JPH0599861A - 透明容器の検査方法及び装置 - Google Patents
透明容器の検査方法及び装置Info
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- JPH0599861A JPH0599861A JP3242364A JP24236491A JPH0599861A JP H0599861 A JPH0599861 A JP H0599861A JP 3242364 A JP3242364 A JP 3242364A JP 24236491 A JP24236491 A JP 24236491A JP H0599861 A JPH0599861 A JP H0599861A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
- G01N21/9045—Inspection of ornamented or stippled container walls
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被検査部分に存在する重大な欠陥の検出にお
いて、該欠陥がバッフルマークの上に重なって位置する
場合においてもバッフルマークとの識別を行ない検出す
ることにより、バッフルマークによる誤排除率を低く押
さえつつ、高い感度で欠陥の検査を行なう検査装置の提
供。 【構成】 本装置および手段は透明容器の底面を光学的
に検査するものであり、画像取得装置、照明用光源、取
得した画像中のバッフルマークを欠陥の検査工程以前に
おいて検出し、該バッフルマークの除去または削除を行
なうために画像を保存、解析、処理するための画像処理
装置により構成される。
いて、該欠陥がバッフルマークの上に重なって位置する
場合においてもバッフルマークとの識別を行ない検出す
ることにより、バッフルマークによる誤排除率を低く押
さえつつ、高い感度で欠陥の検査を行なう検査装置の提
供。 【構成】 本装置および手段は透明容器の底面を光学的
に検査するものであり、画像取得装置、照明用光源、取
得した画像中のバッフルマークを欠陥の検査工程以前に
おいて検出し、該バッフルマークの除去または削除を行
なうために画像を保存、解析、処理するための画像処理
装置により構成される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触による容器の検査
手段に関するものであり、さらにはバッフルマークの形
成されている透明容器底面の欠陥を検出するマシン・ビ
ジョン・システムに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】典型的なガラス製品工場は、業界で個別
セクション（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｅｃｔｉｏｎ）又
はＩＳ装置と呼ばれる成型用機械と、ゴブフィーダー機
構（ｇｏｂ ｆｅｅｄｅｒ ｍｅｃｈａｎｉｚｍ）を備
えている。成型用機械は一般に、瓶（ｂｏｔｔｌｅｓ
ｏｒ ｊａｒｓ）等のガラス製品を製造する６ないし１
０の同型の独立したセクションを備えている。ゴブフィ
ーダー機構は成型用機械の各セクションに順次溶解した
ガラスの塊を供給していく。各セクションから流れ出る
ガラス製品は、コンベアーによってそのガラス製品の欠
陥を検査するための検査ステーションに運ばれる。欠陥
の検査は通常、検査ステーションに配置された人間が直
接監視するか、またはビデオカメラを用いた検査装置に
よって行われる。 【０００３】一般に欠陥の検査はガラス容器の３つの部
分に対して行われる。口と剄（ｔｏｐ ａｎｄ ｔｈｒ
ｅａｄ）の部分では、シール表面上と首のきずを検査す
る。容器の側壁では、亀裂、泡、バード・スウィング等
のきずを検査する。容器の底面部では、規格外（不良
品）、スパイク（ｓｐｉｋｅ）、バード・スウィング、
小石や泡、モウルド・ドゥプを含む多くのきずを検査す
る。大抵のガラス製品は、容器の底面外側に製造元を表
示するよう、型によるマーキングが施されて製造され
る。これらのマーキングは文字であったり、数字であっ
たり、抽象的な模様であったりする。これら様々なマー
キングが存在することに加えて、同じマーキングであっ
ても、必ずしも同じ物理的位置に現れるとは限らないこ
とが、ガラス容器の底の自動検査を行う上での特有の障
害となっている。 【０００４】さらにガラス容器の底の自動検査を困難な
ものとしているものには、ガラス容器の底に形成される
バッフル・マーク（ｂａｆｆｌｅ ｍａｒｋ）がある。
バッフル・マークは２段階式のガラス製品製造工程の産
物である型によるマークで容器の底の不特定の位置に通
常円形状に現れる。バッフル・マークの存在は一般には
（製造側及び使用者側において）問題にならない。しか
しながら、ガラス製品の光学的装置による自動検査にお
いては、バッフル・マークにより高いコントラストの信
号が生じ、しばしば欠陥による信号と取り違えられて不
良でないガラス製品を排除してしまうという結果を招
く。 【０００５】ガラスの中の欠陥は光学的境界層を形成
し、投射光を反射又は屈折させ、光学的に検出可能な光
のコントラストを生成する。現在知られているこの種の
光学的な検査方法の重大な欠点は、実際の欠陥と、検査
の原理である光学的手法により、強調されてしまう欠点
との区別がつかないことである。（この場合、欠陥は許
容できないものであり、欠点は許容できるものであると
する。）例を挙げると、欠点にはガラスに内包された小
気泡や、比較的小さい凹凸又は傷など多くの種類がある
が、それらはガラス製品自体にとっては全く無害であ
る。しかし、それらの欠点が光学的手法による検査にお
いては欠陥と類似の結果を示すので、許容範囲内にある
ガラス製品も欠陥品として排除されてしまう。従来の装
置には、許容できない欠陥と、許容しうる欠点とを区別
する能力がないため、欠陥品であるガラス製品を合格さ
せたり、設定が厳しい場合には、許容範囲内のガラス製
品を排除する傾向にあった。 【０００６】ガラス製品の欠陥の検査に当っては、一般
に製品は一様なバックライト（ｄｉｆｆｕｓｅｄ ｂａ
ｃｋｌｉｇｈｔ）によって照明され、テレビカメラもし
くは光検知センサー配列によって検査される。その光源
は一般に多数の白熱電球によって構成され、検査ステー
ション又は検査区画における容器のバックライティング
のために、比較的広範囲にわたる一様な光を提供する。
容器の検査を行う部分に焦点を合わせられたリニア・ア
レイ・テレビカメラ（ｌｉｎｅａｒａｒｒａｙ ｔｅｌ
ｅｖｉｓｉｏｎ ｃａｍｅｒａ）は、その部分のイメー
ジをカメラの中の画素（ピクセル（ｐｉｘｅｌｓ）とも
呼ばれる）の列に投影する。すると、ピクセルは全体と
して連続した情報を得たことになり、各点における光の
強さの関数である各ピクセルの出力信号を比較すればよ
い。容器の被検査部分に存在する欠陥は、一列に並べら
れた各ピクセルの出力を解析することによって発見する
ことが出来る。 【０００７】このような装置では、容器中の欠陥の存在
する部分がカメラの視野範囲を通過すると、ピクセルの
うち、その部分に焦点の合っているものは反射によって
照明光の経路が変化するため生ずる影を受像する。この
方法では、隣接したピクセルの出力を比較することに
り、欠陥部分の位置及び大きさを特定することが出来
る。ピクセルは瓶のあらゆる部分が検査されるよう十分
な頻度で走査される必要がある。大抵の欠陥は、実際に
は一度の走査だけでなく数度の連続した走査にわたって
捉えられるものである。 【０００８】ガラス製品の一部分に特定の方向から光線
を当て、光電セルのようなピックアップを、当てられた
光線とおよそ９０度の角度をなすように配置することに
より、ガラス製品の様々な部分の欠陥の検査が光学的に
行われてきた。そのような配置を行った場合、光は欠陥
部分で反射され、光電セルに入射する。従って、光を反
射する欠陥の検出が行われる。これは以前における、ガ
ラス容器の仕上げや末端部分（ｈｅｅｌ ｐｏｒｔｉｏ
ｎｓ）に対する典型的な検査方法である。このような装
置によって検出される欠陥は一般に”ｃｈｅｃｋｓ（割
れ）”と呼ばれ、主に容器の成形の時点で、成形された
高温のガラスが低温の取り扱い器具に触れたときの急激
な温度変化によって生じる。さらに、反射板によって焦
点を合わせられた光によって検出される欠陥には、入射
光を入射方向より屈折させてしまう、ライン・オーバー
・フィニッシュ・ディフェクト（ｌｉｎｅ−ｏｖｅｒ−
ｆｉｎｉｓｈ ｄｅｆｅｃｔ）のような、ガラス表面の
欠陥がある。 【０００９】ガラス製品の検査方法としては、さらに、
マシン・ビジョン・システム（ｍａｃｈｉｎｅ ｖｓｉ
ｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）がある。マシン・ビジョンとは、
ガラス製品の選ばれた部分の像（視覚的映像）をエレク
トロニックセンサーで収得又は感知し、コンピュータを
用いてその像の中のマーキングや欠陥の存在を確認、そ
れらのマーキングや欠陥が許容範囲内であるかを決定す
る技術である。この技術は、像を収得するテレビカメラ
と、その製品又は部品の像を高速かつ、反復的に処理
し、解析する専用の画像処理コンピュータに基づいてい
る。 【００１０】さらに、マシン・ビジョンは経済的でもあ
り、製造工程において速度が要求される場合や、危険が
伴う状況では、時として唯一の実現可能なシステムでも
ある。マシン・ビジョンの技術の利用例としては、組立
てや工程の検査確認、寸法の測定、形状の確認や認識、
表面部分の欠陥の検知、選別装置やロボットによる誘導
装置、などが考えられる。これらの多くの応用性の他
に、マシン・ビジョンは通常全ての製品を検査すること
が可能なので、重要で正確なプロセス・コントロール
（ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）の情報を提供する
ことができる。この情報は、工程の「問題部分」を調べ
る場合に役立ち、その部分を改修することにより、欠陥
品を減少させ品質を向上をはかることができる。 【００１１】上記に示したように、ガラス製品の電子光
学的な（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ）検査は広く
知られている。しかしながら、ガラス容器のマシン・ビ
ジョンによる検査方法は最近になって発達したものであ
る。この二つの検査方法の最も大きな相違点は、各シス
テムが対象物の像を捉え、対象物の状態、即ちその許容
性を判断するために、その像を解析する手法にある。 【００１２】電子光学的な走査によるガラス容器の底の
検査の方法は、ガラス製品の製造業者やその（充填作業
を行う前の）使用者に、彼らの製品の自動検査の方法と
して、何年にも渡って利用されてきた。そのような従来
型の装置の一例を第１図に示す。この装置は白熱光源に
より一様なバックライトを得ている。空のガラス容器
は、専用の運搬装置（例：スター・ホィール・メカニズ
ム（ｓｔａｒ−ｗｈｅｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ））に
よって運ばれ、光学的検査領域（ｏｐｔｉｃａｌｐａｔ
ｈ）を通過する。そのガラス容器は光学的検査領域を通
過する間に、回転するプリズムによって走査され、容器
の底の円形状に回転する像を、レンズを通して一連の感
光センサに投影する。従って各センサは円環状の部分の
走査を行ったことになり、全てのセンサを総合すること
により、容器の底の完全な像を得ることができる。各セ
ンサの出力信号は電子識別回路に入力され、そこで欠陥
の検出のため、光量の変化又は絶対値が解析される。 【００１３】この装置は原理的に簡単であり、操作も容
易であるが、検査対象物を撮影装置に対し精密に設置す
ることが要求される。これは一般に、スター・ホィール
・メカニズムによって実現されるが、その場合、大き
さ、形の異なる容器の検査を行うには、装置をそれに適
合させるための交換部品が必要となる。上で述べた従来
型の電子光学的な走査装置の欠点としては、感度の再設
定が困難なこと、円形容器以外の検査が行えないこと、
高い感度設定による高い誤排除率、などが挙げられる。 【００１４】ガラス容器のマシン・ビジョンによる検査
は、現在普及している電子光学的な検査方法に比べ、幾
つかの利点がある。その利点とは、像の収得及び解析の
能力がきわめて高いこと、再設定が容易なこと、テレビ
カメラによる像のため設定や分析が容易なこと、非円形
容器に対する検査能力を有すること、要求される検査対
象物の設置精度が低いこと、大きさ、形の異なる容器へ
の移行が比較的容易であること、である。 【００１５】マシン・ビジョン・システムの基本的な構
成要素は、運搬装置、照明装置、画像収得部に画像処理
部である。運搬装置には通常、パート・センシング（ｐ
ａｒｔ ｓｅｎｓｉｎｇ）（ｐｈｏｔｏ−ｅｙｅ，ｐｒ
ｏｘｉｍｉｔｙ ｓｗｉｔｃｈ，ｅｔｃ）と欠陥品の排
除機構を持ち、検査の対象物をマシン・ビジョンの画像
収得部へと運搬する。マシン・ビジョン・システムは、
既存の運搬装置、または、検査の対象物に対応するよう
設計された専用の運搬装置のいずれにも適合することが
できる。マシン・ビジョン・システムの照明装置は検査
の対象部を照明する。注目の対象（例：欠陥）とそのバ
ックグラウンド（欠陥の周囲の正常な部分）とのコント
ラストは強い方が望ましい。また、照明装置は、不必要
な形状の情報による干渉を取り除き、使用者に検査のた
めの長時間安定した、環境に無害な光を提供しなければ
ならない。 【００１６】照明装置における２つの重要な点は照明技
術と光源である。照明技術とは検査の対象部と、テレビ
カメラに対する光源の物理的配置のことである。照明技
術における最も根本的な概念は、フロントライト（順
光）とバックライト（逆光）に分けられる。いずれも組
立て済み、または、フロントライトとは、検査の対象部
に対し、光源とテレビカメラを同一の側に配置する方法
である。この場合、光源と検査の対象部とカメラとの距
離や角度が重要であり、それにより、得られる像のコン
トラストが決定される。フロントライトは通常、対象物
の表面の形状を得る場合に使用される。 【００１７】バックライトとは、検査の対象物に対し、
光源とテレビカメラを反対の側に配置する方法である。
この方法では、光学的に不透明な物体の高いコントラス
トの影の像を得ることができる。ガラス容器のような透
明な物体の場合、形状による光の透過率変化や、光の反
射、屈折によってコントラストが生じる。マシン・ビジ
ョンで一般に用いられる光源のリストを示すと、白熱電
球、蛍光灯、キセノン・ストロボ、発光ダイオード、レ
ーザー光にＸ線である。包装や製造のラインに適用する
場合、検査は移動する物体に対し行われるため、通常ス
トロボ光でなければならない。ストロボ光には一般にキ
セノン・ストロボか発光ダイオードが用いられる。 【００１８】発光ダイオード（ＬＥＤ）は固体の装置
で、順方向にバイアスをかけた場合に光を発する。発光
ダイオードはｏｎ、ｏｆｆの反応が速いので、キセノン
・ストロボに近い働きをし、ストロボ光源としてふるま
うことができる。物体を照明するに十分な光を得るた
め、通常複数個の発光ダイオードで一つのストロボ光源
を形成し、それらは、単一のトリガーと駆動回路に接続
される。発光ダイオードは、短く明るい光のパルスを得
るため、通常に連続的に用いる場合の電流に比べ、はる
かに強いパルス電流によって駆動される。マシン・ビジ
ョン・システムの光学機器は、通常画像収得の手段であ
るテレビカメラに取り付けられたレンズを持っている。
このレンズを通して、検査の対象物の像が形成される。
レンズの焦点距離とスタンドオフ（対象物からレンズま
での距離）によって視野が決定される。視野はシステム
に最も精密な像の解釈を提供するために、最小の範囲に
することが望ましい。しかし、それは検査の対象物の位
置の変動をカバーするものでなくてはならない。レンズ
には基本的に、焦点固定のレンズと、焦点可変又はズー
ムのレンズの２種類がある。 【００１９】光学機器はその他に鏡、ビーム・スプリッ
タ、カラー・フィルタ、偏光プリズムなどを含んでい
る。これらの付加的な部品はコントラストを高める、ま
たは不要な情報による干渉を減らす、限定された空間で
必要な光学的な幾何学的配置を満たす、などの目的で使
用される。マシン・ビジョンに適用して用いられる画像
収得手段において、最も多く用いられているのは固体Ｃ
ＣＤ（電荷結合素子：ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｐｌｅｄ
ｄｅｖｉｃｅ）またはＭＯＳ（酸化鉄半導体：ｍｅｔａ
ｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）式の白
黒テレビカメラである。これらのカメラの感光部分は、
格子状に並べられた数十万個の固体の感光素子（ピクセ
ル）によって構成される。 【００２０】包装のラインでの高速の検査においては、
通常、一般のカメラでは得られない付加的な特徴が要求
される。その一つは、カメラの内部で設定された一連の
撮影周期と、検査の対象物がカメラの正面に到達するタ
イミングが同期していないことに関係する。検査の対象
物の速度は高速であるため、その到着と画像の収得との
間には、いかなる遅延もあってはならない。そこで、カ
メラのタイミング信号は対象物の像を即座に収得するよ
う、割り込まなくてはならない。この特徴は”フレーム
・リセット”と呼ばれることもあり、マシン・ビジョン
またはそれに類する科学的な用途のために設計されたカ
メラでのみ得ることができる。マシン・ビジョン・シス
テム用の、収得された像を解析し処理する画像処理装置
は、今日多くのものが工業用に入手可能である。それら
には、特定の作業のために設計されたものや、汎用性の
あるものがある。しかしながら、ほとんどの装置はテレ
ビカメラから二次元の像を収得、保存し、その像をある
種のコンピュータで解析し処理するものである。また、
像を処理し解析するアルゴリズムにも多くのバリエーシ
ョンがある。多くの場合、マシン・ビジョンのハードウ
ェアは、包装や組立て（ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａ
ｌ）のラインで高い処理量を実現するため、それらのア
ルゴリズムを効果的に履行できるよう設計されている。 【００２１】マシン・ビジョンのハードウェアは、その
基本的な実現方法により一般に３つの形態に分類するこ
とができる。それらは、専用ハードウェア・プロセッ
サ、パラレル・プロセッサ、マルチ・プロセッサであ
る。専用ハードウェア・プロセッサとは、マシン・ビジ
ョンのハードウェアのうち、像を解析し処理するアルゴ
リズムが部分的にまたは完全に電気回路に組み込まれて
いるものを指す。この方法は高性能な高速（２０００
ｐｐｍ 以上）の検査を可能にする。しかし、検査のア
ルゴリズムが通常ハードウェアに組み込まれているた
め、高性能化や作業内容の更新が困難である。 【００２２】パラレル・プロセッサの技術は、同一の像
に対して処理を行うマルチ・プロッセッシング・ネット
ワークに依存する。この方法は高速で高性能な検査手段
を提供し、処理アルゴリズムにも柔軟性がある。マルチ
・プロセッサによる方法は、システムの処理量を上げる
ため、マルチ・コンプリート・イメージ・アクワイア
（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ−ｉｍａｇｅ
ａｃｑｉｒｅ）と、テレビカメラで収得した像を分け合
うプロセス・チャンネルを利用している。これはプロセ
ス・チャンネルの数を増やすことにより、より高い処理
量を得ることができる。この種の、マルチ・プロセッサ
のソフトウェアに基づく方法は、アルゴリズムの選択に
柔軟性があり、高速の処理にも適用することができる。
従来のマシン・ビジョン・システムを利用する上での主
たる欠点は、ガラス容器の底面に形成されるバッフル・
マークを処理できないことにある。そこで、底面におけ
る許容できるバッフル・マークと許容できない欠陥とを
識別し、製造装置における欠陥品の排除を効率的に行う
ために、バッフル・マークを持つガラス容器の底面を検
査する手段の必要性が増大した。 【００２３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明容器の
底面を検査する装置とその手段を提供する。本発明の装
置は、画像取得装置、照明用光源、画像を処理、保存、
解析する画像処理装置を利用している。画像処理装置は
取得した画像に含まれるバッフルマークを検出、識別
し、バッフルマークが存在する場合、欠陥を検出する行
程に送る前に、保存されている画像からバッフルマーク
を除去する働きを持つ。この発明による装置および手段
を用いることにより、画像を取得した範囲に存在する重
大な欠陥を、該欠陥がバッフルマークに重なって位置し
ている場合においても、検出することが可能である。従
って本発明は、バッフルマークによる良品の誤排除率を
低く押さえつつ、欠陥品を高い感度で排除する能力を提
供する。 【００２４】 【課題を解決するための手段】本発明は一般に、ソリッ
ド・ステートのストロボ照明装置からなる光源と、底面
の画像取得用のレンズを装着したテレビカメラからなる
画像取得装置、底面の画像の処理、解析用のマイクロプ
ロセッサを用いた画像処理装置、メニューを用いてマイ
クロプロセッサに対し希望の検査作業をプログラミング
するためのインターフェース、から成り立っている。本
発明の装置は、本発明のマシンビジョン・システムのも
とへガラス容器を運搬するための運搬装置に結合される
ことが望ましい。 【００２５】本発明の装置は、訓練モードと検査モード
の２つのモードで動作する。検査工程を開始する前に、
装置に許容範囲内のガラス容器（予めなんらかの方法で
許容範囲内であると判断された容器）に対する判断の基
準を与えるため、装置は訓練モードで稼働される。訓練
モードでは、画像取得装置の視野の中に許容範囲内の容
器が置かれ、装置はその許容範囲内の容器の底面の画像
を取得する。次に、オペレータが、合否の感度を含む許
容範囲を示す一連のパラメータをセットする。この良
品、または、許容範囲内の容器の情報は記憶部に保存さ
れる。これで、この装置は検査モードで稼働する準備が
整ったことになる。 【００２６】検査モードと検査工程の間、この装置は各
容器の底面の画像を取得、保存された該画像中のバッフ
ルマークを識別し、それを除去、残された画像を解析、
検出された欠陥を既設の許容範囲を示すパラメータと比
較しその容器の許容性を判断、その容器が欠陥品である
場合は、排除信号を出力する。装置は、比較検査の結果
に基づいて、個々の容器に対し客観的な合否判定を下
す。排除信号は、検査装置において欠陥品の排除に利用
するか、または、自動装置への欠陥品排除指令として利
用することができる。この発明は、ガラス容器の品質と
欠陥の有無を瞬時に正確に判断する方法を提供する。こ
の方法は前述の通りに行われる。先ず検査域の容器の存
在を検知し、容器の底面を照明しその画像を取得、その
画像中のバッフルマークを検知しそれを保存された画像
より除去、残された画像を検査し、検出された欠陥に対
しては許容基準との比較を行い、欠陥が許容範囲内かを
判断、それらの欠陥の一つでも許容範囲外であれば、そ
の容器を排除する。 【００２７】 【実施例】図１から図４は本発明の装置２０である。各
図中での参照用の数字は、それぞれ装置の構成要素に対
応している。図５から図１１は本発明によって教授され
る容器の底面の状態を検査し解析する手段である。ま
た、図１２から図１７は本発明の透明容器の底の状態を
検査する手順を示す流れ図である。図１から図４につい
て説明を加えると、本発明の装置２０は以下に示す４つ
の主要な構成要素に分割して考えることができる。 （１） 検査及び解析のため、容器の底面の画像を取得
する画像取得部。 （２） （１）で取得した画像の情報を解析し、判断を
下す画像処理部。 （３） オペレ−タと装置２０との間の情報交換を行
う、ユーザ・インターフェース。 （４） 装置２０と他装置の制御部との間の情報交換を
行う、マシン・インターフェース。 【００２８】精密な解析を可能とするには高品質の画像
を得る必要があるため、画像取得部は装置２０において
重要な構成要素である。本発明の画像取得部は通常、光
源４０および光散乱膜４４を含む照明装置４２と、カメ
ラ３０とレンズ３２によって構成される。装置２０は、
容器２４がカメラ３０と照明装置４２の間に位置すると
き、容器２４の底面の良好なコントラストの画像を取得
するため、バックライト技術を活用する。これにより装
置２０を用いれば、容器の底面２２における構造上の欠
陥は容易に発見することが可能である。構造上の欠陥と
は、異物、亀裂、気泡や穴、および形状の狂いを示す。
装置５０は、検査工程を開始する前に、得られた底面の
画像のデータからバッフルマークを検出し、除去するた
めのコンピュータにより構成される。装置２０はさらに
光学検知器８４と排除機構８８を備えている。検知器８
４は光検知器であり、検査領域における容器２４の存在
を検出し、その結果に対応する信号をコンピュータ５０
に出力し、画像取得工程の開始を促す。排除機構８８
は、運搬装置８０のコンベアに隣接して配置されること
が望ましく、画像処理コンピュータ５０と連結され、排
除を指示する信号をコンピュータから受信すると欠陥の
ある容器をコンベアより排除する。排除機構８８には、
気圧式で動作する様々な排除装置を利用することができ
る。装置２０はさらに、装置のプログラミングのための
ユーザ・インターフェース９０を備えていることが望ま
しい。ユーザ・インターフェース９０は、メニューが提
供されるモニタ９２と、キーボード９４で構成される。 【００２９】装置２０によるガラス容器２４の検査は、
バックライトが配置されている中で行われる。そこで
は、容器の底面２２の画像を得るため、容器２４は光源
４０と画像取得装置３０の間に配置される。図２に示す
ように、光源４０は照明装置４２全体において不可欠な
要素である。照明装置４２は光散乱膜４４を備えてお
り、容器の底面に対して極めて均質なバックライト光を
提供する。光源４０は、第３図に示す格子４６状に配置
された数百の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって構成さ
れることが望ましい。検知器８４によりガラス容器２４
が検査領域に到達したことが検知されると、画像処理コ
ンピュータ５０は格子状に並べられた発光ダイオード４
６を発光させる。光源４０による光の放出は短い光のパ
ルス（１００〜６００マイクロ秒）で、画像取得装置に
対する検査対象部分の動きを凍結する効果を持つ。ソリ
ッド・ステートの発光ダイオードを利用したストロボ光
源４０は、極めて安定した強い光を発する、耐久性に優
れたストロボ光源であり、ガス充填式ストロボ（ｇａｓ
−ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｓｔｒｏｂｅｓ）に勝ってい
る。照明装置４２の覆いは、光散乱膜の表面の手入れが
容易に行えるよう、装置２０の下より簡単に引き出せる
ようになっていることが望ましい。必要ならば、他の検
査の照明光が干渉や妨げとならないよう、ストロボを順
序立って発し、ガラス製品が１回以上のストロボによっ
て捉えられるようにすることも可能である。さらに、光
源４０は、より強い光を提供することができ、必要なら
ば、特定のスペクトルを強めることに利用することがで
きる。 【００３０】装置２０は、容器２４を検査領域に運び込
み、そこからさらに排除装置まで運ぶための運搬装置８
０と結合して用いられることが望ましい。運搬装置８０
には、容器の底面の鮮明な画像の取得を可能とするサイ
ド・グリップ式のコンベア装置（図示せず）を用いるこ
とが望ましい。検査対象の製品の変更への対応は、連動
した３つの装置により行われる。第一の装置は運搬装置
に用いられているコンベアの幅を適合させ、第二の装置
はカメラの垂直位置を調整し、第三の装置は光源の垂直
位置を調整する。これらの装置は通常の技術を用いて作
成することが可能であり、ここではその詳細には触れな
い。本発明の装置は、製造ラインでの既存の運搬装置に
適合させてもよいし、代わりに本発明の検査装置まで容
器を運搬する専用の運搬装置を設計してもよい。 【００３１】画像取得装置３０はレンズ３２を備えたテ
レビカメラから構成される。レンズは焦点固定のものが
望ましく、テレビカメラは非同期式のフレーム・リセッ
ト能力を有する高解像度のＭＯＳ（金属酸化物半導体）
方式のものが望ましい。このフレーム・リセット能力に
よりカメラ３０は移動している容器２４の画像を位置的
に正確に捉えることが可能である。異なる形、大きさの
容器への変更は単にカメラ３０および照明装置４２の相
対的な垂直位置を矢印３４に示す方向に調整することに
より達成される。容器の底面２２の画像は光学レンズ３
２を通してカメラ３０に画像を結ぶ。理想的なカメラの
一例として、水平３２０、垂直２４０の格子状にセンサ
素子が配列されたものを考える。格子状に配列された個
々の素子は独立した画素またはピクセルによって構成さ
れる。これら７６，８００の素子はそれぞれ画像の一部
分を受像し、その部分の明るさに応じてピーク・トゥ・
ピークが０ボルトから１ボルトのアナログ信号を発す
る。このアナログの情報はラスター・スキャン（ｒａｓ
ｔｅｒ ｓｃａｎ）に読み込まれ、一連のＲＳ１７０振
幅変調パルスとしてイメージ・プロセッサ５４の中のビ
デオ・マルチプレクサに送られる。動作中においては、
カメラの配電盤を通して連続した新しい画像がイメージ
・プロセッサ５４に流れ込み、そこでその画像は呼び出
されるのを待つ。検査工程が開始されると、ＣＰＵ５６
に内蔵されているＩ／Ｏプロセッサは、イメージ・プロ
セッサ５４に信号を出力し、イメージ・プロセッサ５４
はストロボ光源４２が発光したかを調べる。もし発光し
ていない場合、イメージ・プロセッサはカメラからコン
バータ・フレーム・バッファ５２にデジタル化のために
画像を送るようビデオ・マルチプレクサに指令を送る。
本発明で用いるカメラは、映像に幾何学的な歪みやず
れ、映像の衰えや焼付きを生じないものが望ましい。該
当するカメラは、松下電器（パナソニック）株式会社が
モデルＧＰ−ＭＦ７０２／工業用 ＭＯＳ 白黒カメラ
として生産している。必要ならば、カメラ３０のレンズ
３２の前、または光源４０の前に、特定の波長の光を透
過、または遮断するためのフィルタを装着してもよい。
これらの付加的なフィルタは、画像のコントラストを強
めるため、または装置２０に特定の色を検知させるため
に用いる。本発明の装置で一般に用いられるフィルタに
は、紫外線、赤外線、赤、青、緑、偏光フィルタなどが
ある。 【００３２】本発明のコンピュータ５０は、第４図に示
すように、マルチプロセッサ・システムの設計に基づく
ものであることが望ましい。このマルチプロセッサ・シ
ステムは、容器の底面の画像を得るためにカメラ３０か
ら受け取るアナログ信号をデジタル化する装置５２と、
そのデジタル画像を保存するためのコンバータ・フレー
ム・バッファにより構成される。ＣＰＵ５６はＩ／Ｏ
（入出力）レジスタと、ハウスキーピング・プロセッサ
により構成される。ハウスキーピング・プロセッサは個
々の容器の位置とその検査結果を追跡し、欠陥容器の排
除を実施するために検査結果に基づく合否信号を出力す
る。装置２０の同期化はイメージ・プロセッサ５４が出
力する垂直および水平の駆動信号によって行われる。イ
メージ・プロセッサはその駆動信号を内蔵している同期
化ボード（ｓｙｎｃ ｂｏｒｄ）に送り、駆動信号はそ
こで増幅されて標準的なＲＳ１７０のフォーマットとし
てカメラの配電盤（図示せず）に送られる。カメラの配
電盤はカメラ（複数のカメラが使用されている場合、そ
の各々に）に同期化信号を分配するためのＢＮＣコネク
タを備えている。 【００３３】カメラ３０が生成したアナログの画像信号
を変換する工程は、装置５２に内蔵されているアナログ
・デジタル・コンバータ（Ｄ／Ａコンバータ）によって
行われる。Ｄ／ＡコンバータはＲＳ１７０の信号の電圧
をサンプルし、そこで、各ピクセルがその部分の光の強
さに対応じて発した電圧信号の電圧に対し、１から２５
６までのデジタル量が割り当てられる。例えば、黒いピ
クセルは極めて低い電圧によって示されるため、それに
はデジタル量の１が割当てられる。逆に白いピルセルは
極めて高い電圧によって示されるため、それにはデジタ
ル量の２５６が割当てられる。以上のように、各ピクセ
ルにはその部分の光の強さに応じて１から２５６のデジ
タル量が割り当てられる。このデジタル化された画像は
ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を通された後に、フ
レーム・バッファ５２に保存される。保存されている画
像をモニタ９２に表示する場合、２つ目のマルチプレキ
サが、表示する画像がフレーム・バッファに保存された
画像の一つか、または現在取得中の画像かを選択する。
選ばれた画像は、ＣＰＵ５６に接続されたＤ／Ａコンバ
ータによりアナログ信号に逆変換され、モニタ９２に出
力される。デジタル化された画像の総合的な解像度は、
カメラ３０のセンサの格子、Ｄ／Ａコンバータ、フレー
ム・バッファの容量によって決定される。前述のとお
り、本発明の装置２０の理想的な解像度は、水平３２０
垂直２４０のピクセル格子以上である。前述のとおり、
検査工程が開始されるとカメラ３０からのアナログのビ
デオ信号はデジタル化され、フレーム・バッファ５２の
一つに保存される。これで、画像はイメージ・プロセッ
サ５４によって解析される準備が整ったわけである。画
像の処理作業の命令はＰＲＯＭに保存されており、ユー
ザ・インターフェース９０を通して装置２０に伝達され
る。イメージ・プロセッサ５４はこれらの命令を、ＲＡ
Ｍから引き出された既設のパラメータと、フレーム・バ
ッファに保存されている画像を用いて実行する。検査の
結果はＩ／Ｏプロセッサ５６が利用できるよう、メイル
ボックス・メモリに出力される。 【００３４】ＣＰＵ装置５６のＩ／Ｏプロセッサは、容
器の位置と検査の結果を追跡し、検査の結果に基づく合
否信号を出力する。Ｉ／Ｏプロセッサは可変長の直列シ
フト・レジスタのように動作し、対象物とそのそれぞれ
の検査結果を追跡する。検査結果はレジスタに転送さ
れ、その中を規則的に進められていく。この進めるタイ
ミングは、運搬装置８０に接続された内部ロータリ・エ
ンコーダ（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｏｔａｒｙ ｅｎｃｏ
ｄｅｒ）が出力するパルス信号によって制御される。シ
フト・レジスタの長さは、検知器８４からの入力と排除
信号の出力の間の距離を決定する。これは、プログラム
・モードにおいてソフトウェアによるキャリブレーショ
ンを通して決定される。さらに、Ｉ／Ｏプロセッサは画
像処理コンピュータ５０にストロボ照明装置４２を駆動
しカメラ３０を通して画像を取得するタイミングを指示
する。容器の底面の正確な画像を取得するためには、容
器がカメラ３０の視野の中央に位置する時点でストロボ
照明光源４０を駆動する必要があり、このためのキャリ
ブレーションも装置２０のプログラム・モードにおいて
設定する。 【００３５】本発明の装置２０は、全てのガラス容器の
底面の検査を可能とするため、ガラス製品の生産ライン
に統合することができる。装置２０はその高い性能によ
り、容器の底面に存在するバッフルマークを効果的に無
視することができる。前述のとおりバッフルマークは型
によるマークで、ガラス製品製造業界でよく知られてい
る２ステップ式のガラス製品製造工程による産物であ
る。バッフルマークは通常容器の底の不特定の位置に円
形上に現れる。バッフルマークは一般に、ガラス製品製
造業者やその最終的な消費者にとり格別問題となるもの
ではないが、ガラス製品の検査においては支障をもたら
している。バッフルマークにより高いコントラストの光
学的信号が生じて、それがしばしば底面のガラスにおけ
る実際の欠陥による信号と混同されることにより、結果
的に欠陥のない容器が排除されてしまう。本発明の装置
２０は、取得した底面の画像中のバッフルマークを検索
し、バッフルマークを発見した場合、検査工程の開始前
に画像の中からバッフルマークを消去する。本発明の装
置および方法は、被検査部分にある重大な欠陥に関して
は、たとえその欠陥がバッフルマーク上に直接重なって
いる場合においても、影響を及ぼす（消去してしまう）
ことはない。本発明は、バッフルマークによる良品の誤
排除率を低く押さえつつ、欠陥の検査の感度を高く設定
することを可能とする。 【００３６】前述のとおり、本発明の理想的な画像処理
装置５０は、取得した容器の底面２２の画像をマルチ・
プロセッサを用いて処理する。そこでは、イメージ・プ
ロセッサ５４、アクセラレータ・ボード（ａｃｃｅｌｅ
ｒａｔｏｒ ｂｏａｒｄ）、同期化ボード（ｓｙｎｃ
ｂｏａｒｄ）、２基のフレーム・バッファ、さらにＣＰ
Ｕ５６のＩ／Ｏプロセッサ・ボードの６つのプロセッサ
が用いられることが望ましい。イメージ・プロセッサ５
４のイメージ・プロセッサ・ボードは装置２０の動作を
管理し、装置の同期信号を出力し、アナログの画像をデ
ジタル情報に変換し、そのデジタル情報をルック・アッ
プ・テーブル（ＬＵＴ）に通してそのデジタル化された
画像をフレーム・バッファ・ボードの一つに保存または
引き出しを行ない、デジタル情報をアナログの画像に変
換し、オペレーティング・システムのＰＲＯＭとユーザ
ＲＡＭを備えており、画像の必要な部分に対して検査を
実行して検査の結果をＩ／Ｏプロセッサに送る。イメー
ジ・プロセッサ５４は、装置２０が２５ＭＨzで動作す
るよう、アクセラレータ・ボードに接続されたマイクロ
プロセッサにより制御されることが望ましい。イメージ
・プロセッサ・ボードの制御に適したマイクロプロセッ
サには、モトローラ社が生産するモデルＮo.６８０２０
ＣＰＵがある。アクセラレータ・ボードは、イメージ・
プロセッサ・ボードとその周辺のチップを管理するマイ
クロプロセッサを備えており、主として装置２０の運転
および生産の速度を上げる役目がある。具体的には、そ
のアクセラレータは装置２０の運転速度を１２．５ＭＨ
zから１５ＭＨzまで加速し、それにより装置２０は一分
間に３５０の部分の処理が可能となる。同期化ボード
（図示せず）は、イメージ・プロセッサ５４から、垂直
および水平の同期化駆動信号を受け取り、それを増幅
し、モニタおよび各カメラ（複数のカメラが使用されて
いる場合）用の信号に分離する。同期化信号（ｓｙｎｃ
ｓｉｇｎａｌ）はリボン・ケーブルによってカメラの
配電盤に運ばれ、そこで各カメラに分配され、また同信
号は、装置の同期化のため、他のリボン・ケーブル経由
で装置２０全体にも分配される。理想的な装置２０は、
装置５２の一部として、２つのフレーム・バッファ・ボ
ードを装備する。うち一つは、カメラから送られるデジ
タル化された画像を保存し、もう一つはカラーのグラフ
ィック・メニューやイメージ・オーバーレイ（ｉｍａｇ
ｅ ｏｖｅｒｌａｙ）を保存する。ＣＰＵ５６は装置２
０の入出力を制御する。ＣＰＵ５６は二次的なマイクロ
プロセッサ５８に接続され、その機能はマイクロプロセ
ッサ５８により制御される。この方法により、Ｉ／Ｏプ
ロセッサ・ボードは、イメージ・プロセッサ５４と同時
に独立して稼働することができる。ＣＰＵ５６を制御す
るのに適したマイクロプロセッサ５８には、モトローラ
社の生産するモデルＮｏ．６８０００がある。 【００３７】装置２０のユーザ・インターフェース９０
は、通常モニタ９２とキーボード９４およびＬＥＤによ
るリモートＩ／Ｏディスプレイ（ｒｅｍｏｔｅ Ｉ／Ｏ
ｄｉｓｐｌａｙ）（図示せず）を備えており、オペレ
ータの装置２０との情報交換を可能としている。モニタ
９２は、オペレータに対する様々な注意や指示を表示す
るとともに、検査を行っている底面部分のビデオ・画像
も表示する。 【００３８】装置２０で用いられるマシン・インターフ
ェース装置は、複数のパラレルＩ／Ｏチャンネルと、ス
トロボ照明装置４２のための複数のストロボＩ／Ｏチャ
ンネル、最低１つのシリアル・コミュニケーション・ポ
ートを備えており、ＣＰＵ５６の一部であることが望ま
しい。光学検知器８４による入力や検査結果は光学的に
分離されたパラレルＩ／Ｏチャンネルにより情報交換が
行われ、ロボットに対する指示の調整や統計情報などの
複雑な情報はシリアル・ポートにより情報交換が行われ
る。ストロボＩ／Ｏボードはイメージ・プロセッサ５４
に直接接続され、イメージ・プロセッサ５４は光学検知
器８４による出力信号を監視し、光源４０を通してＳＣ
ＣＤの停止やストロボ照射の信号を制御する。 【００３９】前述のとおり、カメラの配電盤は一連のコ
ネクタの集合であり、同期化ボードから出力された水平
および垂直の同期化信号は、これらのコネクタを通して
各カメラに分配される。また、これらのコネクタの内幾
つかはカメラからＲＳ１７０のビデオ信号を受け取り、
その信号をイメージ・プロセッサ・ボードに引き渡す。 【００４０】装置２０が処理のための正確な画像を確実
に取得するためにカメラ３０と照明装置４２とを同期化
する方法には、一般に２つの方式がある。そのいずれを
用いるかは、オペレータが装置２０の作業内容をプログ
ラミングする時点で選択する。その２つの方式とは、ス
トロボ方式とフレーム・リセット方式である。ストロボ
方式では、光源４０より光を照射し、その次のバーティ
カル・リトレース（ｎｅｘｔ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｅ
ｔｒａｃｅ）において底面の画像を取得する。フレーム
・リセット方式では、光源４０より光を照射し、その瞬
間に画像を取得する。ストロボ方式とフレーム・リセッ
ト方式の違いは、光源４０が光を照射するタイミングで
ある。ストロボ方式が選択された場合、光源４０は光学
検知器８４から信号を受け取った後、カメラに対する次
のバーティカル・リトレースにおいて光を照射する。こ
れは一般に”ｖｉｄｅｏ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ”と
呼ばれている。フレーム・リセット方式が選択された場
合、光源４０は光学検知器８４から信号を受け取ったそ
の瞬間に即座に光を照射する。概して、検査を効果的に
運行するために、光源４０は、容器２４がカメラ３０の
視野の中の適切な位置に位置する時に光パルスを発しな
ければならない。 【００４１】本発明の装置２０は、トレーニングおよび
プログラム・モードと、検査および実行モードの２つの
モードで動作する。トレーニングおよびプログラム・モ
ードは、特定のガラス製品に対して装置２０を訓練また
は教育するために使用する。検査および実行モードは、
ライン上の製品を実際に検査するときに使用する。検査
工程開始前に装置２０は先ず、装置２０に許容範囲内の
容器の基準を与えるためのトレーニング・モードで作動
される。トレーニング・モードでは、許容範囲内の容器
（予めなんらかの方法で許容範囲内であると判断された
容器）が検査領域またはカメラ３０の視野の中に置か
れ、装置２０に許容範囲内の容器の底面２２の画像を取
得させる。次にオペレータが、合否の基準を含む許容範
囲を示す一連のパラメータをセットする。この良品また
は許容範囲内の容器の基準は画像処理コンピュータ５０
に保存される。 【００４２】容器の底面の各検査の度に、欠陥を検出す
るために画像を解析する前に、底面に存在するいかなる
バッフルマークも、保存されている画像から除去しなけ
ればならない。特異点とは、容器の底面２２の画像の一
部で、その画像の中の異なる領域の境界におけるピクセ
ルの、輝度の急激な変化により特徴付けられる部分であ
る。装置２０は各ピクセル間の輝度量（ｇｒａｙ ｓｈ
ａｄｅｓ ｖａｌｕｅ）の変化で特異点の存在を検知す
る。前述のとおり、画像中の各ピクセルの明るさは予め
測定され、１から２５６の間の輝度量がそれぞれに割り
当てられる。そのピクセルが明るければ明るいほど、大
きな数字が割り当てられる。画像を構成する各ピクセル
に割り当てられた輝度量は、それぞれ記憶部に保存され
る。検出された特異点（近接したピクセル間の輝度量の
際立った変化）の存在とその位置は、画像の中心を捜し
当てることや、画像中のバッフルマークの検出と位置の
確定、欠陥の検出に利用される。 【００４３】装置２０のセットアップにおいて、オペレ
ータは許容範囲内の容器のバッフルマークが存在すると
予測される画像中の位置に円環状のエリアを設定する。
これらの検査エリアは、装置がバッフルマークの検出に
おいて画像中のバッフルマークが存在すると思われる部
分のみを解析するようにオペレータが底面の画像を分割
するものである。図５および図６はバッフルマーク２５
が存在している容器２４の底面２２の画像２３である。
図５および図６に示すように、しばしば照明の関係上、
画像中にバッフルマーク２５が一部のみが現れる現象が
起こる。検査エリアは２つの同心状の検査円２６Ａおよ
び２６Ｂによりドーナツ状に定められ、その同心円２６
Ａおよび２６Ｂの大きさと位置は、装置のセットアップ
の時点でオペレータによりインターフェース装置９０を
通して任意に定められる。ガラス製品の検査工程におい
て、２つの同心円２６Ａおよび２６Ｂの間の検査エリア
は、特異点を探すために、一定の間隔をおいた複数の点
において検査される。イメージ・プロセッサは発見され
た特異点のうち近接して位置する任意の３点の組合せを
解析し、その位置からそれら近接した３点を通る円の中
心の位置と半径を決定し、各組合せより得られた中心の
位置と半径のデータの相関関係を算出し、そのデータが
バッフルマークを指しているものかを判定し、中心と半
径のデータを保存すると共に、欠陥の検査のために画像
を解析する時にバッフルマークによる特異点の信号を無
視するために利用する。例えば、バッフルマーク２５の
一部である特異点は保存された画像より取り除くことが
でき、残りの特異点は前もって決定された、許容範囲内
のガラス容器を定義する「最大特異点数」と比較され
る。前述のとおり、同様の手法を「ヒールマーク」と呼
ばれるガラス製品の画像の境界における信号を無視する
場合にも用いることができ、装置２０は、特異点として
解釈されるヒールマーク２７と、欠陥として解釈される
その他の特異点とを識別する能力を有する。ヒールマー
クの識別を行なうために装置２０をセットアップするに
あたり、２つの同心状の検査円により定められるドーナ
ツ状フィルタ（図６に示すドーナツ状フィルタ２６と実
質的に同じもの）を、ヒールマークを覆うように設置す
る必要がある。バッフルマークの場合のドーナツ状フィ
ルタ２６と同様に、特異点探査のための検査円はオペレ
ータによりユーザ・インターフェース９０を通して、移
動、拡大、縮小を行なうことができる。内側の検査円は
外側の検査円より拡大することはできないが、実質的に
消滅するまで縮小することはできる。内側の検査円が実
質的に消滅した場合、外側の検査円で囲まれた部分全体
が装置２０により解析される。内側の検査円２６Ｂが拡
大され、２つの円２６Ａおよび２６Ｂによりドーナツ状
のエリアが形成される場合、２つの円２６Ａおよび２６
Ｂの間のエリアが装置２０により解析される。特定の検
査工程の最中に装置２０がヒールマークを検知した場
合、画像２３中の欠陥を示す信号とヒールマークによる
信号とを混同しないよう、装置２０は保存された画像か
らヒールマークを除去することができる。 【００４４】装置のトレーニング・モード（すなわち装
置のセットアップ）の間に、オペレータはバッフルマー
クの探査工程のためのドーナツ状フィルタ２６を設定
し、画像処理コンピュータ内部に保存されているオペレ
ーティング・プログラムがドーナツ状フィルタ２６の境
界パラメータを決定する。しかしながら、バッフルマー
クの消去工程においては、装置２０のオペレーティング
・プログラムは自動的にドーナツ状フィルタを設定す
る。オペレータがドーナツ状フィルタ２６を設定した
後、オペレーティング・プログラムがバッフルマーク探
査のための境界パラメータやバッフルマーク消去のため
のドーナツ状フィルタを自動的に設定するので、オペレ
ータにはこの一連の工程が単独の工程に感じられる。オ
ペレータによって設定されるバッフルマークの探査のた
めのドーナツ状フィルタ２６は、ユーザ・インターフェ
ース９０の拡大、縮小のコントロールキーを用いて設定
される。ドーナツ状フィルタ２６がバッフルマーク全体
を、容器毎のバッフルマークの位置の変動に対応できる
だけの十分な余裕をバッフルマークの両側に与えられた
状態で囲むと、オペレータは、装置２０にバッフルマー
ク２５を捜し当てる訓練をさせるために、装置２０にド
ーナツ状フィルタ２６を登録するよう命令する。バッフ
ルマーク２５の探査のためのパラメータの値は、装置２
０のオペレーティング・プログラムにより自動的に選択
されるが、オペレータはインターフェース装置９０を通
してこれらのパラメータの値を変更することができる。 【００４５】バッフルマークの消去工程での次の段階
は、実際のバッフルマークの除去におけるパラメータの
設定である。この作業は、画像２３からバッフルマーク
２５を完全に除去するか、またはバッフルマーク２５の
低い輝度量をバッフルマーク２５の周囲のピクセルの輝
度量に対応させ、コントラストを和らげることにより遂
行される。オペレータは望むなら、バッフルマーク２５
をいかほど除去するかを選択することができる。理想的
な装置２０においては、画像処理コンピュータ５０のオ
ペレーティング・プログラムが、バッフルマークの除去
のためのテスト・パラメータを自動的に設定する。オペ
レーティング・プログラムはバッフルマークの除去のた
めの最良のパラメータの値を算出する。他方、オペレー
タは自らパラメータを設定、または自動的に設定された
パラメータを変更することができる。装置２０がバッフ
ルマーク２５を捜し当て（位置を登録）、その大きさを
確定した後に、装置２０は保存されている情報より、バ
ッフルマーク２５以外の画像情報を残してバッフルマー
クに対応するものを除去（塗りつぶす）する。以上によ
り、画像２３はフィルターされ（バッフルマークが除去
され）、検査の準備が整った。（装置２０は図５および
図６に示すように、バッフルマーク２５が一部のみ現れ
ている場合においても効果的に動作する。） トレーニングモードでは、オペレータによりさらに特異
点検出のためのドーナツ状フィルタが設定される。オペ
レータは希望する数の特異点検出用の円形状またはドー
ナツ状フィルタを設定することができる。しかしなが
ら、ドーナツ状の境界の内側の領域が広ければ広いほ
ど、検査に要する時間も長くなる。 【００４６】画像取得装置の視野の中の対象物の位置を
特定することは、あらゆるマシンビジョン・システムに
おける固有の問題である。本発明の装置２０は、カメラ
３０の視野の中でわずかな位置的ずれのある容器の検査
を行なう能力を有する。装置２０はそのオペレーティン
グ・プログラムの一部として、容器の底面の特異点を捉
え、それらの特異点に応じて検査円を設置するためのソ
フトウェアを備えている。すなわち、装置２０は底面２
２の画像を検査し、底面の特異点を認識し、視野の中に
おいて底面の画像の位置に多少のずれが存在しても、そ
れに対して堅実に検査円を設置するのである。この画像
の位置を求めるための特異点には通常ヒールマーク２７
を構成するものが用いられる。 【００４７】カメラの視野の中の様々な位置の対象物に
適応するには、円形の画像２３の中心の正確な位置を認
識する必要がある。図７に示すように、装置２０は先ず
ヒールマーク２７に対応する特異点を検知する。次に装
置２０はヒールマーク２７を構成する特異点から、ラン
ダムに４個所２７Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを検知する。次に装置
２０は２点２７Ａと２７Ｃを結ぶ最初の垂直線２７Ｅを
引く。次に装置２０は線分２７Ｅの垂直二等分線２７Ｆ
を引く。さらに装置２０は残る２点２７Ｂと２７Ｄを結
ぶ水平線２７Ｇを引く。最後に装置２０は線分２７Ｇの
垂直二等分線２７Ｈを引く。線分２７Ｆと線分２７Ｈと
の交点２７Ｉは容器の底面２２の画像の中心を示す。装
置２０はバッフルマークとヒールマーク検出用のドーナ
ツ状の検査エリアを中心２７Ｉに対し、実質的に同心状
に設置する。 【００４８】トレーニング・モードにおける特異点の検
索において、装置２０は「Ｘ／Ｙスキャン」方式を用い
て検索線を水平および垂直方向に配置するか、「円形ス
キャン」方式を用いて検索線を円環状に配置することが
できる。図８は円形スキャンの手法を示したもので、そ
こではドーナツ状の検査エリアをセグメント２６Ｃ、２
６Ｄ、‥‥、に分割している。ドーナツ状の検査円は任
意の適当な数のセグメントに分割することができる。Ｘ
／Ｙスキャンは「リニア・エッジ検出法」とも呼ばれ、
図１０に示すようにドーナツ状の検査円全体、または、
図９に示すように外側検査円２６Ａの内側全体に、検索
線を水平方向および垂直方向に配置する。このリニア・
エッジ検出法は画像２３に同心状に、または画像の端付
近に位置する欠陥の検出に有利である。 【００４９】欠陥の識別のためのパラメータには、グラ
ジェントとデルタおよびバッフル厚がある。マルチ・サ
ーキュラー・エッジ検出法においては、セグメントの数
および検出される最大、最小特異点数を定めなければな
らない。 【００５０】グラジェントは、ピクセルの輝度を比較す
る場合において、特異点と決定される輝度の差の最小値
である。この値は考慮中のピクセルの輝度量から計算さ
れる。（以下で述べるようデルタだけ離れて位置する）
２つのピクセルの輝度量を比較し、輝度量の差がグラジ
ェント以上であれば特異点が定義される。例を挙げる
と、予めデルタが２に設定されている場合、特異点の検
索の最初に装置２０は円内の第１のピクセルと第３のピ
クセルの輝度を比較し、次に第２のピクセルと第４のピ
クセルの輝度を比較、さらに第３と第５、のような方式
で円の周囲のピクセルの輝度の比較を行なう。予めグラ
ジェントに１５が設定されている場合、比較された２つ
のピクセルの輝度量の差が１５以上あれば特異点が発見
されたことになる。グラジェントは装置２０のオペレー
ティング・プログラムにより自動的に選定されるが、必
要ならばグラジェントの設定を手動で行なうこともでき
る。例を挙げると、装置２０が必要な特異点を見落とし
ている場合、グラジェントの値を下げることにより特異
点を検出するようにすることができる。逆に装置２０が
バッフルマークの周囲の特異点を過敏に検出するために
バッフルマークの位置が不鮮明になる場合、または些細
な欠点の特異点をも検出してしまう場合には、グラジェ
ントの値を増加させることにより装置２０の感度を下げ
ることができる。 【００５１】デルタは装置２０の特異点の検索におい
て、輝度の比較が行なわれる２つのピクセル間の距離で
ある。デルタは１〜５の間で調整可能であることが望ま
しい。例を挙げると、デルタが３に設定されている場
合、第１のピクセルと第４のピクセル、第２のピクセル
と第５のピクセル、第３のピクセルと第６のピクセルが
比較されるというように、２つおきのピクセルの比較が
行なわれる。デルタは決定困難な特異点の検出に有用で
ある。デルタの値が１または２である場合、鮮明な特異
点が検出され、それに対し高い値のデルタは不鮮明また
は不明瞭な特異点の検出に適している。本発明の装置２
０はデルタの値を自動的に、大抵の用途において適当で
あると考えられる３に選定するようプログラムされてい
ることが望ましい。 【００５２】バッフル厚はバッフルマーク２５の一部で
あると認められる跡の最大幅である。バッフル厚は１〜
１００の間で調整可能であることが望ましい。例を挙げ
ると、バッフル厚が１０に設定されている場合、バッフ
ルマークであり欠陥ではないと判断されるバッフルマー
クの幅は１０ピクセル以下である。バッフル厚はバッフ
ルマークとバッフルマークに重なって位置する欠陥とを
識別するために用いられる。図１１に示すように、本発
明の装置２０は、バッフルマーク２５とバッフルマーク
に重なっていない欠陥Ａ、バッフルマークに重なってそ
のピクセルの幅が既設のバッフル厚より大きい欠陥Ｂ、
の識別は可能である。しかしながら、本発明による装置
２０はバッフルマーク２５とバッフルマークに重なって
位置し、そのピクセルの幅が既設のバッフル厚より小さ
いかほぼ等しい欠陥Ｃとを識別することはできない。 【００５３】検査開始前に設定を要するパラメータには
さらにスキャン・インクリメントがある。スキャン・イ
ンクリメントはドーナツ状の検査エリアや検査円内の走
査に当たってスキップする線の数である。この値は１〜
２０の間で調整可能であり、スキャン・インクリメント
の値が小さければ検査はより正確に行なわれるが、それ
に伴い検査の速度は遅くなる。 【００５４】設定を要するパラメータにはさらに特異点
厚がある。特異点厚はバッフル厚に似た概念である。特
異点厚は特異点と定義されるために必要な規定されたグ
ラジェントの輝度の差を持つ連続したピクセルの数を示
す。例を挙げると、特異点厚が５に設定されている場
合、輝度の差が規定されたグラジェント以上であるピク
セルが連続して５つ存在した場合特異点が定義される。
特異点厚は１〜１００の間で調整可能である。 【００５５】設定を要する他のパラメータとしては、装
置２０がドーナツ状の検査円全体または個々のセグメン
トにおいて検出する特異点数の、許容できる最低値を定
めた「最低特異点数」がある。既設の最低特異点数以上
の特異点が検出された場合、その部分は合格する。この
パラメータに関連してさらに設定を要するパラメータに
「最大特異点数」がある。最大特異点数は装置２０がド
ーナツ状の検査円全体または個々のセグメントにおいて
検出する特異点の数の、許容できる最大値を定めたもの
である。検出された特異点の数が既設の最大特異点数以
下である場合、その部分は合格する。 【００５６】装置２０の付加的であるが有用な特徴は、
排除リミット（ｒｅｊｅｃｔ ｌｉｍｉｔ）を監視する
能力を備えていることである。排除リミットには通常２
種類あり、それらは最大排除率および最大連続排除数で
ある。これから得られるデータによりオペレータは最小
の量の製品の損失で製造工程の欠陥を発見することが可
能となる。例を挙げると、最大連続排除数が５に設定さ
れている場合、なんらかの理由で連続した５つの製品が
不合格となると信号が出力される。その信号は通常警報
装置や警告標識などに送られる。最大排除率は排除され
た製品の割合（％）である。例を挙げると、最大排除率
が５％に設定されている場合、１００の製品の検査を行
なううち５％以上の製品の排除が行なわれた場合に警告
を示す出力がなされる。 【００５７】前述のように、本発明による装置２０はス
トロボ光の照射が容器２４の中心を捉えるよう較正され
ている。これらの較正機能は装置２０のオペレーティン
グ・プログラムによって自動的に決定され、実行され
る。具体的には、オペレーティング・プログラムは自動
的に対象物の幅に合わせ較正を行なう、つまり容器の底
面の中央または中心２７Ｉがカメラ３０の直下に位置す
る時にストロボ光を照射するように容器２４の幅を測定
する。さらにそれに加え、オペレーティング・プログラ
ムは検査ステーションから排除ステーションまでの間の
容器の移動距離または移動時間により決定される「排除
ディレイ」を測定する。いずれの測定装置もエンコー
ダ、フォトセンサ、排除パルス（ｒｅｊｅｃｔ ｐｕｌ
ｓｅ）を組み合わせて用いている。 【００５８】装置２０がセットアップされ、ライン上で
の検査工程の開始が可能となると、装置２０はユーザ・
インターフェース９０を経由して、実行または検査モー
ドで動作するよう指示される。 【００５９】以上の部分をまとめると、検査モード中の
各検査工程において、装置２０は各容器２４の底面２２
の画像を取得し、画像２３中のバッフルマーク２５を検
出し、バッフルマークが存在する場合、保存された画像
よりバッフルマークを除去し、残された画像の円形状ま
たはドーナツ状の検査エリア内を解析することにより検
査を行ない、画像中に検知された欠陥や跡を既設の許容
範囲の基準と比較して容器が許容性を判断し、容器が許
容できないものであれば、排除機構８８が容器の排除を
実行するよう排除信号を発する。 【００６０】図１２〜１７は本発明および本発明による
画像処理コンピュータ５０のシステム・オペレーティン
グ・プログラムの動作を示した流れ図である。ここで、
それら流れ図に示される動作が行なわれる以前に、装置
２０のトレーニングは済まされ、全ての必要なパラメー
タや基準は決定され装置２０に入力されているものとす
る。図１３〜１７の流れ図はそれぞれの図に示される流
れ図の相関関係を示すよう、円形の枠で囲まれた文字で
始点と終点が示されている。例えば、図１３の流れ図は
丸Ａで終了しており、図１４の流れ図の始点は丸Ａによ
り示されている。これは流れ図の進行が図１３の枠１２
０から図１４の枠１２２に移ることを示す。同様に図１
４の丸Ｄは図１５の始点の丸Ｄに、図１４の丸Ｂは図１
７の始点の丸Ｂに流れ図の進行が移ることを示してい
る。 【００６１】図１２に示すように、本発明による装置２
０は、検知器８４が検査対象物の存在を知らせる信号を
発すると容器２４の底面２２の検査工程を開始する（菱
形１００）。すると画像処理コンピュータ５０は画像取
得装置３０に容器の底面の画像を取得するよう指示する
（枠１２０）。その後画像処理コンピュータ５０は容器
の底面にバッフルマークが存在するかを決定する（菱形
１４０）。画像中にバッフルマークが存在しない場合、
画像処理コンピュータは容器の合否を決定するため画像
を解析し処理する（枠１９０、２００）。装置２０が底
面の画像中にバッフルマークの存在を確認した場合、装
置は画像中のバッフルマークを除去し（枠１６０）、そ
の後に、容器が許容範囲内であるか決定するためにフィ
ルタ済の画像の解析および処理の工程に移る（枠１９
０、２００）。 【００６２】図１３〜１７は本発明と、本発明で用いる
画像処理コンピュータ５０のシステム・オペレーティン
グ・プログラムの動作の方法の詳細を示すものである。
前に述べ、図１３に示すように、装置２０は検知器８４
より容器がカメラ３０直下の検査ゾーンに存在すること
を知らされると検査工程を開始する（菱形１００）。検
知器８４からの検査対象物の存在を示す信号を受領する
と、画像処理コンピュータ５０はカメラのタイミングを
リセットし、ストロボ光源４０を同期させる（枠１０
５、１１０）。カメラ３０とストロボ光源４０の同期化
が完了すると、容器の底面２２の画像がデジタル形式の
信号で取得される（枠１２０）。取得された画像はその
後の処理および解析までの間、ＲＡＭに保存される。 【００６３】図１４は本発明で用いる画像処理コンピュ
ータ５０により実行されるバッフルマークの登録手段を
示すものである。装置２０は最初に画像中の既設の円環
状の境界線（図６：ドーナツ状フィルタ２６）内の等間
隔の１２の点（３０゜間隔：１２等分点）において特異
点を検索する（枠１２２）。検出された特異点の数が不
十分である場合、バッフルマークは存在しないものと判
断され、装置２０は画像中の欠陥の検索を開始する（菱
形１２４）。この検出された特異点の数が不十分である
場合については、図１７の流れ図と関連して後に詳しく
述べる。装置２０が十分な数の特異点を検出した場合、
そのデータはＲＡＭに保存され（枠１２６）、ドーナツ
状フィルタにおいて検出された特異点の中心と半径を計
算することによりバッフルマークの正確な位置を得るた
めの工程に移る。バッフルマークの正確な位置を得るに
は、先ず特異点の中の近接した３点を通る円を設置し
（枠１２８）、３点の各組合せより得られる円のデータ
を基に特異点を通りそのバッフル厚が最小である一つの
円を決定する。ドーナツ状フィルタ２６で検出された特
異点の組合せの解析が行なわれ、各組合せにおけるバッ
フルマークの中心と半径が計算されると、装置２０はそ
のデータをＲＡＭに保存する（菱形１３０、枠１３
２）。装置２０は全ての特異点の組合せの検索と、その
中心と半径の算出が完了するまで計算を続ける。 【００６４】次に図１５について述べる。装置２０はド
ーナツ状フィルタの中で検出された特異点の全ての組合
せが検索され、その中心と半径が計算され、ＲＡＭに保
存された後に、その中心と半径の標準偏差を算出し（枠
１３３）、偏差が標準偏差より大きい中心と半径の情報
を除外する（枠１３４、１３５）。この時点で、装置２
０は容器のバッフルマークの位置と大きさを確定してお
り、その情報は検査工程で使用するために保存され、容
器の検査の段階で、保存された画像中のバッフルマーク
にフィルターをかけるのに使用される。 【００６５】次に図１６について述べる。装置２０はこ
の時点で、図１５に示されるよう、中心と半径の情報の
平均値をＲＡＭに保存している。その中心と半径の平均
値は検査の行なわれた容器２４の底面２２におけるバッ
フルマークの位置および大きさを示すものである。次に
装置２０は底面の画像中の中心と半径の平均値の情報で
定められる検査円の内部の検査に移る（枠１４２）。画
像処理コンピュータ５０は円環状の境界線内で特異点を
検出し、それらの特異点が事前に決定されＲＡＭに保存
されているバッフルマークに対応するものであるかを決
定する（枠１４４、菱形１４６）。検出された特異点が
バッフルマークのデータに対応するものであれば、画像
処理コンピュータ５０はバッフルマークを示す特異点の
輝度量を標準的な輝度量に置き換え、画像の該部分の標
準化を行なう（枠１４８）。標準的な輝度量は画像処理
コンピュータ５０のオペレーティング・プログラムによ
り提供される。この作業はバッフルマーク２５とその周
囲のピクセルとのコントラストをおさえ、バッフルマー
クに起因して排除信号が発せられるのを避けるためのも
のである。バッフルマークがフィルタされなければ、バ
ッフルマークの画像は許容範囲を示すグラジェントとデ
ルタの基準を越えてしまい、欠陥のない容器に対する排
除信号が生成されることになる。 【００６６】枠１４４において検出された特異点が検索
線上のバッフルマークに対応しない場合、画像処理コン
ピュータ５０は特異点を欠陥の解析のために保存し、全
ての検索線上を検索したかを確認する（菱形１５０）。
まだ検索されていない検索線が残されている場合、画像
処理コンピュータは検査円の円環状の境界線内（検査エ
リア）の全ての検索線が検索されるまで検索を続行する
（枠１４４）。画像処理コンピュータが検査円の円環状
の境界線内（検査エリア）に位置する全ての検索線の検
索を完了したと判断すると、次に容器の底面２２の画像
全体を、マルチ・サーキュラ・エッジ検出法（図８）ま
たはリニア・エッジ検出法（図９、１０）を用いて検索
する（枠１９２）。画像処理コンピュータ５０は、画像
処理コンピュータ５０内のオペレーティング・プログラ
ムにより検査ゾーンに区画分けされた画像中の全ての検
査エリアにおいて検索を完了したと判断するまで、画像
中の欠陥の検索を続行する（菱形１９６）。まだ検索さ
れていない検査エリアが存在する場合、画像処理コンピ
ュータ５０は次の検査エリアの欠陥の検査を行なう（枠
１９２）。 【００６７】画像処理コンピュータ５０は全ての検査エ
リアの検索を完了したと判断すると、輝度量の解析検査
の指示を行ない、検査対象の容器２４の合否の決定を行
なう（菱形２００）。検査対象の容器の画像から検出さ
れたデータが許容範囲を示す既設のパラメータの範囲内
に収まれば、画像処理コンピュータ５０はその容器を良
品と判断してその容器に対する検査工程を終了し、次の
検査工程の開始のため検知器８４から次の検査対象物の
存在を示す信号が入力されるのを待つ（菱形１００）。
画像から検出されたデータが、許容範囲を示す既設のパ
ラメータに収まらない場合は画像処理コンピュータ５０
はその容器を欠陥品と判断し、その欠陥品を追跡し、そ
の容器が排除ゾーンに達した時点で排除信号を発する
（枠２０２）。排除信号は排除機構８８（図１）に引き
渡され、その欠陥のある容器は製造ラインより取り除か
れる。 【００６８】 【発明の効果】本発明はマシンビジョン・システムによ
る検査装置を備え、それはテレビカメラで取得されたガ
ラス容器の底面の画像を処理および検査し、底面に形成
されるバッフルマークを検出し、保存された画像を用い
た欠陥の検査に先立ち、画像中のバッフルマークにフィ
ルタをかけ、それにより誤排除信号の発生を避けるもの
である。画像処理コンピュータはマルチタスク処理に従
事できるようプログラム可能で、ユーザ・インターフェ
ースを通してのプログラミングにより、オペレータは一
連の特徴的な動作や、希望の作業に応じた独特の作業の
作成が可能である。これらのプログラム内容は自動的に
画像処理コンピュータの記憶装置に保存される。さら
に、本発明による検査装置の感度は特定の用途のために
任意に定めることができる。本発明による装置および方
法は、従来の装置および方法に比較して、ガラス容器の
精密な検査を可能とし、かつ反復性に優れている。さら
に、本発明は非円形ガラス容器に対する検査能力も有
し、作業内容の変更にも容易に適応できる。画像処理コ
ンピュータ５０のパラメータやその他の要素は調整可能
で、そのため本装置は不特定の装置に適応する能力を有
し、また長期にわたる使用においても本発明による装置
および方法は高速かつ正確な動作が可能である。本発明
による画像処理コンピュータは所望の作業を実行するた
めマルチプロセッサを用いている。画像の解析処理は画
像処理コンピュータに保存されているオペレーティング
・プログラムにより制御される。それゆえ、本発明によ
る装置および方法は高速な検査を可能とし、高い柔軟性
を保持している。
手段に関するものであり、さらにはバッフルマークの形
成されている透明容器底面の欠陥を検出するマシン・ビ
ジョン・システムに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】典型的なガラス製品工場は、業界で個別
セクション（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｅｃｔｉｏｎ）又
はＩＳ装置と呼ばれる成型用機械と、ゴブフィーダー機
構（ｇｏｂ ｆｅｅｄｅｒ ｍｅｃｈａｎｉｚｍ）を備
えている。成型用機械は一般に、瓶（ｂｏｔｔｌｅｓ
ｏｒ ｊａｒｓ）等のガラス製品を製造する６ないし１
０の同型の独立したセクションを備えている。ゴブフィ
ーダー機構は成型用機械の各セクションに順次溶解した
ガラスの塊を供給していく。各セクションから流れ出る
ガラス製品は、コンベアーによってそのガラス製品の欠
陥を検査するための検査ステーションに運ばれる。欠陥
の検査は通常、検査ステーションに配置された人間が直
接監視するか、またはビデオカメラを用いた検査装置に
よって行われる。 【０００３】一般に欠陥の検査はガラス容器の３つの部
分に対して行われる。口と剄（ｔｏｐ ａｎｄ ｔｈｒ
ｅａｄ）の部分では、シール表面上と首のきずを検査す
る。容器の側壁では、亀裂、泡、バード・スウィング等
のきずを検査する。容器の底面部では、規格外（不良
品）、スパイク（ｓｐｉｋｅ）、バード・スウィング、
小石や泡、モウルド・ドゥプを含む多くのきずを検査す
る。大抵のガラス製品は、容器の底面外側に製造元を表
示するよう、型によるマーキングが施されて製造され
る。これらのマーキングは文字であったり、数字であっ
たり、抽象的な模様であったりする。これら様々なマー
キングが存在することに加えて、同じマーキングであっ
ても、必ずしも同じ物理的位置に現れるとは限らないこ
とが、ガラス容器の底の自動検査を行う上での特有の障
害となっている。 【０００４】さらにガラス容器の底の自動検査を困難な
ものとしているものには、ガラス容器の底に形成される
バッフル・マーク（ｂａｆｆｌｅ ｍａｒｋ）がある。
バッフル・マークは２段階式のガラス製品製造工程の産
物である型によるマークで容器の底の不特定の位置に通
常円形状に現れる。バッフル・マークの存在は一般には
（製造側及び使用者側において）問題にならない。しか
しながら、ガラス製品の光学的装置による自動検査にお
いては、バッフル・マークにより高いコントラストの信
号が生じ、しばしば欠陥による信号と取り違えられて不
良でないガラス製品を排除してしまうという結果を招
く。 【０００５】ガラスの中の欠陥は光学的境界層を形成
し、投射光を反射又は屈折させ、光学的に検出可能な光
のコントラストを生成する。現在知られているこの種の
光学的な検査方法の重大な欠点は、実際の欠陥と、検査
の原理である光学的手法により、強調されてしまう欠点
との区別がつかないことである。（この場合、欠陥は許
容できないものであり、欠点は許容できるものであると
する。）例を挙げると、欠点にはガラスに内包された小
気泡や、比較的小さい凹凸又は傷など多くの種類がある
が、それらはガラス製品自体にとっては全く無害であ
る。しかし、それらの欠点が光学的手法による検査にお
いては欠陥と類似の結果を示すので、許容範囲内にある
ガラス製品も欠陥品として排除されてしまう。従来の装
置には、許容できない欠陥と、許容しうる欠点とを区別
する能力がないため、欠陥品であるガラス製品を合格さ
せたり、設定が厳しい場合には、許容範囲内のガラス製
品を排除する傾向にあった。 【０００６】ガラス製品の欠陥の検査に当っては、一般
に製品は一様なバックライト（ｄｉｆｆｕｓｅｄ ｂａ
ｃｋｌｉｇｈｔ）によって照明され、テレビカメラもし
くは光検知センサー配列によって検査される。その光源
は一般に多数の白熱電球によって構成され、検査ステー
ション又は検査区画における容器のバックライティング
のために、比較的広範囲にわたる一様な光を提供する。
容器の検査を行う部分に焦点を合わせられたリニア・ア
レイ・テレビカメラ（ｌｉｎｅａｒａｒｒａｙ ｔｅｌ
ｅｖｉｓｉｏｎ ｃａｍｅｒａ）は、その部分のイメー
ジをカメラの中の画素（ピクセル（ｐｉｘｅｌｓ）とも
呼ばれる）の列に投影する。すると、ピクセルは全体と
して連続した情報を得たことになり、各点における光の
強さの関数である各ピクセルの出力信号を比較すればよ
い。容器の被検査部分に存在する欠陥は、一列に並べら
れた各ピクセルの出力を解析することによって発見する
ことが出来る。 【０００７】このような装置では、容器中の欠陥の存在
する部分がカメラの視野範囲を通過すると、ピクセルの
うち、その部分に焦点の合っているものは反射によって
照明光の経路が変化するため生ずる影を受像する。この
方法では、隣接したピクセルの出力を比較することに
り、欠陥部分の位置及び大きさを特定することが出来
る。ピクセルは瓶のあらゆる部分が検査されるよう十分
な頻度で走査される必要がある。大抵の欠陥は、実際に
は一度の走査だけでなく数度の連続した走査にわたって
捉えられるものである。 【０００８】ガラス製品の一部分に特定の方向から光線
を当て、光電セルのようなピックアップを、当てられた
光線とおよそ９０度の角度をなすように配置することに
より、ガラス製品の様々な部分の欠陥の検査が光学的に
行われてきた。そのような配置を行った場合、光は欠陥
部分で反射され、光電セルに入射する。従って、光を反
射する欠陥の検出が行われる。これは以前における、ガ
ラス容器の仕上げや末端部分（ｈｅｅｌ ｐｏｒｔｉｏ
ｎｓ）に対する典型的な検査方法である。このような装
置によって検出される欠陥は一般に”ｃｈｅｃｋｓ（割
れ）”と呼ばれ、主に容器の成形の時点で、成形された
高温のガラスが低温の取り扱い器具に触れたときの急激
な温度変化によって生じる。さらに、反射板によって焦
点を合わせられた光によって検出される欠陥には、入射
光を入射方向より屈折させてしまう、ライン・オーバー
・フィニッシュ・ディフェクト（ｌｉｎｅ−ｏｖｅｒ−
ｆｉｎｉｓｈ ｄｅｆｅｃｔ）のような、ガラス表面の
欠陥がある。 【０００９】ガラス製品の検査方法としては、さらに、
マシン・ビジョン・システム（ｍａｃｈｉｎｅ ｖｓｉ
ｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）がある。マシン・ビジョンとは、
ガラス製品の選ばれた部分の像（視覚的映像）をエレク
トロニックセンサーで収得又は感知し、コンピュータを
用いてその像の中のマーキングや欠陥の存在を確認、そ
れらのマーキングや欠陥が許容範囲内であるかを決定す
る技術である。この技術は、像を収得するテレビカメラ
と、その製品又は部品の像を高速かつ、反復的に処理
し、解析する専用の画像処理コンピュータに基づいてい
る。 【００１０】さらに、マシン・ビジョンは経済的でもあ
り、製造工程において速度が要求される場合や、危険が
伴う状況では、時として唯一の実現可能なシステムでも
ある。マシン・ビジョンの技術の利用例としては、組立
てや工程の検査確認、寸法の測定、形状の確認や認識、
表面部分の欠陥の検知、選別装置やロボットによる誘導
装置、などが考えられる。これらの多くの応用性の他
に、マシン・ビジョンは通常全ての製品を検査すること
が可能なので、重要で正確なプロセス・コントロール
（ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）の情報を提供する
ことができる。この情報は、工程の「問題部分」を調べ
る場合に役立ち、その部分を改修することにより、欠陥
品を減少させ品質を向上をはかることができる。 【００１１】上記に示したように、ガラス製品の電子光
学的な（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ）検査は広く
知られている。しかしながら、ガラス容器のマシン・ビ
ジョンによる検査方法は最近になって発達したものであ
る。この二つの検査方法の最も大きな相違点は、各シス
テムが対象物の像を捉え、対象物の状態、即ちその許容
性を判断するために、その像を解析する手法にある。 【００１２】電子光学的な走査によるガラス容器の底の
検査の方法は、ガラス製品の製造業者やその（充填作業
を行う前の）使用者に、彼らの製品の自動検査の方法と
して、何年にも渡って利用されてきた。そのような従来
型の装置の一例を第１図に示す。この装置は白熱光源に
より一様なバックライトを得ている。空のガラス容器
は、専用の運搬装置（例：スター・ホィール・メカニズ
ム（ｓｔａｒ−ｗｈｅｅｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ））に
よって運ばれ、光学的検査領域（ｏｐｔｉｃａｌｐａｔ
ｈ）を通過する。そのガラス容器は光学的検査領域を通
過する間に、回転するプリズムによって走査され、容器
の底の円形状に回転する像を、レンズを通して一連の感
光センサに投影する。従って各センサは円環状の部分の
走査を行ったことになり、全てのセンサを総合すること
により、容器の底の完全な像を得ることができる。各セ
ンサの出力信号は電子識別回路に入力され、そこで欠陥
の検出のため、光量の変化又は絶対値が解析される。 【００１３】この装置は原理的に簡単であり、操作も容
易であるが、検査対象物を撮影装置に対し精密に設置す
ることが要求される。これは一般に、スター・ホィール
・メカニズムによって実現されるが、その場合、大き
さ、形の異なる容器の検査を行うには、装置をそれに適
合させるための交換部品が必要となる。上で述べた従来
型の電子光学的な走査装置の欠点としては、感度の再設
定が困難なこと、円形容器以外の検査が行えないこと、
高い感度設定による高い誤排除率、などが挙げられる。 【００１４】ガラス容器のマシン・ビジョンによる検査
は、現在普及している電子光学的な検査方法に比べ、幾
つかの利点がある。その利点とは、像の収得及び解析の
能力がきわめて高いこと、再設定が容易なこと、テレビ
カメラによる像のため設定や分析が容易なこと、非円形
容器に対する検査能力を有すること、要求される検査対
象物の設置精度が低いこと、大きさ、形の異なる容器へ
の移行が比較的容易であること、である。 【００１５】マシン・ビジョン・システムの基本的な構
成要素は、運搬装置、照明装置、画像収得部に画像処理
部である。運搬装置には通常、パート・センシング（ｐ
ａｒｔ ｓｅｎｓｉｎｇ）（ｐｈｏｔｏ−ｅｙｅ，ｐｒ
ｏｘｉｍｉｔｙ ｓｗｉｔｃｈ，ｅｔｃ）と欠陥品の排
除機構を持ち、検査の対象物をマシン・ビジョンの画像
収得部へと運搬する。マシン・ビジョン・システムは、
既存の運搬装置、または、検査の対象物に対応するよう
設計された専用の運搬装置のいずれにも適合することが
できる。マシン・ビジョン・システムの照明装置は検査
の対象部を照明する。注目の対象（例：欠陥）とそのバ
ックグラウンド（欠陥の周囲の正常な部分）とのコント
ラストは強い方が望ましい。また、照明装置は、不必要
な形状の情報による干渉を取り除き、使用者に検査のた
めの長時間安定した、環境に無害な光を提供しなければ
ならない。 【００１６】照明装置における２つの重要な点は照明技
術と光源である。照明技術とは検査の対象部と、テレビ
カメラに対する光源の物理的配置のことである。照明技
術における最も根本的な概念は、フロントライト（順
光）とバックライト（逆光）に分けられる。いずれも組
立て済み、または、フロントライトとは、検査の対象部
に対し、光源とテレビカメラを同一の側に配置する方法
である。この場合、光源と検査の対象部とカメラとの距
離や角度が重要であり、それにより、得られる像のコン
トラストが決定される。フロントライトは通常、対象物
の表面の形状を得る場合に使用される。 【００１７】バックライトとは、検査の対象物に対し、
光源とテレビカメラを反対の側に配置する方法である。
この方法では、光学的に不透明な物体の高いコントラス
トの影の像を得ることができる。ガラス容器のような透
明な物体の場合、形状による光の透過率変化や、光の反
射、屈折によってコントラストが生じる。マシン・ビジ
ョンで一般に用いられる光源のリストを示すと、白熱電
球、蛍光灯、キセノン・ストロボ、発光ダイオード、レ
ーザー光にＸ線である。包装や製造のラインに適用する
場合、検査は移動する物体に対し行われるため、通常ス
トロボ光でなければならない。ストロボ光には一般にキ
セノン・ストロボか発光ダイオードが用いられる。 【００１８】発光ダイオード（ＬＥＤ）は固体の装置
で、順方向にバイアスをかけた場合に光を発する。発光
ダイオードはｏｎ、ｏｆｆの反応が速いので、キセノン
・ストロボに近い働きをし、ストロボ光源としてふるま
うことができる。物体を照明するに十分な光を得るた
め、通常複数個の発光ダイオードで一つのストロボ光源
を形成し、それらは、単一のトリガーと駆動回路に接続
される。発光ダイオードは、短く明るい光のパルスを得
るため、通常に連続的に用いる場合の電流に比べ、はる
かに強いパルス電流によって駆動される。マシン・ビジ
ョン・システムの光学機器は、通常画像収得の手段であ
るテレビカメラに取り付けられたレンズを持っている。
このレンズを通して、検査の対象物の像が形成される。
レンズの焦点距離とスタンドオフ（対象物からレンズま
での距離）によって視野が決定される。視野はシステム
に最も精密な像の解釈を提供するために、最小の範囲に
することが望ましい。しかし、それは検査の対象物の位
置の変動をカバーするものでなくてはならない。レンズ
には基本的に、焦点固定のレンズと、焦点可変又はズー
ムのレンズの２種類がある。 【００１９】光学機器はその他に鏡、ビーム・スプリッ
タ、カラー・フィルタ、偏光プリズムなどを含んでい
る。これらの付加的な部品はコントラストを高める、ま
たは不要な情報による干渉を減らす、限定された空間で
必要な光学的な幾何学的配置を満たす、などの目的で使
用される。マシン・ビジョンに適用して用いられる画像
収得手段において、最も多く用いられているのは固体Ｃ
ＣＤ（電荷結合素子：ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｐｌｅｄ
ｄｅｖｉｃｅ）またはＭＯＳ（酸化鉄半導体：ｍｅｔａ
ｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）式の白
黒テレビカメラである。これらのカメラの感光部分は、
格子状に並べられた数十万個の固体の感光素子（ピクセ
ル）によって構成される。 【００２０】包装のラインでの高速の検査においては、
通常、一般のカメラでは得られない付加的な特徴が要求
される。その一つは、カメラの内部で設定された一連の
撮影周期と、検査の対象物がカメラの正面に到達するタ
イミングが同期していないことに関係する。検査の対象
物の速度は高速であるため、その到着と画像の収得との
間には、いかなる遅延もあってはならない。そこで、カ
メラのタイミング信号は対象物の像を即座に収得するよ
う、割り込まなくてはならない。この特徴は”フレーム
・リセット”と呼ばれることもあり、マシン・ビジョン
またはそれに類する科学的な用途のために設計されたカ
メラでのみ得ることができる。マシン・ビジョン・シス
テム用の、収得された像を解析し処理する画像処理装置
は、今日多くのものが工業用に入手可能である。それら
には、特定の作業のために設計されたものや、汎用性の
あるものがある。しかしながら、ほとんどの装置はテレ
ビカメラから二次元の像を収得、保存し、その像をある
種のコンピュータで解析し処理するものである。また、
像を処理し解析するアルゴリズムにも多くのバリエーシ
ョンがある。多くの場合、マシン・ビジョンのハードウ
ェアは、包装や組立て（ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａ
ｌ）のラインで高い処理量を実現するため、それらのア
ルゴリズムを効果的に履行できるよう設計されている。 【００２１】マシン・ビジョンのハードウェアは、その
基本的な実現方法により一般に３つの形態に分類するこ
とができる。それらは、専用ハードウェア・プロセッ
サ、パラレル・プロセッサ、マルチ・プロセッサであ
る。専用ハードウェア・プロセッサとは、マシン・ビジ
ョンのハードウェアのうち、像を解析し処理するアルゴ
リズムが部分的にまたは完全に電気回路に組み込まれて
いるものを指す。この方法は高性能な高速（２０００
ｐｐｍ 以上）の検査を可能にする。しかし、検査のア
ルゴリズムが通常ハードウェアに組み込まれているた
め、高性能化や作業内容の更新が困難である。 【００２２】パラレル・プロセッサの技術は、同一の像
に対して処理を行うマルチ・プロッセッシング・ネット
ワークに依存する。この方法は高速で高性能な検査手段
を提供し、処理アルゴリズムにも柔軟性がある。マルチ
・プロセッサによる方法は、システムの処理量を上げる
ため、マルチ・コンプリート・イメージ・アクワイア
（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ−ｉｍａｇｅ
ａｃｑｉｒｅ）と、テレビカメラで収得した像を分け合
うプロセス・チャンネルを利用している。これはプロセ
ス・チャンネルの数を増やすことにより、より高い処理
量を得ることができる。この種の、マルチ・プロセッサ
のソフトウェアに基づく方法は、アルゴリズムの選択に
柔軟性があり、高速の処理にも適用することができる。
従来のマシン・ビジョン・システムを利用する上での主
たる欠点は、ガラス容器の底面に形成されるバッフル・
マークを処理できないことにある。そこで、底面におけ
る許容できるバッフル・マークと許容できない欠陥とを
識別し、製造装置における欠陥品の排除を効率的に行う
ために、バッフル・マークを持つガラス容器の底面を検
査する手段の必要性が増大した。 【００２３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明容器の
底面を検査する装置とその手段を提供する。本発明の装
置は、画像取得装置、照明用光源、画像を処理、保存、
解析する画像処理装置を利用している。画像処理装置は
取得した画像に含まれるバッフルマークを検出、識別
し、バッフルマークが存在する場合、欠陥を検出する行
程に送る前に、保存されている画像からバッフルマーク
を除去する働きを持つ。この発明による装置および手段
を用いることにより、画像を取得した範囲に存在する重
大な欠陥を、該欠陥がバッフルマークに重なって位置し
ている場合においても、検出することが可能である。従
って本発明は、バッフルマークによる良品の誤排除率を
低く押さえつつ、欠陥品を高い感度で排除する能力を提
供する。 【００２４】 【課題を解決するための手段】本発明は一般に、ソリッ
ド・ステートのストロボ照明装置からなる光源と、底面
の画像取得用のレンズを装着したテレビカメラからなる
画像取得装置、底面の画像の処理、解析用のマイクロプ
ロセッサを用いた画像処理装置、メニューを用いてマイ
クロプロセッサに対し希望の検査作業をプログラミング
するためのインターフェース、から成り立っている。本
発明の装置は、本発明のマシンビジョン・システムのも
とへガラス容器を運搬するための運搬装置に結合される
ことが望ましい。 【００２５】本発明の装置は、訓練モードと検査モード
の２つのモードで動作する。検査工程を開始する前に、
装置に許容範囲内のガラス容器（予めなんらかの方法で
許容範囲内であると判断された容器）に対する判断の基
準を与えるため、装置は訓練モードで稼働される。訓練
モードでは、画像取得装置の視野の中に許容範囲内の容
器が置かれ、装置はその許容範囲内の容器の底面の画像
を取得する。次に、オペレータが、合否の感度を含む許
容範囲を示す一連のパラメータをセットする。この良
品、または、許容範囲内の容器の情報は記憶部に保存さ
れる。これで、この装置は検査モードで稼働する準備が
整ったことになる。 【００２６】検査モードと検査工程の間、この装置は各
容器の底面の画像を取得、保存された該画像中のバッフ
ルマークを識別し、それを除去、残された画像を解析、
検出された欠陥を既設の許容範囲を示すパラメータと比
較しその容器の許容性を判断、その容器が欠陥品である
場合は、排除信号を出力する。装置は、比較検査の結果
に基づいて、個々の容器に対し客観的な合否判定を下
す。排除信号は、検査装置において欠陥品の排除に利用
するか、または、自動装置への欠陥品排除指令として利
用することができる。この発明は、ガラス容器の品質と
欠陥の有無を瞬時に正確に判断する方法を提供する。こ
の方法は前述の通りに行われる。先ず検査域の容器の存
在を検知し、容器の底面を照明しその画像を取得、その
画像中のバッフルマークを検知しそれを保存された画像
より除去、残された画像を検査し、検出された欠陥に対
しては許容基準との比較を行い、欠陥が許容範囲内かを
判断、それらの欠陥の一つでも許容範囲外であれば、そ
の容器を排除する。 【００２７】 【実施例】図１から図４は本発明の装置２０である。各
図中での参照用の数字は、それぞれ装置の構成要素に対
応している。図５から図１１は本発明によって教授され
る容器の底面の状態を検査し解析する手段である。ま
た、図１２から図１７は本発明の透明容器の底の状態を
検査する手順を示す流れ図である。図１から図４につい
て説明を加えると、本発明の装置２０は以下に示す４つ
の主要な構成要素に分割して考えることができる。 （１） 検査及び解析のため、容器の底面の画像を取得
する画像取得部。 （２） （１）で取得した画像の情報を解析し、判断を
下す画像処理部。 （３） オペレ−タと装置２０との間の情報交換を行
う、ユーザ・インターフェース。 （４） 装置２０と他装置の制御部との間の情報交換を
行う、マシン・インターフェース。 【００２８】精密な解析を可能とするには高品質の画像
を得る必要があるため、画像取得部は装置２０において
重要な構成要素である。本発明の画像取得部は通常、光
源４０および光散乱膜４４を含む照明装置４２と、カメ
ラ３０とレンズ３２によって構成される。装置２０は、
容器２４がカメラ３０と照明装置４２の間に位置すると
き、容器２４の底面の良好なコントラストの画像を取得
するため、バックライト技術を活用する。これにより装
置２０を用いれば、容器の底面２２における構造上の欠
陥は容易に発見することが可能である。構造上の欠陥と
は、異物、亀裂、気泡や穴、および形状の狂いを示す。
装置５０は、検査工程を開始する前に、得られた底面の
画像のデータからバッフルマークを検出し、除去するた
めのコンピュータにより構成される。装置２０はさらに
光学検知器８４と排除機構８８を備えている。検知器８
４は光検知器であり、検査領域における容器２４の存在
を検出し、その結果に対応する信号をコンピュータ５０
に出力し、画像取得工程の開始を促す。排除機構８８
は、運搬装置８０のコンベアに隣接して配置されること
が望ましく、画像処理コンピュータ５０と連結され、排
除を指示する信号をコンピュータから受信すると欠陥の
ある容器をコンベアより排除する。排除機構８８には、
気圧式で動作する様々な排除装置を利用することができ
る。装置２０はさらに、装置のプログラミングのための
ユーザ・インターフェース９０を備えていることが望ま
しい。ユーザ・インターフェース９０は、メニューが提
供されるモニタ９２と、キーボード９４で構成される。 【００２９】装置２０によるガラス容器２４の検査は、
バックライトが配置されている中で行われる。そこで
は、容器の底面２２の画像を得るため、容器２４は光源
４０と画像取得装置３０の間に配置される。図２に示す
ように、光源４０は照明装置４２全体において不可欠な
要素である。照明装置４２は光散乱膜４４を備えてお
り、容器の底面に対して極めて均質なバックライト光を
提供する。光源４０は、第３図に示す格子４６状に配置
された数百の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって構成さ
れることが望ましい。検知器８４によりガラス容器２４
が検査領域に到達したことが検知されると、画像処理コ
ンピュータ５０は格子状に並べられた発光ダイオード４
６を発光させる。光源４０による光の放出は短い光のパ
ルス（１００〜６００マイクロ秒）で、画像取得装置に
対する検査対象部分の動きを凍結する効果を持つ。ソリ
ッド・ステートの発光ダイオードを利用したストロボ光
源４０は、極めて安定した強い光を発する、耐久性に優
れたストロボ光源であり、ガス充填式ストロボ（ｇａｓ
−ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｓｔｒｏｂｅｓ）に勝ってい
る。照明装置４２の覆いは、光散乱膜の表面の手入れが
容易に行えるよう、装置２０の下より簡単に引き出せる
ようになっていることが望ましい。必要ならば、他の検
査の照明光が干渉や妨げとならないよう、ストロボを順
序立って発し、ガラス製品が１回以上のストロボによっ
て捉えられるようにすることも可能である。さらに、光
源４０は、より強い光を提供することができ、必要なら
ば、特定のスペクトルを強めることに利用することがで
きる。 【００３０】装置２０は、容器２４を検査領域に運び込
み、そこからさらに排除装置まで運ぶための運搬装置８
０と結合して用いられることが望ましい。運搬装置８０
には、容器の底面の鮮明な画像の取得を可能とするサイ
ド・グリップ式のコンベア装置（図示せず）を用いるこ
とが望ましい。検査対象の製品の変更への対応は、連動
した３つの装置により行われる。第一の装置は運搬装置
に用いられているコンベアの幅を適合させ、第二の装置
はカメラの垂直位置を調整し、第三の装置は光源の垂直
位置を調整する。これらの装置は通常の技術を用いて作
成することが可能であり、ここではその詳細には触れな
い。本発明の装置は、製造ラインでの既存の運搬装置に
適合させてもよいし、代わりに本発明の検査装置まで容
器を運搬する専用の運搬装置を設計してもよい。 【００３１】画像取得装置３０はレンズ３２を備えたテ
レビカメラから構成される。レンズは焦点固定のものが
望ましく、テレビカメラは非同期式のフレーム・リセッ
ト能力を有する高解像度のＭＯＳ（金属酸化物半導体）
方式のものが望ましい。このフレーム・リセット能力に
よりカメラ３０は移動している容器２４の画像を位置的
に正確に捉えることが可能である。異なる形、大きさの
容器への変更は単にカメラ３０および照明装置４２の相
対的な垂直位置を矢印３４に示す方向に調整することに
より達成される。容器の底面２２の画像は光学レンズ３
２を通してカメラ３０に画像を結ぶ。理想的なカメラの
一例として、水平３２０、垂直２４０の格子状にセンサ
素子が配列されたものを考える。格子状に配列された個
々の素子は独立した画素またはピクセルによって構成さ
れる。これら７６，８００の素子はそれぞれ画像の一部
分を受像し、その部分の明るさに応じてピーク・トゥ・
ピークが０ボルトから１ボルトのアナログ信号を発す
る。このアナログの情報はラスター・スキャン（ｒａｓ
ｔｅｒ ｓｃａｎ）に読み込まれ、一連のＲＳ１７０振
幅変調パルスとしてイメージ・プロセッサ５４の中のビ
デオ・マルチプレクサに送られる。動作中においては、
カメラの配電盤を通して連続した新しい画像がイメージ
・プロセッサ５４に流れ込み、そこでその画像は呼び出
されるのを待つ。検査工程が開始されると、ＣＰＵ５６
に内蔵されているＩ／Ｏプロセッサは、イメージ・プロ
セッサ５４に信号を出力し、イメージ・プロセッサ５４
はストロボ光源４２が発光したかを調べる。もし発光し
ていない場合、イメージ・プロセッサはカメラからコン
バータ・フレーム・バッファ５２にデジタル化のために
画像を送るようビデオ・マルチプレクサに指令を送る。
本発明で用いるカメラは、映像に幾何学的な歪みやず
れ、映像の衰えや焼付きを生じないものが望ましい。該
当するカメラは、松下電器（パナソニック）株式会社が
モデルＧＰ−ＭＦ７０２／工業用 ＭＯＳ 白黒カメラ
として生産している。必要ならば、カメラ３０のレンズ
３２の前、または光源４０の前に、特定の波長の光を透
過、または遮断するためのフィルタを装着してもよい。
これらの付加的なフィルタは、画像のコントラストを強
めるため、または装置２０に特定の色を検知させるため
に用いる。本発明の装置で一般に用いられるフィルタに
は、紫外線、赤外線、赤、青、緑、偏光フィルタなどが
ある。 【００３２】本発明のコンピュータ５０は、第４図に示
すように、マルチプロセッサ・システムの設計に基づく
ものであることが望ましい。このマルチプロセッサ・シ
ステムは、容器の底面の画像を得るためにカメラ３０か
ら受け取るアナログ信号をデジタル化する装置５２と、
そのデジタル画像を保存するためのコンバータ・フレー
ム・バッファにより構成される。ＣＰＵ５６はＩ／Ｏ
（入出力）レジスタと、ハウスキーピング・プロセッサ
により構成される。ハウスキーピング・プロセッサは個
々の容器の位置とその検査結果を追跡し、欠陥容器の排
除を実施するために検査結果に基づく合否信号を出力す
る。装置２０の同期化はイメージ・プロセッサ５４が出
力する垂直および水平の駆動信号によって行われる。イ
メージ・プロセッサはその駆動信号を内蔵している同期
化ボード（ｓｙｎｃ ｂｏｒｄ）に送り、駆動信号はそ
こで増幅されて標準的なＲＳ１７０のフォーマットとし
てカメラの配電盤（図示せず）に送られる。カメラの配
電盤はカメラ（複数のカメラが使用されている場合、そ
の各々に）に同期化信号を分配するためのＢＮＣコネク
タを備えている。 【００３３】カメラ３０が生成したアナログの画像信号
を変換する工程は、装置５２に内蔵されているアナログ
・デジタル・コンバータ（Ｄ／Ａコンバータ）によって
行われる。Ｄ／ＡコンバータはＲＳ１７０の信号の電圧
をサンプルし、そこで、各ピクセルがその部分の光の強
さに対応じて発した電圧信号の電圧に対し、１から２５
６までのデジタル量が割り当てられる。例えば、黒いピ
クセルは極めて低い電圧によって示されるため、それに
はデジタル量の１が割当てられる。逆に白いピルセルは
極めて高い電圧によって示されるため、それにはデジタ
ル量の２５６が割当てられる。以上のように、各ピクセ
ルにはその部分の光の強さに応じて１から２５６のデジ
タル量が割り当てられる。このデジタル化された画像は
ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を通された後に、フ
レーム・バッファ５２に保存される。保存されている画
像をモニタ９２に表示する場合、２つ目のマルチプレキ
サが、表示する画像がフレーム・バッファに保存された
画像の一つか、または現在取得中の画像かを選択する。
選ばれた画像は、ＣＰＵ５６に接続されたＤ／Ａコンバ
ータによりアナログ信号に逆変換され、モニタ９２に出
力される。デジタル化された画像の総合的な解像度は、
カメラ３０のセンサの格子、Ｄ／Ａコンバータ、フレー
ム・バッファの容量によって決定される。前述のとお
り、本発明の装置２０の理想的な解像度は、水平３２０
垂直２４０のピクセル格子以上である。前述のとおり、
検査工程が開始されるとカメラ３０からのアナログのビ
デオ信号はデジタル化され、フレーム・バッファ５２の
一つに保存される。これで、画像はイメージ・プロセッ
サ５４によって解析される準備が整ったわけである。画
像の処理作業の命令はＰＲＯＭに保存されており、ユー
ザ・インターフェース９０を通して装置２０に伝達され
る。イメージ・プロセッサ５４はこれらの命令を、ＲＡ
Ｍから引き出された既設のパラメータと、フレーム・バ
ッファに保存されている画像を用いて実行する。検査の
結果はＩ／Ｏプロセッサ５６が利用できるよう、メイル
ボックス・メモリに出力される。 【００３４】ＣＰＵ装置５６のＩ／Ｏプロセッサは、容
器の位置と検査の結果を追跡し、検査の結果に基づく合
否信号を出力する。Ｉ／Ｏプロセッサは可変長の直列シ
フト・レジスタのように動作し、対象物とそのそれぞれ
の検査結果を追跡する。検査結果はレジスタに転送さ
れ、その中を規則的に進められていく。この進めるタイ
ミングは、運搬装置８０に接続された内部ロータリ・エ
ンコーダ（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｏｔａｒｙ ｅｎｃｏ
ｄｅｒ）が出力するパルス信号によって制御される。シ
フト・レジスタの長さは、検知器８４からの入力と排除
信号の出力の間の距離を決定する。これは、プログラム
・モードにおいてソフトウェアによるキャリブレーショ
ンを通して決定される。さらに、Ｉ／Ｏプロセッサは画
像処理コンピュータ５０にストロボ照明装置４２を駆動
しカメラ３０を通して画像を取得するタイミングを指示
する。容器の底面の正確な画像を取得するためには、容
器がカメラ３０の視野の中央に位置する時点でストロボ
照明光源４０を駆動する必要があり、このためのキャリ
ブレーションも装置２０のプログラム・モードにおいて
設定する。 【００３５】本発明の装置２０は、全てのガラス容器の
底面の検査を可能とするため、ガラス製品の生産ライン
に統合することができる。装置２０はその高い性能によ
り、容器の底面に存在するバッフルマークを効果的に無
視することができる。前述のとおりバッフルマークは型
によるマークで、ガラス製品製造業界でよく知られてい
る２ステップ式のガラス製品製造工程による産物であ
る。バッフルマークは通常容器の底の不特定の位置に円
形上に現れる。バッフルマークは一般に、ガラス製品製
造業者やその最終的な消費者にとり格別問題となるもの
ではないが、ガラス製品の検査においては支障をもたら
している。バッフルマークにより高いコントラストの光
学的信号が生じて、それがしばしば底面のガラスにおけ
る実際の欠陥による信号と混同されることにより、結果
的に欠陥のない容器が排除されてしまう。本発明の装置
２０は、取得した底面の画像中のバッフルマークを検索
し、バッフルマークを発見した場合、検査工程の開始前
に画像の中からバッフルマークを消去する。本発明の装
置および方法は、被検査部分にある重大な欠陥に関して
は、たとえその欠陥がバッフルマーク上に直接重なって
いる場合においても、影響を及ぼす（消去してしまう）
ことはない。本発明は、バッフルマークによる良品の誤
排除率を低く押さえつつ、欠陥の検査の感度を高く設定
することを可能とする。 【００３６】前述のとおり、本発明の理想的な画像処理
装置５０は、取得した容器の底面２２の画像をマルチ・
プロセッサを用いて処理する。そこでは、イメージ・プ
ロセッサ５４、アクセラレータ・ボード（ａｃｃｅｌｅ
ｒａｔｏｒ ｂｏａｒｄ）、同期化ボード（ｓｙｎｃ
ｂｏａｒｄ）、２基のフレーム・バッファ、さらにＣＰ
Ｕ５６のＩ／Ｏプロセッサ・ボードの６つのプロセッサ
が用いられることが望ましい。イメージ・プロセッサ５
４のイメージ・プロセッサ・ボードは装置２０の動作を
管理し、装置の同期信号を出力し、アナログの画像をデ
ジタル情報に変換し、そのデジタル情報をルック・アッ
プ・テーブル（ＬＵＴ）に通してそのデジタル化された
画像をフレーム・バッファ・ボードの一つに保存または
引き出しを行ない、デジタル情報をアナログの画像に変
換し、オペレーティング・システムのＰＲＯＭとユーザ
ＲＡＭを備えており、画像の必要な部分に対して検査を
実行して検査の結果をＩ／Ｏプロセッサに送る。イメー
ジ・プロセッサ５４は、装置２０が２５ＭＨzで動作す
るよう、アクセラレータ・ボードに接続されたマイクロ
プロセッサにより制御されることが望ましい。イメージ
・プロセッサ・ボードの制御に適したマイクロプロセッ
サには、モトローラ社が生産するモデルＮo.６８０２０
ＣＰＵがある。アクセラレータ・ボードは、イメージ・
プロセッサ・ボードとその周辺のチップを管理するマイ
クロプロセッサを備えており、主として装置２０の運転
および生産の速度を上げる役目がある。具体的には、そ
のアクセラレータは装置２０の運転速度を１２．５ＭＨ
zから１５ＭＨzまで加速し、それにより装置２０は一分
間に３５０の部分の処理が可能となる。同期化ボード
（図示せず）は、イメージ・プロセッサ５４から、垂直
および水平の同期化駆動信号を受け取り、それを増幅
し、モニタおよび各カメラ（複数のカメラが使用されて
いる場合）用の信号に分離する。同期化信号（ｓｙｎｃ
ｓｉｇｎａｌ）はリボン・ケーブルによってカメラの
配電盤に運ばれ、そこで各カメラに分配され、また同信
号は、装置の同期化のため、他のリボン・ケーブル経由
で装置２０全体にも分配される。理想的な装置２０は、
装置５２の一部として、２つのフレーム・バッファ・ボ
ードを装備する。うち一つは、カメラから送られるデジ
タル化された画像を保存し、もう一つはカラーのグラフ
ィック・メニューやイメージ・オーバーレイ（ｉｍａｇ
ｅ ｏｖｅｒｌａｙ）を保存する。ＣＰＵ５６は装置２
０の入出力を制御する。ＣＰＵ５６は二次的なマイクロ
プロセッサ５８に接続され、その機能はマイクロプロセ
ッサ５８により制御される。この方法により、Ｉ／Ｏプ
ロセッサ・ボードは、イメージ・プロセッサ５４と同時
に独立して稼働することができる。ＣＰＵ５６を制御す
るのに適したマイクロプロセッサ５８には、モトローラ
社の生産するモデルＮｏ．６８０００がある。 【００３７】装置２０のユーザ・インターフェース９０
は、通常モニタ９２とキーボード９４およびＬＥＤによ
るリモートＩ／Ｏディスプレイ（ｒｅｍｏｔｅ Ｉ／Ｏ
ｄｉｓｐｌａｙ）（図示せず）を備えており、オペレ
ータの装置２０との情報交換を可能としている。モニタ
９２は、オペレータに対する様々な注意や指示を表示す
るとともに、検査を行っている底面部分のビデオ・画像
も表示する。 【００３８】装置２０で用いられるマシン・インターフ
ェース装置は、複数のパラレルＩ／Ｏチャンネルと、ス
トロボ照明装置４２のための複数のストロボＩ／Ｏチャ
ンネル、最低１つのシリアル・コミュニケーション・ポ
ートを備えており、ＣＰＵ５６の一部であることが望ま
しい。光学検知器８４による入力や検査結果は光学的に
分離されたパラレルＩ／Ｏチャンネルにより情報交換が
行われ、ロボットに対する指示の調整や統計情報などの
複雑な情報はシリアル・ポートにより情報交換が行われ
る。ストロボＩ／Ｏボードはイメージ・プロセッサ５４
に直接接続され、イメージ・プロセッサ５４は光学検知
器８４による出力信号を監視し、光源４０を通してＳＣ
ＣＤの停止やストロボ照射の信号を制御する。 【００３９】前述のとおり、カメラの配電盤は一連のコ
ネクタの集合であり、同期化ボードから出力された水平
および垂直の同期化信号は、これらのコネクタを通して
各カメラに分配される。また、これらのコネクタの内幾
つかはカメラからＲＳ１７０のビデオ信号を受け取り、
その信号をイメージ・プロセッサ・ボードに引き渡す。 【００４０】装置２０が処理のための正確な画像を確実
に取得するためにカメラ３０と照明装置４２とを同期化
する方法には、一般に２つの方式がある。そのいずれを
用いるかは、オペレータが装置２０の作業内容をプログ
ラミングする時点で選択する。その２つの方式とは、ス
トロボ方式とフレーム・リセット方式である。ストロボ
方式では、光源４０より光を照射し、その次のバーティ
カル・リトレース（ｎｅｘｔ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｅ
ｔｒａｃｅ）において底面の画像を取得する。フレーム
・リセット方式では、光源４０より光を照射し、その瞬
間に画像を取得する。ストロボ方式とフレーム・リセッ
ト方式の違いは、光源４０が光を照射するタイミングで
ある。ストロボ方式が選択された場合、光源４０は光学
検知器８４から信号を受け取った後、カメラに対する次
のバーティカル・リトレースにおいて光を照射する。こ
れは一般に”ｖｉｄｅｏ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ”と
呼ばれている。フレーム・リセット方式が選択された場
合、光源４０は光学検知器８４から信号を受け取ったそ
の瞬間に即座に光を照射する。概して、検査を効果的に
運行するために、光源４０は、容器２４がカメラ３０の
視野の中の適切な位置に位置する時に光パルスを発しな
ければならない。 【００４１】本発明の装置２０は、トレーニングおよび
プログラム・モードと、検査および実行モードの２つの
モードで動作する。トレーニングおよびプログラム・モ
ードは、特定のガラス製品に対して装置２０を訓練また
は教育するために使用する。検査および実行モードは、
ライン上の製品を実際に検査するときに使用する。検査
工程開始前に装置２０は先ず、装置２０に許容範囲内の
容器の基準を与えるためのトレーニング・モードで作動
される。トレーニング・モードでは、許容範囲内の容器
（予めなんらかの方法で許容範囲内であると判断された
容器）が検査領域またはカメラ３０の視野の中に置か
れ、装置２０に許容範囲内の容器の底面２２の画像を取
得させる。次にオペレータが、合否の基準を含む許容範
囲を示す一連のパラメータをセットする。この良品また
は許容範囲内の容器の基準は画像処理コンピュータ５０
に保存される。 【００４２】容器の底面の各検査の度に、欠陥を検出す
るために画像を解析する前に、底面に存在するいかなる
バッフルマークも、保存されている画像から除去しなけ
ればならない。特異点とは、容器の底面２２の画像の一
部で、その画像の中の異なる領域の境界におけるピクセ
ルの、輝度の急激な変化により特徴付けられる部分であ
る。装置２０は各ピクセル間の輝度量（ｇｒａｙ ｓｈ
ａｄｅｓ ｖａｌｕｅ）の変化で特異点の存在を検知す
る。前述のとおり、画像中の各ピクセルの明るさは予め
測定され、１から２５６の間の輝度量がそれぞれに割り
当てられる。そのピクセルが明るければ明るいほど、大
きな数字が割り当てられる。画像を構成する各ピクセル
に割り当てられた輝度量は、それぞれ記憶部に保存され
る。検出された特異点（近接したピクセル間の輝度量の
際立った変化）の存在とその位置は、画像の中心を捜し
当てることや、画像中のバッフルマークの検出と位置の
確定、欠陥の検出に利用される。 【００４３】装置２０のセットアップにおいて、オペレ
ータは許容範囲内の容器のバッフルマークが存在すると
予測される画像中の位置に円環状のエリアを設定する。
これらの検査エリアは、装置がバッフルマークの検出に
おいて画像中のバッフルマークが存在すると思われる部
分のみを解析するようにオペレータが底面の画像を分割
するものである。図５および図６はバッフルマーク２５
が存在している容器２４の底面２２の画像２３である。
図５および図６に示すように、しばしば照明の関係上、
画像中にバッフルマーク２５が一部のみが現れる現象が
起こる。検査エリアは２つの同心状の検査円２６Ａおよ
び２６Ｂによりドーナツ状に定められ、その同心円２６
Ａおよび２６Ｂの大きさと位置は、装置のセットアップ
の時点でオペレータによりインターフェース装置９０を
通して任意に定められる。ガラス製品の検査工程におい
て、２つの同心円２６Ａおよび２６Ｂの間の検査エリア
は、特異点を探すために、一定の間隔をおいた複数の点
において検査される。イメージ・プロセッサは発見され
た特異点のうち近接して位置する任意の３点の組合せを
解析し、その位置からそれら近接した３点を通る円の中
心の位置と半径を決定し、各組合せより得られた中心の
位置と半径のデータの相関関係を算出し、そのデータが
バッフルマークを指しているものかを判定し、中心と半
径のデータを保存すると共に、欠陥の検査のために画像
を解析する時にバッフルマークによる特異点の信号を無
視するために利用する。例えば、バッフルマーク２５の
一部である特異点は保存された画像より取り除くことが
でき、残りの特異点は前もって決定された、許容範囲内
のガラス容器を定義する「最大特異点数」と比較され
る。前述のとおり、同様の手法を「ヒールマーク」と呼
ばれるガラス製品の画像の境界における信号を無視する
場合にも用いることができ、装置２０は、特異点として
解釈されるヒールマーク２７と、欠陥として解釈される
その他の特異点とを識別する能力を有する。ヒールマー
クの識別を行なうために装置２０をセットアップするに
あたり、２つの同心状の検査円により定められるドーナ
ツ状フィルタ（図６に示すドーナツ状フィルタ２６と実
質的に同じもの）を、ヒールマークを覆うように設置す
る必要がある。バッフルマークの場合のドーナツ状フィ
ルタ２６と同様に、特異点探査のための検査円はオペレ
ータによりユーザ・インターフェース９０を通して、移
動、拡大、縮小を行なうことができる。内側の検査円は
外側の検査円より拡大することはできないが、実質的に
消滅するまで縮小することはできる。内側の検査円が実
質的に消滅した場合、外側の検査円で囲まれた部分全体
が装置２０により解析される。内側の検査円２６Ｂが拡
大され、２つの円２６Ａおよび２６Ｂによりドーナツ状
のエリアが形成される場合、２つの円２６Ａおよび２６
Ｂの間のエリアが装置２０により解析される。特定の検
査工程の最中に装置２０がヒールマークを検知した場
合、画像２３中の欠陥を示す信号とヒールマークによる
信号とを混同しないよう、装置２０は保存された画像か
らヒールマークを除去することができる。 【００４４】装置のトレーニング・モード（すなわち装
置のセットアップ）の間に、オペレータはバッフルマー
クの探査工程のためのドーナツ状フィルタ２６を設定
し、画像処理コンピュータ内部に保存されているオペレ
ーティング・プログラムがドーナツ状フィルタ２６の境
界パラメータを決定する。しかしながら、バッフルマー
クの消去工程においては、装置２０のオペレーティング
・プログラムは自動的にドーナツ状フィルタを設定す
る。オペレータがドーナツ状フィルタ２６を設定した
後、オペレーティング・プログラムがバッフルマーク探
査のための境界パラメータやバッフルマーク消去のため
のドーナツ状フィルタを自動的に設定するので、オペレ
ータにはこの一連の工程が単独の工程に感じられる。オ
ペレータによって設定されるバッフルマークの探査のた
めのドーナツ状フィルタ２６は、ユーザ・インターフェ
ース９０の拡大、縮小のコントロールキーを用いて設定
される。ドーナツ状フィルタ２６がバッフルマーク全体
を、容器毎のバッフルマークの位置の変動に対応できる
だけの十分な余裕をバッフルマークの両側に与えられた
状態で囲むと、オペレータは、装置２０にバッフルマー
ク２５を捜し当てる訓練をさせるために、装置２０にド
ーナツ状フィルタ２６を登録するよう命令する。バッフ
ルマーク２５の探査のためのパラメータの値は、装置２
０のオペレーティング・プログラムにより自動的に選択
されるが、オペレータはインターフェース装置９０を通
してこれらのパラメータの値を変更することができる。 【００４５】バッフルマークの消去工程での次の段階
は、実際のバッフルマークの除去におけるパラメータの
設定である。この作業は、画像２３からバッフルマーク
２５を完全に除去するか、またはバッフルマーク２５の
低い輝度量をバッフルマーク２５の周囲のピクセルの輝
度量に対応させ、コントラストを和らげることにより遂
行される。オペレータは望むなら、バッフルマーク２５
をいかほど除去するかを選択することができる。理想的
な装置２０においては、画像処理コンピュータ５０のオ
ペレーティング・プログラムが、バッフルマークの除去
のためのテスト・パラメータを自動的に設定する。オペ
レーティング・プログラムはバッフルマークの除去のた
めの最良のパラメータの値を算出する。他方、オペレー
タは自らパラメータを設定、または自動的に設定された
パラメータを変更することができる。装置２０がバッフ
ルマーク２５を捜し当て（位置を登録）、その大きさを
確定した後に、装置２０は保存されている情報より、バ
ッフルマーク２５以外の画像情報を残してバッフルマー
クに対応するものを除去（塗りつぶす）する。以上によ
り、画像２３はフィルターされ（バッフルマークが除去
され）、検査の準備が整った。（装置２０は図５および
図６に示すように、バッフルマーク２５が一部のみ現れ
ている場合においても効果的に動作する。） トレーニングモードでは、オペレータによりさらに特異
点検出のためのドーナツ状フィルタが設定される。オペ
レータは希望する数の特異点検出用の円形状またはドー
ナツ状フィルタを設定することができる。しかしなが
ら、ドーナツ状の境界の内側の領域が広ければ広いほ
ど、検査に要する時間も長くなる。 【００４６】画像取得装置の視野の中の対象物の位置を
特定することは、あらゆるマシンビジョン・システムに
おける固有の問題である。本発明の装置２０は、カメラ
３０の視野の中でわずかな位置的ずれのある容器の検査
を行なう能力を有する。装置２０はそのオペレーティン
グ・プログラムの一部として、容器の底面の特異点を捉
え、それらの特異点に応じて検査円を設置するためのソ
フトウェアを備えている。すなわち、装置２０は底面２
２の画像を検査し、底面の特異点を認識し、視野の中に
おいて底面の画像の位置に多少のずれが存在しても、そ
れに対して堅実に検査円を設置するのである。この画像
の位置を求めるための特異点には通常ヒールマーク２７
を構成するものが用いられる。 【００４７】カメラの視野の中の様々な位置の対象物に
適応するには、円形の画像２３の中心の正確な位置を認
識する必要がある。図７に示すように、装置２０は先ず
ヒールマーク２７に対応する特異点を検知する。次に装
置２０はヒールマーク２７を構成する特異点から、ラン
ダムに４個所２７Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを検知する。次に装置
２０は２点２７Ａと２７Ｃを結ぶ最初の垂直線２７Ｅを
引く。次に装置２０は線分２７Ｅの垂直二等分線２７Ｆ
を引く。さらに装置２０は残る２点２７Ｂと２７Ｄを結
ぶ水平線２７Ｇを引く。最後に装置２０は線分２７Ｇの
垂直二等分線２７Ｈを引く。線分２７Ｆと線分２７Ｈと
の交点２７Ｉは容器の底面２２の画像の中心を示す。装
置２０はバッフルマークとヒールマーク検出用のドーナ
ツ状の検査エリアを中心２７Ｉに対し、実質的に同心状
に設置する。 【００４８】トレーニング・モードにおける特異点の検
索において、装置２０は「Ｘ／Ｙスキャン」方式を用い
て検索線を水平および垂直方向に配置するか、「円形ス
キャン」方式を用いて検索線を円環状に配置することが
できる。図８は円形スキャンの手法を示したもので、そ
こではドーナツ状の検査エリアをセグメント２６Ｃ、２
６Ｄ、‥‥、に分割している。ドーナツ状の検査円は任
意の適当な数のセグメントに分割することができる。Ｘ
／Ｙスキャンは「リニア・エッジ検出法」とも呼ばれ、
図１０に示すようにドーナツ状の検査円全体、または、
図９に示すように外側検査円２６Ａの内側全体に、検索
線を水平方向および垂直方向に配置する。このリニア・
エッジ検出法は画像２３に同心状に、または画像の端付
近に位置する欠陥の検出に有利である。 【００４９】欠陥の識別のためのパラメータには、グラ
ジェントとデルタおよびバッフル厚がある。マルチ・サ
ーキュラー・エッジ検出法においては、セグメントの数
および検出される最大、最小特異点数を定めなければな
らない。 【００５０】グラジェントは、ピクセルの輝度を比較す
る場合において、特異点と決定される輝度の差の最小値
である。この値は考慮中のピクセルの輝度量から計算さ
れる。（以下で述べるようデルタだけ離れて位置する）
２つのピクセルの輝度量を比較し、輝度量の差がグラジ
ェント以上であれば特異点が定義される。例を挙げる
と、予めデルタが２に設定されている場合、特異点の検
索の最初に装置２０は円内の第１のピクセルと第３のピ
クセルの輝度を比較し、次に第２のピクセルと第４のピ
クセルの輝度を比較、さらに第３と第５、のような方式
で円の周囲のピクセルの輝度の比較を行なう。予めグラ
ジェントに１５が設定されている場合、比較された２つ
のピクセルの輝度量の差が１５以上あれば特異点が発見
されたことになる。グラジェントは装置２０のオペレー
ティング・プログラムにより自動的に選定されるが、必
要ならばグラジェントの設定を手動で行なうこともでき
る。例を挙げると、装置２０が必要な特異点を見落とし
ている場合、グラジェントの値を下げることにより特異
点を検出するようにすることができる。逆に装置２０が
バッフルマークの周囲の特異点を過敏に検出するために
バッフルマークの位置が不鮮明になる場合、または些細
な欠点の特異点をも検出してしまう場合には、グラジェ
ントの値を増加させることにより装置２０の感度を下げ
ることができる。 【００５１】デルタは装置２０の特異点の検索におい
て、輝度の比較が行なわれる２つのピクセル間の距離で
ある。デルタは１〜５の間で調整可能であることが望ま
しい。例を挙げると、デルタが３に設定されている場
合、第１のピクセルと第４のピクセル、第２のピクセル
と第５のピクセル、第３のピクセルと第６のピクセルが
比較されるというように、２つおきのピクセルの比較が
行なわれる。デルタは決定困難な特異点の検出に有用で
ある。デルタの値が１または２である場合、鮮明な特異
点が検出され、それに対し高い値のデルタは不鮮明また
は不明瞭な特異点の検出に適している。本発明の装置２
０はデルタの値を自動的に、大抵の用途において適当で
あると考えられる３に選定するようプログラムされてい
ることが望ましい。 【００５２】バッフル厚はバッフルマーク２５の一部で
あると認められる跡の最大幅である。バッフル厚は１〜
１００の間で調整可能であることが望ましい。例を挙げ
ると、バッフル厚が１０に設定されている場合、バッフ
ルマークであり欠陥ではないと判断されるバッフルマー
クの幅は１０ピクセル以下である。バッフル厚はバッフ
ルマークとバッフルマークに重なって位置する欠陥とを
識別するために用いられる。図１１に示すように、本発
明の装置２０は、バッフルマーク２５とバッフルマーク
に重なっていない欠陥Ａ、バッフルマークに重なってそ
のピクセルの幅が既設のバッフル厚より大きい欠陥Ｂ、
の識別は可能である。しかしながら、本発明による装置
２０はバッフルマーク２５とバッフルマークに重なって
位置し、そのピクセルの幅が既設のバッフル厚より小さ
いかほぼ等しい欠陥Ｃとを識別することはできない。 【００５３】検査開始前に設定を要するパラメータには
さらにスキャン・インクリメントがある。スキャン・イ
ンクリメントはドーナツ状の検査エリアや検査円内の走
査に当たってスキップする線の数である。この値は１〜
２０の間で調整可能であり、スキャン・インクリメント
の値が小さければ検査はより正確に行なわれるが、それ
に伴い検査の速度は遅くなる。 【００５４】設定を要するパラメータにはさらに特異点
厚がある。特異点厚はバッフル厚に似た概念である。特
異点厚は特異点と定義されるために必要な規定されたグ
ラジェントの輝度の差を持つ連続したピクセルの数を示
す。例を挙げると、特異点厚が５に設定されている場
合、輝度の差が規定されたグラジェント以上であるピク
セルが連続して５つ存在した場合特異点が定義される。
特異点厚は１〜１００の間で調整可能である。 【００５５】設定を要する他のパラメータとしては、装
置２０がドーナツ状の検査円全体または個々のセグメン
トにおいて検出する特異点数の、許容できる最低値を定
めた「最低特異点数」がある。既設の最低特異点数以上
の特異点が検出された場合、その部分は合格する。この
パラメータに関連してさらに設定を要するパラメータに
「最大特異点数」がある。最大特異点数は装置２０がド
ーナツ状の検査円全体または個々のセグメントにおいて
検出する特異点の数の、許容できる最大値を定めたもの
である。検出された特異点の数が既設の最大特異点数以
下である場合、その部分は合格する。 【００５６】装置２０の付加的であるが有用な特徴は、
排除リミット（ｒｅｊｅｃｔ ｌｉｍｉｔ）を監視する
能力を備えていることである。排除リミットには通常２
種類あり、それらは最大排除率および最大連続排除数で
ある。これから得られるデータによりオペレータは最小
の量の製品の損失で製造工程の欠陥を発見することが可
能となる。例を挙げると、最大連続排除数が５に設定さ
れている場合、なんらかの理由で連続した５つの製品が
不合格となると信号が出力される。その信号は通常警報
装置や警告標識などに送られる。最大排除率は排除され
た製品の割合（％）である。例を挙げると、最大排除率
が５％に設定されている場合、１００の製品の検査を行
なううち５％以上の製品の排除が行なわれた場合に警告
を示す出力がなされる。 【００５７】前述のように、本発明による装置２０はス
トロボ光の照射が容器２４の中心を捉えるよう較正され
ている。これらの較正機能は装置２０のオペレーティン
グ・プログラムによって自動的に決定され、実行され
る。具体的には、オペレーティング・プログラムは自動
的に対象物の幅に合わせ較正を行なう、つまり容器の底
面の中央または中心２７Ｉがカメラ３０の直下に位置す
る時にストロボ光を照射するように容器２４の幅を測定
する。さらにそれに加え、オペレーティング・プログラ
ムは検査ステーションから排除ステーションまでの間の
容器の移動距離または移動時間により決定される「排除
ディレイ」を測定する。いずれの測定装置もエンコー
ダ、フォトセンサ、排除パルス（ｒｅｊｅｃｔ ｐｕｌ
ｓｅ）を組み合わせて用いている。 【００５８】装置２０がセットアップされ、ライン上で
の検査工程の開始が可能となると、装置２０はユーザ・
インターフェース９０を経由して、実行または検査モー
ドで動作するよう指示される。 【００５９】以上の部分をまとめると、検査モード中の
各検査工程において、装置２０は各容器２４の底面２２
の画像を取得し、画像２３中のバッフルマーク２５を検
出し、バッフルマークが存在する場合、保存された画像
よりバッフルマークを除去し、残された画像の円形状ま
たはドーナツ状の検査エリア内を解析することにより検
査を行ない、画像中に検知された欠陥や跡を既設の許容
範囲の基準と比較して容器が許容性を判断し、容器が許
容できないものであれば、排除機構８８が容器の排除を
実行するよう排除信号を発する。 【００６０】図１２〜１７は本発明および本発明による
画像処理コンピュータ５０のシステム・オペレーティン
グ・プログラムの動作を示した流れ図である。ここで、
それら流れ図に示される動作が行なわれる以前に、装置
２０のトレーニングは済まされ、全ての必要なパラメー
タや基準は決定され装置２０に入力されているものとす
る。図１３〜１７の流れ図はそれぞれの図に示される流
れ図の相関関係を示すよう、円形の枠で囲まれた文字で
始点と終点が示されている。例えば、図１３の流れ図は
丸Ａで終了しており、図１４の流れ図の始点は丸Ａによ
り示されている。これは流れ図の進行が図１３の枠１２
０から図１４の枠１２２に移ることを示す。同様に図１
４の丸Ｄは図１５の始点の丸Ｄに、図１４の丸Ｂは図１
７の始点の丸Ｂに流れ図の進行が移ることを示してい
る。 【００６１】図１２に示すように、本発明による装置２
０は、検知器８４が検査対象物の存在を知らせる信号を
発すると容器２４の底面２２の検査工程を開始する（菱
形１００）。すると画像処理コンピュータ５０は画像取
得装置３０に容器の底面の画像を取得するよう指示する
（枠１２０）。その後画像処理コンピュータ５０は容器
の底面にバッフルマークが存在するかを決定する（菱形
１４０）。画像中にバッフルマークが存在しない場合、
画像処理コンピュータは容器の合否を決定するため画像
を解析し処理する（枠１９０、２００）。装置２０が底
面の画像中にバッフルマークの存在を確認した場合、装
置は画像中のバッフルマークを除去し（枠１６０）、そ
の後に、容器が許容範囲内であるか決定するためにフィ
ルタ済の画像の解析および処理の工程に移る（枠１９
０、２００）。 【００６２】図１３〜１７は本発明と、本発明で用いる
画像処理コンピュータ５０のシステム・オペレーティン
グ・プログラムの動作の方法の詳細を示すものである。
前に述べ、図１３に示すように、装置２０は検知器８４
より容器がカメラ３０直下の検査ゾーンに存在すること
を知らされると検査工程を開始する（菱形１００）。検
知器８４からの検査対象物の存在を示す信号を受領する
と、画像処理コンピュータ５０はカメラのタイミングを
リセットし、ストロボ光源４０を同期させる（枠１０
５、１１０）。カメラ３０とストロボ光源４０の同期化
が完了すると、容器の底面２２の画像がデジタル形式の
信号で取得される（枠１２０）。取得された画像はその
後の処理および解析までの間、ＲＡＭに保存される。 【００６３】図１４は本発明で用いる画像処理コンピュ
ータ５０により実行されるバッフルマークの登録手段を
示すものである。装置２０は最初に画像中の既設の円環
状の境界線（図６：ドーナツ状フィルタ２６）内の等間
隔の１２の点（３０゜間隔：１２等分点）において特異
点を検索する（枠１２２）。検出された特異点の数が不
十分である場合、バッフルマークは存在しないものと判
断され、装置２０は画像中の欠陥の検索を開始する（菱
形１２４）。この検出された特異点の数が不十分である
場合については、図１７の流れ図と関連して後に詳しく
述べる。装置２０が十分な数の特異点を検出した場合、
そのデータはＲＡＭに保存され（枠１２６）、ドーナツ
状フィルタにおいて検出された特異点の中心と半径を計
算することによりバッフルマークの正確な位置を得るた
めの工程に移る。バッフルマークの正確な位置を得るに
は、先ず特異点の中の近接した３点を通る円を設置し
（枠１２８）、３点の各組合せより得られる円のデータ
を基に特異点を通りそのバッフル厚が最小である一つの
円を決定する。ドーナツ状フィルタ２６で検出された特
異点の組合せの解析が行なわれ、各組合せにおけるバッ
フルマークの中心と半径が計算されると、装置２０はそ
のデータをＲＡＭに保存する（菱形１３０、枠１３
２）。装置２０は全ての特異点の組合せの検索と、その
中心と半径の算出が完了するまで計算を続ける。 【００６４】次に図１５について述べる。装置２０はド
ーナツ状フィルタの中で検出された特異点の全ての組合
せが検索され、その中心と半径が計算され、ＲＡＭに保
存された後に、その中心と半径の標準偏差を算出し（枠
１３３）、偏差が標準偏差より大きい中心と半径の情報
を除外する（枠１３４、１３５）。この時点で、装置２
０は容器のバッフルマークの位置と大きさを確定してお
り、その情報は検査工程で使用するために保存され、容
器の検査の段階で、保存された画像中のバッフルマーク
にフィルターをかけるのに使用される。 【００６５】次に図１６について述べる。装置２０はこ
の時点で、図１５に示されるよう、中心と半径の情報の
平均値をＲＡＭに保存している。その中心と半径の平均
値は検査の行なわれた容器２４の底面２２におけるバッ
フルマークの位置および大きさを示すものである。次に
装置２０は底面の画像中の中心と半径の平均値の情報で
定められる検査円の内部の検査に移る（枠１４２）。画
像処理コンピュータ５０は円環状の境界線内で特異点を
検出し、それらの特異点が事前に決定されＲＡＭに保存
されているバッフルマークに対応するものであるかを決
定する（枠１４４、菱形１４６）。検出された特異点が
バッフルマークのデータに対応するものであれば、画像
処理コンピュータ５０はバッフルマークを示す特異点の
輝度量を標準的な輝度量に置き換え、画像の該部分の標
準化を行なう（枠１４８）。標準的な輝度量は画像処理
コンピュータ５０のオペレーティング・プログラムによ
り提供される。この作業はバッフルマーク２５とその周
囲のピクセルとのコントラストをおさえ、バッフルマー
クに起因して排除信号が発せられるのを避けるためのも
のである。バッフルマークがフィルタされなければ、バ
ッフルマークの画像は許容範囲を示すグラジェントとデ
ルタの基準を越えてしまい、欠陥のない容器に対する排
除信号が生成されることになる。 【００６６】枠１４４において検出された特異点が検索
線上のバッフルマークに対応しない場合、画像処理コン
ピュータ５０は特異点を欠陥の解析のために保存し、全
ての検索線上を検索したかを確認する（菱形１５０）。
まだ検索されていない検索線が残されている場合、画像
処理コンピュータは検査円の円環状の境界線内（検査エ
リア）の全ての検索線が検索されるまで検索を続行する
（枠１４４）。画像処理コンピュータが検査円の円環状
の境界線内（検査エリア）に位置する全ての検索線の検
索を完了したと判断すると、次に容器の底面２２の画像
全体を、マルチ・サーキュラ・エッジ検出法（図８）ま
たはリニア・エッジ検出法（図９、１０）を用いて検索
する（枠１９２）。画像処理コンピュータ５０は、画像
処理コンピュータ５０内のオペレーティング・プログラ
ムにより検査ゾーンに区画分けされた画像中の全ての検
査エリアにおいて検索を完了したと判断するまで、画像
中の欠陥の検索を続行する（菱形１９６）。まだ検索さ
れていない検査エリアが存在する場合、画像処理コンピ
ュータ５０は次の検査エリアの欠陥の検査を行なう（枠
１９２）。 【００６７】画像処理コンピュータ５０は全ての検査エ
リアの検索を完了したと判断すると、輝度量の解析検査
の指示を行ない、検査対象の容器２４の合否の決定を行
なう（菱形２００）。検査対象の容器の画像から検出さ
れたデータが許容範囲を示す既設のパラメータの範囲内
に収まれば、画像処理コンピュータ５０はその容器を良
品と判断してその容器に対する検査工程を終了し、次の
検査工程の開始のため検知器８４から次の検査対象物の
存在を示す信号が入力されるのを待つ（菱形１００）。
画像から検出されたデータが、許容範囲を示す既設のパ
ラメータに収まらない場合は画像処理コンピュータ５０
はその容器を欠陥品と判断し、その欠陥品を追跡し、そ
の容器が排除ゾーンに達した時点で排除信号を発する
（枠２０２）。排除信号は排除機構８８（図１）に引き
渡され、その欠陥のある容器は製造ラインより取り除か
れる。 【００６８】 【発明の効果】本発明はマシンビジョン・システムによ
る検査装置を備え、それはテレビカメラで取得されたガ
ラス容器の底面の画像を処理および検査し、底面に形成
されるバッフルマークを検出し、保存された画像を用い
た欠陥の検査に先立ち、画像中のバッフルマークにフィ
ルタをかけ、それにより誤排除信号の発生を避けるもの
である。画像処理コンピュータはマルチタスク処理に従
事できるようプログラム可能で、ユーザ・インターフェ
ースを通してのプログラミングにより、オペレータは一
連の特徴的な動作や、希望の作業に応じた独特の作業の
作成が可能である。これらのプログラム内容は自動的に
画像処理コンピュータの記憶装置に保存される。さら
に、本発明による検査装置の感度は特定の用途のために
任意に定めることができる。本発明による装置および方
法は、従来の装置および方法に比較して、ガラス容器の
精密な検査を可能とし、かつ反復性に優れている。さら
に、本発明は非円形ガラス容器に対する検査能力も有
し、作業内容の変更にも容易に適応できる。画像処理コ
ンピュータ５０のパラメータやその他の要素は調整可能
で、そのため本装置は不特定の装置に適応する能力を有
し、また長期にわたる使用においても本発明による装置
および方法は高速かつ正確な動作が可能である。本発明
による画像処理コンピュータは所望の作業を実行するた
めマルチプロセッサを用いている。画像の解析処理は画
像処理コンピュータに保存されているオペレーティング
・プログラムにより制御される。それゆえ、本発明によ
る装置および方法は高速な検査を可能とし、高い柔軟性
を保持している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマシンビジョン・システムの概略図。
【図２】本発明に用いられている一様な光源を説明する
図１のマシンビジョン・システムに組み込まれている画
像取得装置の概略図。 【図４】図１の簡単な検査装置のブロック図。 【図５】本発明の容器の底面の画像の検査方法によるバ
ッフルマークの識別と、保存された画像からバッフルマ
ークを除去する方法を示す平面図。 【図６】本発明の容器の底面の画像の検査方法によるバ
ッフルマークの識別と、保存された画像からバッフルマ
ークを除去する方法を示す平面図。 【図７】本発明の容器の底面の画像の検査方法を示し、
画像の中心を捜し当てる方法を示す平面図。 【図８】本発明の容器の底面の画像の検査方法のマルチ
・サーキュラー・エッジ検出法（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃ
ｉｒｃｕｌａｒ ｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔ
ｈｏｄ）を用いて画像を処理し、底面における欠陥、ま
たは許容できない痕跡を検出する方法を示す平面図。 【図９】本発明における容器の画像の検査方法のリニア
・エッジ検出法（ｌｉｎｅａｒｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔ
ｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて画像を処理し、底面に
おける欠陥、または許容できない痕跡を検出する方法を
示す平面図。 【図１０】本発明における容器の画像の検査方法のリニ
ア・エッジ検出法（ｌｉｎｅａｒｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃ
ｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて画像を処理し、底面
における欠陥、または許容できない痕跡を検出する方法
を示す平面図。 【図１１】ガラス容器の底を示し、バッフルマークが存
在する状態での本発明の欠陥の検出能力を示す平面図。 【図１２】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１３】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１４】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１５】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１６】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１７】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１８】従来のガラス容器の底面の電子光学的な捜査
による検査手法の一部を示した概略図。 【符号の説明】 ２０ 本発明の装置 ２２ 透明容器の底面 ２３ 画像 ２４ 透明容器 ２５ バッフルマーク ２６ ドーナツ状フィルタ（検査エリア） ２７ ヒールマーク ３０ カメラ ３２ レンズ ４０ 光源 ４２ 照明装置 ４４ 光散乱膜 ４６ ＬＥＤ格子 ５０ 画像処理コンピュータ（画像記憶装置、マイクロ
プロセッサ） ５２ Ｄ／Ａコンバータおよびフレーム・バッファ ５４ イメージ・プロセッサ ５６ ＣＰＵ ５８ マイクロプロセッサ
図１のマシンビジョン・システムに組み込まれている画
像取得装置の概略図。 【図４】図１の簡単な検査装置のブロック図。 【図５】本発明の容器の底面の画像の検査方法によるバ
ッフルマークの識別と、保存された画像からバッフルマ
ークを除去する方法を示す平面図。 【図６】本発明の容器の底面の画像の検査方法によるバ
ッフルマークの識別と、保存された画像からバッフルマ
ークを除去する方法を示す平面図。 【図７】本発明の容器の底面の画像の検査方法を示し、
画像の中心を捜し当てる方法を示す平面図。 【図８】本発明の容器の底面の画像の検査方法のマルチ
・サーキュラー・エッジ検出法（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃ
ｉｒｃｕｌａｒ ｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔ
ｈｏｄ）を用いて画像を処理し、底面における欠陥、ま
たは許容できない痕跡を検出する方法を示す平面図。 【図９】本発明における容器の画像の検査方法のリニア
・エッジ検出法（ｌｉｎｅａｒｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔ
ｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて画像を処理し、底面に
おける欠陥、または許容できない痕跡を検出する方法を
示す平面図。 【図１０】本発明における容器の画像の検査方法のリニ
ア・エッジ検出法（ｌｉｎｅａｒｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃ
ｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて画像を処理し、底面
における欠陥、または許容できない痕跡を検出する方法
を示す平面図。 【図１１】ガラス容器の底を示し、バッフルマークが存
在する状態での本発明の欠陥の検出能力を示す平面図。 【図１２】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１３】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１４】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１５】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１６】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１７】本発明の一つの理想的な実施方法の流れ図。 【図１８】従来のガラス容器の底面の電子光学的な捜査
による検査手法の一部を示した概略図。 【符号の説明】 ２０ 本発明の装置 ２２ 透明容器の底面 ２３ 画像 ２４ 透明容器 ２５ バッフルマーク ２６ ドーナツ状フィルタ（検査エリア） ２７ ヒールマーク ３０ カメラ ３２ レンズ ４０ 光源 ４２ 照明装置 ４４ 光散乱膜 ４６ ＬＥＤ格子 ５０ 画像処理コンピュータ（画像記憶装置、マイクロ
プロセッサ） ５２ Ｄ／Ａコンバータおよびフレーム・バッファ ５４ イメージ・プロセッサ ５６ ＣＰＵ ５８ マイクロプロセッサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成４年１０月２９日 【手続補正２】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】図３ 【補正方法】追加 【補正内容】 【図３】ＬＥＤ格子の説明図。
【手続補正書】 【提出日】平成４年１０月２９日 【手続補正２】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】図３ 【補正方法】追加 【補正内容】 【図３】ＬＥＤ格子の説明図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 以下のようなステップからなる底面（２
２）にバッフルマーク（２５）を有する、実質的に透明
な容器（２４）の検査方法が、 前述の容器（２４）の底面（２２）を照明するステップ
と、 容器（２４）の底面（２２）の画像（２３）を取得する
ステップと、 容器（２４）の底面（２２）の傷跡を検知するために画
像（２３）を解析するステップと、 前述の傷跡の許容性を判断するステップからなり、 前記の解析ステップが、 画像（２３）の中のバッフルマーク（２５）を検知し、 バッフルマーク（２５）を無視しつつ、容器（２４）の
底面（２２）における許容範囲外の傷跡を検知するため
画像（２３）を解析、 することを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求項２】 前記請求項１において、画像の取得ステ
ップが、 画像記憶装置（５０）に、画像（２３）を保存し、 画像の検査および解析のステップが、 画像（２３）中のバッフルマーク（２５）を捜し当て、 画像記憶装置（５０）よりバッフルマーク（２５）を除
去、 することによりバッフルマーク（２５）を無視すること
を特徴とする透明容器の検査方法。 【請求項３】 前記請求項１において、画像の検査およ
び解析のステップが、 データ処理および画像記憶装置（５０）に保存されたプ
ログラムによってなされる、 ことを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求項４】 前記請求項２において、バッフルマーク
（２５）の検知ステップが、 画像（２３）中のバッフルマーク（２５）の位置および
大きさを測定することにより、 バッフルマーク（２５）とその位置および大きさに関す
る情報を画像記憶装置（５０）に記録し保存する、 ことを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求項５】 前記請求項２において、画像の検査ステ
ップが、 画像（２３）中のバッフルマーク（２５）の存在すると
予想される位置にドーナツ状の検査エリア（２６）を設
け、 前述の検査エリア（２６）中の画像（２３）を検査し、
バッフルマーク（２５）を検知、そのバッフルマーク
（２５）に対応する情報を画像記憶装置（５０）に保存
されている情報から除去し、 画像の解析ステップが、 底面（２２）の画像（２３）の残りの跡を検出し、その
跡の輝度と位置を事前に設定されたパラメータと比較す
ることにより、その検知された跡が許容範囲内かを決定
し、その検知された跡が１つでも許容範囲外であれば、
排除信号を発する、 ことを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求事項６】 前記請求項５において、跡の検出ステ
ップが、 マルチ・サーキュラ・エッジ検出法を用いてマイクロプ
ロセッサ（５０）が行なう、 ことを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求事項７】 前記請求項５において、跡の検出ステ
ップが、 リニア・エッジ検出法を用いてマイクロプロセッサ（５
０）が行なう、ことを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求事項８】 前記請求項２において、画像（２３）
中よりバッフルマーク（２５）を捜し当てるステップ
が、 画像（２３）中の、前もって決定された数の円環状の境
界の範囲内で、円環状の境界に沿った様々な位置におい
て特異点の検索を行ない、十分な数の特異点が確認され
たかを判断し、 十分な数の特異点が確認されない場合、十分な数の特異
点が確認されるまで、他の円環状の境界を探索し、 十分な数の特異点が確認された場合、それら確認された
特異点を全て画像処理コンピュータ（５０）に保存し、
円環状の境界における特異点の３点の組合せを解析する
ことにより中心と半径を算出し、その中心と半径を画像
処理コンピュータに保存し、 それら中心と半径の標準偏差を求め、 その標準偏差を外れた中心と半径を除外し、 残された中心と半径の平均を算出し、画像処理コンピュ
ータに保存、 することによりバッフルマーク（２５）の位置と大きさ
を決定し、 画像記憶装置（５０）よりバッフルマークを除去するス
テップが、 中心と半径の平均により決定される円環状の検査エリア
を探索し、 円環状の検査エリア内の複数の線上で特異点を探索、そ
の円環状の検査エリア内で確認された画像上の特異点が
バッフルマーク（２５）に対応するかを判定、 円環状の検査エリア内で確認された画像上の特異点がバ
ッフルマーク（２５）に対応するものであれば、バッフ
ルマーク（２５）を検査のための画像から除去するた
め、そのバッフルマーク（２５）の特異点を標準的な輝
度量に置換する、 ステップからなることを特徴とする透明容器の検査方
法。 【請求項９】 前記請求項８において、許容範囲外の跡
を確認するためバッフルマークを無視しつつ画像（２
３）を解析するステップが、 画像中の複数の円環状の境界において、バッフルマーク
を構成する特異点を標準的輝度量に置換した後の底面
（２２）の画像中の跡を、全ての円環状の境界を探索し
終えるまで探索し、確認された跡を予め設定されている
一連の許容範囲のパラメータと比較し、 該跡が許容範囲のパラメータの枠内に収まらない場合、
排除信号を発する、 ことを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求項１０】 前記請求項１において、画像（２３）
が、 整列した独立した画素を備えたビデオカメラ（３０）に
より取得され、 容器（２４）の底面（２２）が、 整列した独立した画素により、分割された小さな部分と
して捉えるよう、強度均一の短い光のパルスで隅々まで
照明される、 ことを特徴とする透明容器の検査方法。 【請求項１１】 前記請求項１において、バッフルマー
ク（２５）の検知が、 底面（２２）の画像（２３）を、整列した画素の発する
信号として取得し、画像ピクセルの列として保存し、 保存された、画像ピクセルの列の上の、バッフルマーク
（２５）の存在が予想される位置に、円環状の検査エリ
ア（２６）を定義し、 保存された、画像ピクセルの列の上の、円環状の検査エ
リアの内側で、異常な輝度を持つピクセルの位置を検出
し、 異常な輝度を持つピクセルの位置の内、近接する３つの
位置の組合せを解析し、その位置を含む円弧の中心と半
径を決定し、 その中心と半径より、中心と半径の標準偏差を算出し、
標準偏差内に含まれる中心と半径のみを用いて、バッフ
ルマーク（２５）に対応する中心と半径の平均値を算出
し、 中心の平均の位置より半径の平均の距離だけ離れたピク
セルについて解析し、バッフルマーク（２５）が存在す
るか決定し、バッフルマーク（２５）が存在する場合、
バッフルマークに対応する位置のピクセルの画像信号
を、平均的なピクセルの輝度に置換し、 以上のステップにより、保存されている画像（２３）よ
りバッフルマーク（２５）を除去し、バッフルマーク
（２５）を無視することを特徴とする透明容器の検査方
法。 【請求項１２】 以下のような装置からなる、底面（２
２）にバッフルマーク（２５）を有する実質的に透明な
容器（２４）の検査装置が、 容器（２４）の底面（２２）を照明するための装置（４
２）と、 容器（２４）の底面（２２）に対応する画像（２３）を
生成するための装置（３０）と、 生成された画像を保存するための装置（５０、５２）
と、 容器（２４）の底面（２２）の画像（２３）を処理し、
容器（２４）の底面（２２）に存在する許容範囲外の跡
を検知するための装置（５０、５４、５６）からなり、 前記検知装置（５０、５４、５６）が、 保存されている容器（２４）の底面（２２）の画像（２
３）を、バッフルマーク（２５）を無視するために解析
する装置（５４、５６）を備える、 ことを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項１３】 前記請求項１２において、画像を生成
するための装置（３０）が、 画像を、メモリの配列に多数の分離された画素として保
存する処理装置（５０、５４）に引き渡す、 ことを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項１４】 前記請求項１３において、保存された
画像（２３）を解析し、バッフルマーク（２５）を検知
しそれを無視するための処理装置（５４、５６）が、 画像中に、バッフルマーク（２５）を含むようにドーナ
ツ型の検査エリアを定義するための装置と、 バッフルマーク（２５）に対応する画素を確認するた
め、ドーナツ型の検査エリア（２６）の内部の画素の輝
度を解析し、確認された画素に対応するバッフルマーク
の中心と半径を決定し、確認された画素によりバッフル
マークの中心と半径のデータを算出し、そのバッフルマ
ークの中心と半径のデータを画像記憶装置（５０）に保
存するための装置と、 保存されている中心と半径のデータを基に画像（２３）
中のバッフルマーク（２５）を確認し、バッフルマーク
（２５）に対応する位置に存在する画素の保存されてい
る輝度を置換し、それによりバッフルマーク（２５）を
無視するための装置、 からなることを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項１５】 前記請求項１４において、装置が、 保存された画像（２３）を解析し、バッフルマークを検
知しそれを無視するための装置（５０、５４、５６）に
接続されたユーザ・インターフェース装置（９０）を備
え、 前記ユーザ・インターフェース装置（９０）が、オペレ
ータがドーナツ型の検査エリア（２６）をバッフルマー
ク（２５）を覆うよう任意の位置に設定することを可能
とするための装置を備える、 ことを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項１６】 前記請求項１５において、装置（２
０）が、 ユーザ・インターフェース（９０）を通してプログラム
可能であることを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項１７】 前記請求項１２において、保存された
画像（２３）を解析する装置と、バッフルマーク（２
５）を検知し、それを無視するための装置（５０、５
４、５６）が、 画像中の例外的に暗い部分の位置を検知するために、画
像（２３）を解析する装置と、 その例外的に暗い部分に１ないしそれ以上の検査円を設
置する装置と、 １ないしそれ以上の検査円から、バッフルマーク（２
５）の存在およびその位置を決定する装置、 からなることを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項１８】 前記請求項１３において、保存された
画像（２３）を解析し、バッフルマーク（２５）を検知
し、それを無視するための装置（５０、５４、５６）
が、 底面（２２）の画像（２３）を複数の円環状の検査エリ
ア（２６）に分割し、その複数の円環状の検査エリア内
の各画素に、該画素における画像の明るさに応じた輝度
量を割り当てることにより画像中の特徴部分を検出する
装置と、 各検査エリア中の特徴部分を、データ保存装置により提
供される既設の許容範囲を示すパラメータと比較するこ
とにより解析する装置と、 特徴部分が許容範囲を示すパラメータ中に収まらない場
合に、排除信号を発する装置、 からなることを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項１９】 前記請求項１２において、保存された
画像（２３）を、底面（２２）における欠陥を検出する
ために処理する装置（５０、５４、５６）が、 プログラム・モードおよび実行モードにおいて動作する
装置により構成され、 前記装置（５０、５４、５６）が、 前記プログラム・モードにおいて装置に欠陥を検出する
ための基準を教え、装置に容器（２４）の底面（２２）
の許容範囲を示す一連のパラメータを与え、 前記装置（５０、５４、５６）が、 前記実行モードにおいて容器の検査および欠陥容器の認
識を行なう、 ことを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項２０】 前記請求項１９において、装置（５
０、５４、５６）が、 前記プログラム・モードにおいて、一連の許容範囲を示
すパラメータとしてバッフル厚を含むデータ群を受領
し、 前記バッフル厚のデータは、取得された画像（２３）中
のバッフルマーク（２５）の一部と認められる部分の最
大幅を示すパラメータで、 該装置（５０、５４、５６）が、 前記実行モードにおいて、保存されている底面（２２）
の画像（２３）中のバッフルマーク（２５）とバッフル
マーク（２５）の付近に位置する欠陥とを識別するため
に前記バッフル厚を利用する、 ことを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項２１】 前記請求項１３において、保存された
画像（２３）を解析する装置と、バッフルマーク（２
５）を検知し、それを無視するための装置（５０、５
４、５６）が、 互いの距離が既設のデルタだけ離れた２つの画素の輝度
差と既設のグラジェントの値とを比較することにより、
画像（２３）中の特異点（２７）を検出、 することを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項２２】 前記請求項２１において、保存された
画像（２３）を解析する装置と、バッフルマーク（２
５）を検知し、それを無視するための装置（５０、５
４、５６）が、 特異点（２７）の位置を捜し当てる装置と、 特異点（２７）に対して事実上同心にドーナツ状の検査
エリア（２６）を設置する装置と、 バッフルマーク（２５）を検知し、無視するための装置
と、 欠陥を発見するための装置からなることを特徴とする透
明容器の検査装置。 【請求項２３】 前記請求項２２において、特異点（２
７）の位置を捜し当てる装置が、 容器底面（２２）の円周状の境界線を定義する特異点の
うち最低４点（２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７ｄ）を検
出することにより、容器底面の中心（２７Ｉ）を捜し当
てる装置と、 第１の点と第２の点を結ぶ第１の垂直線分（２７Ｅ）を
引き、第２の線（２７Ｆ）を第１の線分（２７Ｅ）の垂
直二等分線となるように引く装置と、 第３の点と第４の点を結ぶ第３の水平線分（２７Ｇ）を
引き、第４の線（２７Ｈ）を第３の線分（２７Ｇ）の垂
直二等分線となるように引く装置と、 第２の線と第４の線との交点を測定することにより、底
面（２２）の画像（２３）の中心（２７Ｉ）を決定する
装置と、 前記装置が前記中心（２７Ｉ）に対し実質上同心にドー
ナツ状の検査エリア（２６）を設置する装置からなるこ
とを特徴とする透明容器の検査装置。 【請求項２４】 前記請求項２２において、保存されて
いる画像を解析する装置と、バッフルマークを検出し、
それを無視する装置（５０、５４、５６）が、 容器（２４）が許容範囲内であるとされる特異点の数の
最大数を表わす既設の最大特異点数を規定し、 容器（２４）を検査し、発見された特異点の数が許容範
囲を越えている場合、容器（２４）を欠陥と決定する装
置からなることを特徴とする透明容器の検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/575,162 | 1990-08-30 | ||
| US07/575,162 US5095204A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Machine vision inspection system and method for transparent containers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599861A true JPH0599861A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=24299200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3242364A Pending JPH0599861A (ja) | 1990-08-30 | 1991-08-29 | 透明容器の検査方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5095204A (ja) |
| EP (1) | EP0472881A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0599861A (ja) |
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| US5095204A (en) | 1992-03-10 |
| EP0472881A2 (en) | 1992-03-04 |
| EP0472881A3 (en) | 1992-12-23 |
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