JP7235583B2 - ガラスびんの検査方法及びガラスびんの製造方法並びにガラスびんの検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面に彫刻を有するガラスびんの検査方法及びガラスびんの製造方法並びにガラスびんの検査装置に関する。

表面に凹凸のある彫刻を施したガラスびんが知られている。彫刻を有するガラスびんは、独創性や高級感があり、消費者に好ましい印象を与える。

このような表面に凹凸のあるガラスびんの検査方法として、例えば特許文献１が提案されている。特許文献１の発明では、凹凸による彫刻面と凹凸の無い平滑面とを光学的に判定している。

特開昭５８－２１６９０６号公報

しかしながら、特許文献１の発明では、単に凹凸のある面と無い面とを判定するだけであり、ガラスびんの欠点を検査できていない。凹凸のあるガラスびんを光学的に検査しようとすると、凹凸による暗部であるのか、傷や泡等の欠点による暗部であるのかを判定しにくい。現在も、凹凸のあるガラスびんの傷や泡等の欠点の有無は、もっぱら目視検査に頼っている。

そこで、本発明は、表面に彫刻を有するガラスびんにおける欠点の有無を画像から自動的に判定する検査方法及びガラスびんの製造方法並びに検査装置を提供する。

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

なお、以下の説明において、「彫刻」は、ガラスびんの表面の凹凸による意匠であり、「模様」は、ガラスびんを撮像して得られた画像に現れる「彫刻」に起因する明暗濃度の変化である。

［１］本発明に係るガラスびんの検査方法の一態様は、
表面に彫刻を有するガラスびんの検査方法であって、
前記ガラスびんを中心軸の周りに回転しながら、エリアセンサカメラで前記ガラスびんを撮像して所定数の画像からなる画像群を取得する工程と、
回転方向における基準位置にある前記ガラスびんの少なくとも一部が撮像された第１画像を前記画像群から選択する工程と、
前記第１画像より第１の所定数前に撮像された前画像と、前記第１画像より第２の所定数後に撮像された後画像と、を前記画像群から選択する工程と、
前記第１画像、前記前画像、及び前記後画像に基づいて欠点の有無を判定する工程と、を含み、
前記基準位置は、前記第１画像に前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像される位置に予め設定され、
前記前画像及び前記後画像は、前記第１模様の少なくとも一部に対応する模様をそれぞれ含み、
前記第１の所定数及び前記第２の所定数は、前記第１画像における前記第１模様よりも前記前画像及び前記後画像における前記第１模様の方が明るく表れる数になるようにあらかじめ設定されることを特徴とする。

ガラスびんの回転により異なる角度で撮像されることで、同じ彫刻であっても角度の異なる画像ごとに模様の見え方が異なる。なぜなら、彫刻はガラスびんの表面にある凹凸であるので、撮像する角度によって模様が暗く現れたり、ほとんど模様として認識できないくらい明るく現れたりする。また、撮像された面に彫刻がない場合でも、背面にある彫刻がびんを透過して画像に撮像されることもある。そのため、前記ガラスびんの検査方法の一態様によれば、第１画像に撮像された第１模様の少なくとも一部を、撮像された角度の違う前後の画像により重複して検査できるので、彫刻による模様を欠点と誤判定することを抑制できる。これにより、前記ガラスびんの検査方法の一態様によれば、欠点の有無を画像から自動的に判定できる。

［２］前記ガラスびんの検査方法の一態様において、
前記ガラスびんの胴部は、横断面の外形が略四角形であり、
前記第１画像を選択する工程は、前記画像に撮像された前記胴部の幅に基づいて前記基準位置にある前記ガラスびんが撮像された前記第１画像を選択することができる。

前記ガラスびんの検査方法の一態様によれば、胴部が略四角形であれば、容易に基準位置にある第１画像を選択することができる。

［３］前記ガラスびんの検査方法の一態様において、
前記基準位置は、前記画像における前記胴部の幅が最小となる位置であり、
前記第１画像には、前記胴部における正面部が撮像され、
前記前画像には、正面部に対して前記回転方向の前方の前角部が撮像され、
前記後画像には、正面部に対して前記回転方向の後方の後角部が撮像されることができる。

ガラスびんの角部は正面部に比べてびんの肉厚変化による明暗濃度の変化も大きく、画像による検査が難しい部分である。前記ガラスびんの検査方法の一態様によれば、正面部と共に前後の角部でも第１模様に対応する模様を重複して検査するため、欠点をより確実に判定できる。

［４］本発明に係るガラスびんの製造方法の一態様は、
粗型でゴブからパリソンを成形し、前記パリソンを仕上型で表面に彫刻を有するガラスびんに成形し、前記ガラスびんに対して前記ガラスびんの検査方法を行って欠点がないと判定されたガラスびんを得ることを特徴とする。

前記ガラスびんの製造方法の一態様によれば、彫刻を有するガラスびんであっても、欠点を自動で判定することができるので、欠点のないガラスびんを製造することができる。

［５］本発明に係るガラスびんの検査装置の一態様は、
表面に彫刻を有するガラスびんの検査装置であって、
前記検査装置は、
前記ガラスびんを中心軸の周りに回転させる回転機構と、
回転する前記ガラスびんを撮像するエリアセンサカメラと、
前記エリアセンサカメラで撮像される所定数の画像からなる画像群を記憶する記憶部と、
回転方向における基準位置にある前記ガラスびんの少なくとも一部が撮像された第１画像を前記画像群から選択し、かつ、前記第１画像より第１の所定数前に撮像された前画像
と、前記第１画像より第２の所定数後に撮像された後画像と、を選択する選択部と、
前記選択部で選択された前記第１画像、前記前画像、及び前記後画像に基づいて欠点の有無を判定する判定部と、
を含み、
前記基準位置は、前記第１画像に前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像される位置に予め設定され、
前記前画像及び前記後画像は、前記第１模様の少なくとも一部に対応する模様をそれぞれ含み、
前記第１の所定数及び前記第２の所定数は、前記第１画像における前記第１模様よりも前記前画像及び前記後画像における前記第１模様の方が明るく表れる数になるようにあらかじめ設定されることを特徴とする。

前記ガラスびんの検査装置の一態様によれば、第１画像に撮像された第１模様の少なくとも一部を、撮像された角度の違う前後の画像により重複して検査できるので、彫刻による模様を欠点と誤判定することを抑制できる。これにより、前記ガラスびんの検査装置の一態様によれば、欠点の有無を画像から自動的に判定できる。

［６］前記ガラスびんの検査装置の一態様において、
前記検査装置は、前記ガラスびんを載せて回転軸を中心に回転する載置台と、前記載置台の上の前記ガラスびんの口部を上から押さえる押さえ部材と、前記載置台の回転角度を検出する検出機構と、を含み、
前記エリアセンサカメラは、前記検出機構からの前記回転角度の信号に基づいて所定角度ごとの画像を撮像し、
前記載置台は、前記回転軸から放射状に延びる複数の溝を有し、
前記押さえ部材は、前記口部の端面に接触する平坦面と、前記平坦面の周囲に前記口部の側面と接触する環状壁と、を有することができる。

前記ガラスびんの検査装置の一態様によれば、載置台に対するガラスびんの滑りを抑制することにより、所定角度ごとのガラスびんの画像をより正確に撮像できる。また、前記ガラスびんの検査装置の一態様によれば、平坦面と環状壁によってガラスびんの傾斜を抑制し、画像におけるガラスびんの傾斜を抑制できるため、検査精度を向上できる。

本発明に係るガラスびんの検査方法の一態様によれば、表面に彫刻を有するガラスびんであっても、精度の高い検査を自動的に行うことができる。また、本発明に係るガラスびんの検査装置の一態様によれば、表面に彫刻を有するガラスびんであっても、精度の高い検査を自動的に行うことができる。

本実施形態に係る検査装置の平面図である。 押さえ部材及び載置台を模式的に示す側面図である。 載置台の平面図である。 本実施形態に係る検査方法のフローチャートである。 選択する工程を説明する模式図である。 検査ゲートを説明する模式図である。 検査ゲートを説明する模式図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

本実施形態に係るガラスびんの検査装置は、表面に彫刻を有するガラスびんの検査装置であって、前記検査装置は、前記ガラスびんを中心軸の周りに回転させる回転機構と、回転する前記ガラスびんを撮像するエリアセンサカメラと、前記エリアセンサカメラで撮像
される所定数の画像からなる画像群を記憶する記憶部と、回転方向における基準位置にある前記ガラスびんの少なくとも一部が撮像された第１画像を前記画像群から選択し、かつ、前記第１画像より所定数前に撮像された前画像と、前記第１画像より所定数後に撮像された後画像と、を選択する選択部と、前記選択部で選択された前記第１画像、前記前画像、及び前記後画像に基づいて欠点の有無を判定する判定部と、を含み、前記基準位置は、前記第１画像に前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像される位置に予め設定され、前記前画像及び前記後画像は、前記第１模様の少なくとも一部に対応する模様をそれぞれ含むことを特徴とする。

本実施形態に係るガラスびんの検査装置は、表面に彫刻を有するガラスびんの検査装置であって、前記検査装置は、前記ガラスびんを中心軸の周りに回転する回転機構と、回転する前記ガラスびんを撮像するエリアセンサカメラと、前記エリアセンサカメラで撮像する所定数の画像群を記憶する記憶部と、前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像された第１画像を前記画像群から選択する選択部と、前記第１画像中にあらかじめ用意した検査ゲートを設定し、前記検査ゲート内における欠点の有無を判定する判定部と、を含み、前記検査ゲートは、前記第１模様を検査する第１検査ゲートと、前記第１模様以外の領域を検査する第２検査ゲートとを含み、前記第１検査ゲートと第２検査ゲートとで異なる検査を行うことを特徴とする。

１．検査装置
図１～図３を用いて、ガラスびん１０の検査装置１について詳細に説明する。図１は本実施形態に係る検査装置１の平面図であり、図２は押さえ部材３２及び載置台３０を模式的に示す側面図であり、図３は載置台３０の平面図である。なお、図２及び図３では撮像部４０をエリアセンサカメラ４２として示し、図２の押さえ部材３２は縦断面で示す。

図１～図３に示す検査装置１は、表面に彫刻１６（図２を参照）を有するガラスびん１０の検査装置１である。検査装置１は、ガラスびん１０の製造ラインの一部として組み込まれ、成形後、徐冷されたガラスびん１０を供給部９０から検査装置１に導入し、検査後のガラスびん１０を排出部９６から次工程へ排出する。検査装置１は、回転機構と、エリアセンサカメラ４２と、記憶部５４と、選択部５１と、判定部５２と、を含む。本実施形態における回転機構は、ガラスびん１０の搬送装置の一部と自転用駆動装置３４とが協同するが、これに限らず、ガラスびん１０を間欠搬送する装置であれば、停止位置でガラスびん１０を回転する機構であってもよい。また、本実施形態では記憶部５４等が検査装置１の制御部５０に含まれた例について説明するが、検査装置１の制御部５０とは別に設けてもよい。

ガラスびん１０は、ガラス製であって、透明または半透明である。半透明とは、ガラスびん１０を透過した発光部２０からの光によって内部の泡を判定可能な程度の透明度である。ガラスびん１０の胴部１４は、横断面の外形が略四角形である。ここで略四角形には正方形及び長方形が含まれ、一般に角形びんと呼ばれるような角部が曲面になっているびんも含まれる。ガラスびん１０の横断面形状は、円形または四角形以外の多角形であってもよい。ガラスびん１０は、表面に彫刻を有する。彫刻は、ガラスびん１０の表面に形成された凹凸であり、例えば、成形時の金型の表面に刻まれた凹凸により成形される。彫刻としては、例えば、幅が０．２ｍｍ以上、深さまたは突出高さが０．０３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。

中心軸１２は、載置台３０及び押さえ部材３２によって支持されたガラスびん１０が回転する回転中心軸を示す仮想線である。中心軸１２は、ガラスびん１０の口部１３の横断面における内周円の中心と一致する。

検査装置１は、ガラスびん１０を透過した光を用いて撮像部４０で撮像し、撮像された画像における黒色に表れた部分をガラスびん１０における欠点として検出する透過光方式の検査装置１である。欠点は発光部２０からの光がランダムに反射し、または屈折し、他の部分（検出体の無い胴部１４）と比べて撮像部４０に届く光が極めて少なくなる。そのため、欠点がある部分は他の部分に比べて暗くなり、画像ではガラスびん１０に黒色の欠点として表れる。また、彫刻１６による暗い部分もあるため、これを欠点として誤判定しないことが求められる。

基準線４１は、撮像部４０と中心軸１２とを結ぶ仮想線である。基準線４１を中心にして、撮像部４０はガラスびん１０を撮像することができる。基準線４１は、撮像部４０からガラスびん１０の中心軸１２へ向かうカメラの光軸と一致する。ガラスびん１０の移動に合わせて撮像部４０も追従するため、基準線４１も移動する。なお、間欠搬送の検査装置にあっては、撮像部４０が所定位置に固定されるため、基準線４１は常に同じ位置にある。

１－１．搬送装置
図１に示すように、検査装置１は、環状の搬送装置９２を含む。搬送装置９２は、連続的にガラスびん１０を搬送し、検査位置でも停止しない。搬送装置９２の所定位置に、ガラスびん１０を照らす発光部２０と、ガラスびん１０を挟んで発光部２０と対向して配された撮像部４０と、が配置される。

上流にある仕上げ型及び徐冷炉から供給部９０を介して搬送装置９２へガラスびん１０を順次送り込み、検査の終了したガラスびん１０を搬送装置９２から順次排出して下流側へ搬送する。

搬送装置９２は、図２に示す載置台３０及び押さえ部材３２により載置台３０の回転軸３１を中心に回転可能にガラスびん１０を支持しながら搬送する。したがって、ガラスびん１０は、搬送装置９２の外周を公転しつつ、中心軸１２及び回転軸３１を中心に自転する。

搬送装置９２は、ベルト９４を介して公転用駆動装置９５の駆動力を回転軸９３に伝えることによりガラスびん１０を公転させる。ベルト９４及び公転用駆動装置９５は検査装置１の図示しない機台内に配置される。公転用駆動装置９５には直接的にまたは間接的に第１回転検出部５５ａが設けられ、ガラスびん１０の搬送路上の移動角度を検出し、制御部５０に出力する。

搬送装置９２は、ガラスびん１０を中心軸１２の周りに回転させる回転機構を含む。回転機構は、自転用駆動装置３４及びプーリ３６との間で搬送路に沿って張られたベルト３５とを含む。自転用駆動装置３４を駆動することで、ガラスびん１０を自転させる。ベルト３５及び自転用駆動装置３４等は検査装置１の機台内に配置される。ベルト３５は、ガラスびん１０を支持した載置台３０に直接的にまたは間接的に連結されており、自転用駆動装置３４の駆動力が伝達される。ベルト３５には第２回転検出部５５ｂが接触しており、自転用駆動装置３４によるベルト３５の移動角度を検出し、制御部５０に出力する。制御部５０は、第１回転検出部５５ａ及び第２回転検出部５５ｂの出力信号に基づいてガラスびん１０の回転角度を算出する。

第１回転検出部５５ａ及び第２回転検出部５５ｂは、回転量を検出可能なものであればよく、例えばロータリエンコーダである。なお、搬送装置９２が間欠回転する場合には、ガラスびん１０の停止位置（検査位置）で第２回転検出部５５ｂの出力に基づいてガラスびん１０の回転角度を制御部５０が算出する。

搬送装置９２は、ガラスびん１０を載せて回転軸３１を中心に回転する載置台３０と、載置台３０の上のガラスびん１０の口部１３を上から押さえる押さえ部材３２と、載置台３０の回転角度を検出する検出機構と、を含む。本実施形態における検出機構は、第１回転検出部５５ａ及び第２回転検出部５５ｂである。載置台３０及び押さえ部材３２は、樹脂製が好ましいが、金属であってもよい。

図３に示すように、載置台３０は、回転軸３１から放射状に延びる複数の溝３０ａを有する。溝３０ａにガラスびん１０の底部１５に設けられた図示しないナーリングが係合することにより、載置台に対するガラスびんの滑りを抑制する。その結果、所定角度ごとのガラスびん１０の画像をより正確に撮像できる。

押さえ部材３２は、ガラスびん１０の口部１３の端面に接触する平坦面３２ａと、平坦面３２ａの周囲に口部１３の側面と接触する環状壁３２ｂと、を有する。平坦面３２ａは、口部１３の端面と面接触することによりガラスびん１０の傾斜を抑制する。環状壁３２ｂは、口部の側面と接触することにより、ガラスびんの傾斜を抑制する。ガラスびん１０の傾斜を抑制することで、画像におけるガラスびんの傾斜を抑制できるため、常に画像におけるガラスびん１０の中心軸１２が一定となり、検査精度を向上できる。環状壁３２ｂは、下方に向かって拡径するテーパ状の内面を有する。環状壁３２ｂは、口部１３に向かって下降する際にテーパ状の内面で口部１３を所定位置にガイドする。環状壁３２ｂの内面は、口部１３の形状により、テーパ状でなく鉛直方向に延びていてもよい。

１－２．制御部
制御部５０は、選択部５１と、判定部５２と、画像処理部５３と、記憶部５４とを含む。制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置、キーボード、マウス、タッチパッド等の入力装置、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置で構成される。制御部５０は、検査装置１がガラスびん１０を所定速度で搬送する処理と、ガラスびん１０を検査する処理とを実行する。ガラスびん１０を検査する処理を行う制御部５０を搬送する処理を行う制御部と別に設けてもよい。

記憶部５４は、撮像部４０のエリアセンサカメラ４２で撮像される所定数の画像からなる画像群を記憶する。１本のガラスびん１０を撮像して得られる画像群は、少なくともガラスびん１０の１周以上を撮像した画像であることが好ましく、例えば、ガラスびん１０の約１．３３周（４８０°）以上に対応する画像である。１本のガラスびん１０を撮像して得られる画像群は、搬送速度や回転速度の他、ＣＰＵ等の画像処理能力などにも影響されるが、例えば、ガラスびん１０の外周を中心軸１２の周りに１°以上５°以下の角度ごとに撮像された画像である。例えば、ガラスびん１０を回転角度２．５°毎に４８０°撮像した場合、ガラスびん１０一本当たり１９２枚の画像からなる画像群を記憶部５４に記憶する。

選択部５１は、ガラスびん１０の少なくとも一部が撮像された画像を記憶部５４に記憶された画像群から選択する。各画像には常にガラスびん１０の所定位置が撮像される。ガラスびん１０の「少なくとも一部」は、検査対象となる部分であり、必ずしもガラスびん１０の全体が撮像される必要はない。画像には胴部１４の全体が撮像されることが好ましい。

判定部５２は、選択部５１で選択された画像に基づいて欠点の有無を判定する。判定部
５２で判定される欠点としては、例えば、ガラスびん１０の内部にある泡、ガラスびん１０の表面にある表面泡、カーボン汚れ、白石・異物などである。判定部５２は、直径が１．５ｍｍ以上の泡・表面泡を欠点として判定することが好ましい。また、判定部５２は、彫刻１６に起因する画像中の模様を欠点として誤判定しないことが好ましい。

制御部５０は、判定部５２の判定結果をガラスびん１０ごとに出力し、例えば、排出部９６以降のラインで欠点有りと判定したガラスびん１０を排除する。制御部５０における具体的な処理については、下記「２．検査方法」で説明する。

１－３．撮像部及び発光部
図１及び図２に示すように、撮像部４０は、ガラスびん１０を挟んで発光部２０と対向して配される。撮像部４０は、ガラスびん１０の中心軸１２を通る基準線４１上に配置される。撮像部４０は、ガラスびん１０の少なくとも検査対象部分を撮像でき、ここではガラスびん１０の全体が撮像部４０の視野内に入るように配置されている。

撮像部４０は、回転するガラスびん１０を撮像するエリアセンサカメラ４２とトラッキングミラー４４とを含む。撮像部４０は、発光部２０の光がガラスびん１０を透過した画像を撮像することができる。エリアセンサカメラ４２としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型のイメージセンサなどを用いることができる。

トラッキングミラー４４は、ガラスびん１０の移動に追従してガラスびん１０を撮像するためのものである。トラッキングミラー４４を備えたエリアセンサカメラ４２については、日本国の特開２００４－２７９２２２号に開示されている。トラッキングミラー４４は、図示しないモータによって搬送装置９２の外周を搬送されるガラスびん１０に追従して回転する。この回転によって中心軸１２と撮像部４０とを結ぶ基準線４１（カメラの光軸と一致する）は、トラッキングミラー４４の回転によってガラスびん１０の移動に追従する。トラッキングミラー４４の振れ角は、第１回転検出部５５ａの出力に基づいて、制御部５０が次の撮像位置を予測し、その予測した撮像位置のガラスびん１０を撮像できるように振れ角を演算する。その演算された振れ角に基づいて制御部５０がトラッキングミラー４４のモータを駆動する。そして、予測したガラスびん１０の撮像位置でエリアセンサカメラ４２がガラスびん１０を撮像する。また、エリアセンサカメラ４２は、第１回転検出部５５ａ及び第２回転検出部５５ｂからの回転角度の信号に基づいて所定角度ごとのガラスびん１０の画像を撮像する。エリアセンサカメラ４２は、撮像した画像データを制御部５０へ出力する。

発光部２０は、ガラスびん１０を照らす光源である。発光部２０は、ガラスびん１０を撮像部４０の反対側から照らすことができる面光源である。発光部２０は、検査装置１で検査することを予定している最大のガラスびん１０の全体を照らすことができる大きさに設定されている。発光部２０は、部分的に発光することが可能であってもよい。

発光部２０は、ガラスびん１０側の正面が長方形の形状であり、その正面のほぼ全面が発光面となっている。発光部２０は、ガラスびん１０及び撮像部４０に対し正対し、ガラスびん１０を透過した光が撮像部４０に届くように配置される。

発光部２０の光源としては、例えばＬＥＤや有機ＥＬ等の公知の光源を用いることができる。発光部２０は拡散照明であり、ＬＥＤを用いる場合には光源の前面に拡散板を配置して均一な光をガラスびん１０に対して照射することができる。拡散板は、ＬＥＤ等の光源からの光を拡散させて外部に出射させる公知のものを用いることができる。拡散板によって光が拡散されることで、多数の光源を用いた場合に光源が存在しない部分とのムラを減少することができる。

２．製造方法
本実施形態に係るガラスびんの製造方法は、粗型でゴブからパリソンを成形し、前記パリソンを仕上型でガラスびんに成形し、前記ガラスびんに対して後述するガラスびんの検査方法を行って欠点がないと判定されたガラスびんを得ることを特徴とする。

ガラスびんは、まず粗型でゴブからパリソンを成形する。パリソンは、粗型内に配置した高温のゴブ内に圧縮空気を吹き込んで有底筒状に成形される。圧縮空気の代わりにプランジャを用いてもよい。次に、パリソンを仕上型に移し、仕上型内でパリソンに圧縮空気を吹き込んで製品であるガラスびんを成形する。成形直後のガラスびんは高温であるので、徐冷炉に移してゆっくりと冷やされる。徐冷炉から出たガラスびんに対して下記検査方法を実行する。下記検査方法を実行して欠点がないと判定されたガラスびんが良品の製品である。

３．検査方法
第１実施形態に係るガラスびんの検査方法は、表面に彫刻を有するガラスびんの検査方法であって、前記ガラスびんを中心軸の周りに回転しながら、エリアセンサカメラで前記ガラスびんを撮像して所定数の画像からなる画像群を取得する工程と、回転方向における基準位置にある前記ガラスびんの少なくとも一部が撮像された第１画像を前記画像群から選択する工程と、前記第１画像より所定数前に撮像された前画像と、前記第１画像より所定数後に撮像された後画像と、を前記画像群から選択する工程と、前記第１画像、前記前画像、及び前記後画像に基づいて欠点の有無を判定する工程と、を含み、前記基準位置は、前記第１画像に前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像される位置に予め設定され、前記前画像及び前記後画像は、前記第１模様の少なくとも一部に対応する模様をそれぞれ含むことを特徴とする。

第２実施形態に係るガラスびんの検査方法は、表面に彫刻を有するガラスびんの検査方法であって、前記ガラスびんを中心軸の周りに回転しながら、エリアセンサカメラで前記ガラスびんを撮像して所定数の画像からなる画像群を取得する工程と、前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像された第１画像を前記画像群から選択する工程と、前記第１画像中にあらかじめ用意した検査ゲートを設定し、前記検査ゲート内における欠点の有無を判定する工程と、を含み、前記検査ゲートは、前記第１模様を検査する第１検査ゲートと、前記第１模様以外の領域を検査する第２検査ゲートと、を含み、前記第１検査ゲートと第２検査ゲートとで異なる検査を行うことを特徴とする。

３－１．第１実施形態
図１～図３における検査装置１を用いた第１実施形態に係るガラスびん１０の検査方法について、図４～図６を用いて説明する。図４は本実施形態に係る検査方法のフローチャートであり、図５は選択する工程（Ｓ１６、Ｓ１８）を説明する模式図であり、図６は検査ゲート８０を説明する模式図である。図６は、画像の上下を省略して示すと共に、撮像された順に（ａ）前画像１００、（ｂ）第１画像１０１、（ｃ）後画像１０２を模式的に示す。

図４に示すように、第１実施形態に係る検査方法は、表面に彫刻を有するガラスびん１０の検査方法であって、画像群を取得する工程Ｓ１２と、第１画像を画像群から選択する工程Ｓ１６と、前画像と後画像とを画像群から選択する工程Ｓ１８と、欠点の有無を判定する工程Ｓ２０，Ｓ３０と、を含む。第１実施形態に係る検査方法は、Ｓ１２の前に撮像を開始する工程Ｓ１０をさらに含んでもよく、Ｓ１２の後に基準位置を検出する工程Ｓ１４を含んでもよく、Ｓ２０，Ｓ３０の後に良品として処理する工程Ｓ２４及び不良品として処理する工程Ｓ２２、Ｓ３２をさらに含んでもよい。各工程について図１～図３を参照
しながら以下順番に説明する。

工程Ｓ１０：制御部５０は、撮像部４０に撮像開始を指令する。撮像部４０は、制御部５０の指令に従って、ガラスびん１０を中心軸１２の周りに回転しながら、エリアセンサカメラ４２でガラスびん１０を撮像する。その際、制御部５０は、第１回転検出部５５ａ及び第２回転検出部５５ｂからの出力に基づいてガラスびん１０の回転角度を演算し、設定角度（例えば２．５度）毎に全周（例えば４８０°）を撮像する。撮像された画像データは、撮像部４０から制御部５０に送信される。

工程Ｓ１２：制御部５０は、撮像部４０から送信される所定数の画像からなる画像群を取得する。画像群は、１本のガラスびん１０毎にまとめられる複数の画像である。画像群は、例えば、１９２枚の画像を含む。記憶部５４は、エリアセンサカメラ４２で撮像される所定数の画像からなる画像群を例えば一時的に記憶する。

Ｓ１４：制御部５０は、記憶部５４に記憶された画像群の中の画像から基準位置を検出する。画像群には、中心軸１２を中心にガラスびん１０を回転させて、図５に示すように例えば２．５°毎に撮像部４０が撮像した画像が含まれる。基準位置は、図５に示すように第１画像１０１に彫刻１６の少なくとも一部に対応する第１模様７１が撮像される位置に予め設定される。

基準位置は、対象となるガラスびん１０によって適宜設定でき、特に、ガラスびん１０における彫刻１６の位置に合わせて設定される。図５に示すガラスびん１０の胴部１４は、横断面の外形が略四角形であって、正面部１４ａに彫刻１６がある。この例では、基準位置が彫刻１６のある正面部１４ａ（回転角度が０°）として設定される。なお、図示は省略するが、４面全てに彫刻１６があり、いずれの面を正面部１４ａとしてもよいものとする。図５の－１５°、０°、＋１５°で撮像した画像が、それぞれ図６に示す前画像１００、第１画像１０１、後画像１０２に対応する。制御部５０は、記憶部５４の画像に撮像された胴部１４の幅Ｄに基づいてガラスびん１０の基準位置を検出する。胴部１４が略四角形であるので回転角度が変わると、幅Ｄの違いとして画像に現れるので、容易に基準位置を検出することができる。図５に示すように、正面部１４ａがエリアセンサカメラ４２と正対する基準位置は、画像における胴部１４の幅Ｄが最小となる位置である。幅Ｄは、例えば前画像１００、第１画像１０１及び後画像１０２において、胴部１４と背景との明暗濃度の急激な変化によって胴部１４の両端のエッジ８６，８６を制御部５０が検出する。制御部５０は、エッジ８６，８６の間隔を幅Ｄとして算出し、その中から最も小さい幅Ｄが算出された第１画像１０１におけるガラスびん１０が基準位置にあると検出する。

工程Ｓ１６：選択部５１は、回転方向Ｒにおける基準位置にあるガラスびん１０の少なくとも一部が撮像された第１画像１０１を画像群から選択する。

図６に示す第１画像１０１を選択する工程Ｓ１６は、工程Ｓ１４によって制御部５０が胴部１４の幅Ｄに基づいて基準位置にあると検出した第１画像１０１を選択する。図６では、選択部５１は、最も小さい幅Ｄが算出された第１画像１０１をガラスびん１０が基準位置にある画像として選択する。

図６に示すように、第１画像１０１には、胴部１４における正面部１４ａが撮像される。胴部１４の横断面が四角形以外の場合でも、基準位置にある第１画像１０１を選択することができればよい。例えば、第１模様７１の水平方向の端部を検出することができれば、胴部１４の両端のエッジ８６，８６のいずれか一方から基準位置における第１模様７１の端部までの距離に基づいて第１画像１０１を選択してもよい。

第１画像１０１には、中心にある正面部１４ａと、胴部１４の両端のエッジ８６，８６付近にある前角部１４ｂ及び後角部１４ｃと、が撮像される。第１画像１０１は、図５の回転角度が０°の状態であり、太い破線で示す範囲を主に撮像する。

第１画像１０１には、基準位置で撮像できる彫刻１６の全てが第１模様７１として撮像される必要はなく、基準位置で撮像できる彫刻１６の少なくとも一部に対応する第１模様７１が撮像されていればよい。発光部２０の光が彫刻１６により拡散して画像内に模様として認識できないほど明暗濃度の変化が小さい部分もあるため、第１模様７１は彫刻１６の少なくとも一部に対応するように撮像されればよい。また、正面部１４ａの背面側に彫刻１６がある場合にはそれが画像に映り込む場合があってもよい。

工程Ｓ１８：選択部５１は、第１画像１０１より所定数前に撮像された前画像１００と、第１画像１０１より所定数後に撮像された後画像１０２と、を記憶部５４に記憶された画像群から選択する。図５及び図６では、前画像１００は、第１画像１０１より６枚前（－１５°）に撮像された画像であり、太い破線で示した範囲を主に撮像する。後画像１０２は、第１画像１０１より６枚後（＋１５°）に撮像された画像であり、太い破線で示した範囲を主に撮像する。前画像１００には、正面部１４ａに対して回転方向Ｒにおける前方の前角部１４ｂが撮像される。後画像１０２には、正面部１４ａに対して回転方向Ｒにおける後方の後角部１４ｃが撮像される。

さらに、図６には示さないが、他の基準位置にある第２画像、第３画像及び第４画像を選択し（Ｓ１６）、各画像に対して前画像と後画像を選択することができる（Ｓ１８）。そして、後述する工程Ｓ２０～Ｓ３２を同様に実行することができる。このように他の基準位置、すなわち胴部１４の横断面が四角形の場合の正面部１４ａ以外の残りの面（背面部及び左右側面部）に対して判定部５２で欠点の有無を判定することができる。

工程Ｓ２０：判定部５２は、選択部５１で選択された第１画像１０１に基づいて欠点Ｅの有無を判定する。第１画像１０１内に欠点Ｅがあると判定した場合には、制御部５０は工程Ｓ２２を実行する。第１画像１０１内に欠点Ｅがないと判定した場合には、制御部５０は工程Ｓ２３を実行する。

工程Ｓ３０：判定部５２は、前画像１００及び後画像１０２に基づいて欠点Ｅの有無を判定する。前画像１００または後画像１０２内に欠点Ｅがあると判定した場合には、制御部５０は工程Ｓ３２を実行する。前画像１００または後画像１０２内に欠点Ｅがないと判定した場合には、制御部５０は工程Ｓ２３を実行する。

前画像１００及び後画像１０２は、第１模様７１の少なくとも一部に対応する模様７１ａ，７１ｂをそれぞれ含む。第１模様７１と模様７１ａ，７１ｂとは発光部２０からの光が彫刻１６に当たる角度が異なるため、明暗濃度が変化し、第１模様７１として現れた暗い部分が模様７１ａ，７１ｂでは明るく現れたりする。第１画像１０１からの「所定数」は、検査する前にあらかじめ撮影された画像群の中から模様の現れ方を確認して基準位置よりも模様が明るく現れる角度に設定することが好ましい。それによって、第１画像１０１では模様なのか欠点なのかを判定しにくかった部分が彫刻１６の形状によって前画像１００または後画像１０２では判定しやすくなる。例えば、横断面が略四角形のガラスびん１０の前角部１４ｂ及び後角部１４ｃは正面部１４ａに比べてびんの肉厚変化による明暗濃度の変化も大きく、画像による検査が難しい部分であるが、回転角度の異なる前後の画像を用いて模様７１ａ，７１ｂを重複して検査するため、欠点Ｅをより確実に判定できる。

工程Ｓ２２及び工程Ｓ３２：制御部５０は、欠点Ｅがあると判定された当該ガラスびん
１０について不良品として処理する工程Ｓ２２及び工程Ｓ３２を実行する。例えば、制御部５０は、当該ガラスびん１０に不良品としての識別データを付し、下流側の搬送路に設けられた図示しない不良品排出部から当該ガラスびん１０を排出する。

工程Ｓ２３：制御部５０は、工程Ｓ２０及び工程Ｓ３０で欠点Ｅがないと判定した場合、全ての画像に欠点Ｅがないと判定し、工程Ｓ２４を実行する。このように、第１画像１０１に撮像された第１模様７１の少なくとも一部を、撮像された角度の違う前画像１００及び後画像１０２により重複して検査できるので、彫刻１６による模様を欠点Ｅと誤判定することを抑制できる。具体例を示すと、図６の第１画像１０１のように欠点Ｅが比較的明るく現れてほとんど見えない場合や、第１模様７１の近くに欠点Ｅがあって欠点Ｅであるか模様の一部であるかを判定しにくい場合などがある。しかし、前画像１００では欠点Ｅが暗く現れて明らかに欠点Ｅであると判定することができる場合がある。そのため、誤判定を抑制できるので、欠点Ｅの有無を画像から自動的に判定できる。

工程Ｓ２４：制御部５０は、欠点Ｅがないと判定された当該ガラスびん１０を良品として処理する。例えば、検査装置１の下流側の搬送路に設けられた図示しない次工程の検査や梱包を実行する。

３－２．第２実施形態
図１～図３における検査装置１を用いた第２実施形態に係るガラスびん１０の検査方法について、図４～図７を用いて説明する。図７は、検査ゲート８０を説明する模式図である。

図４に示すように、第２実施形態に係る検査方法は、第１実施形態に係る検査方法と同様に、Ｓ１０～Ｓ１４、Ｓ２０、Ｓ２４の工程を実行する。第２実施形態に係る検査方法は、さらにＳ１８、Ｓ３０及びＳ２３の工程を実行してもよい。以下の説明では、第１実施形態に係る検査方法と同じ工程については説明を省略する。

Ｓ１６：選択部５１は、彫刻１６の少なくとも一部に対応する第１模様７１が撮像された第１画像１０１を記憶部５４に記憶された画像群から選択する。工程Ｓ１６で選択された画像に対して工程Ｓ２０を実行する。工程Ｓ１８は実行してもよいし、実行しなくてもよい。工程Ｓ１８を実行しない場合には、工程Ｓ２０で第１画像１０１内に欠点Ｅがないと判定すると、工程Ｓ２３を省略して工程Ｓ２４を実行する。

Ｓ２０：判定部５２は、第１画像１０１中にあらかじめ用意した検査ゲート８０を設定し、検査ゲート８０内における欠点Ｅの有無を判定する。

検査ゲート８０は、第１模様７１を検査する第１検査ゲート８１と、第１模様７１以外の領域を検査する第２検査ゲート８２とを含む。判定部５２は、第１検査ゲート８１と第２検査ゲート８２とで異なる検査を行う。判定部５２が第１検査ゲート８１及び第２検査ゲート８２における判定の結果、欠点Ｅがないと判定した場合に、制御部５０はＳ２４を実行する。第１模様７１とそれ以外の領域とで異なる検査を行うことにより、欠点Ｅの検出精度を向上できるため、検査装置１を用いて欠点Ｅの有無を画像から自動的に判定できる。図６では第１検査ゲート８１は、第２検査ゲート８２で囲まれている。すなわち、図７に示すように第２検査ゲート８２は、第１検査ゲート８１を除いた領域である。

第１検査ゲート８１は、第２検査ゲート８２よりも低い感度で検査を行う。例えば、判定部５２の判定基準として、明暗濃度の変化例えば輝度のしきい値を設定することができる。この場合、第２検査ゲート８２より第１検査ゲート８１の方が輝度のしきい値が低く設定される。第１検査ゲート８１は第１模様７１が現れる領域に設定されているため、し
きい値を高い輝度に設定すると、第１模様７１による暗部も欠点Ｅとして誤判定してしまうことになるからである。

第２検査ゲート８２は、第１模様７１の少なくとも一部を含むように、第１画像１０１内の比較的広い範囲にあらかじめ設定される。

第１検査ゲート８１は、実際に撮像された画像を用いて、基準位置にあるガラスびん１０の第１模様７１に重なるようにオペレータが設定する。例えば、オペレータはペイント系の画像編集ソフトを用いて、第１模様７１に重なるように線を描いた異なるレイヤーを第１検査ゲート８１として作成できる。第１検査ゲート８１の線の太さは、誤判定を抑制するため、例えば第１模様７１よりも太い線にすることができる。

画像処理部５３は、判定部５２による判定が行われる前に、選択部５１によって選択された画像に対して暗い部分である検出体を抽出するために公知の画像処理を実施することができる。公知の画像処理としては、二値化処理、膨張、収縮、ＢｏｔｔｏｍＨａｔ（暗強調）、ＴｏｐＨａｔ（明強調）、Ａｖｅｒａｇｅ（平滑化）などがある。画像処理部５３は、第１検査ゲート８１と第２検査ゲート８２とで二値化する際の諧調のしきい値を変えてもよい。

Ｓ１８：選択部５１は、ガラスびん１０の回転方向Ｒにおける第１画像１０１とは異なる角度で第１模様７１の少なくとも一部に対応する模様７１ａが撮像された第２画像としての例えば前画像１００をさらに選択してもよい。第１実施形態に係る検査方法と同様に後画像１０２をさらに選択してもよい。

Ｓ３０：判定部５２は、第２画像としての前画像１００に対応してあらかじめ用意した第１検査ゲート８１と第２検査ゲート８２とで異なる検査を行う。第１画像１０１に撮像された第１模様７１の少なくとも一部を、撮像された角度の違う画像により重複して検査できるので、彫刻１６による模様を欠点Ｅと誤判定することを抑制でき、検査精度が向上する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能であり、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。ここで、「同一の構成」とは、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…検査装置、１０…ガラスびん、１２…中心軸、１３…口部、１４…胴部、１４ａ…正面部、１４ｂ…前角部、１４ｃ…後角部、１５…底部、１６…彫刻、２０…発光部、２２…発光領域、３０…載置台、３０ａ…溝、３１…回転軸、３２…押さえ部材、３２ａ…平坦面、３２ｂ…環状壁、３４…自転用駆動装置、３５…ベルト、３６…プーリ、４０…撮像部、４１…基準線、４２…エリアセンサカメラ、４４…トラッキングミラー、５０…制御部、５１…選択部、５２…判定部、５３…画像処理部、５４…記憶部、５５ａ…第１回転検出部、５５ｂ…第２回転検出部、７１…第１模様、７１ａ…模様、７１ｂ…模様、８０…検査ゲート、８１…第１検査ゲート、８２…第２検査ゲート、８６…エッジ、９０…供給部、９２…搬送装置、９３…回転軸、９４…ベルト、９５…公転用駆動装置、９６…排出部、１００…前画像、１０１…第１画像、１０２…後画像、Ｄ…幅、Ｅ…欠点、Ｒ…回転方向

Claims (6)

1. 表面に彫刻を有するガラスびんの検査方法であって、
   前記ガラスびんを中心軸の周りに回転しながら、エリアセンサカメラで前記ガラスびんを撮像して所定数の画像からなる画像群を取得する工程と、
   回転方向における基準位置にある前記ガラスびんの少なくとも一部が撮像された第１画像を前記画像群から選択する工程と、
   前記第１画像より第１の所定数前に撮像された前画像と、前記第１画像より第２の所定数後に撮像された後画像と、を前記画像群から選択する工程と、
   前記第１画像、前記前画像、及び前記後画像に基づいて欠点の有無を判定する工程と、を含み、
   前記基準位置は、前記第１画像に前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像される位置に予め設定され、
   前記前画像及び前記後画像は、前記第１模様の少なくとも一部に対応する模様をそれぞれ含み、
   前記第１の所定数及び前記第２の所定数は、前記第１画像における前記第１模様よりも前記前画像及び前記後画像における前記第１模様の方が明るく表れる数になるようにあらかじめ設定されることを特徴とする、ガラスびんの検査方法。
2. 請求項１に記載のガラスびんの検査方法において、
   前記ガラスびんの胴部は、横断面の外形が略四角形であり、
   前記第１画像を選択する工程は、前記画像に撮像された前記胴部の幅に基づいて前記基準位置にある前記ガラスびんが撮像された前記第１画像を選択することを特徴とする、ガラスびんの検査方法。
3. 請求項２に記載のガラスびんの検査方法において、
   前記基準位置は、前記画像における前記胴部の幅が最小となる位置であり、
   前記第１画像には、前記胴部における正面部が撮像され、
   前記前画像には、正面部に対して前記回転方向の前方の前角部が撮像され、
   前記後画像には、正面部に対して前記回転方向の後方の後角部が撮像されることを特徴
   とする、ガラスびんの検査方法。
4. 粗型でゴブからパリソンを成形し、前記パリソンを仕上型でガラスびんに成形し、前記ガラスびんに対して請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のガラスびんの検査方法を行って欠点がないと判定されたガラスびんを得ることを特徴とする、ガラスびんの製造方法。
5. 表面に彫刻を有するガラスびんの検査装置であって、
   前記検査装置は、
   前記ガラスびんを中心軸の周りに回転させる回転機構と、
   回転する前記ガラスびんを撮像するエリアセンサカメラと、
   前記エリアセンサカメラで撮像される所定数の画像からなる画像群を記憶する記憶部と、
   回転方向における基準位置にある前記ガラスびんの少なくとも一部が撮像された第１画像を前記画像群から選択し、かつ、前記第１画像より第１の所定数前に撮像された前画像と、前記第１画像より第２の所定数後に撮像された後画像と、を選択する選択部と、
   前記選択部で選択された前記第１画像、前記前画像、及び前記後画像に基づいて欠点の有無を判定する判定部と、
   を含み、
   前記基準位置は、前記第１画像に前記彫刻の少なくとも一部に対応する第１模様が撮像される位置に予め設定され、
   前記前画像及び前記後画像は、前記第１模様の少なくとも一部に対応する模様をそれぞれ含み、
   前記第１の所定数及び前記第２の所定数は、前記第１画像における前記第１模様よりも前記前画像及び前記後画像における前記第１模様の方が明るく表れる数になるようにあらかじめ設定されることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
6. 請求項５に記載のガラスびんの検査装置において、
   前記検査装置は、前記ガラスびんを載せて回転軸を中心に回転する載置台と、前記載置台の上の前記ガラスびんの口部を上から押さえる押さえ部材と、前記載置台の回転角度を検出する検出機構と、を含み、
   前記エリアセンサカメラは、前記検出機構からの前記回転角度の信号に基づいて所定角度ごとの画像を撮像し、
   前記載置台は、前記回転軸から放射状に延びる複数の溝を有し、
   前記押さえ部材は、前記口部の端面に接触する平坦面と、前記平坦面の周囲に前記口部の側面と接触する環状壁と、を有することを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

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