JPH08184416A - 容器仕上部形状パラメータの光学的検査 - Google Patents

容器仕上部形状パラメータの光学的検査

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JPH08184416A
JPH08184416A JP7237856A JP23785695A JPH08184416A JP H08184416 A JPH08184416 A JP H08184416A JP 7237856 A JP7237856 A JP 7237856A JP 23785695 A JP23785695 A JP 23785695A JP H08184416 A JPH08184416 A JP H08184416A
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container
finish
image
sensor
matrix array
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JP7237856A
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James A Ringlien
ジエイムズ・エー・リングリーン
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Owens Brockway Glass Container Inc
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    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 容器(14)の仕上部(12)上に光エネルギー
を送るための光源(16)と光源により照射された容器仕上
部の像を受け取るように配置されたマトリックスアレイ
センサー(24)を含んだ、容器仕上部(12)の外形形状パラ
メータ検査装置(10)。容器仕上部外形の像(42)がマトリ
ックスアレイセンサー(24)上に焦点を結ぶようにテレセ
ントリックレンズ(32)が配置される。容器外形像(42)は
テレセントリックレンズ軸に平行に進む光エネルギーに
より形成され、容器外形はセンサーにおいて明るい背景
に対して暗い像として現れる。マトリックスアレイセン
サーを容器回転の増分で走査して、容器仕上部の１又は
１以上の形状パラメータを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は容器形状パラメータ
の非接触測定に係り、特に容器仕上部の外形形状の光学
的測定のための装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】容器製造技術においては、「容器仕上
部」という用語は一般に容器の口を形成する部分を意味
する。例えば瓶では、仕上部とは、ふたが座する容器の
口をとり囲む首の上面はもとより、容器のふたを受け入
れるためのねじ及び／又は肩を有する容器首部を含む。
扱っている間又は保存している間に炭酸ガスが洩れて逃
げないように容器仕上部にふたを取り付けて容器を密封
するためには、容器仕上部が適切に製造され所望の外形
形状を有することが重要である。本出願人に譲渡された
米国特許第４，７０１，６０２号は、透明容器、特にガ
ラス容器の仕上部を検査するための方法と装置を開示し
ており、これは容器の中心軸に対して容器を回転する間
に横方向に容器仕上部を通して拡散された光エネルギー
を送ることができる。カメラはリニアアレイ内に配置さ
れた複数の光感知要素又は画素を含む。このリニアアレ
イは容器の軸に対して角度を有しその軸と同一平面上に
あり、外壁及び内壁表面を調べる。内側表面は、空いた
容器口を通して調べる。カメラ・リニアアレイの個別の
要素が情報プロセッサーにより容器回転の増分でサンプ
リングされ、各要素の光強度を示す対応するデータが要
素番号と走査増分の結合された関数としてアレイメモリ
内に記憶される。容器の回転が完了すると、そのような
データが受容される容器仕上部を示す標準データと比較
され、もしその結果がオペレータの調整可能な閾値を越
えるならば不合格品信号が発生される。これも本出願人
に譲渡されたものである米国特許第４，９５８，２２３
号は、容器を保持しその中心軸に対して回転しながら容
器仕上部を検査するための方法と装置を開示している。
光源が拡散された光エネルギーを容器仕上部上に送るよ
うに配置され、カメラが光源に対して容器の軸と反対側
に配置される。カメラはカメラ焦点合わせ要素と共に配
置されたマトリックスアレイセンサーを含み、このセン
サーは光源により照射された容器仕上部の像を受け取
る。情報処理回路がカメラアレイに接続され、カメラア
レイはマトリックス要素上に入射した光強度の異なる関
数として容器仕上部の光学的特徴を示し、このマトリッ
クス要素は容器仕上部の商業上における構造的変化や形
状パラメータを検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の米国特許で開示
されたシステムは以前の容器仕上部検査技術と比較する
と大きく進歩しているが、更なる改良が依然として望ま
れている。例えば、容器仕上部の外形形状パラメータを
測定することが特に必要な用途において、例えば容器仕
上部領域の内側の構造的変形とは対照的に、容器外形の
鮮明な像、即ち外形の縁における変化が明るさと暗さの
間の大きなコントラストとはっきりした変化により特徴
付けられるような像を作り出すことが大いに望まれてい
る。本発明の主要な目的は、外形像の縁におけるそのよ
うな鮮明な変化により特徴付けられ、従って仕上部外形
形状パラメータ測定の精度を改善し向上するのに適した
システムと方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による容器仕上部
の外形形状パラメータを検査するための装置は、光エネ
ルギーを容器の仕上部上に送るための光源と光源により
照射された容器仕上部の像を受け取るように配置された
マトリックスアレイセンサーを含む。テレセントリック
レンズとカメラレンズの組合せがマトリックスアレイセ
ンサー上に容器仕上部外形の像の焦点を合わすように配
置される。容器仕上部外形の像はテレセントリックレン
ズに平行に進む光エネルギーにより形成されており、セ
ンサーにおいて明るい背景に対して暗い像として現れ
る。マトリックスアレイセンサーは、好ましくは容器回
転の増分で走査され、仕上部外形の複数の電子的２次元
像を作り出す。その各々の像は、仕上部に対して異なる
方位位置から見たものであり、それらの像から１又は１
以上の形状パラメータが求められる。レンズやカメラの
光学的軸に非平行な光線を効果的に遮るテレセントリッ
クレンズの配置をとることにより、暗い像と明るい背景
の間の大きなコントラストや外形の縁における鮮明で明
瞭な変化により特徴付けられる容器仕上部の像が提供さ
れる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は、現在のところ好ましい本
発明の実施例に従った、容器１４の仕上部１２の外形パ
ラメータを測定するための装置１０を示す。光源１６
は、容器の軸に一般には直交する方向から容器仕上部上
に光エネルギーを送るように配置される。光源１６は１
又は１以上のランプと制限された幅を有するディフュー
ザーを含むことができ、より好ましくはレンズ２０の焦
点に置かれた一つのランプ１８を含むことができる。こ
のレンズ２０は、実質的に平行な光線を容器仕上部１２
上に送るものである。光源１６は常時発光できるか又は
ストロボ光を放射できる。カメラ２２は光源１６に対し
て容器１４の反対側に置かれている。カメラ２２はマト
リックスアレイＣＣＤセンサー２４、入射瞳２６、及び
入射瞳２６に付随したレンズ２８、３０を含む。テレセ
ントリックレンズ３２はカメラ２２と容器仕上部１２の
間に配置される。テレセントリックレンズ３２は容器２
４の方向の無限遠において第１焦点を有し、入射瞳２６
の所に第２焦点を有する。即ち、入射瞳２６がレンズ３
２からレンズの焦点距離だけ間隔をおいて配されるよう
に、カメラ２２がレンズ３２に対して配置される。従っ
て、入射瞳２６はレンズ２８、３０と共に光源１６から
の本質的に唯一の光線をセンサー２４上に焦点合わせす
るための、レンズ３２と結合したアイリスとして動作す
る。この光線は容器１２を通過してレンズ３２とカメラ
２２の光学軸に平行に進む。即ち、容器１４に突き当た
った光線は反射され、吸収され、及び／又は屈折される
ので、レンズ／カメラの軸に平行な方向には容器から出
てはこない。テレセントリックレンズ３２を通して見た
ときに容器仕上部の像を結ぶ所にセンサー２４が位置す
るように、カメラ２２は配置される。従って、明るい背
景に対して暗い像として形成された容器仕上部外形の鮮
明な像をセンサー２４は受け取る。
【０００６】一般に（図示されてない）星形車とスライ
ド板２７を含んでいるコンベヤ３４は、連続して続く容
器１４を装置１０の位置まで運ぶように配置され、モー
ルドされた容器の供給源に接続される。コンベヤ３４は
米国特許第４，２３０，２１９号や第４，３７８，４９
３号に示されているタイプのようないくつかの適当なタ
イプが使用できる。連続して続く容器は固定位置で保持
されて、駆動ローラーのような装置３６により容器の中
心線に対して回転させられる。エンコーダー３８は容器
回転機構に接続され、容器回転の増分を示す信号を発生
する。情報プロセッサー４０はエンコーダー３８とマト
リックスアレイセンサー２４に接続され、容器回転の増
分でセンサーを走査し、仕上部に対して異なる方位位置
から見た容器仕上部の複数の２次元電子像を作り出す。
エンコーダー３８を使用する代わりとして、容器１４が
実質的に一定の速度で回転している間に、実質的に等し
い時間増分でセンサー２４を走査するように情報プロセ
ッサー４０により制御できる。従って、図２中の４２で
概略示されているように、情報プロセッサー４０で容器
仕上部の複数の２次元電子像が作り出される。そのよう
な像は表示器４４で表示でき（図１）、及び／又は適当
な技術を用いて分析され、１又は１以上の容器仕上部形
状パラメータが条件を満足しない場合には容器不合格品
信号を発生する。マトリックスアレイセンサー２４を走
査して容器仕上部外形の２次元電子像４２を作り出すた
めの典型的な技術は、上述の米国特許第４，９５８，２
２３号に開示されている。
【０００７】図２は容器仕上部の像４２の典型的な形状
パラメータを示している。これらのパラメータは本発明
に従って測定及び分析できる。形状パラメータはグラス
・パッケージング・インスティチュード・スタンダード
・コード・レター(Glass Packaging Institute Standar
d Code Letters) であるＡ（ビード径）、Ｄ（ひだ状出
張り高さ）、Ｅ（ねじ谷径）、Ｆ（上面サイドシール
径）、Ｈ（上面からビードふた隙間までの長さ）、及び
Ｔ（ねじ山径）により示されている。他の標準又は非標
準パラメータもまた測定できる。容器仕上部は容器に突
き当たる光源１６からの光を屈折し、反射し、及び／又
は吸収するので、容器から出てくるどんな光線もレンズ
３２とカメラ２２の光学軸に平行とはならず、よってセ
ンサー２４上に送られない。従って、容器仕上部の暗い
外形と明るい背景の間の像４２における縁のコントラス
トは非常に明瞭で鮮明になる。このようにして、容器仕
上部の形状パラメータが以前に提案された従来技術と比
較して著しく向上した正確さで精密に測定可能である。
【図面の簡単な説明】
付加的目的も含めて本発明とその特徴及び効果が、以下
の記載、特許請求の範囲、及び添付図面により最もよく
理解されるであろう。
【図１】現在のところ好ましい、本発明の実施例に従っ
て容器仕上部の外形形状パラメータを測定するための電
気光学的非接触システムの概略図である。
【図２】典型的な形状パラメータを説明する容器仕上部
の外形概略図であり、これらのパラメータは本発明に従
って測定され得る。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光エネルギーを容器(14)の仕上部(12)に
    送るための光源(16)、及び前記光源により照射された容
    器仕上部の像を受け取るように前記光源と容器に対して
    配置された光感知手段(22)を含んだ容器仕上部(12)の外
    形形状を検査するための装置(10)であって、 前記光感知手段(22)がマトリックスアレイセンサー(2
    4)、 容器仕上部の像(42)を前記マトリックスアレイセンサー
    上に焦点を結ばせるように配置されたテレセントリック
    レンズ(32)であって、仕上部像(42)はテレセントリック
    レンズ軸に平行な光エネルギーによって形成され、仕上
    部像が前記センサーにおいて明るい背景に対して暗い像
    として現れるようにする前記テレセントリックレンズ(3
    2)、及び前記マトリックスアレイセンサーを走査して容
    器仕上部の形状パラメータを決めるための手段(40)を含
    むことを特徴とする上記容器仕上部の外形形状を検査す
    るための装置。
  2. 【請求項２】 前記マトリックスアレイセンサー(24)が
    入射瞳(26)を有するカメラ内に配置され、前記テレセン
    トリックレンズ(32)が無限遠に一つの焦点を有し前記入
    射瞳の地点にもう一つの焦点を有する、請求項１に記載
    の装置(10)。
  3. 【請求項３】 容器(14)の軸に対して容器(14)を回転す
    るための手段(36)をさらに含んだ請求項１又は２に記載
    の装置(10)であって、前記走査手段(40)が容器回転の増
    分で前記センサーを走査するための手段(38)を含む、上
    記装置(10)。
  4. 【請求項４】 前記光源(16)が拡散光源を含む、請求項
    ３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 （ａ）容器(14)の仕上部(12)上に光エネ
    ルギーを送り、（ｂ）容器仕上部を通過してマトリック
    スアレイセンサー(24)の光学軸に平行な方向に進む光エ
    ネルギーのみを実質的にマトリックスアレイセンサー(2
    4)上に送り、（ｃ）前記センサー(24)を走査して容器仕
    上部外形の２次元像を得て、（ｄ）前記像から容器仕上
    部の少なくとも一つの形状パラメータを求めるというス
    テップを含む、容器仕上部(12)の外形形状パラメータ検
    査方法。
  6. 【請求項６】 前記ステップ（ｂ）がアイリス(26)を通
    って前記センサー(24)上に前記光エネルギーを焦点合わ
    せするステップを含んだ、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 （ｅ）容器(14)の軸に対して容器(14)を
    回転するステップを更に含んだ請求項５又は６に記載の
    方法であって、前記ステップ（ｃ）が容器回転の増分で
    前記センサー(24)を走査するステップを含んだ上記方
    法。
JP7237856A 1994-08-25 1995-08-24 容器仕上部形状パラメータの光学的検査 Pending JPH08184416A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US08/296,297 US5610391A (en) 1994-08-25 1994-08-25 Optical inspection of container finish dimensional parameters
US08/296297 1994-08-25

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JPH08184416A true JPH08184416A (ja) 1996-07-16

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EP (1) EP0698776B1 (ja)
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CN (1) CN1052066C (ja)
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BR (1) BR9503791A (ja)
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