JPH03186740A - 中空体の範囲を検査するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は軌道に沿って移動する透明な中空体のほぼ中空
円誇大の範囲を検査する装置であって、中空体が軌道区
分の上で検査範囲を通過するようになっており、軌道区
分と中空体の軸線の片側にあって検査範囲を捕える結像
装置と該軌道区分の反対側に配置されて検査範囲を照明
する光源を備えた照明装置とを有している形式のものに
関する。

従来技術 前記形式の公知の装置（ＵＳ−Ａ−４６９１２３１号）
は、壜の壁における欠陥を確認するために、連続的に移
動するコンベアの上にある壜の側壁を照明し、透過光線
で検査するのに使用される。この目的のためには公知の
装置においては、６台のビデオカメラが側壁のために用
いられている。６台のビデオカメラの内のそれぞれ３台
のビデオカメラは下方の側壁範囲のためにかつ３台のビ
デオカメラは前記側壁範囲の上方にある側壁範囲のため
に使用される。ビデオカメラは壜の周囲に円弧状に又は
壜コンベアに沿って直線的に配置することができる。こ
れらのカメラは種々異なる高さ範囲についてのデータを
壜の全周にわたって供給するために役立つ。これによっ
てもちろんそれぞれ直径方向で向き合った壜範囲（前面
側と背面側）は同時に照射されかつ互いに重畳される。

相上下して配置された各カメラ対のためには壜の、カメ
ラとは反対側に１つの光源が設けられ、全体として６台
のカメラに対して３つの光源が設けられる。検査しよう
とする壜は第１のカメラ対と所属の光源との間を移動し
、その際に撮影される。

次いで壜は第２のカメラ対と所属の光源との間を移動さ
せられ、最後に第３のカメラ対と所属の光源との間を移
動させられる。カメラ対ごとに壜が均一に照射されるよ
うにカメラと光源との間には拡散作用を有する透光性の
板が配置されている。

前述の公知の装置においてはそれぞれ背面側と前面側（
カメラに対して）が光線の侵入が−様にコントロールさ
れる純透光式照明が用いられている。このような照明は
、撮影装置に面した壜の特殊な範囲、例えば−膜内には
ねじ山を備えた口範囲を十分にかつ−様なコントラスト
で照明し、ガラスにおける欠陥又は幾何学的な形状、例
えばねじ山を見えるようにするためには適していない。

前述の範囲は検査に必要な結像のためには強力で均一で
かつコントラストの豊かな照明を必要とする。さもない
とねじ山に基づき壜表面が不均一である前述の範囲にお
いて内部の欠陥並びに外部の欠陥、例えばガラスの幾何
学的形状の変化又は付着物を確認することができないか
らである。さらに純透光式照明は、壜が口範囲までほぼ
不透明な液体で充たされているか又は壜のガラス自体の
透光性が低いと、検査には不適当である。したがって公
知の装置は明度の大きいガラス又は透明なガラスから成
り、口範囲にねじ山を有しておらず、この範囲で不透明
な液体で充たされない壜の検査にしか用いられない。さ
らに公知の装置ではガラスの内部の欠陥はほとんど照射
できない。何故ならば壜長手軸線を通る垂線の方向で壜
表面に当たる光線は壜表面又はその上にある水における
反射又は屈折により多く失われることになるからである
。公知の装置では垂線の方向で光を当てることは光源と
所望のカメラとが壜の互いに向き合った側に常に直径方
向で向き合っているために行なわれる。

発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、冒頭に述べた形式の
装置を改良し、透明な中空体を検査するときに中空体の
内部組織における欠陥又は幾何学的な組織をより見やす
くするために中空体のほぼ中空円筒状の範囲を強いコン
トラストで結像できるようにすることである。

課題を解決するための手段 本発明の課題は冒頭に述べた形式の装置において、光源
が検査範囲の周囲に分配されて配置され、中空体が検査
範囲においてどの位置にあっても中空体が光導波体とし
て作用しかつ結像装置に対して２次光源として働くよう
な入射角で光を受けるようになっていることによって解
決されｔ；。

発明の効果 本発明の装置においては先導体効果が利用されている。

すなわち、主としてグラスファイバ光学系の分野で使用
されている効果が応用されている。このためには光源か
ら発し、中空体の中空円筒状の範囲の壁に当ってこの壁
内に侵入した光が次に中空体の材料と空気との間の境界
面に当ったときにトータルとして反射するような角度で
中空体の中空円筒状の範囲の壁にあたりかつこれに侵入
する光線部分が利用される。

この光線部分は高い確実性をもってあらためてトータル
として反射されるので中空体が光導波体のように作用す
る。他面においては中空体の中を反射して移動する光線
の１部はこの光線部分がトータル反射の限界角よりも小
さな角度で境界面に当たると再び中空体から外に出る。

これによって中空体の検査範囲が２次光源となる。中空
体の面が中空円筒形の範囲の円筒軸線に対してとる角度
に応じて２次光源となった中空体の面からは種々の強度
の光が出るので、円筒状の範囲の表面にはコントラスト
の豊かな像が得られる。

これは公知技術に対する重要な利点である。

なぜならば本発明の装置の特別な目的は、あらゆる関係
から完全に円筒である中空体の範囲の照明ではなく、例
えばねじ山に基づき外方へ突出した組織を有し、本発明
によって２次光源として出現する中空体により高いコン
トラストで照明され、表示されかつ結像装置により結像
される壜口のような範囲の照明にあるからである。同様
に材料内の亀裂、気泡等も光が侵出する境界面として作
用し、これによってこのような形式の内部の組織欠陥も
識別することが可能である。

本発明の有利な実施態様は請求項２項以下に示されてい
る。

検査範囲を通して中空体を動かすためには、搬送装置、
特に回転搬送装置が設けられている。搬送装置には請求
項４に示すように、中空体を検査範囲を通る軌道の上で
回転させる装置が設けられていてもよい。

請求項５によれば光源の配置及び（又は）光量は、検査
範囲を均一に照明するように相互に調和させられている
。請求項６と７によれば、光源の間隔は又は光量は互い
に調節可能であるこの調節可能性により例えば１つの光
源が１時的に欠落した場合にも検査範囲の均一な照明が
維持される。

光源は請求項８によれば検査範囲を中心とした弧に配置
することができる。特に有利であるのは光量の等しい光
源が等間隔をおいて、検査範囲の最外点の間隔の１７２
よりも著しく大きい半径を有する、検査範囲の中心を中
心とした円の形をした弧に配置されている装置（請求項
９）又は光量の等しい光源が検査範囲の最外点により焦
点の形成された槽内部分の形をした弧の上に配置され、
楕円弧における光源の間隔が次の焦点に対する距離に逆
比例している装置（請求項１０）である。

さらに請求項１１によれば、光源と検査範囲との間に非
透光性の材料から成る壁が配置されている。該壁は中空
体の縦軸線に対して横に位置する細長いスリットを有し
、該スリットの高さは中空体の検査しようとする範囲の
高さにあり、この範囲の高さよりも大きい高さを有して
いる。請求項Ｉ２もしくは１３によればこの壁は平ら又
は弯曲されていることができる。

請求項１４によれば中空体の縦軸線に対して平行な棒状
の高出力ランプを光源として使用することができる。請
求項１５によれば高出力ランプの中心はスリットの長手
方向中心線に向き合い、高出力ランプの長さは少なくと
もスリット高さの２倍である。しかしながら請求項１６
によればそれぞれ円又は楕円弧の形を有し、壜縦軸線に
対して横に配置された細長い管状ランプである光源を使
用することもできる。

請求項１７から１９までには本発明の装置に使用できる
一連の高出力ランプが示されている弧状の光源装置に対
して平行な弧状のレフレクタを設けることにより、請求
項２０の構成にト↓へ１７０ＩＩＩＴ〜＋４．＋ｈ：４
−４に一プ（自Ｇ曜開ｌ雫セ？いηＰ１−・ズ声ｈＬり
することができる。この処理はスリットを有する壁の、
光源に向いた内面に反射被覆層を施すことにより助長す
ることができる。

請求項２１に記載した構成による別の円弧状のし７レク
タは、スリットの端部において外方へ逃げるであろう光
線がスリット、ひいては検査範囲へ戻される。

中空体の中空円筒状の範囲は２次光源としてコントラス
トの豊かな表面組織を表す光線を放射する。しかしなが
ら、光源から発せられた、反対することなく中空体の中
空円筒状の範囲を貫徹する光は、これが結像装置に当る
と、２次光源による中空円筒状の部分の表面組織のコン
トラストの豊かな表現の有害な下地として作用する。こ
の有害な作用は請求項２２と２３によれば、結像装置を
検査範囲の中心に向けるか又は検査範囲に対して斜めに
向けて、結像装置が中空体の検査しようとする範囲を検
査範囲全体において見るができるだけ少ない光源しか直
接日す−いト＾ｌ＋士ス１＋シ、Ｉｌｌζ右刊巾飯ス次
に図面について本発明を説明する二 図面には中空体として壜３４（第２図）が示されている
。この壜３４においては口範囲におけるねじ山、ひいて
は壜頚部ｌ（第３図）を検査する必要がある。したがっ
て以下の記載では中空体の代りに壜という表現を部分的
に用いることにする。この壜と中空体には同じ符号３４
が使用される。この壜３４は第４図に示された検査範囲
９において検査される。

第１図は壜検査機の全体を示したものであって、壜３４
の検査しようとする口範囲のために符号１０で示した照
明装置を有している。照明装置ＩＯはねじ山を備えた口
範囲を照明する代りに壜３４の他の範囲又はあらゆる形
式の他の多かれ少なかれ透明な物体、例えば中空ガラス
ＰＥＴから成る中空体等を照明するために利用すること
ができる。機械は壜３４を互いに引き渡し、壜３４を２
つの円形軌道上を移動させる２つの回転搬送装置１４を
有しているので、壜３４において種々の検査を行なうこ
とができる。第１図の右に示された回転搬送装置１４に
は照明装置１０が配属されている。該照明装置ＩＯは前
壁１８にスリット２０を有し、該スリット２０にガラス
プレート２２で覆われている。本発明の装置の詳細な図
示は第２図と第４図で行なわれている。

第１図には示していない、照明装置１０に配属された結
像装置１２は第２図に示されている。さらに第２図には
概略的に壜３４を搬送する回転搬送装置１４が示されて
いる。

照明装置１０は第２図に示されているようにケーシング
１６を有している。ケーシング１６内には照明装置ｌＯ
内に存在する光源２６と壜３４との間に非透光性の材料
から成る前壁１８がある。前壁１８の中には細長い、壜
３４の縦軸３４に対して横に位置するスリット２０があ
り、このスリット２０の高さは壜３４の検査しようとす
る範囲の高さに位置し、この範囲の高さよりも大きい。

前壁１８は平ら又は弯曲されていてもよい。通常はスリ
ット２０は開いている。所定の条件ではスリット２０は
耐熱性のガラスから成る板２２で覆われていてもよい。

ケーシング１６内には光源２６のための保持体２４が取
付けられている。第２図の実施例では光源２６は棒状の
、壜縦軸線に対して平行な、例えばエフセノンランプの
形をした高出力ランプである。光源２６の中心はスリッ
トの中心線に向き合っており、光源２６の長さはスリッ
ト高さのほぼ２倍であると有利である。保持体２４の上
には弧に沿って光源２６が配置されているこの弧は楕円
弧であるが円弧であってもよい。光源２６の下方端もし
くは上方端はそれぞれ同じ高さに配置されている。

光源２６は図示されていない電流源に並列に接続されて
いる。並列回路装置又は電流源は、各光源２６の光量が
個別に又は−緒に調節できるように構成されている。

回転搬送装置１４は矢印３０の方向に中心軸３２を中心
として回転し、個別に回転皿３５のして時計回りに照明
装置ｌＯに沿って回転させられる。

原則的には光源２６が軌道区分１５と中空体３４の軸線
の片側に任意に配置された装置も可能である。しかしな
がら有利であるのは光源２６がどのように配置されてい
る場合でも検査範囲の光度が均一であるようにすること
である。

第３図においては外面２と内面３とを有する壜頚部ｌが
横断面で示されている。壜！ｔ１部ｌには平らな境界が
線８で示されている半空間から光があらゆる角度で当た
る。壜頚部の外面２の上の点４において壜頚部に侵入す
る光について言えば、第３図に平らに示された２つの空
間的な角度範囲ａ、ｂが生じる。角度範囲ａから当たる
光は壜頚部において２次光源を形成するために役立つ。

これに対して角度範囲すから当たる光線は主として壜頚
部ｌを直接的に貫徹する。限界光線５．５′は前述の両
方の角度範囲を互いに分離する。限界光線５．５′とは
壜材料トータル反射の限界角を威す光線である。この限
界角はｎ＝１．５である屈折インデックスを有する壜ガ
ラスの場合にはほぼ４１°である。

符号Ａでは角度範囲ａから来て点４において壜頚部ｌに
侵入し、壜材料と空気との間の次の境界面にトータル反
射の限界角よりも大きな角度で当たる。この光線は大き
な確実性で壜頚部１内を引続きトータル反射し、最後に
壜から再び出る。このようにしてこの光線は壜頚部にお
ける２次光源として役立つ。

符号Ｂでは角度範囲すから来て点４において壜頚部ｌに
侵入する光線が示されている。この光線はトータル反射
の限界角度よりも小さな角度で、壜材料と空気との間の
境界面に当たり、小さな反射損失で壜材料を通過させら
れる。したがってこの光線は壜頚の透過照明に役立つ。

図示されていない立体像に関しては点４と壜軸７とを通
る軸６を有する限界光線円錐が生じる。図示されていな
い光源２６は第３図で見て壜頚部ｌの上側にある半空間
を照明する。この場合線８は照明された範囲の境界を形
成する。

有利には検査範囲９（第４図）を中心とした弧に沿って
配置された光源２６（第４図）が当該壜頚部ｌを有利な
形式で均一に照明するようにすると、コントラストの形
成を妨げる透過照明光線よりも著しく多くの光線が２次
光源として壜頚部ｌに侵入し、コントラストの豊かな形
式で壜頚部から出ることになる。

外側の表面２のすべての点４を介して２次光源に供給さ
れた光度及び有害な透過度を評価するためには反射損失
を考慮し、すべての点４を介する光度及び透過度を得る
ために積分されなければならない。

第４図においては１例である装置が概略的に示されてい
る。軌道区分１５の上には検査範囲９があり、該検査範
囲９を壜３４（第２図）が通過する。壜としては壜頚部
ｌの断面だけが示しである。壜頚部ｌは検査範囲９の右
側の端部９に位置している。該壜頚部は破線で示した壜
頚部１′と１＃の位置を通過している。しだがって位置
１′と１″は空である。照明装置ＩＯは保持体２４と、
楕円弧に配置された光源２６と、楕円形のレフレクタ３
９と楕円弧の両端に取付けられた２つの別の円弧状のレ
フレクタ５０と５２とから戊っている。し７レクタ３９
は検査範囲９とは反対側で照明装置１０に取付けられて
いる。これらのレフレクタは照明装置ｌＯの光取率を高
める。光源２６の楕円の焦点Ｆは検査範囲９の境界であ
る。し７レクタは光源２６の外壁又は内壁にも取付ける
ことができる結像装置１２は検査範囲９に関して、照明
装置１０の反対側に取付けられている。結像装置１２は
この場合には検査範囲９の中心に向けられ、検査範囲９
全体を捕えるように調節されている。結像装置１２は図
示の時点では右側の位置にある壜頚ｌだけを見ている。

なぜならば壜頚部１′とｌ″の位置はすでに空であるか
らである。結像装置１２はその方向付けに基づき、告＋
１めずル醤の頂易を總しか浦２ず、壜頚部ｌをほぼ、該
壜頚部の表面組織を豊かなコントラストで照明する２次
光源としか見ない。同じ考察は位置１′と１′のために
も行なうことができ、検査範囲９におけるすべての中間
位置のために行なうことができる。これによって検査範
囲９におけるどの位置においても光は、中空体３４が結
像装置１２に対して２次光源として働くような入射角で
受取られるようになる。

光源２６．２６’としては高出力ランプ、例えばエフセ
ノンランプ、ハロゲンランプ又はナトリューム蒸気ラン
プを用いることができる。

さらにランプは高圧又は低圧ランプであってもよい。重
要であることはランプが高い光度を有していることであ
る。

さらに光源２６が配置されている円弧は検査範囲の最外
点の間の間隔の１７２よりも著しく大きい半径を有する
、検査範囲９の中心点を中心とした半円であることがで
きる。

第５図と第６図は概略的な正面図と平面図とで搭〈延び
た４−温９６′の有利な実施例を示した図である。これ
らの光源２６′はそれぞれ半楕円の形状を有し、壜縦軸
線に対して横に配置された管状ランプである。光源２６
′も光源２６′が検査範囲９（第４図）において均一な
光強をもたらすような間隔を相互において配置されてい
る。

唯一の結像装置１２が壜頚部ｌの全周を捕えることがで
きるように、壜３４は検査範囲９を通過する間に有利な
形式で回転させられる。

本発明の装置は検査しようとする中空体３４の中空円筒
範囲、例えば壜頚部ｌ内に２次光源を形威し、有害な透
過光線をおさえている。これは結像装置１２を用いて検
査しようとする範囲の表面組織及びそれに類似したもの
を豊かなコントラストで表すことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
本発明による照明装置を有する壜試験機の全体図、第２
図は壜のねじ山範囲を検査するだめの結像装置と搬送装
置とを有する装置の斜視図、第３図は中空体の表面の１
点を通って中空体に侵入する光線が中空体に２次光線源
を形成するために役立つ入射角範囲を示した図、第４図
は有利な実施例の概略図、第５図は本発明の装置の別の
実施例を示した図、第６図は第５図の平面図である。 ｌ・・・壜頚部、２・・・外面、３・・・内面、４・・
・点、５．５′・・・限界光線、６・・・軸、７・・・
壜軸、８・・・線、９・・・検査範囲、１０・・・照明
装置、１２・・・結像装置、Ｉ５・・・軌道区分、Ｉ４
・・・回転搬送装置１６・・・ケーシング、１８・・・
１ｍ、２０・・・スリット、２２・・・ガラス板、２４
・・・保持体、２６・・・光源、３０・・・矢印、３２
・・・中心軸、３４・・・中空体（壜）、３５・・・回
転皿、３９・・・レフレクタ、５０．５２・・・し７レ
クタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軌道に沿って移動する透明な中空体（３４）のほぼ
   中空円筒状の範囲を検査する装置であって、中空体（３
   ４）が軌道区分（１５）の上で検査範囲（９）を通過す
   るようになっており、軌道区分（１５）と中空体（３４
   ）の軸線の片側にあって検査範囲（９）を捕える結像装
   置（１２）と該軌道区分の反対側に配置されて検査範囲
   を照明する光源（２６、２６′）を備えた照明装置（１
   ０）とを有している形式のものにおいて、光源（２６、
   ２６′）が検査範囲（９）の周囲に分配されて配置され
   、中空体（３４）が検査範囲（９）においてどの位置に
   あっても中空体（３４）が光導波体として作用しかつ結
   像装置（１２）に対して２次光源として働くような入射
   角で光を受けるようになっていることを特徴とする、中
   空体の範囲を検査するための装置。 ２、中空体（３４）を移動させるために搬送装置（１４
   ）が設けられている、請求項１記載の装置。 ３、搬送装置が回転搬送装置（１４）である、請求項２
   記載の装置。 ４、搬送装置（１４）に中空体（３４）が検査範囲（９
   ）を通過する軌道上で中空体（３４）を回転させる装置
   を備えている、請求項２又は３記載の装置。 ５、光源（２６、２６′）の配置及び（又は）光量が、
   該光源（２６、２６′）により検査範囲が一様に照明さ
   れるように選ばれている、請求項１記載の装置。 ６、光源（２６、２６′）の間の間隔が調節可能である
   、請求項５記載の装置。 ７、各光源（２６、２６′）の光量が調節可能である、
   請求項５記載の装置。 ８、光源（２６、２６′）が検査範囲（９）の周囲の弧
   上に配置されている、請求項１又は５記載の装置。 ９、光量の等しい光源（２６、２６′）が検査範囲（９
   ）の中心を中心とした円の形をした弧の上に等間隔で配
   置されており、該円の半径が検査範囲（９）の最外点間
   の間隔の１／２よりも著しく大きい、請求項８記載の装
   置。 １０、光量の等しい光源（２６、２６′）が楕内部分の
   形をした弧の上に配置され、楕円の焦点（Ｆ）、検査範
   囲（９）の外点及び楕円弧上の光源の間隔が楕円の近い
   方の焦点（Ｆ）に対する距離に対して逆比例している、
   請求項８記載の装置。 １１、光源（２６、２６′）と検査範囲（９）との間に
   不透明の材料から成る壁（１８）が配置されており、該
   壁（１８）が中空体（３４）の縦軸線に対して横方向に
   位置する細長いスリット（２０）の形をした光通過開口
   を有し、該スリット（２０）の高さが検査しようとする
   中空体（３４）の範囲の高さにあり、しかも該範囲の高
   さよりも大きい、請求項１記載の装置。 １２、壁（１８）が平らである、請求項１１記載の装置
   。 １３、壁（１８）が弯曲されている、請求項１１記載の
   装置。 １４、光源（２６）が中空体（３４）の中空円筒状の範
   囲の軸線に対して平行に配置された棒状のランプである
   、請求項１記載の装置。 １５、光源（２６）が平行な複数の高出力ランプであり
   、これらの高出力ランプの中心がスリット（２０）の縦
   中心線に向き合っており、高出力ランプの長さがスリッ
   ト高さの２倍と少なくとも等しい、請求項１１記載の装
   置。 １６、光源（２６′）が円弧又は楕円弧の形をした、中
   空体（３４）の軸線に対して横方向に配置された管状ラ
   ンプである、請求項９又は１０記載の装置。 １７、光源（２６、２６′）がエスセノンランプである
   、請求項１記載の装置。 １８、光源（２６、２６′）がハロゲンランプである、
   請求項１記載の装置。 １９、光源が蛍光ランプである、請求項１記載の装置。 ２０、光源（２６、２６′）の弧の、中空体（３４）と
   は反対側に、弧状のレフレクタ（３９）が設けられてい
   る、請求項８記載の装置。 ２１、光源（２６、２６′）の弧の両端にそれぞれ１つ
   の別のレフレクタ（５０、５２）が配置されている、請
   求項２０記載の装置。 ２２、結像装置（１２）が検査範囲（９）の中心に直角
   に向けられている、請求項１記載の装置。 ２３、結像装置（１２）が検査範囲（９）に斜めに向け
   られている、請求項１記載の装置。