(57)【要約】      （修正有）【課題】製品の画像取得時に空気によって運ばれて光学装置の前を通過するに過ぎない異物の小片を特定することが可能な、包装機械における検査方法を提供すること、そして製品における欠陥を示す恒久的な汚れをも選り分けることである。【解決手段】包装機械における製品４の検査方法であって、製品４が包装材の中に包まれた巻煙草の一群であってかつ機械が巻煙草のパッケージを包装するための機械であるか、あるいは、製品４が包装材の中に包まれた巻煙草のパッケージの一群であってかつ機械が巻煙草のパッケージの群を包装するための機械であり、機械のコンベアにおいて製品４前進させるステップと、コンベアによって前進させられる製品４の一面４ａの取得された画像を処理して、少なくとも、当該画像に存在し得る欠陥のない製品４の対応する画像よりもより明るいか又はより暗い部分１４を特定するステップと、を備える。【選択図】図１
2013245023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装機械における製品（４）の検査方法であって、前記製品（４）が包装材の中に包まれた巻煙草の一群であってかつ前記機械が巻煙草のパッケージを包装するための機械であるか、あるいは、前記製品（４）が包装材の中に包まれた巻煙草のパッケージの一群であってかつ前記機械が巻煙草のパッケージの群を包装するための機械であり、前記検査方法が、前記機械のコンベアにおいて前記製品（４）前進させるステップと、前記コンベアによって前進させられる前記製品（４）の一面（４ａ）の取得された画像を処理して、少なくとも、当該画像に存在し得る欠陥のない製品（４）の対応する画像よりもより明るいか又はより暗い部分（１４）を特定するステップと、を備えたものにおいて、
前記方法が、前記画像に前記より明るいか又はより暗い部分（１４）が存在する場合に、前記製品（４）の面（４ａ）の三次元スキャンを行うステップと、前記面（４ａ）の表面の完全な三次元プロファイルを検出するステップと、前記完全な三次元プロファイルが、欠陥のない製品（４）の完全な三次元プロファイルと実質的に等しい場合には、前記製品（４）を欠陥があるものと評価するステップと、を更に備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
包装機械における製品（４）の検査方法であって、前記製品（４）が包装材の中に包まれた巻煙草の一群であってかつ前記機械が巻煙草のパッケージを包装するための機械であるか、あるいは、前記製品（４）が包装材の中に包まれた巻煙草のパッケージの一群であってかつ前記機械が巻煙草のパッケージの群を包装するための機械であり、前記検査方法が、前記機械のコンベアにおいて前記製品（４）前進させるステップと、前記コンベアによって前進させられる前記製品（４）の一面（４ａ）の取得された画像を処理して、少なくとも、当該画像に存在し得る欠陥のない製品（４）の対応する画像よりもより明るいか又はより暗い部分（１４）を特定するステップと、を備えたものにおいて、
前記方法が、前記画像に前記より明るいか又はより暗い部分（１４）が存在する場合に、前記製品（４）の面（４ａ）の三次元スキャンを行うステップと、前記面（４ａ）の表面の完全な三次元プロファイルを検出するステップと、前記三次元プロファイルにおいて前記面（４ａ）の表面から離れた部分（１７’）が特定された場合であって、かつ、１番目の前記画像及び前記三次元プロファイルにおいて、前記面（４ａ）における前記より明るいか又はより暗い部分（１４）と前記離れた部分（１７’）とが実質的に互いに同じ位置に存在する場合には、前記製品（４）を欠陥がないものと評価するステップと、を更に備えたことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記１番目の画像において前記より明るいか又はより暗い部分（１４）の位置する１番目の位置を特定することと、前記プロファイルにおいて前記表面から離れた部分（１７’）の存在する位置を特定するとともに、前記１番目の位置が前記プロファイルにおける位置と実質的に一致する場合には、前記製品（４）を欠陥がないものと評価することと、を備えた、請求項２記載の方法。
【請求項４】
三次元スキャンを行うための光学アッセンブリ（１９）を設けるステップを備え、その光学アッセンブリ（１９）は、光の線（１６）のプロジェクタ（１５）と、線状の照射プロファイル（１７）を検出するのに適した３Ｄプロファイル光学装置（６”）とを備えている、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記完全な三次元プロファイルを検出するステップは、前記機械のコンベアにおける前記製品（４）の前進中に前記線状の照射プロファイル（１７）を連続的にスキャンすることと、それぞれのスキャンの後に各照射線状プロファイル（１７）を保存することと、予め設定された数の互いに隣接する線状の照射プロファイル同士を一緒に並べて配置して前記完全な三次元プロファイルを再構成することと、を備えている、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記面（４ａ）の画像の取得のための光学装置（６）と、前記完全な三次元プロファイルの取得のための別の３Ｄプロファイル光学装置とを設けるステップを更に備えた、請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
前記画像の取得のための光学装置（６）は二次元型センサを備えており、
当該方法は、前記製品（４）の前進中において、前記線状の照射プロファイル（１７）の前記連続的なスキャンの前に前記画像の前記取得を終了させるステップを備えている、請求項５に従属する請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記画像の取得のための光学装置（６）はリニア型センサを備えており、前記画像を取得する前記ステップは、前記画像の列の連続的な取得を実行するステップと、各列を保存するステップと、予め設定された数の取得された列同士を一緒に並べて配置して前記画像を再構成するステップと、を備えており、前記方法は、画像の列及び線状の照射プロファイル（１７）を、時間の間隔を空けて、特に０．０５ミリ秒の間隔を空けて、同時に取得するステップを更に備えている、請求項５に従属する請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記面（４ａ）の画像の光度と、前記光の線（１６）によって生じる前記線状の照射プロファイル（１７）との両方の取得のための単一の光学装置（６”）を設けるステップを更に備えた、請求項４または５記載の方法。
【請求項１０】
光軸（Ａ”）を有した前記３Ｄプロファイル光学装置（６”）を、前記製品（４）の面（４ａ）の平面に対して前記光軸（Ａ”）が予め設定された角度（α”）だけ傾けられるように配置するステップを備え、当該角度（α”）は、前記光軸（Ａ”）と、前記平面に垂直な軸線（Ｂ）との間で画成される、特に３０°から６０°の間の範囲にある角度である、請求項４から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙草の分野の包装機械における製品の検査法方に関する。特に、その方法は、巻煙草（巻きたばこ）のパッケージを包装するための機械において、包装材の中に包まれた巻煙草の一群が製品であるか、或いは、巻煙草のパッケージの群、即ちパッケージのカートンを包装するための機械において、包装材の中に包まれた巻煙草のパッケージの一群が製品であるところの、製品の検査方法からなる。
【背景技術】
【０００２】
巻煙草の群や巻煙草のパッケージの群を包装するための自動機械が知られている。その自動機械においては、それぞれの群がコンベア手段によって包装形成路に沿って前進させられる。その包装形成路において、それぞれの群が１つないし複数の包装材の中に納められ、及び／又は当該包装材によって包まれ、及び／又は当該包装材を受け入れる。
【０００３】
そのような包装材は典型的に、内側包装構成要素と、１つないし複数の外側包装構成要素とを備えている。その内側包装構成要素は、巻煙草の群や巻煙草のパッケージの群を安定させるためのものである。また、外側包装構成要素は、ユーザー向けの文書やロゴが付けられ、及び／又は包装された群の湿気に対する保護のためのものである。例えば、巻煙草のパッケージにおいては、内側包装構成要素が、巻煙草の一群を包装するためのアルミ箔や金属被覆紙のシートであるのに対して、セロファンのシートが、パッケージとパッケージのカートンの両者のための外側包装構成要素である。外側包装構成要素は、内側包装構成要素の中に包まれた製品（巻煙草の群や巻煙草のパッケージの群）を包んで、巻煙草のパッケージ及び／又はパッケージの柔らかいカートン、或いは、巻煙草のパッケージ及び／又はパッケージの堅いカートンをそれぞれ得るための、印刷紙のシート、及び／又は打抜きブランク（これも印刷されている）であってもよい。
【０００４】
通常、巻煙草の群及び／又は巻煙草のパッケージの群について、品質管理手続の筋道において光学的検査が行われる。これは、包装材自体に生じ得る望ましくない破れや汚れ、包装材の誤った包装形態、または（該当する場合には）追加の包装要素の誤った適用を選り分けるためである。
【０００５】
例えば、金属被覆紙やアルミ箔シートの中に包まれた巻煙草の群の上面や底面が、余分な折り目なく適切に折り畳まれていること、及び／又はセロファンの上包みの面に望ましくない皺が存在すること、及び／又は（例えば従来の堅いパッケージにおける大きい方の後面上に貼られた）収入印紙が、その適切な位置にあること、即ちその縦軸線が蓋のヒンジ線と重なり合っていること、を検証するために光学的検査が行われる
【０００６】
そのような光学的検査は通常、製品毎に（即ちマシンサイクル毎に）光学的検査ユニットによって行われる。その光学的検査ユニットは、光学的取得装置と、そのような装置に関連付けられた照明器とを備えており、包装機械のコンベアによって製品が前進させられるときに、その製品の画像を取得できるようになっている。
【０００７】
「画像取得用の光学装置」の用語は、物体の画像を取得できると共に、特にそのような画像から対象となる特性（例えば、そのような物体の幾何学的な、及び／又は形状の特性）を抽出するように当該画像を処理できる光電子装置を意味する。取得される画像は、カラーまたは黒白の画像とすることができ、それらの画像から、カラー（色調、彩度など）またはグレーレベル（濃度）、および光度（luminous intensity）についての情報を抽出することができる。
【０００８】
光学装置は、電子センサがその上に配置された本体と、この本体に固定された特別な受光光学的手段とを備えている。本体上の電子センサは例えば、リニア型やマトリックス式二次元型の、例えばＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の光電素子の配列、即ちアレイである。受光光学的手段は、例えば１つないし複数のレンズで構成された対物鏡であり、それを通じてセンサが、取得すべき物体によって散乱された光を受光するのに適したものである。電子センサの光電素子の数は、画素、即ち光学装置のメモリ内でラスター画像やビットマップの表示を構成する点状の要素の数に対応する。二次元型センサ、即ちマトリックス型の、［ｎ×ｍ］の光電素子のセンサを用いた１回だけの取得を通じて、或いは、ｍ個の光電素子のリニア型センサを用いたｎ回の連続的な取得（スキャンとも称する）を通じて、［ｎ×ｍ］画素の解像度を有する画像を得ることができるということが分かるであろう。例えば、リニア型センサ式の光学装置は、コンベアによって前進させられる製品の画像を取得するのに用いるのが有利であり、その場合、固定された読取り位置に光学装置を配置して、この固定された読取り位置の所を製品が進む際に連続的なスキャンを行うことが知られている。その連続的なスキャンのそれぞれは、全体画像における非常に細い「線」ないし「列」に相当している。この場合、それぞれのスキャン後に保存された（記憶された）全ての列を一緒に並べて配置することによって、製品の完全な画像が再構成される。
【０００９】
画像の取得、照明器の始動のコマンドを発するため、また（幾つかの用途において）取得画像から対象となる特性を抽出する目的で当該画像を処理するため、そして光学的検査の結果を外部の制御システムへ伝えるための制御装置が、光学装置内に備えられている。
【００１０】
そのような光学装置は、リニア型やマトリックス型のビデオカメラやカメラとして知られている。それらのカメラが、対象となる情報を解析するために取得画像を処理できる場合には、それらは「スマートカメラ」とも呼ばれる。
【００１１】
光学的検査の結果は、高いデータ送信速度を有するイーサネット通信ネットワークや別の形式のネットワークを通じて、外部の制御システム、例えば包装機械の制御システムへと伝えられる。包装機械の制御システムの出力および入力の同様のデジタル信号とそれぞれ関連付けられる、光学装置からの入力および出力のデジタル信号の組を通じて実施される、代替的な通信手段を設けることもできる。
【００１２】
かくして、包装機械の制御システムは、必要な品質要求を満たさないと判定された検査済みの製品を、その製品が排除ステーションに到達するや否や直接的に排除する（或いは、排除動作を行う外部の装置へと欠陥性の情報の一部を伝える）ことができる。
【００１３】
光学装置は、製品の前進方式、コンベアの形式、検査すべき製品の面に対する当該光学装置の位置決め、並びに製品を包む包装材との相対的な関係において、通常は平行六面体の形状を有する製品において対象となる任意の面、即ち側面、前面、後面、上面、または底面をフレーム（撮像範囲の枠）に納めることができる、ということが分かるであろう。
【００１４】
アルミ箔や金属被覆紙のシートで包まれるべき巻煙草の一群を備えた製品を形成する場合には、コンベアは通常、回転軸線周りに回転可能な包装用ホイールとして実施される。その包装用ホイールは、巻煙草の各群を収容するための区画ないしポケットを含んでいる。包装機械において見出される他の形式の包装用コンベアについても、同様の観測をなすことができる。
【００１５】
包装された群における不十分な品質の徴（しるし）は、光学装置によって取得された画像に存在するより暗いか又はより明るい部分によって与えられ、前述の形成を行う間、当該の群に対して恒久的に関連付けられる。このより暗いか又はより明るい部分は、前述のアルミ箔における破れや、油性の汚れや、望ましくない小片（粘着性のゴミ片、巻煙草を充填するための葉煙草の繊維、既に部分的にのり付けされている引き裂かれた紙の断片）を表すことができるものである。引き裂かれた紙の断片は、例えば、製品の上面におけるアルミ箔の重なり合ったフラップの折り皺の間に貼り付く可能性があり、この場合、当該包装された群は排除すべきものであろう。当該上面は実際、最初に製品を開く際に消費者が目にする面であり、それは特別な品質要求の対象である。
【００１６】
前述の光学的検査における望ましくない結果は、実際には欠陥のない製品（包装された巻煙草の群や包装された巻煙草のパッケージの群）を、不十分な品質のものであり、従って排除すべきものであると見做してしまう可能性がある、ということである。
【００１７】
実際には、望ましくない小片は、製品に対して恒久的に結合しているわけではなく、空気によって運ばれて、検査画像の取得時に光学装置の前を通過しているだけかもしれないのである。もっとも、包装用シートの汚れ及び／又は破れと、及び／又は空気で運ばれる小片とにそれぞれ関連付けることのできる認識可能な形状を、検証せずに特定することはできないので、実際に欠陥のある製品だけを排除するために取得画像を処理するのは不可能である。
【００１８】
この問題の解決を試みるためにリニアカメラと空気供給手段とを備えた光学的検査ユニットを包装機械に設けることが知られている。その空気供給手段の空気の流れは、光学装置の光学的手段と、フレームに納められるべき製品の面との間に差し挟まれて、空気中に見出される可能性のある小片が無くなるよう、少なくとも当該製品の面のうちリニアセンサによってフレームに納められる部分をクリーニングするものである。空気の流れにて有効な当該クリーニングは、しかしながら、当該流れを取り囲んでいる容積内に乱流を引き起こしてしまう。その乱流の中では、任意に存在する小片の運動が、無秩序な態様で生じ得る。それは、空気の境界に隣接した区域におけるこれらの乱流のせいで、望ましくない小片が集積し、従って、製品の面のうち前述の空気の流れによっては影響されない部位に予測不能な態様で並ぶ可能性がある、ということになる。
【００１９】
その空気の流れに代えて、二次元センサ付きの光学装置を有し、分散された噴流でクリーニング用の空気を分配供給する検査ユニットが知られている。しかし益々そうであるように、二次元センサによってフレームに納められる製品の面の平面をクリーニングすることは、より一層複雑な作業である。実際のところ、取得すべき画像によって影響される部位に等しい大きな部位に対してクリーニング作業がもたらされねばならないので、そのクリーニング作業によって影響を受ける空気容積の中で乱流運動を避けることは不可能に近い。従って、結果の安定性は保証されないのである。
【発明の概要】
【００２０】
本発明の目的は、既知の検査方法の欠点を克服することである。
【００２１】
本発明の更なる目的は、製品の画像取得時に空気によって運ばれて光学装置の前を通過するに過ぎない異物の小片を特定することが可能な、包装機械における検査方法を提供すること、そして製品における欠陥を示す恒久的な汚れをも選り分けることである。
【００２２】
前述の目的その他の目的は全て、請求項１および以下に述べる他の請求項によって規定されるような、包装機械における製品の検査方法によって達成される。
【００２３】
本発明は、その例示的で非限定的な実施形態を描いている添付図面を参照して、より良く理解され実施されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】アルミ箔や金属被覆紙の中に包まれた巻煙草の一群を納めている、包装機械における包装用ホイールの一区画の画像であって、包装用ホイール自体に面して配置された光学装置によって検査区域内でフレームに納められ、予め設定された取得時点にて取得されるような画像を示す図。
【図２】図１の画像の取得後に取得されるような、図１のポケットの別の画像を示す図。
【図３】相互に接続された制御ユニットと製品の検査ユニットとを備え、そのような検査ユニットに単一の光学装置が設けられている、包装機械の制御システムの模式図。
【図４】共に制御ユニットに接続された２つの光学装置を備えている、図３の検査ユニットの改変型の模式図。
【図５】物体の面を光の線で照らすためにプロジェクタを備え、そのような物体に面して配置された光学装置によって、そのような物体がフレームに納められる、図３の検査ユニットの改変型の模式図。
【図６】図５の光の線のプロジェクタによってフレームに納められ、予め設定された取得時点にて取得されるような、図１のアルミ箔や金属被覆紙の中に包まれた巻煙草の群の端部の斜視画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図３は、包装機械（図示せず）の制御システム１を示している。この制御システム１は、制御ユニット２（典型的には包装機械の制御ユニット）と、製品４の検査ユニット３とを備えている。検査ユニット３には、通信手段５を介して制御ユニット２が接続されている。通信手段５を通じて、制御ユニット２は、データ及び／又はコマンドを受け取り、及び／又は検査ユニット３へデータ及び／又はコマンドを与えることができるが、これについては本明細書において以下に最も良く説明される。
【００２６】
通信手段５は、高データ送信速度のネットワークによって、或いは入出力デジタル信号用の特別な配線（デジタルＩ／Ｏインターフェイス）によって実施することができる。それらの入出力デジタル信号は、包装機械の制御ユニット２からの出力及び制御ユニット２への入力の同様のデジタル信号にそれぞれ結び付けられる、検査ユニット３への入力及び検査ユニット３からの出力のデジタル信号の組を含む。
【００２７】
検査ユニット３は、デジタル画像を取得するための光学装置６、特に単一の第１の光学装置を備えている。この第１の光学装置６には、本体７と、光学的手段、即ち対物鏡８とが設けられている。光学装置６の対物鏡８は、光軸Ａを有している。その光軸Ａは、包装機械のコンベア（図示せず）によって製品４が進路Ｐに沿って予め設定された方向Ｄに前進させられるときに、少なくとも当該製品の一面４ａを検査区域内でフレームに納めるのに適したものである。光学装置６との関連において、画像の取得中にフレームに納められた製品４を照明するため、任意選択的に照明器（図示せず）が存在し得る。包装材に生じ得る反射には左右されない正確な光学的検査を可能とするためには、散乱光を発生させる照明器が好ましい。即ち、照らされる表面の各点に対してあらゆる方向から光がやって来ると考えてよいという照明器である。
【００２８】
図３において、面４ａは製品４の上面である。この面４ａは、光学装置６自体の視野（視界）内にそのような面４ａが位置しているときに、当該光学装置によってフレームに納められるものである。次のことを指摘しておく。即ち、視野は、光学装置６の取得野（取得範囲）、即ち、その内側で製品４の画像を取得することのできる予め設定された区域を意味し、それは合焦範囲内にあり、これにより対物鏡８の光軸Ａに沿って予め設定された被写界深度を規定することができる。
【００２９】
光学装置６は、画像の取得及び任意選択的な照明器の点灯のコマンド（命令）を発するために、それ自体の制御装置（図示せず）を備えている。その制御装置は、光学装置６自体の本体７内に収容されている。この光学装置６の制御装置は、取得画像から興味の対象となる特徴を抽出するために当該画像を処理するようにも実施され、構成されていてもよい。それに代えて、及び／又は、それに加えて、検査ユニット３に、取得画像を処理するためのそれ自体の制御装置（図示せず）を設けることができる。この場合、光学装置６の制御装置は、画像取得と照明器制御の機能だけを伴ったより簡素なものであってもよい。例えば、検査ユニット３の制御装置は、それ自体の電子回路構成（例えば、画像処理用のＤＳＰボード）によって実施することができる。その電子回路構成には、制御ユニット２と検査ユニット３との間の接続について既に上述しているのと同様に、通信手段５によって光学装置６が接続される。これにより、当該光学装置６の寸法を低減させることができ、その光学装置６を、製品４に対して接近していて、検査ユニット３の電子回路構成（ビジョン（視覚）システムとも称される）からは十分に間隔の離れた最適位置に定置することができる。
【００３０】
それは、制御ユニット２が通信手段５を介して、（光学装置６の制御装置が取得画像の処理を可能な場合には）光学装置６と直接的に連絡しているようにも、（取得画像の処理が、代わりに検査ユニット３の制御装置に委ねられる場合には）検査ユニット３と連絡しているようにも構成することができる、ということになる。本明細書において下記でより的確に指摘することとなるように、制御ユニット２と光学装置６との間に差し挟まれて両者２，６と連絡している後者の検査ユニット３は、本発明の方法のいくつかの実施形態において存在している。
【００３１】
既に先に述べたように、光学装置６は、一次元型や二次元型のＣＣＤやＣＭＯＳの光電素子センサを備えていてもよい。
【００３２】
一次元型センサの場合には、１列ずつ実行される連続的なスキャンを通じて画像の取得が生じる。その取得のために、コンベアによって進路Ｐに沿って前進させられる製品４に対してリニアセンサが横断方向にあるように、光学装置６が定置される。各スキャンは、光学装置６または検査ユニット３の制御装置によって作動可能である。各スキャンの作動は、全体画像における互いに等間隔で隣り合った列を取得するように、互いに連続していて同じ継続時間（これは製品４の前進速度によって決まる）を有した時間間隔で行われる。予め設定された数のそのような列によって構成される全体的な取得画像は、製品４の面４ａの画像を構成するために光学装置６の制御装置内に保存される。
【００３３】
二次元型センサの場合には、その代わりに、予め設定された時点で作動される１回だけのスキャンによって、面４ａの完全な画像が取得される。
【００３４】
制御ユニット２と、光学装置６の制御装置及び／又は検査ユニット３の制御装置との間の通信手段５に対して、通信プロトコルが用意される。その通信プロトコルを通じて、光学装置６自体によって製品４がフレームに納められたときに、制御ユニット２が光学装置６に画像を取得するようにコマンド（命令）を発することができる。その通信プロトコルは更に、光学装置６が付加的なコマンドやコンフィグ（設定）パラメータを受け取ることを可能とする。
【００３５】
通信手段５を通じて、光学装置６は更に、デジタルデータの組（例えば、光学的検査の結果として得られ、光学装置６の制御装置内や補助記憶装置内に貯えられる、取得画像、及び／又はデータ情報の複合的な部分など）を制御ユニット２にもたらすことができ、或いは制御ユニット２による複合的なコマンドを受け取ることができる。複合的なコマンドは例えば、コマンドコード、即ち実行されるべきコマンドと関連付けられるものと、データ情報の複合的な部分、例えば複数の基本データ（例えば、光学装置６において設定可能な各パラメータの値）を含むデータ構造との両方を備えている。
【００３６】
先に述べたように、光学装置６によってフレームに納められる製品４は、包装材の中に包まれる巻煙草の群や巻煙草のパッケージの群である。図１および図２は製品４の上面４ａを示しているが、その製品４は、アルミ箔９や金属被覆紙のシートの中に収容されて包まれた巻煙草の群（特殊なパッケージの場合、より適切には巻煙草の複合体）である。
【００３７】
この製品４は、包装用ホイール（図示せず）によって、進路Ｐを有する円形の包装形成路（図示せず）に沿って前進させられる。その包装用ホイールは、複数の周辺区画１０を備えているが、そのうちの１つが図１および図２の取得画像に出ている。それらの周辺区画１０は、製品４を受け入れるように、包装用ホイールの外周部上に放射状に配置されている。
【００３８】
上述した包装形成路は、装填ステーションから取出しステーションまで延びている。その装填ステーションにおいては、巻煙草の群が、それぞれのアルミ箔シート９を捕えた後に、包装用ホイールの区画１０のうちの１つの中に受け入れられる。また取出しステーションにおいては、製品４を得るように完全に包装された巻煙草の群が、次の包装用ホイールへと移送される。
【００３９】
各区画１０は、「Ｕ」字形の受け輪郭１１を有している。複数の保持カバー１２を備えた保持手段が、包装用ホイールに関連付けられている。それらの保持カバー１２のうちの１つが、図１および図２に示されている。各保持カバー１２は、包装用ホイールの回転中に、それぞれの周辺区画１０と向かい合って、当該周辺区画１０内の製品４を保持する。或いは、包装用ホイールの外周部の予め設定された環状部分と向かい合う、固定された保持カバー１２を設けることができる。
【００４０】
既知の包装方式によれば、製品４の上面４ａおよび底面（図示せず）は共に、アルミ箔９の折り畳まれた（特に台形の形状を有する）２つの端部フラップ１３および１３’を有している。それらの端部フラップ１３および１３’は、上述した包装形成路に沿った製品４の前進中に既に折り畳まれている。
【００４１】
上面４ａは、製品４の内容物（前述したように、巻煙草や巻煙草のパッケージ）を取り出すためにユーザーによって開かれる、当該製品４の上端部に対応した面である。従って、この上面４ａは、品質管理手続の分野での特別な注意の対象であり、いずれにしても一般性を失うことなく本明細書において以下、当該上面への言及がなされる。
【００４２】
端部フラップ１３および１３’が折り畳まれて重ね合わされてしまった後に、検査区域内で上面４ａと向かい合う検査ユニット３の光学装置６によって、その上面４ａをフレームに納めることができ、これにより、取出しステーションより前で、包装された巻煙草の群の完全性や包装の精確性を検証することができる。
【００４３】
使用時に、検査ユニット３の光学装置６は、制御ユニット２から通信手段５を通じて検査開始コマンドを受信する。このコマンドの受信は、周辺区画１０内に配置されて包装用ホイールによって前進させられる製品４、特に光学装置６と向かい合う当該製品４の面４ａが、光学装置６によって視野内のフレームに納められたときに行われる。
【００４４】
本明細書において以下、リニアセンサ式カメラの使用が明確に示されることとなる場合以外は、常に二次元センサ式デジタルカメラを通じた画像の取得に対する言及がなされることとなる、ということを指摘しておく。その代わり、画像の処理に関しては、画像の取得される方式が当該処理自体に影響することはない。
【００４５】
検査開始コマンドは、光学装置６に委ねられる完全な検査のコマンドとすることができる。
【００４６】
光学装置６の制御装置は、そのような完全な検査の開始コマンドを受信した時に、画像の取得及び任意選択的に照明器の点灯のコマンドを発する。
【００４７】
このように光学装置６によって取得された画像（図１に示す）は、制御装置によって処理され、これにより当該画像に存在し得る欠陥のない製品４の画像よりもより暗いか又はより明るい部分１４が当該画像内で特定される。このより暗いか又はより明るい部分１４は、包装用シートの汚れ及び／又は破れと関連付けられるかもしれないし、及び／又は空気で運ばれる望ましくない小片と関連付けられるかもしれない。
【００４８】
黒白画像は、当該画像の行と列の数の積に等しいサイズ（型）を有する数値行列Ｉと考えることができる。その画像において、行列Ｉの各要素は、一画素（即ち、画像における一点）を表すと共に、関連した数値（これは光度に等しい）を有している。そのような数値は、グレースケール（濃度）にて与えられ、それは使用される電子センサの形式によって左右される。
【００４９】
カラー画像は、その代わりに、考慮される表示（ＲＧＢ、ＨＳＶその他）において関連付けられる各ベースカラー（基調色）成分に対して１つずつの、互いに同じ型を有する行列Ｉｎの組ｎと考えるべきものである。行列Ｉｎの各要素は、当該行列の関連付けられるベースカラーの光度に等しい、関連した数値を有している。
【００５０】
検査ユニット３によって観測され得るより暗いか又はより明るい部分１４は、通常は不規則な形状を有している。そして、そのような目標に対して、検査ユニット３は、各部分１４に特有な幾つかのパラメータ、中でも取得画像内での位置と大きさとを検出するために、既知の技術に従ってプログラムされている。
【００５１】
前記位置は、部分１４の面積における重心点の座標と関連付けられる。前記大きさは、ある円形区域の半径と関連付けられるが、その円形区域は、重心点を中心として、部分１４自体の幾何学的に最も重要な部分をカバーするものである。
【００５２】
これに代えて、前記大きさは、予め設定された低い方と高い方の光度閾値に対して、かつ、欠陥のない製品４の画像における対応部位の光度の平均値に対して、部分１４がより暗いときにはより低い光度を有する画素の数として、部分１４がより明るいときにはより高い光度を有する画素の数として測定される。ある画像の平均光度は、当該画像の部位によって変化するからである。
【００５３】
部分１４の画素は、次の３つの条件を満たさなければならない。互いに隣接していること、十分に大きな数、即ち光度の微少変動の許容平均値よりも大きい数だけあること、および、実質的に同じ色調（カラー画像について）または同じグレーのレベル（黒白画像について）を有していることである。本検査方法が達成しようとしている目的のためには、単色型の光学装置６を用い、従って黒白画像だけを処理することが好ましいと思われる。
【００５４】
画像が取得される際の外部の照度条件（これがより明るいか又はより暗い同じ画像の平均光度を決める）によって画像処理の結果が左右されるのを避けるように、ある部分１４を特定するための既知の技術は、次の通りである。即ち、取得後の画像の光度（即ち、黒白画像の場合にはグレーのレベル）ではなく、全体画像またはその各部分上で既知のベクトル計算規則に従って計算された光度勾配を考慮することによって、当該画像を処理することである。
【００５５】
実際には、黒白画像の単一の行列Ｉに基づいて、或いはカラー画像のｎ行列Ｉｎのそれぞれに基づいて、光度の勾配を規定することができる。
【００５６】
その勾配は、絶対値には左右されないが、その変化には左右されるという特性を有している。このようにして、輪郭、即ち境界線を表していて、異なる光度を有した区域を画成している画素の組（そこで光度のレベルの変化が生じる）を際立たせることができる。そのような輪郭画素の組によって、より暗いか又はより明るい部分１４が特定され、画定される。光度勾配の計算を適用することによって、より暗い部分１４の輪郭の探索及びより明るい部分１４の輪郭の探索の双方に同じ処理アルゴリズムを用いることができるということが分かる。
【００５７】
取得画像内におけるそのような部分１４の位置と大きさが、上記のやり方で計算され、保存（記憶）される。
【００５８】
より暗いか又はより明るい部分１４が取得画像内に存在するときには、光学装置６によって、１番目の画像の後に取得された２番目の画像が処理される。
【００５９】
光学装置６の制御装置は、１番目の画像において当該部分１４が特定された後でのみ、画像の取得及び任意選択的に照明器の点灯のコマンドを発することができ、或いは、制御装置は、予め設定された遅延だけ時間間隔を空けて１番目と２番目の画像を常に取得することができる。そして、最初は１番目の画像のみを処理し、より明るいか又はより暗い部分１４が１番目の画像に存在する場合にのみ２番目の画像の処理を行う。
【００６０】
そのような２番目の画像が、図２に示されている。このように取得された２番目の画像は、先に取得された１番目の画像と比較される。そして、２番目の取得画像でより暗いか又はより明るい部分１４が特定された場合であって、そのようなより暗いか又はより明るい部分１４が１番目の画像と２番目の画像とで互いに同じ位置に存在する（即ち、１番目と２番目の位置が互いに実質的に一致する）場合には、当該製品４は欠陥があって排除されるべきものと判定される。１番目の位置を中心として許容閾値半径に等しい半径を有した円形の許容区域内に２番目の位置があるときには、１番目の位置が２番目の位置と実質的に一致しているものと見做される、ということが指摘される。
【００６１】
これに対して、１番目の取得画像でより暗いか又はより明るい部分１４がある位置が、２番目の取得画像でこの部分１４がある位置とは異なる場合には、当該製品４は欠陥があるものとは判定されない。それは、このより暗いか又はより明るい部分１４は、空気で運ばれる望ましくない小片と関連付けられるからである。
【００６２】
図１および図２の例においては、より暗い部分１４が、両方の取得画像内に存在するけれども、互いに異なる位置にあるということがわかる。フレームに納められた製品４は、欠陥があるものと見做されねばならないことはない。その暗い部分は明らかに、検査区域内の空気の中に存在する望ましくない小片だからである。
【００６３】
当該検査方法のより一層精確な実施形態によって次のことがもたらされるということが分かる。即ち、１番目と２番目の画像における部分１４の１番目の位置と２番目の位置とをそれぞれ、１番目と２番目の画像で計算された当該部分１４の対応する１番目の大きさと２番目の大きさとの関連において解析することである。実際には、空気で運ばれる小片は、その向きと位置を一定に保ちながら、光学センサに近づいたり離れたりするかもしれない。それは、１番目と２番目のそれぞれの位置が互いに実質的に一致している場合であって、１番目と２番目の大きさがやはり互いに実質的に一致している場合には、当該製品４は欠陥があるものと判定される、ということになるのである。これに対して、１番目の位置と２番目の位置とは実質的に一致しているが、１番目と２番目の大きさが互いに異なる場合には、当該小片は、空気によって運ばれて光学センサに近づいたり離れたりしていたのである。
【００６４】
かさねて、１番目の大きさは、予め設定された許容差の閾値以内では２番目の大きさと実質的に一致しているものと見做される。
【００６５】
完全な検査の終了時には、通信手段５を通じて、光学装置６の制御装置が制御ユニット２に完全な検査終了の応答を送信する。その応答は、フレームに納められた製品４が必要な品質要求を満たしているか否か、或いは、その製品４が欠陥があるものと見做されるべきものか否かを示している。
【００６６】
従って、制御ユニット２は、検査済みの製品４であって実際に欠陥があると判定されたものが、包装用ホイールに関連付けられた最も近い排除ステーションへ到達したときに、当該製品４を排除することができる。
【００６７】
画像の取得に対する２番目の画像の取得における遅延は、多くとも５０ミリ秒に等しく、３０ミリ秒と４０ミリ秒との間の間隔の範囲内にあることが好ましい。実際に、少なくとも毎分１０００パッケージの製造速度を考慮するときは、各製品４についての理論上の最大検査時間は６０ミリ秒である。従って、光学装置６は、少なくとも２０フレーム／秒、即ち５０ミリ秒毎に１フレームの画像取得頻度を確保できなければならない。各画像の画像取得頻度が機械の製造速度と厳密に関連していることは明らかである。
【００６８】
しかしながら、光学装置６は、各取得画像に対して十分に短い処理時間をも確保しなければならない。それは、光学装置６の前を通過する製品４の完全な検査は、２つの画像の連続した取得をもたらすが、より暗いか又はより明るい部分１４が１番目の画像に存在する場合には、それらの画像の両方の処理をももたらすからである。
【００６９】
更に、ある製品４の検査の終了と、コンベアによって前進させられる次の製品４が光学装置６の前でフレームに納められるべき瞬間との間には、ゼロでない時間間隔が存在するということが分かる。この光学的検査には利用できない時間は、完全な検査のために有用な時間を更に減少させ、光学装置６に要求される画像取得速度を増大させてしまう。即ち、光学装置６は、検査すべき各製品４について２つの画像を迅速に取得して処理できなければならない。従って、光学装置６は、高性能な装置の中から選択されなければならない。光学装置６は、高いコンパクト性、縮小された全体寸法を有していなければならず、更には、光学装置６自体の制御装置の要する処理時間が短縮されていなければならないのである。
【００７０】
上述した検査方法の実施形態によれば、制御ユニット２は、通信手段５を通じて（上述してきたのと同様のやり方で）検査開始コマンドを送信し、すると、光学装置６は、フレームに納められた製品４の面４ａの１番目の画像の取得、及び任意選択的に関連した照明器の点灯を実行する。当該検査開始コマンドは、「単純な」検査コマンドである。
【００７１】
その単純な検査コマンドによって、そのように取得された１番目の画像は、光学装置６によって処理されるのではなく、単純な検査の終了の応答中に、その応答と共に、通信手段５を通じて制御ユニット２へ送信される。
【００７２】
従って、１番目の画像は制御ユニット２によって処理され、制御ユニット２は、受け取った１番目の画像に、より暗いか又はより明るい部分１４が存在する場合には、光学装置６に対して、２番目の取得画像を受け取るための更なる単純な検査開始コマンドを送信する。そして制御ユニット２は、前述してきたのと同様に、２番目の取得画像において、より暗いか又はより明るい部分１４が特定された場合であって、当該部分１４が１番目の画像と２番目の画像で互いに同じ位置にある場合には、フレームに納められた製品４を欠陥があるものと評価する。
【００７３】
この実施形態により、換言すれば、光学装置６は、画像の取得にしか任ぜられておらず、それらの画像の処理には属していないのである。それは、光学装置６が、画像取得と制御ユニット２へのデータ送信の適切な速度を確保しなければならない、ということになる。即ち、光学装置６が可能でなければならないのは、検査すべき各製品４について２つの画像を取得することだけであり、このため、光学装置６は中位性能の装置の中から選択することができるのである。このようにして、光学装置６は、高いコンパクト性と、縮小された全体寸法とを有することができる。しかし他方では、制御ユニット２に対するより高いデータ処理負荷から考えても、予め設定された最大応答時間よりも短い画像処理時間を当該制御ユニット２が有していることが求められる。
【００７４】
予め設定された取得頻度で光学装置６により実行される画像取得プロセスは、制御ユニット２によって次の瞬間に実行される処理プロセスだけでなく、異なる処理頻度で実行される処理プロセスとも無関係に進行させることができる。目下のところ利用可能な技術で、連続した２つの画像同士の間の取得時間間隔を１０ミリ秒まで短縮することができる。残る制約は、それら２つの画像の処理のために許される最大時間（最大応答時間と称される）である。当該処理は、マシンサイクルの継続時間内に、即ち次の製品４が光学装置６の前にやって来る前に、終了されなければならない。
【００７５】
前述したように、光学装置６の制御装置が画像取得と照明器制御の機能しか有していない場合には、検査ユニット３に、取得画像を処理するための、それ自身の制御装置を設けることができる。
【００７６】
本発明の制御方法の更なる実施形態によれば、検査ユニット３は、制御ユニット２から通信手段５を通じて完全な検査開始コマンドを受信する。そのような完全な検査開始コマンドを受信したら、検査ユニット３は、１番目の画像の取得を命じるための単純な検査開始コマンドを光学装置６へ送信する。また検査ユニット３は任意選択的に、より暗いか又はより明るい部分１４が受け取った１番目の画像に存在する場合には、光学装置６から２番目の画像を受け取るために、更なる単純な検査開始コマンドを当該光学装置６へと送信する。
【００７７】
換言すれば、画像処理は、検査ユニット３の制御装置によって、画像処理用のＤＳＰボードを通じて実行される。そのＤＳＰボードは、完全な検査の終了時に、制御ユニット２へ完全な検査終了の応答を送信する。その応答は、フレームに納められた製品４が必要な品質要求を満たしているかどうか、即ち、その製品４が欠陥があると見做されるべきものかどうかを示している。
【００７８】
この実施形態においても、光学装置６が画像取得の機能しか有していないということが分かる。従って、画像取得とデータ送信の速度に関しては、光学装置の有していなければならない技術的特性について前述してきたことが当てはまる。光学装置６は、中位性能の装置の中から選択することができるのである。
【００７９】
図２に示す前述した検査方法の更なる実施形態によれば、検査ユニット３は、製品４の面４ａをフレームに納めて上記のやり方で２番目の画像を取得するために、画像取得用の第２の光学装置６’を備えるように設けられる。
【００８０】
包装機械の制御システム１における制御ユニット２は、通信手段５を通じて、１番目の画像の取得を命じるための単純な検査の開始コマンドを第１の光学装置６へ送信する。また、単純な検査の終了の応答を通じて受け取った１番目の画像が、より明るいか又はより暗い部分１４を有する場合には、制御ユニット２は、第２の光学装置６’から２番目の画像を受信するために、更なる単純な検査開始コマンドをその光学装置６’へと送信する。
【００８１】
検査ユニット３に、取得画像を処理するための、それ自身の制御装置が設けられている場合には、制御ユニット２が検査ユニット３へ完全な検査開始コマンドを送信してもよく、制御ユニット２はその検査ユニット３からの完全な検査の終了の応答を待ち続ける。
【００８２】
検査ユニット３が、今度は、１番目の画像の取得を命じるための単純な検査開始コマンドを第１の光学装置６へと送信する。そして、単純な検査の終了の応答を通じて受信した１番目の画像が、より明るいか又はより暗い部分１４を有する場合には、その検査ユニット３は、２番目の画像の取得を命じるための更なる単純な検査開始コマンドを第２の光学装置６’へと送信する。
【００８３】
この更なる実施形態によれば、画像処理が制御ユニット２及び／又は検査ユニット３によって実行され、各光学装置６または６’は、各マシンサイクルで１つの画像しか取得しない。即ち、第１の光学装置６と第２の光学装置６’が取得できなければならないのは、検査すべき各製品４について一画像だけである。かくして、それらの光学装置６，６’は、より少ない費用と縮小した全体寸法とを有し得る。従って、１番目の画像の取得に対する２番目の画像の取得の遅延は個々の光学装置（即ちカメラ）の性能にそれ以上に拘束されるものではなく、その遅延は移動する小片の選別を最適化するように選択することができる。
【００８４】
２つの光学装置６および６’の存在によって、検査方法の更なる実施形態を実施することも可能となる。その実施形態は常に、予め設定された遅延だけ時間の間隔を置いた１番目と２番目の画像の取得と、当該方法の初期ステップにおいては１番目の画像だけを処理することとに備えるものである。これに対して、あり得る欠陥を検出するための２番目の画像の処理は、より明るいか又はより暗い部分１４が１番目の画像に存在する場合にのみ実行される。
【００８５】
進路Ｐに沿った方向Ｄへの製品４の前進速度をνで示し、製品４の（平行六面体の矩形部分における長辺に等しい）幅をｌ（エル）で示し、マシンサイクルの継続時間をＴで示すとき、取得間隔（取得休止期間）の継続時間τについては次の関係が当てはまる。
（ｌ／２ν）＜τ＜Ｔ
【００８６】
この更なる実施形態によって、２つのリニアセンサ型の光学装置６および６’の使用をももたらすこともできる、ということが分かる。この場合、２つの取得同士は、個々の列の取得速度のみに応じて予め設定された遅延だけ、時間の間隔が空けられる。連続した２つの取得同士の間の典型的な遅れは、０．０５ミリ秒である。前述してきたのと同様に、互いに時間間隔の空けられた１番目と２番目の画像の取得と、１番目の画像の処理とが、常に備えられているのである。
【００８７】
図３の光学装置６、並びに図４の第１および第２の光学装置６，６’は、製品４の正面に配置されるように、即ち、フレームに納めるべき製品４の面４ａによって規定される平面に対して略垂直な光軸Ａおよび光軸Ａ’をそれぞれ有するように表されている、ということが分かる。
【００８８】
製品４の面４ａに対する光学装置６のそのような配置は、常に可能とは限らない。それは、包装機械の予め設定された箇所における光学装置６の全体寸法や収容された位置の理由によるものである。或いは、検査区域内に存在する周囲の照明条件にとっては、そのような配置が常に望ましいとは限らないからである。
【００８９】
しかしながら、光軸Ａを有する第１の単一の光学装置６は、フレームに納めるべき製品４の面４ａによって規定される平面に垂直な軸線Ｂに対して、予め設定された（例えば１０°から３０°の間の範囲にある）角度αだけ光軸Ａを傾斜させるように配置できるのが有利である。今述べてきたことが、光軸Ａ’を有する第２の光学装置６’にも同様に当てはまり、適用可能ならば、角度α’だけ傾斜させられる。
【００９０】
従って、本発明のおかげで、光学装置６及び／又は（任意選択的に既存の）６’に高価なクリーニング装置を追加することなく、空気によって運ばれて検査区域を通過する異物の小片を信頼性のあるやり方で特定することの可能な検査方法を提供することができる。そのようにして、検査ユニット３にクリーニング用の空気流を与える必要なしに、排除されるべきものである製品４にある現実の欠陥を特定することができるのである。
【００９１】
更に、完全な検査と単純な検査の両方の開始のコマンド及び／又は応答を送信及び／又は受信するように、制御ユニット２と、各光学装置６，（任意選択的に検査区域内に存在する）６’とを用意することによって、第１及び／又は第２の光学装置６，６’の作動中の検査方法を変更することができ、このため、（両）光学装置６，６’自体での複雑な構成を必要とすることなく、使用の柔軟性を確保することが可能となる。
【００９２】
本発明の光学的検査方法の更なる実施形態によれば、製品４の面４ａの三次元スキャン用の光学アッセンブリ１９を検査ユニット３に設けることがもたらされる。図５に示すように、三次元スキャン用の光学アッセンブリ１９は、三次元プロファイル（立体の輪郭形状）を検出可能な３Ｄプロファイル光学装置６”と、一本の光の線１６（好ましくはレーザー光の線）のプロジェクタ１５とを備えている。実際に、一本の光の線がある表面を照らすとき、照らされた表面が平坦な場合には、映し出される線は直線であり；凹部や凸部がある場合には、映し出される線は曲線であり；角がある場合には、映し出される線は折れ曲がった線である。その光の線によって照らされる表面が、空間内の表面である場合には、映し出される線は、直線部分（線分）や、曲線の範囲や、折れ曲がった線を伴った、混合型の折れ曲がり線である。それらの適用は、三次元ビジョン（立体視）の適用としても表される。
【００９３】
そのような三次元スキャン用の光学アッセンブリ１９によって、光学装置６”自体の 電子センサの平面に対する、フレームに納められた物体における各点の距離のマップを得ることができる。プロジェクタ１５は、コンベアによって進路Ｐに沿って前進させられる製品４を、光の線１６によって照らす。光の線１６は、検査すべき製品４の面４ａの表面によって規定される検査面に対して横切る方向の光の面上にある。光の線１６は、そのような検査面と平行な製品４の進路Ｐに対しても横切る方向にあるということが分かるであろう。
【００９４】
３Ｄプロファイル光学装置６”は、それ自体の光軸Ａ”が、光の線１６の平面上にはなくて、検査面に垂直な軸線Ｂに対して３０°から６０°の間の範囲にある角度α”を成すように配置されている。このようにして、３Ｄプロファイル光学装置６”は、光の線１６によって製品４の上面４ａ上に生じる照射線のプロファイル１７を検出する。そして、それぞれの取得の際に、そのような線状の照射プロファイル１７を、検査ユニット３や制御ユニット２へ伝達することができる。そのような線状の照射プロファイル１７を、基準となる欠陥のない製品４の面４ａとの関係で得られるプロファイルと比較することによって、また既知の三角法の公式に基づいて、検査ユニット３が、線状の照射プロファイル１７の各点における製品４の面４ａからの距離のデータを導き出す。
【００９５】
進路Ｐに沿った製品４の前進中に、３Ｄプロファイル光学装置６”は、線状のプロファイル１７を連続してスキャンすることができる。そのスキャンは、全体画像の互いに隣接した等間隔の線状プロファイルを得るように、互いに連続して同じ（当該製品４の前進速度によって決まる）継続時間を有した時間間隔で行うことができる。製品４の面４ａにおける表面の完全な三次元プロファイル、即ち、製品４の面４ａの表面における各点の距離の完全なマップは、予め設定された数の互いに隣接する線状プロファイル（これらは、それぞれの取得後に貯えられる）を、一緒に並べて配置することによって再構成される。
【００９６】
そのような、光学装置６”によって取得されて保存される個々の線状プロファイル１７から出発する完全な三次元プロファイルの再構成は、光学装置６”の制御装置によって実行することができるということが分かる。また、このように再構成された完全な三次元プロファイルは、データ情報の複合的な部分として検査ユニット３や制御ユニット２に伝達することができるということが分かる。これに代えて、個々の線状プロファイル１７を受信する検査ユニット３や制御ユニット２によって当該再構成を実行することもできる。
【００９７】
３Ｄプロファイル光学装置６”は、曲線の範囲や折れ曲がった線が存在するときにも線状の照射プロファイル１７を取得するために二次元型センサを備えた、高性能の光学装置、即ち、連続した高い取得速度を有する光学装置である。また、この光学装置６”は、画像取得用の光学装置に関して上述してきたのと同様の方式によって、検査ユニット３または制御ユニット２と連絡している。
【００９８】
この光学的検査方法の更なる実施形態によれば、使用時に検査ユニット３は、少なくとも１つの取得画像を光学装置６から取得して処理し、上記で例示したようにして光度勾配を処理する。
【００９９】
光学装置６から受け取った画像にありうるより暗いか又はより明るい部分１４が存在する場合には、光学アッセンブリ１９は、完全な三次元プロファイル、即ち、面４ａの表面における各点の距離のマップを検出するための三次元スキャンを実行する。より明るいか又はより暗い部分１４が面４ａの表面から遠い物体、即ち空気で運ばれる小片１８に該当する場合には、線状の照射プロファイル１７の一部分１７’が、予め設定された閾値を超えて面４ａの表面から離れている。より暗いか又はより明るい部分１４が存在するときであっても、製品４はこの場合、欠陥のないものである。特に、取得画像内において、より明るいか又はより暗い部分１４の位置している１番目の位置が最初に特定される。そして、三次元プロファイルにおいて前記部分１７’が面４ａの表面から離れて存在するそれぞれの位置である。それらの１番目の位置とプロファイルにおける位置とのそれぞれが、互いに略等しいか、或いは、ともかく予め設定された許容閾値間隔内にある場合には、製品４は欠陥がないものと判定される。
【０１００】
これに対して、面４ａの表面上に破れ及び／又は汚れが存在し、かくして製品４が欠陥があると判定されるべきもので、従って排除されるべきものである場合には、検出された完全な三次元プロファイルは、予め設定された許容閾値の変動を除けば、欠陥のない製品の同様のプロファイルに実質的に対応している。
【０１０１】
完全な三次元プロファイルの処理によって更に、空気で運ばれる小片の特定に際しての追加的な観測が可能となる。製品４の面４ａにおける表面の完全な三次元プロファイルによって、製品の面４ａに存在する端部フラップ１３および１３’の折り皺を選り分けることが可能となるのである。
【０１０２】
ある製品４の面４ａの三次元スキャンを通じて検出された三次元プロファイルを、欠陥のない基準製品の三次元プロファイルと比較することによって、それらのフラップ１３，１３’にあり得る望ましくないズレや折り皺を際立たせることができる。望ましくない折り皺は、欠陥のない製品４のカラー（或いはグレーレベル）とは明らかに異なるカラー（或いはグレーレベル）は何ら有していないので、それらを画像処理によって検出するのは困難であろうということが分かる。
【０１０３】
光学装置６または６’（これは、部分１４を際立たせるものである、カラーやグレーレベルにおける勾配を検出するのに適している）によって取得された画像と、３Ｄプロファイル光学装置６”（これは、線状の照射プロファイル１７において面４ａの表面から離れた部分１７’を際立たせるものである、当該表面のプロファイルを検出するのに適している）によって取得された画像との情報内容が互いに異なることによって、それらの取得同士の殆ど同時の起動が可能となる。
【０１０４】
光学装置６が二次元型センサを備えている場合には、光学装置６が面４ａの画像を取得するときにプロジェクタ１５を消灯させる必要がある。即ち、完全な三次元プロファイルの取得前に、面４ａの画像の取得を完了しておく必要がある。それらの画像の取得とプロファイルの取得との間の典型的な遅延は、５ミリ秒である。
【０１０５】
これに対して、光学装置６がリニア型センサを備えている場合には、その瞬間にリニア型センサによってフレームに納められている列の上に光の線１６が当たらなければ十分である。従って、光の線１６は常に、リニア型センサによって行われるスキャンの直前を先行するか、或いは直後に続くのである。２つの取得同士は、個々の列または個々の線状照射プロファイル１７（これらは、取得画像と距離のマップとをそれぞれ構成することとなる）の取得速度にのみ応じた遅延だけ、互いに時間の間隔が空けられる。２つの取得同士の間の典型的な遅れは、０．０５ミリ秒である。
【０１０６】
光学的検査方法の更なる実施形態の一例によれば、検査ユニット３は、画像取得の諸機能をも統合している三次元スキャン用の光学アッセンブリ１９を備える。換言すれば、画像取得用の光学装置６と３Ｄプロファイル光学装置６”とが、単一の光学装置に統合されているのである。この単一の光学装置は、製品４上でレーザー光の線１６によって生じる光（後方散乱光）の線における各点のカラーについての情報はもちろん、レーザー光の線１６によって生じる線状照射プロファイル１７などのスキャン列（それらから距離についての情報が得られる）と、製品４から反射されたレーザー光の線１６によって生じる照射線における各点毎の光度の値との両方を取得することができる。
【０１０７】
基本的に、三次元スキャン光学アッセンブリ１９には、高度先端技術の、即ち高ダイナミックレンジＣＭＯＳ型の光学装置が設けられる。その光学装置は、あまり強く照らされない物体、及び／又は高い光度を有するレーザー光型の光源によって照らされる物体の画像を検出することができる。
【０１０８】
最終的に当該検査は、製品４上の欠陥を選り分けることを対象としているが、そこでの欠陥は、予め設定された最小閾値以上の大きさを有する視認可能な不完全性を意味している。制御システム１は、そのような不完全性を、製品４の画像（或いは、少なくともその一部分１４）における、欠陥のない製品４の対応基準画像と比べたときの、予め設定された閾値を超えるズレとして検出する。
【０１０９】
欠陥は、欠陥のない製品４を示す対応した画像の部分におけるカラー（或いはグレーのトーン（濃淡））よりも明るかったり暗かったりする部分１４として選り分けられる。画像のより暗い部分１４は、パッケージ上の欠陥のせいだけでなく、フレームに納められた区域内を通過して、制御システム１によって画像内に検出されたゴミ、破片、葉煙草の繊維その他のせいでも、より暗くなったり明るくなったりする可能性がある。
【０１１０】
本発明は、光学装置６によってフレームに納められた製品４の前を動き回る、それらの小片１８の影響を回避することを狙ったものである。本発明の対象である方法は、そのような小片１８の不規則な影響を取り除いて、巻煙草のパッケージや巻煙草のパッケージのカートンにおいて、誤って排除されてしまう製品を減らしたり無くしたりし、包装機械の効率を向上させることを狙ったものである。本発明は更に、空気圧手段を伴わず、連続して取得された１番目と２番目の画像を処理する、簡素で廉価な制御システム１を実施することを可能とする。
【０１１１】
画像の取得に対して、製品４の面４ａにおけるプロファイルの三次元スキャンをも関連付けることによって、また、光学装置６によって取得される画像との関連において当該プロファイルを処理することによって、製品４の前を動き回る小片１８を、より一層高い精度で選り分けることができる（その際、線状の照射プロファイル１７の一部分１７’が、予め設定された閾値を超えて面４ａの表面から離れている）。
【０１１２】
最後に、製品の面４ａにおけるプロファイルの三次元スキャンは、欠陥のある製品４を選り分けることにも有利に用いることができる。それは、製品４の周囲に巻き付けられた包装材上のより暗いか又はより明るい部分１４が、欠陥のない製品４の完全な三次元プロファイルに実質的に対応するプロファイルに対して関連付けられるときのことである。確かに、この場合は、包装材自体が損傷を受けているかもしれず、或いは空気で運ばれる小片が製品４に恒久的につながれているかもしれないのである。
【図１】
2013245023.tif 000003
【図２】
2013245023.tif 000004
【図３】
2013245023.tif 000005
【図４】
2013245023.tif 000006
【図５】
2013245023.tif 000007
【図６】
2013245023.tif 000008
【外国語明細書】
2013245023000001.pdf