JP4761245B2 - 壜胴部の欠陥検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、壜胴部の欠陥検査装置に係り、特にガラス壜などの胴部に生ずる屈折性欠陥を検出する壜胴部の欠陥検査装置に関するものである。

各種のガラス壜を成型する際には、金型の温度の不均一などが原因でガラスが金型の表面全体に延びきらずに壜胴部に「しわ」と呼ばれる線状の凹部が形成されることがある。このような凹部は光線の方向により明暗として観察されるので、遮光性欠陥とは区別され、屈折性欠陥と定義される。このような外観上の欠陥を有する壜は不良品として排除することが好ましく、かかる屈折性欠陥を高精度に検出することが求められている。

図１は、従来の壜胴部の欠陥検査装置を示す模式図である。図１に示す欠陥検査装置は、壜１にスポット光を照射する集光照明１００と、集光照明１００のスポット光の光軸１０１からずれた光路上に配置された撮像装置１１０とを有している。壜１の屈折性欠陥を検出するときは、インデックススピン機構により壜１を自転させつつ集光照明１００の前に静止させて、集光照明１００からのスポット光を壜１の検査部位に照射する。

集光照明１００からのスポット光が壜１の欠陥のない部分を透過する場合、図１に矢印Ａで示すように、スポット光はそのまま（ほぼ）光軸１０１に沿った方向に出射される。この場合には、撮像装置１１０に光が入射しないこととなるので、撮像装置１１０には暗い像が写し出される。なお、実際には壜１に入射する際と壜１から出射する際に多少の光の屈折が生じるが、以下では、これらは無視し得るものとして説明する。

一方、集光照明１００からのスポット光が屈折性欠陥のある部分を透過する場合には、図１の矢印Ｂで示すように、スポット光は屈折性欠陥により屈折して、屈折光はスポット光の光軸１０１からずれた方向に出射される。上記撮像装置１１０はこのような屈折光の光路上に位置するように配置されている。したがって、撮像装置１１０には屈折性欠陥が明るく写し出されることになる。このように、撮像装置１１０には、屈折性欠陥のない部分は暗く、屈折性欠陥の部分は明るく写るので、この明暗の差を利用することで壜胴部の屈折性欠陥を検出できるようになっている。

このような従来の欠陥検査装置においては、集光照明１００からの光がスポット光であり発光面積が狭いため、壜１を水平方向に移動させながら欠陥を検出することができない。このため、上述したように、壜１を自転させつつ集光照明１００の前に静止させるためのインデックススピン機構が必要となる。このようなインデックススピン機構は複雑かつ高価であり、また、検査のたびに壜１を集光照明１００の前で静止させる必要があるため、検査速度が遅くなってしまう。

また、壜を成型する際には、２つ割の金型の合わせ部分に「合わせ目」と呼ばれる段差または凸部が形成されるが、このような合わせ目に集光照明１００からのスポット光が入射すると、図１の矢印Ｃで示すように、欠陥の場合と同様に屈折する。このときの屈折角は屈折性欠陥の場合よりも小さいが、撮像装置１１０には合わせ目が背景よりも明るく写し出されることとなる。このため、撮像装置１１０により得られた画像上で屈折性欠陥と合わせ目とを判別することが難しい場合があった。

また、図１に示すような装置以外の欠陥検査装置としては、拡散照明と壜との間に斜方向の複数の隙間を有する遮光板を配置し、壜胴部を透過した光による縞模様の画像を走査して上記欠陥を検出するものも知られている（例えば、特許文献１，２参照）。しかしながら、このような装置では、縞模様の画像を走査するために複雑なアルゴリズムが必要となる上に、合わせ目も屈折性欠陥と同様に明るく写るため、屈折性欠陥と合わせ目とを判別することが難しい。

特開２０００−１６２１５６号公報 特公平６−９０１５０号公報

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、壜胴部の屈折性欠陥の判別が容易で、高速に検査を行うことができる壜胴部の欠陥検査装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、壜胴部の屈折性欠陥の判別が容易で、高速に検査を行うことができる壜胴部の欠陥検査装置が提供される。この欠陥検査装置は、光の出射角度をその表面に対して所定の角度範囲に制限するライトコントロールフィルムと、上記ライトコントロールフィルムを通して検査対象となる壜に光を投光する照明装置と、上記ライトコントロールフィルムを通して上記壜に投光された光が壜胴部の欠陥によって屈折する光を撮像する撮像装置とを備え、上記壜胴部に形成されたしわと呼ばれる線状の凹部からなる欠陥を検出する壜胴部の欠陥検査装置であって、上記ライトコントロールフィルムは、該ライトコントロールフィルムの表面の法線が上記壜と上記撮像装置とを結ぶ線からずれるように配置されており、上記壜胴部に形成されたしわにより屈折した光を上記撮像装置に導くことを可能にし、上記ライトコントロールフィルムから出射される光は、一部の光が上記撮像装置に入射することを可能とする幅を持った光である。

上記欠陥検査装置は、上記検査対象となる壜を上記ライトコントロールフィルムの前方で移動させる移動機構を備えていることが好ましい。この場合において、上記撮像装置が、ミラーと、該ミラーで反射した光を撮像するカメラとを含んでいることが好ましい。

本発明によれば、ライトコントロールフィルムから一定の幅を持った指向性のある光を壜に投光することができ、屈折性欠陥により屈折した光を撮像装置により撮像して該屈折性欠陥を検出することができる。また、壜に投光される光は、一定の幅を持った指向性のある光であるので、屈折性欠陥のない部分を薄明るく撮像することができる。したがって、合わせ目により屈折した光を目立たなくすることができ、屈折性欠陥のみを目立たせることができる。したがって、屈折性欠陥を容易に区別することが可能となり、屈折性欠陥の検出を比較的簡単な画像処理で正確に行うことが可能となる。

また、ライトコントロールフィルムを用いることにより、一定の幅を有する指向性のある光を幅のあるライトコントロールフィルムの全面から出射させることができるので、移動する壜に対しても光を投光することができる。したがって、検査に際して壜を静止させる必要がなく、壜を移動させながら屈折性欠陥の検出を行うことができる。このため、インデックススピン機構のような複雑な機構は不要となり、高速で検査を行うことが可能となる。

以下、本発明に係る壜胴部の欠陥検査装置の実施形態について図２から図５を参照して詳細に説明する。なお、図２から図５において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図２は本発明の第１の実施形態における壜胴部の欠陥検査装置１０を示す模式図、図３は図２の側面図である。本実施形態の欠陥検査装置１０は、壜１中の縦方向（垂直方向）の屈折性欠陥２を検出するものである。図２および図３に示すように、欠陥検査装置１０は、検査対象としての壜１を自転させつつ回転軸１２ａを中心として回転移動させるロータリースピン機構（移動機構）１２と、照明装置としての拡散透過照明１４と、ロータリースピン機構１２に保持された壜１と拡散透過照明１４との間に配置されたライトコントロールフィルム１６と、ライトコントロールフィルムを通して壜１に投光された光を撮像する撮像装置１８とを備えている。撮像装置１８は、ロータリースピン機構１２の回転に追従して角度を調整可能なミラー２０と、ミラー２０で反射した光を撮像するカメラ２２とを備えている。

ライトコントロールフィルム１６は、出射する光の拡散を一定の範囲に抑えるものであり、本実施形態においては横方向（水平方向）に光の拡散を抑えるように構成されている。図４は、ライトコントロールフィルム１６の構造を示す斜視図である。図４に示すように、ライトコントロールフィルム１６は、互いに平行に配置された複数のルーバ１６ａを内部に含んでいる。図４に示す例では、それぞれのルーバ１６ａの面がライトコントロールフィルム１６の表面に対して垂直になるように配置されている。

このような構造により、例えば、ライトコントロールフィルム１６の表面の法線Ｎの方向については光の透過率が７５％となり、ルーバ１６ａの並び方向Ｘに関して法線Ｎと１５°をなす方向に関しては光の透過率が３５％となる。さらに、ルーバ１６ａの並び方向Ｘに関して法線Ｎと３０°以上をなす方向に関しては光の透過率が０％となる。このように、ライトコントロールフィルム１６は、光の出射角度をその表面に対して所定の角度範囲（上述の例では法線Ｎに対して±３０°の範囲）に制限し、一定の幅を有する指向性を持った光を出射できるようになっている。

ここで、ロータリースピン機構１２は、複数の壜１を自転させながら保持できるようになっており、回転軸１２ａを中心として回転することにより検査対象である壜１をライトコントロールフィルム１６の前方で移動させるようになっている。撮像装置１８のミラー２０は、検査対象である壜１の移動に追従して角度を変えられるようになっている。このようにミラー２０が壜１の移動に追従することにより、移動する壜１の検査部位を撮像装置１８のカメラ２２で撮像できるようになっている。

ここで、図２に示すように、ライトコントロールフィルム１６は、その表面の法線Ｎが壜１とミラー２０とを結ぶ線からずれるように配置されている。このような配置により、壜１中の屈折性欠陥２により屈折した光を撮像装置１８のカメラ２２に導くことが可能となる。すなわち、拡散透過照明１４から発せられた光はライトコントロールフィルム１６を通して壜１に投光されるが、上述したライトコントロールフィルム１６の作用により、ライトコントロールフィルム１６から出射される光は、法線Ｎ方向に最も強く、その両側の所定の範囲（水平方向に±３０°）に制限された光となる。この最も強い法線Ｎ方向の光が壜１中の屈折性欠陥２のある部分を透過すると、光がこの屈折性欠陥２により屈折してミラー２０の方向に出射される。これにより、屈折性欠陥２がカメラ２２に明るく写し出される。

一方、最も強い法線Ｎ方向の光が欠陥のない部分を透過する場合には、その光はそのまま直進するが、ライトコントロールフィルム１６から出射される光は、スポット光と異なり、一定の幅を持った光であるため、一部の光はミラー２０に入射することとなる。これにより、カメラ２２には背景が薄明るく写し出されることになる。

また、ライトコントロールフィルム１６からの光が壜１の合わせ目を透過する場合、屈折性欠陥と同様に光が屈折し、一部の光がミラー２０に入射する。この場合の屈折角は屈折性欠陥の場合よりも小さいため、カメラ２２には屈折性欠陥２よりも暗く写し出される。上述したように、ライトコントロールフィルム１６からの一定の幅を持った光により背景が薄明るく写し出されるため、合わせ目の明るさが目立たなくなる。したがって、屈折性欠陥２のみを目立たせることができ、屈折性欠陥２を容易に区別することが可能となる。このため、屈折性欠陥２の検出を比較的簡単な画像処理で正確に行うことが可能となる。

また、上述したライトコントロールフィルム１６を用いれば、一定の幅を有する指向性のある光を水平方向に幅のあるライトコントロールフィルム１６の全面から出射させることができるので、移動する壜１に対しても光を投光することができる。したがって、検査に際して壜１を静止させる必要がなく、壜１を移動させながら屈折性欠陥２の検出を行うことができる。このため、インデックススピン機構のような複雑な機構は不要となり、高速で検査を行うことが可能となる。

図５は、本発明の第２の実施形態における壜胴部の欠陥検査装置の要部を示す側面図である。本実施形態の欠陥検査装置は、壜１中の横方向（水平方向）の屈折性欠陥を検出するものである。本実施形態においては、ライトコントロールフィルム３６は、縦方向（垂直方向）に光の拡散を抑えるように構成されており、図５に示すように、ライトコントロールフィルム３６から出射される光が斜め下方を向くように、その上部が傾けられている。このような構成によれば、上述した第１の実施形態と同じ原理により、屈折性欠陥の区別が容易になり、屈折性欠陥の検出を比較的簡単な画像処理で正確に行うことができる。

なお、上述したライトコントロールフィルムの大きさ、配置、および傾斜などは、壜の移動経路やカメラや壜の配置に応じて最適なものを選択できることは言うまでもない。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

従来の壜胴部の欠陥検査装置を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態における壜胴部の欠陥検査装置を示す模式図である。 図２の側面図である。 図２の欠陥検査装置におけるライトコントロールフィルムの構造を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態における壜胴部の欠陥検査装置の要部を示す側面図である。

符号の説明

１ 壜
２ 屈折性欠陥
１０ 欠陥検査装置
１２ ロータリースピン機構
１４ 拡散透過照明（照明装置）
１６，３６ ライトコントロールフィルム
１８ 撮像装置
２０ ミラー
２２ カメラ

Claims (3)

1. 光の出射角度をその表面に対して所定の角度範囲に制限するライトコントロールフィルムと、
   前記ライトコントロールフィルムを通して検査対象となる壜に光を投光する照明装置と、
   前記ライトコントロールフィルムを通して前記壜に投光された光が壜胴部の欠陥によって屈折する光を撮像する撮像装置とを備え、前記壜胴部に形成されたしわと呼ばれる線状の凹部からなる欠陥を検出する壜胴部の欠陥検査装置であって、
   前記ライトコントロールフィルムは、該ライトコントロールフィルムの表面の法線が前記壜と前記撮像装置とを結ぶ線からずれるように配置されており、前記壜胴部に形成されたしわにより屈折した光を前記撮像装置に導くことを可能にし、
   前記ライトコントロールフィルムから出射される光は、一部の光が前記撮像装置に入射することを可能とする幅を持った光であることを特徴とする壜胴部の欠陥検査装置。
2. 前記検査対象となる壜を前記ライトコントロールフィルムの前方で移動させる移動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
3. 前記撮像装置は、ミラーと、該ミラーで反射した光を撮像するカメラとを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の欠陥検査装置。

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