＡＯＩ_ＬＩＮ_ＬＯＣ：アライメントを担当するロケータのための対象領域。
ＡＯＩ_ＰＩ：粒子検査のための有効領域を定める対象領域。
ＩＭ_ＳＲＣ［Ｎ］：記録された画像シーケンス‐（容器についての）灰色値画像一式。
ＩＭ_ＳＲＣ_ＦＩＬ［Ｎ］：ソース画像ＩＭ_ＳＲＣ［Ｎ］を改善したもの（カメラのＣＭＯＳチップによって導入される誤差を低減）。
ＩＭ_ＳＲＣ_ＭＥＡＮ［Ｎ］：ＩＭ_ＳＲＣ_ＦＩＬ［Ｎ］を低域通過フィルタ処理した画像。
ＩＭ_ＤＩＦＦ［Ｎ］：微分画像（ＩＭ_ＳＲＣ_ＭＥＡＮ［Ｎ］−ＩＭ_ＳＲＣ_ＦＩＬ［Ｎ］（「局所コントラスト」画像））のセット
ＩＭ_ＢＩＮ_ＲＡＷ［Ｎ］：ＩＭ_ＤＩＦＦ［ｉ］画像のしきい値処理からもたらされる２値画像のセット（間隔を定めている２つのしきい値）。
ピクセル値ＩＭ_ＢＩＮ_ＲＡＷ［ｉ］［ｙ］［ｘ］＝＝０：異常なし
ピクセル値ＩＭ_ＢＩＮ_ＲＡＷ［ｉ］［ｙ］［ｘ］！＝０：異常
ＩＭ_ＢＩＮ［Ｎ］：２値画像のセット。ＩＭ_ＢＩＮ_ＲＡＷ［ｉ］と同じであるが、今や整列されている。
ＩＭ_ＢＩＮ_ＥＸＴ［Ｎ］：２値画像のセット。ＩＭ_ＢＩＮ［ｉ］と同じであるが、動かぬ異常が取り除かれている。
ＩＭ_ＭＡＳＫ［Ｎ］：２つ画像のセット。ＩＭ_ＢＩＮ［ｉ］の「詳細」版。
ＩＭ_ＡＣＣＵ：画像ＩＭ_ＭＡＳＫ_ＳＴＡＴＩＣＳの生成用のヘルパー画像。
ピクセル値０が、異常が検出されなかったことを表している。
ピクセル値１が、この位置においてかつて異常が検出されたことを表している（近隣で）。
ピクセル値Ｎは、この位置で異常のみが検出されたことを表している。
ＩＭ_ＭＡＳＫ_ＳＴＡＴＩＣＳ：システムが動かぬ異常を検出できた画像内の或る位置を「無視」するために使用される画像。
ピクセル値０は、この場所に動かぬ異常が存在する可能性が高いことを表している。
ピクセル値１は、この場所に動かぬ異常が存在しない可能性が高いことを表している。
ＯＢＪ_ＳＥＴ［Ｎ］：オブジェクト・セットのセット。各画像について、オブジェクトが生成される。セット内の各オブジェクト（動かぬ異常は含まれていない）が、粒子と判断されるか否かについて分類される。
ＩＮＳＰＥＣＴＩＯＮ_ＲＥＳＵＬＴ：最終の検査結果が、オブジェクト・セットＯＢＪ_ＳＥＴ［Ｎ］内の情報に基づいて計算される。
【００８６】
パラメータ：
2008510971.tif 000003
【００８７】
全体的な分類方法：
初期値として、システムは容器がＮＯＧＯであると仮定する。全ての検査工程を実行できる場合、容器がＧＯに分類されるための全ての要件を満たすか否かを明らかにするために、以下のルールが適用される。
【００８８】
オブジェクト・セット内の或る特定の物体（オブジェクト）は、その面積が或る特定のしきい値ａｒｅａ_ｔｈｒｅｓｈよりも大きい場合、粒子と分類される。
【００８９】
画像シーケンス内の或る特定の画像は、影響されたオブジェクト・セットにおいて検出された粒子の数が或る特定のしきい値ｍａｘ_ｎｏ_ｏｆ_ｐａｒｔｉｃｌｅｓ_ｐｅｒ_ｉｍａｇｅ以下である場合、ＧＯと分類される。
【００９０】
検査された容器は、画像シーケンス内の全ての画像がＧＯと分類される場合に、ＧＯと分類される。
【００９１】
処理の基本的な流れ：
１）処理ステップ＃１
IM_ACCU := all pixels set to 0 
IM_MASK_STATICS := all set to Oxff
for each image in the image sequence do
IM_SRC_FIL [i] := transform (IM_SRC [i]);
// for reducing the influence of the quantization
// errors caused by the CMOS chip
IM_SRC_MEAN [i] := calculate_mean_value_image (IM_SRC_FIL [i]);
// rectangular filter size of mean filter:
// nx_win = (2 * mean_mx_win) + 1;
// ny_win = (2 * mean_my_win) + 1;
IM_DIFF [i] := calculate_difference_image (IM_SRC_MEAN [i], IM_SRC_FIL [i]); 
// difference (or "local contrast") image resulting
// from subtraction of IM_SRC_MEAN [i] and
// IM_SRC_FIL [i]. In this difference image it is
// possible to define different thresholds for "dark"
// anomalies and "bright" anomalies pixels. Pixels
// having a value (difference) within the interval
// [bin_thresh_interval_start..bin_thresh_interval_end]
// are supposed to be no anomaly; pixels having values
// outside the interval are supposed to be an anomaly
IM_BIN_RAW [i] := calculate_binary_image(IM_DIFF [i], 
bin_thresh_interval_start, 
bin_thresh_interval_end);
// binary image showing possible anomalies: 
// pixel value == 0: no anomaly 
// pixel value != 0: anomaly
(dx.dy) := EVAL_DISLOCATION (IM_PROTO, IM_BIN_RAW [i]);
// calculates a dx/dy for alignment
IM_BIN [i] := aligned_copy_of (IM_BIN_RAW [i], dx, dy);
IM_MASK [i] := expandjmage (IM_BIN [i], kernel_mx, kernel_my);
// IM_MASK [i] := all set to 0
// for each pixel at (y,x) in IM_BIN [i] do
// if value != 0 then
// draw rectangle to IM-MASK [i], with y,x as center
// and horizontal extents kernel_mx*2 + 1
// and vertical extents kemel_my*2 + 1
// endif
// endfor
IM-ACCU := increment_accumulator (IM_MASK [i]);
// for each pixel at (y,x) do
// if IM_MASK [i][y][x] != 0 then
// IM_ACCU [y][x] ++;
// endif
// endfor
endfor;
IM_MASK_STATICS := setjevel (IM_ACCU, staticsjhresh);
// for each pixel at (y,x) in IM_ACCU do
// if (I M_ACCU [y] [x] <= staticsjhresh) then
// At this place no statics
// IM_MASK_STATICS [y][x] := Oxff
// no statics // else
// At this place statics
// IM_MASK_STATICS [y][x] := OxOO
// statics // end if
// endfor
【００９２】
２）処理ステップ＃２
for each image in the image sequence do
IM_BIN_EXT [i] := IM_BIN [i] BITAND IM_MASK_STATICS;
// only anomalies at places without statics will survive
// the BITAND function
OBJ_SET[i] := extract object set (IM_BIN_EXT);
// create recursive object structure of objects
classify_object_set (OBJ_SET[i])
// evaluate recursive object structure and classify
// object whether they are to be considered as particle
// or noise
endfor;
perform_final_classification (OBJ_SET [all],
max_no_of_particles_per_image);
// all object sets must have an amount of particles
// which is less or equal to the threshold
// max_no_of_particles_per_image
【００９３】
現在のところ、カメラ３６，３８は、ぞれぞれ、参照番号４０，４２によって示される光源に向けられている。光源４０，４２は、実質的にカメラ３６，３８が感知できる周波数範囲内の電磁波を発する。光源４０，４２は、好ましくは、容器１６がカメラから見えるカメラ視野のうちの一部をカバーする。光源４０，４２は、好ましくは、略均一である。すなわち、これは、光が各々のカメラの視野に実質的に一様に分布し、連続的またはストロボ状の光を与えることを意味する。
【００９４】
現時点における本発明の好ましい実施形態では、光が１００Ｈｚの周波数でストロボすなわち点滅する。この点滅光またはストロボ光は、１００Ｈｚの周波数の画像すなわちストロボ光の周波数に対応する画像を記録するように、カメラと同期する。他の実施形態では、１００Ｈｚ以外の周波数を使用してもよい。
【００９５】
光源４０，４２から発せられる電磁波は、好ましくは可視のスペクトルである。しかし、上記電磁波は紫外または赤外のスペクトルの放射を含んでもよい。光源４０，４２から発せられる光の波長の選択は、容器１６を形成するために使用される材料の性質による。何故ならば、或る材料は、紫外スペクトル、赤外スペクトル、または近赤外スペクトルにおいて発せられる光に対して透明または半透明でないためである。
【００９６】
ホルダ１４を、以下で図５を参照してさらに詳しく説明する。
【００９７】
容器１６が検査されて良好または不良であると確認された後、容器はホイール２４，２６と同様の第３のホイール４６に収まる。その後、容器はコンベア４８に受け取られ、このコンベア４８は、ホイール５０で始まる受領セクションに上記容器を移す。或いは、コンベア４８は、再検査すべき特定容器１６を戻すために用いてもよい。すなわち、コンベア４８は、少なくとも２つの画像分析プロセスが異なる結果となった容器１６を戻すために使用できる。正しい検出についてより高度な確実性が要求される場合、或いは、異なる領域を別個に検査または検出すべき場合、より多くのカメラを使用してもよい。
【００９８】
現時点における本発明の好ましい実施形態では、容器を検査装置へと戻すために専用の装置が使用される。例えば、機械式スイッチまたはエジェクタ、好ましくはホイールまたはクリップ‐ベルトが使用される。
【００９９】
特定容器を検査装置へと戻す回数については、限界を設定してもよい。これは、検査装置が特定容器について物体または不良の存否の判断を２以上得ることができない場合に、装置が容器で一杯になることを防止する。
【０１００】
特定容器を検査装置に戻す場合、再検査すべき容器の挿入を可能にするために、供給システムに対し、検査装置への新規容器の供給を停止させるよう指示しなければならない。
【０１０１】
容器１６は、コンベア５２によって、幾つかの落下ステーションを通過して運ばれる。落下ステーションは全て参照番号５４で示されている。図１には、３つの落下ステーションが示されている。そのうちの１つは、望ましくない物体または物質を含んでいると認識された容器、或いは、容器の形成に使用されている材料に不良があると認識された容器を受け取ることができる。その他のものは、梱包までの保管や梱包への直行など、別の目的のためのものである。
【０１０２】
検査装置のオペレーション（動作）は、外部のコンピュータ装置５６によって制御可能である。コンピュータ５６は、キーボード、ポインティング・デバイス、１以上のタッチ・スクリーン、ボタン、或いはこれらの組み合わせ等の搬入機能を有する。コンピュータ５６は、検査対象の製品に関する情報を有してもよく、また、検査装置のオペレーションに関する情報を集めてもよい。上記情報は、検査容器数や不合格数などの検査の統計のようなものである。さらに、コンピュータ装置５６は、カメラ３６，３８の視野を表示することができる。
【０１０３】
図１ａは、図１に示した検査装置１０の一部分の概略の上面図である。容器は、容器貯蔵システムまたは容器供給システム１８から、ウォームまたは螺旋２０を介して、矢印Ｒ１の方向に回転している第１のホイール２４へと運ばれる。容器１６が運ばれて、ホイール２４が矢印Ｒ２の方向に回転しているホイール２６に接する点に達すると、ホイール２６が容器１６を受け取る。ホイール２６が回転して、カルーセル１２に容器１６を運ぶ。カルーセル１２は、矢印Ｒ３の方向に回転して、容器１６を第１のカメラ３６の視野へと運び、次に、第２のカメラ３８の視野へと運ぶ。
【０１０４】
容器１６は、カルーセル１２の移動経路に沿って、一方向または両方向に、すなわち時計回りの方向または反時計回りの方向に、可変または一定の速度で回転またはスピンさせることができる。或いは交互の方向に回転させることができる。
【０１０５】
現時点における本発明の好ましい実施形態では、容器は、容器の中身に依って、最大１０，０００ｒｐｍの速度で回転させられる。容器が懸濁液で満たされている場合、容器は５〜７，０００ｒｐｍの速度で回転させられる。一方で、部分的に充填された容器は、約１，０００ｒｐｍの速度で回転させられる。これは、容器の回転時に容器内の流体または液体が完全な渦を形成しないようにしながら、且つ、流体入りの容器の底が見えないようにしながら、容器内の流体または液体に気泡を生させない回転速度である。容器の回転速度は、容器内の流体または液体の粘度にも依存する。
【０１０６】
カルーセルは或る速度で回転されて、所定時間内で特定数の容器を検査する。例えば、毎分２００個、毎分４００個、毎分６００個、毎分８００個、毎分１２００個、或いはそれ以上の数である。検査される１分当たりの品物の数は、各容器を回転させるために使用される時間に依存する。粘度の高い流体は、粘度の低い流体または液体に比べて、長い回転時間を必要とするからである。
【０１０７】
図２は、図１の検査装置１０のカルーセル１２の部分切断図である。この図は、光源４０，４２に対するカメラ３６，３８の配置を説明するものである。カメラ３６，３８の視野は、対応する容器１６と共に、２以上のホルダ１４を含む。既述したように、光源４０，４２は、実質的に、カメラ３６，３８の各々の視野をカバーしている。
【０１０８】
図３は、図１のカルーセル１２と、カルーセル１２を駆動するためのモータとの部分切断図である。現時点における本発明の好ましい実施形態では、モータ５８は、ＮＳＫ社の型式番号Ｍ‐ＹＳ５１２０ＧＮ０１１であり、ＥＳＡ２５駆動ユニットである。しかし、本発明の他の実施形態では、他のモータまたは駆動ユニットも使用してもよい。
【０１０９】
図５は、カルーセル１２の概略図である。ロッド６０は上部リング６２から下部リング６４を通って延びている。ロッド６０には、ロッド６０の下方への動きを制限する阻止装置６６が取り付けられている。ばね６８が、ロッド６０を下方へと押す。ロッド６０の遠位端には、インターフェイス部品７０が取り付けられている。インターフェイス部品７０は、容器１６の上部を収容するための回転部７２を有している。
【０１１０】
容器１６は、上記回転部７２と、回転モータ７４の収容部７５との間に保持されている。上記回転モータ７４は、カルーセル１２の表面７６の下方に取り付けられている。上記回転部７２は、容器を所定の位置に保持するために、ばねを有している。
【０１１１】
回転モータ７４は、容器１６を、容器やロッド６０の長手軸に対して、時計回りまたは反時計回りの方向に回転させる。各モータ７４は個々の制御ユニットによって制御される。上記制御ユニットは、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって構成される。上記マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラは、モータ７４のオペレーションを制御するためのソフトウェアを含む。制御コントローラ・ユニット７４は全て、ＣＡＮバス・ネットワークなどのネットワークで相互接続されている。コントローラ・ユニット７８間の電気的接続はバンド８０によって構成されている。バンド８０は、また、各コントローラ・ユニット７８をルート・コントローラ８８に接続する。
【０１１２】
容器１６が、インターフェイス部品７０の回転部７２とモータ７４との間に装填するとき、これらの部位の間に容器１６を挿入できるように、ロッド６０を上昇させねばならない。
【０１１３】
カルーセル１２が回転するにつれて、阻止装置６６の遠位端が突き出し部３０の上り部分３２と係合し、ロッド６０は上方に動かされる。ホルダ１４が上り部分３２の終わりに近付いたとき、容器１６はカルーセル出口点４４の付近にあり、第３のホイール４６が、カルーセル１２から容器１６を取り去る。ホルダ１４が落下点２８に接近するとき、回転部７２と回転モータ７４とは、依然として充分に離間していて、第２のホイール２６から容器１６を受け取る。容器１６が回転部７２と回転モータ７４との間に受け入れられると、ばね６８がロッド６０を押し下げると共に、阻止装置６６は、突き出し部３０の傾斜部３４を滑るようにして下降する。
【０１１４】
図４は、検査装置１０のスリップ・リング８４の概略図である。スリップ・リング８４は、電気接続８５を介して、バンド８０に接続されている。現時点における本発明の好ましい実施形態では、Northrop GrummanのＡＣ６０９８シリーズのスリップ・リングが使用されている。
【０１１５】
図６は、２つのカメラ３６，３８からの画像処理が２つの異なる結果となった場合に、容器１６を戻すための戻しシステムの実施形態概略図である。アーム８２に取り付けられた検出器が容器１６の存在を検出し、その結果、上記容器は、ホイール４６からホイール２４またはホイール２６の一方に戻されるか、或いは容器供給システム１８の容器貯蔵所に戻されるかのいずれかである。
【０１１６】
図７は、本発明による検査装置１０に使用される構成要素の説明図である。
【０１１７】
回転モータ７４は、コントローラ・ユニット７８によって個々に制御される。コントローラ・ユニット７８は、回転モータ７４の回転の方向と速度を制御する。コントローラ・ユニット７８は各々、ＣＡＮバス・ネットワークのバンド８０を介して、隣接する２つのコントローラ・ユニットに接続されている。バンド８０は、ＣＡＮバス８６接続を介して、スリップ・リング８４に外部接続している。ルート・コントローラ８８は、個々のコントローラ・ユニット７８に繋がっている。現時点における本発明の好ましい実施形態では、回転モータは、Faulhaber社の形式：３５６４ Ｋ ０４８ Ｂ Ｋ３１２のモータである。モータは、回転する物体すなわち容器や流体或いは液体の寸法や質量に依って選択される。
【０１１８】
上記スリップ・リング８４は、デジタルＩＯおよびＣＡＮバス８６の両者を介して、ルート・コントローラ８８に接続される。上記ルート・コントローラ８８は、デジタルＩＯ９０とＣＡＮバス接続９４の双方を介して、ＰＬＣに繋がっている。さらに、ルート・コントローラ８８は取得コントローラ１０２に接続されている。取得コントローラ１０２はカメラ３６，３８からの画像の取得を制御する。ルート・コントローラ８８と取得コントローラ１０２との間の接続は、現時点における本発明の好ましい実施形態では、ＣＡＮバス・ネットワーク接続１００によって構成されている。
【０１１９】
視覚システムは、遍く１１６で示されていて、破線によって視覚化されている。上記破線は、検査装置１０の視覚部を構成する要素を包囲している。取得コントローラ１０２は、コンピュータによって構成される粒子検査ユニット１０４の中に配置されるか、或いは、粒子検査ユニット１０４に接続される。さらに、取得コントローラ１０２はフレーム採取手段１０６に接続されている。上記フレーム採取手段１０６は、カメラ・リンク１０８を介して受信した１以上のカメラ３６，３８からの画像を記録する。カメラ・リンク１０８は、無線または有線の接続によって構成できる。取得コントローラ１０２は、デジタルＩＯ接続１１０によって、フレーム採取手段１０６に接続されている。ルート・コントローラ８８は、取得コントローラ１０２の動作を制御する。
【０１２０】
視覚システム１１６を構成している複数の要素は、同一でも、異なっていてもよい。これは、例えば異なるカメラによって取得された画像を処理するためには、異なる処理ユニットが必要或いは所望される可能性があることを意味する。
【０１２１】
カメラは、現時点における本発明の好ましい実施形態では、１０マイクロメートルよりも大きい直径またはサイズを有する物体または不良を検出でき、５０マイクロメートルに至るまでのサイズを有する物体または不良が検出される。
【０１２２】
スリップ・リング８４は、カルーセル５８用のモータに接続されている。モータ５８は、エンコーダ９６を有している。
【０１２３】
ルート・コントローラ８８は、個々のコントローラ・ユニット７８と取得コントローラ１０２の両方において、ハードウェア・タイマーの同期を行う。ルート・コントローラ８８はデータ・パッケージをブロードキャスト（放送）する。上記データ・パッケージは、エンコーダ９６から読み取ったカルーセル１２の位置と、その位置が記録された時刻とを有する。この情報すなわちデータ・パッケージは、好ましくは周期的に、例えば５ミリ秒毎に、ブロードキャストされる。
【０１２４】
ルート・コントローラ８８は、デジタルＩ／Ｏ９０およびＣＡＮバス接続９４を介して、ＰＬＣ９２に接続されている。ＰＬＣ９２が、検査装置１０の全体を制御する。一方、粒子検査ＰＣ１０４の取得コントローラ１０２およびスピンモータまたは回転モータ７４は、ルート・コントローラ８８によって制御される。
【０１２５】
ＳＣＡＤＡシステム１１２は、構内通信網１１４を介して、検査ＰＣ１０４およびＰＬＣ９２に接続されている。上記構内通信網１１４は、現在のところは好ましくは、イーサネット・ネットワークによって構成され、また、Ｐｒｏｆｉｂｕｓソリューションとして実装される。ネットワーク接続は、無線または有線のネットワーク接続によって構成される。ＳＣＡＤＡ１１２は、ＰＬＣ９２の動作を制御し、製品情報およびプロセス・ロギング情報を含むデータベースを備えてもよい。
【０１２６】
カメラ３６，３８は、フリーラン・モードで動作する。これは、カメラが画像を記録するためにトリガ信号の受信を必要としないことを意味する。現時点における本発明の好ましい実施形態では、画像が１２８Ｈｚで記録され、各フレームまたは画像の間は７，８ミリ秒である。当然ながら、これと異なる記録速度も可能である。カメラが画像またはフレームの記録を開始すると、同期信号が、フレーム採取手段１０６を介して、取得コントローラ１０２へと送られる。そして、取得コントローラ１０２が、いつ新規画像の記録が開始されたのかを明らかにすることができる。
【０１２７】
カメラによって記録された画像全体の送信には、例えばケーブルまたは配線などの伝送線に大きな帯域幅を必要とすると考えられる。したがって、伝送されるデータの量を限定することが望ましい。１つの限定法は、グレースケールまたは黒／白画像の記録を選択することである。他の限定法は、画像の一部すなわちサブ画像のみを送信することである。その際、被検体すなわち容器が発見された場合、サブ画像は、カメラによって記録された画像全体のうちの一部を含むものであってもよい。
【０１２８】
取得コントローラ１０２は、カメラ３６または３８からの画像を記録するのに先立ち、カルーセル１２の位置を予測または計算することができる。これによって、カメラ３６または３８が記録する画像のサブ画像が何処に位置すべきかを判断することができて、サブ画像は容器１６を含むことができる。
【０１２９】
２つの特定製品は必ずしも全体が同じ幾何学的形状を有してはいないために、サブ画像の大きさは、被検製品の各々について個々に決定される。
【０１３０】
現時点における本発明の好ましい実施形態では、Ｍｉｋｒｏｔｒｏｎ社の型名：ＭＣ１３１０というカメラが使用される。このカメラは、８ビット／ピクセルの定量化で、１２８０×１０２４ピクセルの解像度の画像を生成する。好ましくは、検査の開始に先立って、サブ画像の寸法がカメラに供給される。値は不揮発性メモリに保存されるので、装置の電源を切る毎に、寸法を提供する必要はない。
【０１３１】
現時点における本発明の好ましい実施形態では、サブ画像が矩形の画像として形成される。また、一度に１つのサブ画像のみが取得される。しかしながら、複数のサブ画像が選択される実施形態も考え得る。幾つかのサブ画像によって、装置は複数の容器を同時に検査できる。
【０１３２】
サブ画像は、カメラ内のＥＥＰＲＯＭへとロードされたファームウェアによって、選択および制御される。すなわち、上記ファームウェアはカメラの起動時にカメラのＦＰＧＡへとロードされる。また、サブ画像に関する値は、起動時に、ＳＣＡＤＡ ＰＣ１１２または検査ＰＣ１０４からカメラに転送されてもよい。
【０１３３】
サブ画像を、カメラ内の画像のｙ軸に沿って動かすことができる。サブ画像の開始と終了の座標は、各被検製品のタイプについて個々に決定される。寸法および座標は特定製品についての取得プロフィールの一部であり、上記取得プロフィールは取得コントローラ１０２が画像の取得または記録の制御のために使用できる。取得プロフィールは、システムの立ち上げまたは起動の際に、検査ＰＣ１０４またはＳＣＡＤＡ ＰＣ１１２から取得コントローラ１０２にロードすることができる。
【０１３４】
取得コントローラ１０２は、カメラからの画像の取得または記録を制御する。取得プロフィール内の情報に基づいて、また、ルート・コントローラ８８から受信されるカルーセル１２の位置に関する時刻スタンプ情報に基づいて、サブ画像が制御される。画像分析に基づくサブ画像の制御も想起されるが、それは本発明の一部であると考えられる。
【０１３５】
容器の外形に正確に対応するサブ画像などの矩形や正方形以外のサブ画像も考えられる。
【０１３６】
一般に、Ｎ個の回転モータまたはスピンモータ７４とそれに対応するコントローラ・ユニット７８とが存在する。現時点における本発明の好ましい実施形態では、Ｎ個の回転モータまたはスピンモータ７４とそれに対応するコントローラ・ユニット７８とは、全て同一である。Ｎは任意の自然数であるが、４０、５０、または１００などの２０〜１５０の間の数が好ましい。大きな容器または瓶の検査に合わせて構成されたカルーセル１２は、より小さな容器または瓶の検査に合わせて構成されたカルーセルよりも、少ない数のステーションを有すると考えられる。
【０１３７】
サブ画像の移動基準は、容器がカメラの視野に進入した瞬間からカメラの視野から出るまで、サブ画像は被検容器を追従しなければならないというものである。
【０１３８】
以下では、ルート・コントローラはマスターと称する。一方、モータ・コントローラおよび取得コントローラは、スレーブと称する。
【０１３９】
マスターは、ＣＡＮバスを介して各スレーブのハードウェア・タイマーの同期を実行する。そして、マスターおよびスレーブが同じ時間設定を有する。
【０１４０】
マスターは、周期的に、現在は５ミリ秒毎に、以下の情報（ｖ_ｐｏｓ、ｔ_ｐｏｓ）をブロードキャストする。ここで、ｖ_ｐｏｓは、カルーセル・モータのエンコーダから読み取った検査カルーセルの位置であり、ｔ_ｐｏｓは、その位置が読み取られた時刻である。
【０１４１】
マスターからブロードキャストされた情報は、２組の奥行き（ｖ_ｐｏｓ／ｔ_ｐｏｓ）を有する位置‐時刻ＦＩＦＯであるデータ構造ｐｔ_ｆｉｆｏにて、スレーブの各々に保存される。ｐｔ_ｆｉｆｏを使用し、スレーブはｖ_ｐｏｓ（ｔ_ｐｏｓ）、すなわち時間の関数としての検査カルーセルの位置を計算でき、これは一般的には、利用可能な情報の外挿である。
【０１４２】
カメラは、フリーラン・モードで動作し、すなわちカメラが画像を記録するためにトリガ信号の受信を必要としないことを意味する。現在のところ、カメラは、１２８Ｈｚの周波数で画像を記録し、各画像の間に７．８ミリ秒を与える。画像の記録の各々は、取得コントローラがいつ新規画像のデジタル化がカメラによって開始されたのかを知ることができるよう、フレーム採取手段を介して取得コントローラへと送られる垂直同期信号の生成によって開始される。
【０１４３】
取得コントローラは、次の画像が記録されるときの検査カルーセルの位置を予測でき、したがってサブ画像を実質的に容器に追従させるために、次の画像の記録に先立ってサブ画像をいつ、どれだけ移動させるべきかを予測することができる。
【０１４４】
サブ画像の制御は、既に述べたようにルート・コントローラから受信される時刻スタンプ付き情報にもとづき、さらにデータ構造ａｃｑ_ｐｒｏｆである取得プロフィール内のデータから、取得コントローラによって担当される。取得プロフィールは、検査カルーセルの位置によってオーダーされるセクターのテーブルである。１つのセクターが、検査カルーセルの３６０／Ｎ部分として定められる。検査カルーセルは、図８に示されるようにＮ個のステーションを有し、Ｎはステーションの数であって、典型的には４０、５０、または１００である。各々のセクターについて、以下のデータが取得プロフィールａｃｑ_ｐｒｏｆに保存される。
ｖ_ｐｏｓ_１：カルーセル・モータのエンコーダに対するセクターの開始位置。
ｖ_ｐｏｓ_２：カルーセル・モータのエンコーダに対するセクターの停止位置。
ｏｂｊ_ｉｄ：オブジェクトＩＤ。ステーションＩＤに対応する。
ｖ_ａｃｑ_１：ｖ_ｐｏｓ_１におけるカメラ画像のサブ画像の開始位置。
ｖ_ａｃｑ_２：ｖ_ｐｏｓ_２におけるカメラ画像のサブ画像の停止位置。
【０１４５】
画像の記録に関する基本的計算。
ｔ_ｐｅｒ_ｉｍａｇｅ：２つの通常の同期パルスの間の時間（画像は同期信号において取得される）。
ｐｔ_ｆｉｆｏ：通信によって駆動される位置時間ｆｉｆｏ。
ａｃｑ_ｐｒｏｆ：取得プロフィール。
ｖ_ａｃｑ_ｅｆｆ：モジュールによって生成されたパルスの実際の数（初期値＝０）。
【０１４６】
カメラによって生成される各垂直同期において、以下の計算が取得コントローラで実行される。
/*
* calculate the position of the carousel
* at the time where the next image gets acquired
*/ 
v_pos_next = calculate_position_of_carousell (pt_fifo,
t_now + t_per_image);
if (v_pos_next >= 0) { r
* position forcasting delivered valid result
*/
int obj_id_next = -1;
int v_acq_next  = -1;
/*
* this function will find the sector with v_pos_next lying
* inside.
* the function calculates the shift value v_acq_next
* the function returns obj_id_next
*/
int i_tab_sector = AcqProf_get_info_from_v_pos (acq_prof,
v_pos_next,
&obj_id_next,
&v_acq_next);
if (obj_id_next >= 0) {
/*
* there is an object to be acquired
*/
DO_ACQ_SEQ (1 ); // acquisition signal for PC
/*
* calculate number of increment pulses to be generated for
* next image
*/
d_acq = (v_acq_next >= 0) ? (v_acq_next - p->v_acq_eff) : 0;
if (d_acq > 0) {
/*
* generate required number of pulses to shift subimage
*/
generate_n_pulses (d_acq);
p->v_acq_eff = v_acq_next; // update internal
};
} else {
/*
* there is no object to be acquired
*/
DO_ACQ_SEQ (0); // acquisition signal for PC
p->v_acq_eff = 0;
};
} else {
/*
* position forcasting delivered invalid result
*/
DO_ACQ_SEQ (0); // acquisition signal for PC
p->v_acq_eff = 0;
};
【０１４７】
関数ＤＯ_ＡＣＱ_ＳＥＱ（）が、取得コントローラからフレーム採取手段へのデジタル信号ＤＯ_ＡＣＱ_ＳＥＱを制御する。この関数の引数が、対応するデジタル信号の状態を与える。
【０１４８】
信号が高（１）であるとき、フレーム採取手段がカメラからの画像を記録し、信号が低（０）であるとき、フレーム採取手段はカメラからの画像を無視し、すなわち信号が画像についてのゲートとして機能することを意味している。
【０１４９】
特定のカルーセルは、或る間隔内のサイズの瓶または容器サイズを受け入れるような構成とすることができる。これにより、例えば、モータ・ユニットの回転部７２や収容部７５に複数のアダプタまたは収容具を設けることによって、カルーセルの能力をただ１つの特定のサイズの容器の収容に限定されないように構成できる。
【０１５０】
検査システムまたは検査装置は、梱包装置または充填装置などといった他の処理システムまたは装置に直列に配置することができる。
【０１５１】
図９ａ〜９ｃは、カメラによって記録された一連の画像の概略図である。容器はカメラ画像フレームのｙ軸に沿って移動し、一連の画像およびサブ画像が記録される。上述したように、サブ画像は画像処理ユニットに送信される。
【０１５２】
図１０は、別のカメラ構成が使用されている検査装置１０’のカルーセル１２を概略的に示している。カルーセル１２の内側に、４つのカメラ１２０，１２２，１２４，１２６が配置されている。図１０に示した実施形態においては、カメラ１２０，１２２，１２４，１２６が、カメラ１２０，１２２，１２４，１２６によって定められる視野がカルーセル１２の底部に向けられるように配置されている。カメラ１２０，１２２，１２４，１２６によって容器を検査するために、４つの鏡（図では、そのうちの２つだけ（すなわち、１２８，１３０）を見ることができる）が、カメラが容器を検査できるように配置されている。他の実施形態においては、カメラの全てまたは幾つかが、例えば図１に示したカメラのように、視野が容器へと直接向くように配置される。他の実施形態においては、光源からカメラへと伝達される光を変更または修正するために、フィルタ、プリズム、または他の光学部品を、カメラの視野に配置でき、すなわちカメラと容器との間に配置することができる。
【０１５３】
図１１は、カルーセル１２を有する検査装置１０’’を示している。カメラ１３２，１３４が、図１０に示したカメラと同様に配置されているが、他の実施形態においては、カメラ１３２，１３４を、例えば図１に示したカメラのように配置することができる。２つの光源１３６，１３８が、光源１３６，１３８によって発せられた光が、対応するカメラによって定められる視野へと直接向かわないように配置されている。この構成は、例えば図１ａに示した構成では検査が不可能であると考えられる繊維などの物体の検査を可能にすると考えられる。
【０１５４】
図１２は、カルーセルへと進入する前の容器について検査を実行するためのカメラ１４４を備えている検査装置の実施形態を概略的に示している。初期検査を実行する理由は、カルーセルのホルダによって保持されるときに破壊され、或いはさらに破損する可能性がある破損または傷ついた容器を検出することにあると考えられる。カメラが、容器をカルーセルへの進入前に排出または除去することができるよう、好ましくは螺旋２０の端部付近に配置される。図１２に示した実施形態においては、カメラが、容器を、ホイール２４に保持されているときに検査する。カメラ１４４によって実行される検査は、カルーセル内に位置するカメラによる検査を実行する同じコンピュータまたは装置によって制御することができ、好ましくは、カメラ１４４によって実行される検査は、別個の装置またはコンピュータによって制御される。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明による検査装置の上方からの概略図である。
【図１ａ】図１の装置の一部分の概略の上面図である。
【図２】図１の装置のカルーセルの一部分の概略図である。
【図３】図１の装置の一部分の概略図である。
【図４】スリップ・リングおよびコントローラの概略図である。
【図５】検査装置のカルーセルのホルダの詳細の概略図である。
【図６】戻しシステムの概略図である。
【図７】検査装置の概略のブロック図である。
【図８】検査カルーセルの概略図である。
【図９ａ】サブ画像の選択の概略図である。
【図９ｂ】サブ画像の選択の概略図である。
【図９ｃ】サブ画像の選択の概略図である。
【図１０】他のカメラ構成を有する検査装置のカルーセルの概略の切断図である。
【図１１】カメラおよび光源について他の構成を有している検査装置の概略の切断図である。
【図１２】外観検査のためのカメラを有する検査装置の概略の上面図である。
【図１】
2008510971.tif 000004
【図１ａ】
2008510971.tif 000005
【図２】
2008510971.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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