JP2005010012A - Inspection apparatus for spherical transparent body surface - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス玉などの球状透明体の表面に溝などの欠陥が発生しているかを検査する球状透明体表面検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図13に示すように、炭酸飲料ビン(例えばラムネのビン)の封緘体としてガラス玉3が用いられている(例えば、特許文献1)。具体的には、この種の炭酸飲料ビンの封緘体は、外栓5と内栓6とを備えると共に、上記ガラス玉3が内栓6に抱持されており、このガラス玉3が炭酸飲料ビンの内圧により押し上げられて内栓6が封緘される構成となっている。しかしながら、例えば、溝やヒビ、凹凸などの欠陥(疵)がガラス玉3の表面に生じていると、ガラス玉3と内栓6との隙間から炭酸飲料ビン内のガスが抜けて当該炭酸飲料ビンの内圧が下がることで、ガラス玉3が下がってしまい、炭酸飲料ビンに充填された炭酸飲料が漏れ出してしまうといった問題が生じる。そこで、従来では、ガラス玉3に対して投光器にて光を照射し、ガラス玉3表面の欠陥で乱反射した光をカメラなどで検出する構成の検査装置が用いられている。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−86962号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラス玉3の表面の欠陥が谷部分に丸みを帯びた溝や凹であると、この欠陥部分で乱反射が生じ難く、その検出が困難であるという問題がある。さらに、欠陥の大きさが小さかったり、深度が浅いような場合であっても、乱反射の程度が小さくなり、その検出が困難であった。また、ガラス玉3への光の入射角(すなわち投光器の配置位置)、欠陥形状およびカメラの配置位置によっては、欠陥に対して光が直入射してしまい乱反射が生じ難くなったり、あるいは、欠陥で乱反射した光がカメラに入射せず、その欠陥を検出することができない場合もある。
【0005】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、例えばガラス玉などの球状透明体表面の欠陥を、その欠陥の形状によらず正確に検出できる球状透明体表面検査装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、検査対象となる球状透明体の焦点位置から、略点光源とみなせる光源により前記球状透明体に対して光を照射する照射手段と、前記球状透明体を透過して平行光化した透過光を受光する受光手段とを備え、前記受光手段により受光された透過光の光量に基づいて前記球状透明体表面の欠陥を検出することを特徴とする球状透明体表面検査装置を提供する。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の球状透明体表面検査装置において、前記照射手段は、平行光を出射する光源と、前記光源からの平行光を前記球状透明体に導く一方で、前記球状透明体を透過してきた光を透過させるハーフミラーと、前記ハーフミラーにより前記球状透明体に導かれ透過した透過光の焦点位置に、前記透過光の入射角に対して反射面が略垂直を成すように配置され、前記透過光を反射することで略点光源とみなせる光源を作り出すミラーとを備え、前記受光手段は、前記ミラーによって作り出された光源からの光が前記球状透明体を透過して平行光化した透過光を受光することを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の球状透明体表面検査装置において、前記照射手段からの光の照射位置をずらして前記球状透明体の全表面を検査すべく前記球状透明体を回転させる回転手段とを更に具備することを特徴とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の球状透明体表面検査装置において、前記回転手段は、2つの回転体を備え、前記2つの回転体の各々は、前記球状透明体に接触し、互いが同じあるいは異なる速度で回転することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、炭酸飲料ビンの封緘体として用いられるガラス玉を球状透明体として例示し、このガラス玉の表面欠陥を検査するガラス玉表面検査装置について説明する。先ず、本発明の理解を容易とするために、このガラス玉表面検査装置の構成を説明するに先立って、ガラス玉表面の欠陥検出方法の原理を説明する。
【0011】
図1および図2は、欠陥検出方法の原理を説明するための図である。図1に示すように、検査対象となるガラス玉3に対して平行光Lpを照射した場合、この平行光Lpに対してガラス玉3が球レンズとして機能し、平行光Lpがガラス玉3を透過しガラス玉3の焦点Fで集光する。すなわち、図2に示すように、焦点Fの位置に略点光源とみなせる光源(以下、単に「点光源」と称する)16aが配置され、この点光源16aからガラス玉3への照射光の主軸がガラス玉3の中心軸と略同軸となるようにガラス玉3に光が照射された場合には、点光源16aからの光は、図1に示す光路を逆に辿り(図中矢印と逆方向)、ガラス玉3を透過した透過光Ltは平行光化される。
【0012】
従って、ガラス玉3からの透過光Ltを受光可能な位置にカメラ14を配置すると、ガラス玉3の表面に欠陥が無い場合には、平行光化された透過光Ltの光束の面内で光量分布の偏りが略無いため、カメラ14の撮像により明暗のない(すなわち、カメラ14の受光領域内での光量分布が略一様な)像が得られることになる。
【0013】
一方、図3に示すように、ガラス玉3の表面に欠陥4(図示例では谷状に凹んだスジ)がある場合には、ガラス玉3を透過する光が欠陥4での屈折により様々な方向へ光路変更される。これにより透過光Ltの光束面内で、欠陥4の程度(形状や深さ、大きさなど)に応じて、その欠陥4に対応する箇所で光量が減少し、図4に示すように、カメラ14の撮像により欠陥部分が暗くなった像が得られることとなる。
【0014】
このように、本発明では、ガラス玉3を透過した透過光Ltを受光し、その光量分布(より具体的には、欠陥での屈折による受光量の減少)に基づいて欠陥4の有無を検出する構成であるため、光が照射された箇所に欠陥4が在れば、その欠陥4での散乱により光量分布が必ず偏るため、反射光を検出する従来技術とは異なり欠陥形状にかかわりなく、この欠陥4を検出することができる。
【0015】
さらに、ガラス玉3からの透過光Ltを平行光化し、欠陥4が無い場合には略均一な光量分布を得る構成とすることで、欠陥4が生じていれば、その欠陥4が比較的小さいものや浅いものであっても、欠陥4で生じた多少の光量分布の偏りを精度良く検出することができる(すなわち、SN比を向上させることが可能となる)。
【0016】
さらにまた、透過光Ltが平行光であるため、ガラス玉3とカメラ14との離間距離によらず、カメラ14により撮像された暗部の面積は欠陥の面積と略等しくなるため、その暗部に基づいて欠陥の大きさや形状を簡単に検知することが可能となる。また、暗部の明暗の程度によって欠陥の程度(深さあるいは欠陥部分の荒さ)を推察することも可能となる。
【0017】
次いで、上記欠陥検出方法を用いたガラス玉表面検査装置1について説明する。図5は、本実施形態にかかるガラス玉表面検査装置1の構成を概略的に示す図である。この図において、ステージ10は、ガラス玉3が載置されるものであり、金属などから形成された板状部材である。2つのゴムタイヤ12は、自動車模型などに用いられている小型のものであり、各々は所定間隔(検査対象となるガラス玉3の直径よりも短い距離)だけ離間して同軸線上に配置されると共に、各々の接地面がステージ10の1辺に接するように配置されている。
【0018】
また、ステージ10は、ゴムタイヤ12が配置されている側が下方となるように傾斜する姿勢で図示せぬ支持機構により支持されている。すなわち、図6に示すように、ガラス玉表面検査装置1を側面方向からみた場合、ステージ10とゴムタイヤ12との接触部が谷となり、ガラス玉3は、この谷部分に載置され、2つのゴムタイヤ12に挟まれて位置決めされる。
【0019】
ゴムタイヤ12の接地面は、当該ゴムタイヤ12の回転に従動してガラス玉3が回転する程度の摩擦抵抗を有し、また、2つのゴムタイヤ12が互いに別々の駆動モータ128に接続されて互いに独立して回転駆動される。ゴムタイヤ12の回転制御(すなわち、駆動モータの制御)は、コンピュータシステム18により行われる。
【0020】
また、図5および図6に示すように、ガラス玉表面検査装置1は、ガラス玉3の表面欠陥を検出するための光学系として、照射光源(投光器)16、コリメート装置20、ハーフミラー21、ミラー22(図6参照)およびカメラ14を備えている。照射光源16は例えばハロゲンランプなどの白色光源である。また、コリメート装置20は、照射光源16からの光を平行光にしてハーフミラー21に向けて出射するものであり、図示せぬピンホールやコリメートレンズを備えている。
【0021】
ハーフミラー21は、コリメート装置20により平行光化された照射光源16からの光を反射してガラス玉3に導き、当該ガラス玉3の略真上(鉛直上方向)から光を照射するものであり、図示せぬミラーホルダーによりガラス玉3の略真上に保持されている。また、図6に示すように、ステージ10には、上方から下方に向けてガラス玉3を透過した光をステージ10の下側に導くための開口部10aが形成され、この開口部10aの略直下には、開口部10aを通過した光を再び鉛直上方に向けて反射するミラー22が配置されている。このミラー22は、ガラス玉3が球レンズとして機能する場合の焦点Fにミラーホルダー(不図示)により保持されている。このミラーホルダーは、ミラー22の保持高さを任意に調整できるものであり、寸法の異なるガラス玉3を検査する場合には、このガラス玉3の焦点Fにミラー22の配置位置を容易に合わせることが可能となっている。
【0022】
この光学配置の下、照射光源16からガラス玉3に対して照射された平行光は、ミラー22の反射面で焦点を結ぶため、略点光源とみなせる光源がミラー22により形成されることとなる。そして、ミラー22の面上に形成された光源からガラス玉3に対して光が下方(鉛直下方向)から照射される。
【0023】
ミラー22からガラス玉3に照射された光は、このガラス玉3を透過する際に、ガラス玉3が球レンズとして機能することで平行光化され、ハーフミラー21を透過し、この透過光Ltがカメラ14によって受光(撮像)される。カメラ14は、光を受光する受光素子(撮像素子)が線状に配置されてなるラインセンサであり、受光量に応じた受光信号をコンピュータシステム18に出力する。
【0024】
ここで、ガラス玉表面検査の際には、ゴムタイヤ12の回転に伴ってガラス玉3が回転しており、コンピュータシステム18がカメラ14からの受光信号を時系列につなぎ合せることで、ガラス玉3の回転方向全面の画像データが生成可能となっている。コンピュータシステム18は、この画像データに対して画像解析を施すことによりガラス玉3の回転方向の表面状態を解析する。
【0025】
図7は、カメラ14から出力された受光信号を模式的に示す図である。この図に示すように、ガラス玉3の表面に欠陥4がある場合、その欠陥4によって透過光Ltの光束面内で光量が減少するため、ガラス玉3の径方向において部分的に受光光量が落ち込んだ受光信号が得られる。そして、このような受光信号を時系列につなぎ合せることで、図8に示すように、ガラス玉3の回転方向全表面を示す画像が得られ、この画像において欠陥4が暗部として示されることとなる。
【0026】
コンピュータシステム18は、このようにして得られた画像において、暗部(すなわち欠陥4)の大きさ、あるいは、暗部の明度により示される欠陥の程度(凹凸の度合いなど)に基づいて、このガラス玉3が封緘体として使用可能か否かを判別する。具体的には、コンピュータシステム18は、封緘体として使用可能な程度を、暗部の大きさの閾値あるいは明度の閾値として予め記憶しており、表面検査の結果得られた画像の暗部が、これらの閾値よりも大きければ、封緘体として使用するに耐えない欠陥がガラス玉3表面にあるものと判断する。
【0027】
ところで、本実施形態のガラス玉表面検査装置1は、固定配置された1台のカメラ14により略球状のガラス玉3を撮像するため、当該ガラス玉3を一方向に回転させただけでは、ガラス玉3の全表面(特にガラス玉3の回転極付近)を検査することができない。そこで、本実施形態では、次のようにして、ガラス玉3の全表面の検査を可能としている。すなわち、ガラス玉3の回転方向は、2つのゴムタイヤ12の各々の回転速度に依存するため、ガラス玉3における光の照射面がガラス玉3の全表面を通過するように移動させるべく、2つのゴムタイヤ12の回転速度を互いに異ならせることでガラス玉3の回転方向を制御して全表面検査を可能としている。
【0028】
具体的には、図9に示すように、2つのゴムタイヤ12の各々が等速、同一方向(図中矢印Aで示す)に回転する場合、ガラス玉3は、図中矢印Bで示すように、ゴムタイヤ12の回転方向と略同じ方向に回転する。また、図10および図11に示すように、ゴムタイヤ12の一方の回転速度を他方のゴムタイヤ12の回転速度よりも遅くした場合には、ガラス玉3は、図中矢印Bで示すように、回転速度の速い方のゴムタイヤ12に引き込まれるように回転する。従って、本実施形態にあっては、ガラス玉3の表面検査において、2つのゴムタイヤ12の各々の回転速度を制御することにより、図9乃至図11に示すように、ゴムタイヤ12の各々の回転速度に応じてガラス玉3の回転方向を異ならせることにより、ガラス玉3の全表面の検査を可能としているのである。
【0029】
以上説明したように、本実施形態によれば、ステージ上10にガラス玉3を載置し、平行光化された透過光Ltを検出するだけで簡単にガラス玉3の表面欠陥を検査することができる。また、ガラス玉3を透過した透過光Ltが平行光化しているため、より精度よく欠陥を検出することができる。さらに、2つのゴムタイヤ12の各々の回転速度を制御することで、ガラス玉3の回転方向を異ならせることが可能であるため、1台のカメラ14により、球形のガラス玉3の全表面を検査することが可能となる。これにより、ガラス玉3の回転極付近を撮像するために、カメラ14の数を増やしたりする必要がなく、装置構成を簡易とすることができる。
【0030】
なお、本発明にあっては、ガラス玉3を透過した透過光Ltが平行光に近い程、検出精度(SN比)が向上するものの、欠陥として比較的大きなものや、凹凸の著しいものだけを検出すれば良い場合には、その欠陥により透過光Ltの光路変更が比較的顕著に生じるため、透過光Ltが完全な平行光である必要は無い。換言すれば、透過光Ltは欠陥を検出できる精度が得られる程度に平行光化されていれば、ミラー22がガラス玉3の焦点Fから多少ずれていても良く、また、コリメート装置20の代わりに焦点距離の長い凸レンズを用いて照射光源16からの光を簡略的に平行光化する構成であっても良い。
【0031】
<変形例・応用例>
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様にすぎず、本発明の範囲内で任意に変形・応用可能である。
【0032】
(変形例1)
上述した実施形態では、照射光源16として白色光源を用いる構成について例示したが、十分な光量の透過光Ltを得やすくするために、ガラス玉3を透過する波長の単色光(レーザ光)を用いても良い。また、照射光源16に白色光源を用いる場合であっても、ガラス玉3を透過する波長が既知であるならば、ハーフミラー21に波長選択性を有した光学素子を用いて、この波長の光だけをガラス玉3に照射する構成であっても良い。
【0033】
(変形例2)
また上述した実施形態では、ガラス玉3の焦点Fに配置されたミラー22により点光源を形成する構成について例示したが、これに限らず、この焦点Fに光ファイバーの端面(光出射端)を配置し、ガラス玉3に光を照射する構成としても良い。この構成においては、光ファイバからの光が十分に広がるように、光ファイバの端面とガラス玉3の間にレンズを配置するか、あるいは、光ファイバの端面が丸みを帯びた形状になされることが好ましい。
【0034】
(応用例)
上記実施形態のガラス玉表面検査装置1を応用して、多数のガラス玉3の表面欠陥を順次検査し欠陥のあるガラス玉3を振り分けるガラス玉自動振り分け装置を構成することが可能である。図12は、本応用例にかかるガラス玉自動振り分け装置2の構成を概略的に示す図である。なお、同図において、図5および図6に示したものと同じ構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0035】
この図において、ホッパー120は、検査対象となるガラス玉3を貯蓄すると共にホッパーコントローラ121の制御の下、フィーダー122に所定個数のガラス玉3を供給するものである。本実施形態では、ホッパー120には、約4000個のガラス玉3が貯蓄される。フィーダー122は、フィーダーコントローラ123の制御の下、ホッパー120から供給されたガラス玉3を所定個数だけ導入レーン124に送り出すものである。導入レーン124は、先端が下方に傾く姿勢で配置され、その先端が昇降ステージ125に連結される。昇降ステージ125は、実施形態で説明したステージ10にガラス玉3を1個ずつ供給するものであり、ステージ10と隣接して配置され、このステージ10よりも僅かに降下した状態でシリンダ126により昇降可能に支持されることで、昇降ステージ125とステージ10との間に段差が形成されている。従って、導入レーン124に送り出されたガラス玉3は、この段差に衝突して静止する。ここで、導入レーン124の途中には、ガラス玉3の有無を検出する検出センサ138が配置されており、この検出センサ138によりガラス玉3が無いことが検出されると、フィーダー122からガラス玉3が導入レーン124に供給され、これにより、導入レーン124には、所定個数以上のガラス玉3が存在するようになっている。
【0036】
さて、昇降ステージ125がシリンダ126により上昇させられると、この昇降ステージ125上の1個のガラス玉3がステージ10に導かれる。ステージ10の近くには、当該ステージ10上でのガラス玉3の有無を検出する検出センサ127が設けられている。ガラス玉3がステージ10に導かれ、検出センサ127がガラス玉3を検出すると、駆動モータ128がゴムタイヤ12を回転駆動させる一方で、照明コントローラ129の制御の下、照射光源16からガラス玉3へ光が照射され、また、カメラコントローラ130の制御の下、カメラ14によりガラス玉3からの透過光の撮像が行われ、これにより、ガラス玉3の全表面にわたる欠陥検査が行われる。
【0037】
またステージ10は、シリンダ131に昇降可能に支持され、ガラス玉3の全表面検査が終了すると、シリンダ131によりステージ10が上昇する構成となっている。ステージ10が上昇すると、当該ステージ10上のガラス玉3は、ゴムタイヤ12の回転(図中、時計回り)により、当該ゴムタイヤ12の後方(図中、右側)に配置された振分レーン132に導かれる。振分レーン132は、ガラス玉3を良品、不良品に振り分けるものである。具体的には、全表面検査の結果、ガラス玉3に欠陥があった場合には、シリンダ134により振分レーン132の出口が不良品用バケット136に案内され、これにより、欠陥のあるガラス玉3が不良品用バケット136に貯蓄される。一方ガラス玉3に欠陥が無い場合には、シリンダ134により、振分レーン132の出口が良品バケット137に案内され、この良品バケット137に欠陥の無いガラス玉3が貯蓄される。
【0038】
ここで、本実施形態では、良品のガラス玉3を所定個数ごとに良品バケット137に貯蔵する構成としている。すなわち、本実施形態では、良品バケット137が多数(図示例では、2個)用意されており、振分レーン132の途中に設けられたガラス玉計数センサ139により、1つの良品バケット137へ所定個数のガラス玉3が供給された事を検知すると、良品のガラス玉3を別の良品バケット137へ導くべく、シリンダ135が振分レーン132の出口を切り替える構成となっている。
【0039】
上述したホッパーコントローラ121、フィーダーコントローラ123、各シリンダ126、131、134、135、138、照明コントローラ129およびカメラコントローラ130の各構成要素は、制御ユニット140と接続され、この制御ユニット140に制御される。具体的には、制御ユニット140は、上記各構成要素と電気信号送受可能に接続されるI/O(Input/Output)部と、駆動モータ128を制御するモータコントローラと、各構成要素からの電気信号に応じて、これらの各構成要素をシーケンス制御するシーケンサとを備え、このシーケンサにより、上記のように各部が動作する。また、ガラス玉自動振り分け装置2は、ユーザインターフェースである操作盤141を備えている。この操作盤141には、電源投入ボタンや起動ボタン、停止ボタンといった各種操作子の他、ホッパー120に貯蓄されたガラス玉3の全部に対して検査が終了した事を報知する検査終了報知ランプや、良品バケットが満杯である事を報知するランプ、不良品バケットが満杯である事を報知するランプなどが設けられている。
【0040】
以上の構成において、ユーザが操作盤141を操作して、検査指示を与えると、制御ユニット140が各部を制御することで、ガラス玉3の全表面検査が行われ、この検査結果に応じてガラス玉3が良品、不良品に振分選別される。すなわち、ガラス玉3の全表面検査に際し、作業者は、ホッパー120へのガラス玉3の充填と、各バケット136、137の回収のみを行えばよく、作業者負担が軽減されると共に、短時間で効率良くガラス玉3の全表面を検査し、良品、不良品を振り分けることが可能となる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガラス玉表面の欠陥を、その欠陥の形状によらず正確に検出できる球状透明体表面検査装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる球状透明体(ガラス玉)の表面欠陥の検出方法原理を説明するための図である。
【図2】本発明にかかる球状透明体(ガラス玉)の表面欠陥の検出方法原理を説明するための図である。
【図3】本発明にかかる球状透明体(ガラス玉)の表面欠陥の検出方法原理を説明するための図である。
【図4】本発明にかかる表面欠陥検出方法により得られる検出結果を模式的に示す図である。
【図5】実施形態にかかるガラス玉表面検査装置の基本的構成の概略を示す図である。
【図6】同ガラス玉表面検査装置の側面図である。
【図7】ガラス玉表面に欠陥がある場合の受光信号を示す図である。
【図8】同受光信号に基づいて生成された画像を示す図である。
【図9】ガラス玉の回転方向制御を説明するための図である。
【図10】ガラス玉の回転方向制御を説明するための図である。
【図11】ガラス玉の回転方向制御を説明するための図である。
【図12】本発明の応用例にかかるガラス玉自動振り分け装置の構成を示す図である。
【図13】従来の技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1 ガラス玉表面検査装置
3 ガラス玉
4 欠陥
10 ステージ
10a 開口部
12 ゴムタイヤ
14 カメラ
16 照射光源
16a 点光源
18 コンピュータシステム
20 コリメート装置
21 ハーフミラー
22 ミラー
140 制御ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spherical transparent body surface inspection apparatus that inspects whether a defect such as a groove is generated on the surface of a spherical transparent body such as a glass ball.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 13, a
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-86962
[Problems to be solved by the invention]
However, if the defects on the surface of the
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a spherical transparent body surface inspection device that can accurately detect defects on the surface of a spherical transparent body such as glass balls, regardless of the shape of the defects. With the goal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 includes an irradiating means for irradiating light to the spherical transparent body from a focal position of the spherical transparent body to be inspected by a light source that can be regarded as a substantially point light source A light receiving means for receiving the transmitted light that has passed through the spherical transparent body and converted into parallel light, and detects defects on the surface of the spherical transparent body based on the amount of transmitted light received by the light receiving means. A spherical transparent body surface inspection device is provided.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the spherical transparent body surface inspection apparatus according to the first aspect, the irradiating means includes a light source that emits parallel light and a parallel light from the light source that is guided to the spherical transparent body. And a reflecting surface with respect to the incident angle of the transmitted light at the focal position of the transmitted light that is guided to and transmitted by the half mirror by the half mirror, and a half mirror that transmits the light transmitted through the spherical transparent body. And a mirror that creates a light source that can be regarded as a substantially point light source by reflecting the transmitted light, and the light receiving means receives light from the light source created by the mirror as the spherical transparent body. And transmitting transmitted light that has been converted into parallel light.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the spherical transparent body surface inspection apparatus according to the first or second aspect, the spherical surface of the spherical transparent body is inspected by shifting the irradiation position of light from the irradiation means. And a rotating means for rotating the transparent body.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the spherical transparent body surface inspection apparatus according to the third aspect, the rotating means includes two rotating bodies, and each of the two rotating bodies contacts the spherical transparent body. And rotating at the same or different speed.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a glass ball used as a sealed body of a carbonated beverage bottle is exemplified as a spherical transparent body, and a glass ball surface inspection apparatus that inspects a surface defect of the glass ball will be described. First, in order to facilitate understanding of the present invention, the principle of the glass ball surface defect detection method will be described prior to describing the configuration of the glass ball surface inspection device.
[0011]
1 and 2 are diagrams for explaining the principle of the defect detection method. As shown in FIG. 1, when the parallel light Lp is irradiated to the
[0012]
Therefore, when the
[0013]
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the surface of the
[0014]
Thus, in the present invention, the transmitted light Lt transmitted through the
[0015]
Further, the transmitted light Lt from the
[0016]
Furthermore, since the transmitted light Lt is parallel light, the area of the dark part imaged by the
[0017]
Next, the glass ball surface inspection apparatus 1 using the defect detection method will be described. FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the glass ball surface inspection apparatus 1 according to the present embodiment. In this figure, a
[0018]
Further, the
[0019]
The ground contact surface of the
[0020]
As shown in FIGS. 5 and 6, the glass ball surface inspection device 1 is an optical system for detecting surface defects of the
[0021]
The
[0022]
Under this optical arrangement, the parallel light irradiated to the
[0023]
The light irradiated from the mirror 22 to the
[0024]
Here, when the surface of the glass ball is inspected, the
[0025]
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a light reception signal output from the
[0026]
The computer system 18 uses the
[0027]
By the way, since the glass ball surface inspection apparatus 1 of this embodiment images the substantially
[0028]
Specifically, as shown in FIG. 9, when each of the two
[0029]
As described above, according to the present embodiment, the
[0030]
In the present invention, as the transmitted light Lt transmitted through the
[0031]
<Modification / Application>
The above-described embodiments are merely one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention.
[0032]
(Modification 1)
In the embodiment described above, the configuration using a white light source as the
[0033]
(Modification 2)
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the point light source is formed by the mirror 22 disposed at the focal point F of the
[0034]
(Application examples)
By applying the glass ball surface inspection device 1 of the above embodiment, it is possible to configure a glass ball automatic sorting device that sequentially inspects the surface defects of a large number of
[0035]
In this figure, the
[0036]
When the elevating
[0037]
The
[0038]
Here, in this embodiment, it is set as the structure which stores the
[0039]
The components of the
[0040]
In the above configuration, when the user operates the
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a spherical transparent body surface inspection apparatus that can accurately detect defects on the surface of a glass ball regardless of the shape of the defects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining the principle of a method for detecting surface defects of a spherical transparent body (glass ball) according to the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the principle of detecting a surface defect of a spherical transparent body (glass ball) according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of a method for detecting a surface defect of a spherical transparent body (glass ball) according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a detection result obtained by the surface defect detection method according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an outline of a basic configuration of a glass ball surface inspection apparatus according to an embodiment.
FIG. 6 is a side view of the glass ball surface inspection apparatus.
FIG. 7 is a diagram showing a light reception signal when a glass ball surface has a defect.
FIG. 8 is a view showing an image generated based on the received light signal.
FIG. 9 is a view for explaining rotation direction control of a glass ball.
FIG. 10 is a diagram for explaining the rotation direction control of a glass ball.
FIG. 11 is a diagram for explaining rotation control of a glass ball.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a glass ball automatic sorting apparatus according to an application example of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass ball
Claims (4)
前記球状透明体を透過して平行光化した透過光を受光する受光手段とを備え、
前記受光手段により受光された透過光の光量に基づいて前記球状透明体表面の欠陥を検出する
ことを特徴とする球状透明体表面検査装置。From the focal position of the spherical transparent body to be inspected, an irradiation means for irradiating the spherical transparent body with light from a light source that can be regarded as a substantially point light source,
Light receiving means for receiving the transmitted light that has been transmitted through the spherical transparent body and converted into parallel light, and
A spherical transparent body surface inspection apparatus, wherein defects on the surface of the spherical transparent body are detected based on the amount of transmitted light received by the light receiving means.
前記光源からの平行光を前記球状透明体に導く一方で、前記球状透明体を透過してきた光を透過させるハーフミラーと、
前記ハーフミラーにより前記球状透明体に導かれ透過した透過光の焦点位置に、前記透過光の入射角に対して反射面が略垂直を成すように配置され、前記透過光を反射することで略点光源とみなせる光源を作り出すミラーとを備え、
前記受光手段は、前記ミラーによって作り出された光源からの光が前記球状透明体を透過して平行光化した透過光を受光する
ことを特徴とする請求項1に記載の球状透明体表面検査装置。The irradiation means includes a light source that emits parallel light;
A half mirror that guides the parallel light from the light source to the spherical transparent body while transmitting the light transmitted through the spherical transparent body;
The reflection surface is arranged substantially perpendicular to the incident angle of the transmitted light at the focal position of the transmitted light guided and transmitted by the half mirror to the spherical transparent body, and substantially reflects the reflected light. With a mirror that creates a light source that can be regarded as a point light source,
2. The spherical transparent body surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the light receiving unit receives transmitted light in which light from a light source created by the mirror passes through the spherical transparent body and is collimated. 3. .
具備することを特徴とする請求項1または2に記載の球状透明体表面検査装置。The rotation means for rotating the spherical transparent body to further inspect the entire surface of the spherical transparent body by shifting the irradiation position of the light from the irradiation means. Spherical transparent body surface inspection device.
前記2つの回転体の各々は、前記球状透明体に接触し、互いが同じあるいは異なる速度で回転する
ことを特徴とする請求項3に記載の球状透明体表面検査装置。The rotating means includes two rotating bodies,
4. The spherical transparent body surface inspection apparatus according to claim 3, wherein each of the two rotating bodies contacts the spherical transparent body and rotates at the same or different speed.
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