(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
瓶の壁を検査する機械において、
瓶を検査ステーションにて支持するコンベアと、
前記コンベアの一側部に設けられ、カメラ像を有するＣＣＤカメラと、前記コンベアの反対側に設けられ、該ＣＣＤカメラの画像手段上に瓶を作像するための照明領域を有する光源とを備える検査ステーションと、
欠陥として検知するのに必要とされる以下の変化率で、前記光源の照射領域上における暗い部分と明るい部分の限界点間にて、空間的、周期的に且つ連続的に変化する光強度を画成する手段と、
変化率が所定の値を越える欠陥を識別し得るように、光強度変化率を決定すべく、隣接する画素（１つ以上離れたもの）を単独で又は組み合わせて比較することにより、前記カメラ像を分析するコンピュータ手段とを備えており、
前記光源は各々が複数の発光ダイオードからなる個々に制御可能な複数の垂直な発光ダイオード列を含んでおり、前記空間的に、周期的に且つ連続的に変化する光強度を画成する手段が、前記複数の垂直な発光ダイオード列の各々を、当該垂直な列の光強度に対応するサイクル時間のうちのある時間に亘ってオンさせ且つ当該サイクル時間の残りの時間に亘ってオフさせるようになされた、瓶の壁を検査する機械。
【請求項２】
請求項１による瓶の壁を検査する機械において、前記複数の垂直な発光ダイオード列が、複数の発光ダイオード列グループを画成し、各々の列グループが、一側部に明るい（白い）列と、暗い（黒い）列と、該明るい（白い）列と暗い（黒い）列との中間にあり且つ暗い（黒い）列の光強度と明るい（白い）列の光強度との中間の光強度を有する少なくとも１つの列、及び前記明るい（白い）列から離れた前記暗い（黒い）列の側部に設けられ、暗い（黒い）列の光強度と明るい（白い）列の光強度との中間の光強度を有する少なくとも１つの列とを含む、瓶の壁を検査する機械。
【請求項３】
請求項２による瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、前記暗い（黒い）列と前記明るい（白い）列との中間に、複数の垂直な発光ダイオード列が存在し、該中間に存在する複数の発光ダイオード列の光強度が、明るい（白い）列から暗い（黒い）列に向けて均一に減少する、瓶の壁を検査する機械。
【請求項４】
請求項３による瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、前記明るい（白い）列から離れた前記暗い（黒い）列の側部に、複数の垂直な発光ダイオード列が存在し、該側部における該複数の垂直な発光ダイオード列の光強度が、暗い（黒い）列から離れるに伴って均一に増加する、瓶の壁を検査する機械。
【請求項５】
請求項４による瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、前記垂直な発光ダイオード列グループの各々が、前記暗い（黒い）列と明るい（白い）列との中間に３つの垂直な発光ダイオード列を有し、該３つの垂直な発光ダイオード列のうち、暗い（黒い）列に隣接する列が明るい（白い）列の光強度の約２５％の光強度を有し、明るい（白い）列に隣接する列が明るい（白い）列の光強度の約７５％の光強度を有し、暗い（黒い）列と明るい（白い）列との中間の列が明るい（白い）列の光強度の約５０％の強さを有する、瓶の壁を検査する機械。
【請求項６】
請求項５による瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、前記垂直な発光ダイオード列グループの各々が前記明るい（白い）列から離れた前記暗い（黒い）列の側部に３つの垂直な発光ダイオード列を有し、該３つの垂直な列のうち、暗い（黒い）列に隣接する列が明るい（白い）列の光強度の約２５％の光強度を有し、次の列が明るい（白い）列の光強度の約５０％の光強度を有し、暗い（黒い）列から離れた最後の列が明るい（白い）列の光強度の約７５％の光強度を有する、瓶の壁を検査する機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、瓶のようなガラス製又はプラスチック製容器の検査機械、より具体的には、欠陥を検知するために容器の側壁を検査することのできる検査機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願は、当該出願人による、同時係属特許出願第０９／０２６，３１１号の一部継続出願である。
【０００３】
ガラス製容器の側壁は、後方から照明したときレンズ効果を提供する（屈折欠陥）を生じさせる、ガラス分配の不均一領域を含む、色々な型式の欠陥を含む可能性がある。米国特許第５，００４，９０９号に示されたような容器の検査機械は、黒及び白のストライプが交互に現れることにより画成された光源の前面に瓶を置くことにより、ガラス製瓶の側壁を検査する。かかる検査機械は、瓶がストライプの端縁に配置されたときに、屈折を最もよく検知することができる。米国特許第４，６０１，３９５号に示されたような、容器の検査機械は、常に、カメラの視野中にあり、色々な強さの外側領域が横断方向に隔てられた単一の明領域により画成された光源の前面に瓶を置いて、その瓶を回転させることにより、ガラス製容器の側壁を検査する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、容器を回転させることを必要とせずに、屈折欠陥を検知する可能性がより大きい容器の検査機械を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的及び有利な点は、特許法の規定に従って、本発明の原理を具体化する現在の好ましい実施の形態を示す本明細書の以下の説明及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の後方照明光は、暗い部分と明るい部分の光強度の限界値間にて、空間的、周期的に且つ連続的に光強度を変化させることにより形成される。この変化率は、欠陥として検知するのに必要な変化率以下である。容器の屈折欠陥は、レンズ効果を介して、光源の他の部分を圧縮状態にしてカメラに現れる。この光源の圧縮像は、光強度の変化率が著しく増大しており、このため、欠陥として検知される。照射の周期的な光強度特性により、容器全体の欠陥を検知することを可能にする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ガラス又はプラスチック製とすることのできる瓶１０は、図示した検査ステーションにて検査するためにコンベア１２に沿って右方向から左方向に搬送され、この検査ステーションにて、瓶はＣＣＤカメラ１４の画像として作像される。この画像は、欠陥を示す、異常画素の測定値を識別し得るように評価される。大きい光領域を画成する制御された光源１６がＣＣＤカメラと関係している。好ましい実施の形態において、複数の発光ダイオード１８からなる垂直列(vertical low)が多数、存在している。図１から理解し得るように、複数の発光ダイオードは、光が瓶の全体を通過し（頂部から底部へ、及び側部から側部へ）、また、カメラに作像されるように、焦点決めされ又は照準決めされる。また、これら発光ダイオードの複数の垂直列は、光を互いに平行に放出し、また放出された光がディフューザ要素を介して通るように支持されている。複数の発光ダイオード１８からなる各垂直列は、電界効果トランジスタ等（図示せず）によってオン・オフが切り換えられる。
【０００８】
図２において、個々のタイマー２０は、発光ダイオード列(low)の各々が選択された時間だけ作動し得るように、電界効果トランジスタの各々に接続される。光の強度が作動時間の関数として、タイマーは、作像サイクルの選択された時点（０Ｔ，．２５Ｔ，．５０Ｔ，．７５Ｔ，１．０Ｔ）でタイムアウト（この場合、時間は、発光ダイオード列が選択した度合いに照射するのに必要な理想的な時間に等しく設定される）。例えば、“．５０Ｔ”は、発光ダイオードの垂直列が５０％の光強度で出現するために、該発光ダイオードの垂直列が点灯していることを要する時間である。説明の目的上、完全に点灯した光源における光は、「白」と称されるが、この光源は、着色され、また照射された光は、実際上、非可視光（例えば、赤外線発光ダイオード）であることを理解すべきである。実際の「作動」時間は、また、重なり合う照明効果を補償するように変更することもできる。光の出力が重なり合うために、特定の列(column)に対する実際の「作動」時間は、連続的に変化する所望の光強度サイクルに最も良く適合し得るように変更することが必要となろう。例えば、“．２５Ｔ”列からの光のため、黒（０Ｔ）列は、実際上、可能な限り黒ではなく、理想的な黒にすることはできない。理想的なものに適合するようにするためには、２つの隣接する２５％（．２５Ｔ）の明るさの列(low)の「作動」時間を、短縮、例えば、“．１Ｔ”に短縮することができる。隣接する“．７５Ｔ”列(column)からの光の一部のみを受け取るために完全に白となることはできない完全な明るさ（１．０Ｔ）の列(column)についても同一のことが生じる可能性があり、このため、完全な明るさの列(low)の作動時間を延長、例えば、“１．１５Ｔ”に延長する必要があろう。照射方法、この場合、発光ダイオード／ディフューザとの組み合わせ体の実際の性能に基づく計算により、暗い部分と明るい部分の光強度の限界範囲内にて所望の空間的、周期的に且つ連続的に変化する光強度を生じさせ得るように補正程度を計算する方法を決定することになろう。
【０００９】
図３に図示したように、単一の制御により、８つの発光ダイオード列(low)を作動させ且つビットマスク(bit mask)２２を画定し、これらのビットマスク２２は、作像サイクルの反復された４つの時間ステップ（図示するように、各ステップは、“．２５Ｔ”だけ継続する）の各々に対して、所望の発光ダイオードの垂直列を作動させる。その画像は、これら４つのステップの期間に亙って画定される。これらの図面では、所望の光強度レベルを設定する時間について示しているが、これと代替的に、同一の目的のため、電流レベルを制御してもよい。同一の目的のため、シャッタ付きカメラと共に、面積方法について、ＬＣＤパネル又はプリントパターン(printed pattern)のような色々な光の出力制御と共に、その他の光源を使用することもできる。図示した実施の形態において、５つの光強度レベル（０％、２５％、５０％、７５％、１００％）があるが、その他の数値を使用することができる。５つの強さレベルにおいて、屈折欠陥は、光源の領域の１００％に亙って識別することができる一方、遮光欠陥は、光源の領域の８０％に亙ってＣＣＤカメラにより識別することができる。
【００１０】
図３から理解し得るように、個々の列(column)の光強度を完全に制御することは、上述した直線的に計算したパーセンテージの値を越えることになる。ここに示したパターンは、その頂点が完全に明るく、谷部分が黒である三角形波として説明することができる。図３から明らかであるように、黒から白に変化する列(column)の数について完全に制御することができる。容器の寸法又は欠陥の寸法について、周期的なパターンの性質を最適化するため、列(column)の数を変更することができる。空間的に変化する光強度サイクルは、水平又は垂直とし、又は他の何らかの角度を付けることができる。これは、また、角度を組み合わせることもできる。
【００１１】
また、全体的な後方照明に対するパターンの相対的な位置（従って、検査すべき容器）を完全に制御することもできる。検査方法が動的に位置決めした領域を使用することができる場合、パターンの明部分は、容器の位置決めに資するように、最適な位置に配置することができる。
【００１２】
１つの軸線が周期的に変化する毎に、光源の質を測定するならば、その光源の略平坦なヒストグラム分析が可能となる。また、光弁、ＬＣＤ又はプリントパターンのような、透過性光の制御スキームを使用して、個々の発光ダイオードを制御することにより、かかる変化を生じさせ得るように、２軸の周期的な光源を使用することもできる。変化率が所定の値を上廻る個所の欠陥を識別するためその強さの変化率を測定すべく隣接する画素（１つ以上離れたもの）を単独で又は組み合わせて比較することにより、コンピュータ１５は、カメラの像を分析する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示に従って形成された容器の検査機械の平面図である。
【図２】図１に図示した光源の作用を示す、概略図である。
【図３】具体化された、光源の作用を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  瓶                          １２  コンベア
１４  ＣＣＤカメラ                １５  コンピュータ
１６  光源                        １８  発光ダイオード
２０  タイマー                    ２２  ビットマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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