JPH08226902A - 容器検査機械 - Google Patents

容器検査機械

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JPH08226902A
JPH08226902A JP7271407A JP27140795A JPH08226902A JP H08226902 A JPH08226902 A JP H08226902A JP 7271407 A JP7271407 A JP 7271407A JP 27140795 A JP27140795 A JP 27140795A JP H08226902 A JPH08226902 A JP H08226902A
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9036—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents using arrays of emitters or receivers

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プロフィール欠陥と壁欠陥を同時に検査でき
る検査システムを提供する。 【解決手段】 ガラス容器１１を検査位置を通して移動
させるコンベヤと、コンベヤの後方に位置して検査位置
の容器１１に光ビームを前方に向けて放射する第１の１
対の拡散光源１２と、コンベヤの他方の側において結像
表面を有する第１の２次元カメラ２４と、前方に向けて
放射された光ビームを第１の２次元カメラ２４の結像表
面の半分の領域に転送する第１の手段と、コンベヤの前
方に位置し、検査位置に位置する容器１１に光ビームを
後方に向けて放射する第２の１対の拡散光源１２と、反
対側であるコンベヤの一方の側において結像表面を有す
る第２の２次元カメラ２４と、後方に向けて放射された
光ビームを第２の２次元カメラ２４の結像表面の半分の
領域に転送する第２の手段と、各２次元カメラの半分の
結像像表面上の側壁画像を分析する手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス容器の検査
機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス容器は、溶融ガラスの個別塊から
ガラス成形機械によって製造される。成形される容器に
悪影響を与えることがあるこの成形工程の間に、多くの
ことが起こり得る。ソーダガラスビンを例に説明する
と、成形されたビンにはプロフィール不良（不適当な傾
斜、すなわちその垂直軸に対する傾斜）あるいは泡や混
入物のような壁不良がある。
【０００３】これらの不良あるいは他の不良（コックド
フイニッシュ(cocked finish)、曲がり、ベースリーナ
ー(base leaner)、径変化、異形）を有する容器を識別
するために、容器全体のプロフィールが検査される。米
国特許第5,256,871号にはプロフィール欠陥を決定する
ために容器の寸法を測定する機械を開示している。
【０００４】従来の機械では、検査は１分当たりビン６
００本（１秒当たり１０本）以上の割合で実施する必要
がある。検査工程で１台のカメラが使用される場合、１
つの画像のみが評価のために利用され、したがって単一
のカメラによって上述した寸法ゲージング（寸法測定
dimensional gauging）のような単一の検査が行われ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、プロフィール欠陥と壁欠陥を同時に検査することが
できる検査システムを提供することである。
【０００６】本発明のその他の目的及び有利な点は、本
発明に従い、本発明の原理を具現化する現在の好適な実
施例を示す、以下の説明及び添付図面から明らかになる
であろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の、垂直に起立し
た容器を検査する検査機械によれば、垂直に起立したガ
ラス容器を離れて位置する第１検査位置と第２検査位置
とを通して水平に移動させるコンベヤと、該コンベヤの
後方に位置し、上記第１、第２の検査位置のうちのいず
れか一方の検査位置に位置する容器に対して略水平に９
０°の関連する第１、第２光ビームを前方に向けて放射
する第１の１対の拡散光源と、上記コンベヤの他方の側
において第１結像表面を有し、該第１結像表面上の画像
を表すアナログ信号を出力する第１の２次元カメラと、
上記前方に向けて放射された光ビームを対応する上記第
１の２次元カメラの第１結像表面の半分の領域に転送す
る第１の手段と、上記コンベヤの前方に位置し、上記第
１、第２の検査位置のうちの他方の検査位置に位置する
容器に対して平行で略水平に９０°の関連する第３、第
４光ビームを後方に向けて放射する第２の１対の拡散光
源と、上記第２の１対の拡散光源と反対側である上記コ
ンベヤの一方の側において第２結像表面を有し、該第２
結像表面上の画像を表すアナログ信号を出力する第２の
２次元カメラと、上記後方に向けて放射された光ビーム
を対応する上記第２の２次元カメラの第２結像表面の半
分の領域に転送する第２の手段と、上記各２次元カメラ
からのアナログ信号を分析する分析手段とを具備し、上
記第１、第２の光ビームは上記第１の検査位置に位置す
る容器のプロフィール全体の周囲を通過するように十分
大きく、また上記第３、第４の光ビームは上記第２の検
査位置に位置する容器のプロフィール全体の周囲を通過
するように十分大きいことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】水平コンベヤ１０は、一定速度で
移動し、垂直に起立した状態のガラス容器（ビン）１１
を図示された検査位置を通って搬送する。この検査位置
において、短アークフラッシュ管ストロボから構成する
ことができ、且つコンベヤの後方に配置される、１対の
光源１２から、直接バックライトがコンベヤに対して約
４５°角度でビンを通過して水平に拡散される。その結
果、ビンが検査位置にある時、これら拡散光の光束（ビ
ーム）１４は、ビンの垂直軸１５に直角に交差する。こ
れらの光束は、検査される容器のうちの最大の容器より
も大きく、常に検査位置にある容器の全体プロフィール
（両側面と頂部）の周囲を通る。各光源からの光はコン
ベヤの前面に位置し且つ光束を方向変換ミラー１８に水
平に折り返す垂直に関連したミラー対１６に放射され
る。これらミラー対１６のミラー１７は、（法線に対し
て）ほぼ４５°の角度でこれらの光束を受ける。方向変
換ミラーは、光束を反射プリズム２２の反射面２０に転
送（反射）する。反射プリズムは、光束を２次元カメラ
２４の対応する半分の画像に照準を定める。方向変換ミ
ラー１８とプリズム２２の反射面２２の双方は、またこ
れら光束を４５°以下の角度（２３．５°と４５°）で
受ける。光束が（法線に対して）４５°よりも小さい角
度で各反射面に当たるように光束路を配置することによ
り、望ましくない偏光効果を回避できる。そして、全構
造物を非常に小さい足跡（footprint）内に収めること
ができる。両方の画像は適当なスクリーン２６上に写す
ことができ、且つ両方の外観を評価できる画像処理コン
ピュータ２８により評価される。この画像処理コンピュ
ータは受け入れ信号あるいは拒絶信号３０を出力する。
追加の詳細については、本明細書内に組み入れられた米
国特許第5,256,871号で説明されている。
【０００９】図２に示すように、好ましい実施例は図１
に示す従来技術の二重バージョンであり、コンベヤの一
方の側に位置する第１の１対の９０°関連光源１２と、
該コンベヤの反対側に位置する画像センサと、第２の１
対の９０°関連光源と、それに関連する丁度反対側に配
置された画像センサとを有する。
【００１０】４個の各光路の検査アルゴリズムは図３に
示されている。カメラセンサ（画素アレイ）上の画像信
号は、寸法ゲージングチャンネル（寸法測定 dimensio
nalgaging channel）と側壁分析チャンネルとに同時に
供給される。従って、側壁画像の分析は、寸法ゲージン
グと同時に行われる。この方式は速度と画質の双方の点
で優れている。各チャンネルの画像要求が異なるため、
側壁画像の分析チャンネルのための利得及びオフセット
（利得及びオフセット♯２）は、寸法ゲージングチャン
ネル（利得及びオフセット♯１）のための利得及びオフ
セットから分離されて、最適化される。寸法ゲージング
では、ビンの画像とその背景との間の境において最適な
変遷が要求される。濃く着色されたビンにあっては、こ
のセットアップは、側壁画像を非常に低いダイナミック
レンジにしておくことが出来る。これとは反対に、側壁
分析では、たとえ背景画像を飽和させ、容器画像の縁が
分かりにくくなったとしても、容器の側壁（少なくとも
中央半分の容器側壁）は最大ダイナミックレンジで撮像
される。一般には、ライテイング、レンズ口径、ズー
ム、焦点、変換利得及び変換オフセットは、側壁を捕捉
するために最適化される。一旦最適な側壁撮像が得られ
ると、寸法ゲージ画像に対応するチャンネルのための利
得及びオフセットは最適な縁の表現のために調整され
る。利得及びオフセットは、ユーザーが介在することな
く、電気的にセットされる。口径焦点及びズームは、検
査装置のユーザーインターフェースによって提供された
プロンプト（指示メッセージ）に応答し、ユーザーによ
りセットされる。
【００１１】寸法ゲージングチャンネルのための利得と
オフセットで、アナログ信号は、アナログからデジタル
型式（８ビットグレースケール）に変換され、検索テー
ブルは、このデジタル信号を、寸法ゲージング（寸法測
定）を実施するためにコントローラによって使用される
２つのレベルの黒信号と白信号に変換する。例えば、ビ
ンの縁を位置決めできるので、ビンの幅及び傾きの存在
等を決定することができる。
【００１２】側壁分析チャンネルのための利得とオフセ
ットで、同じアナログ信号はアナログからデジタル型式
（８ビットグレースケール）に変換される。この８ビッ
トグレースケール画像はハイパスフィルター処理を受
け、そしてハイパスフィルター処理を受けた画像はユー
ザーにより選択可能なゾーンによって３つのレベルの８
ビット画像にスレショルド(threshold)される。３つの
レベルの画像（画像信号）は、不透明、あるいは透明
な、欠陥の光学的特性を保護するのに利用される。容器
の異なる部分において異なる感度調整を許容するため
に、ゾーンのサイズと位置がユーザーによって選択され
る。スレショルドの後、中央の半分と４つの容器画像の
重複部分のための僅かな公差とを除いて名目上の容器側
壁量と合致するようにマスクされる。画像の半分は９０
°の視野に対応し、公差は２つの視野間の境界上にある
欠陥が検出から逃れないようにする。マスキングは、容
器の縁から生じる偽の人工物を除去し、また検査領域の
外側の領域からの鏡のような反射（例えば他の視界のた
めのバックライトからの反射）を除去する。
【００１３】マスキングの後、スレショルド処理によっ
て偏光された、各ゾーンの欠陥画素の総数は合計されて
１対の値、各極性(polarity)の１つとなる。次いで、各
極性は個々の尺度によって受け入れられるかあるいは拒
否されるかの評価を受ける。１つの極性はストーン(sto
ne)、すなわち不透明に対応し、他の極性は泡に対応す
る。両極性の値のグループは、すぐ近くではストーンや
泡に対応するが、一般には、しわ、波あるいはバードス
イング(bird swing)のような屈折による欠陥に対応す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に従って構成された検査機械の概略斜
視図である。
【図２】本発明の技術に従って構成された二重システム
の概略を示す図である。
【図３】開示された検査アルゴリズムのフローチャート
を示す図である。
【符号の説明】
１０ 水平コンベヤ １１ 容器 １２ 光源 １４ 光束 １５ 垂直軸 １６ ミラー対 １８ 方向変換ミラー ２２ 反射プリズム ２４ 二次元カメラ ２６ スクリーン ２８ 画像処理コンピュータ ３０ 信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオ・ビー・ボールドウィン アメリカ合衆国ニューヨーク州14845，ホ ースヘッズ，ダフォディル・ドライブ 115

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 垂直に起立した容器を検査するための検
    査機械にして、 垂直に起立したガラス容器を離れて位置する第１検査位
    置と第２検査位置とを通して水平に移動させるコンベヤ
    と、 上記コンベヤの後方に位置し、上記第１、第２の検査位
    置のうちのいずれか一方の検査位置に位置する容器に対
    して略水平に９０°の関連する第１、第２光ビームを前
    方に向けて放射する第１の１対の拡散光源と、 上記コンベヤの他方の側において第１結像表面を有し、
    該第１結像表面上の画像を表すアナログ信号を出力する
    第１の２次元カメラと、 上記前方に向けて放射された光ビームを対応する上記第
    １の２次元カメラの第１結像表面の半分の領域に転送す
    る第１の手段と、 上記コンベヤの前方に位置し、上記第１、第２の検査位
    置のうちの他方の検査位置に位置する容器に対して平行
    で略水平に９０°の関連する第３、第４光ビームを後方
    に向けて放射する第２の１対の拡散光源と、 上記第２の１対の拡散光源と反対側である上記コンベヤ
    の一方の側において第２結像表面を有し、該第２結像表
    面上の画像を表すアナログ信号を出力する第２の２次元
    カメラと、 上記後方に向けて放射された光ビームを対応する上記第
    ２の２次元カメラの第２結像表面の半分の領域に転送す
    る第２の手段と、 上記各２次元カメラからのアナログ信号を分析する分析
    手段とを具備し、 上記第１、第２の光ビームは上記第１の検査位置に位置
    する容器のプロフィール全体の周囲を通過するように十
    分大きく、また上記第３、第４の光ビームは上記第２の
    検査位置に位置する容器のプロフィール全体の周囲を通
    過するように十分大きいことを特徴とする検査機械。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の検査機械にして、 上記分析手段は、上記信号を受ける側壁画像分析チャン
    ネルからなり、上記アナログ信号のための選択利得とオ
    フセットを画定する手段と、利得及びオフセットされた
    アナログ信号をデジタルグレースケール信号に変換する
    手段とを含むことを特徴とする検査機械。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の検査機械にして、 上記分析手段は、上記デジタルグレースケール信号をハ
    イパスフィルタ処理するフィルタ手段と、ハイパスフィ
    ルタされた上記デジタルグレースケール信号を３つのレ
    ベルの画像信号に変換する検索テーブルを含む手段をさ
    らに具備することを特徴とする検査機械。
  4. 【請求項４】 垂直に起立した容器を検査するための検
    査機械にして、 垂直に起立したガラス容器を検査位置を通して水平に移
    動させるコンベヤと、 上記検査位置に位置する容器に向けて光束を放射し、該
    光束が上記検査位置に位置する容器のプロフィール全体
    の周囲を通過するように十分大きい、拡散光源と、 上記検査位置にある容器の画像を検知し、該画像を画定
    するアナログ信号を出力する２次元カメラと、 上記検査アナログ位置において上記容器の寸法及び側壁
    を評価するコンピュータ手段とを具備し、 上記コンピュータ手段は、 選択された第１の利得及びオフセットを画定する手段を
    有した第１の寸法ゲージングチャンネルと、 選択された第２の利得及びオフセットを画定する手段を
    有した第２の側壁画像分析チャンネルとを有し、 上記第１の寸法ゲージングチャンネルと上記第２の側壁
    画像分析チャンネルは上記２次元カメラから同じ信号を
    受けることを特徴とする検査機械。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の検査機械にして、 上記第１の寸法ゲージングチャンネルは、利得及びオフ
    セットされたアナログ信号をデジタルグレースケール信
    号に変換する、Ａ／Ｄ変換手段を更に有することを特徴
    とする検査機械。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の検査機械にして、 上記第２の側壁画像分析チャンネルは、利得及びオフセ
    ットされたアナログ信号をデジタルグレースケール信号
    に変換する、Ａ／Ｄ変換手段を更に有することを特徴と
    する検査機械。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の検査機械にして、 上記第１の寸法ゲージングチャンネルは、デジタルグレ
    ースケール信号を２進画像信号に変換する変換手段を更
    に有することを特徴とする検査機械。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の検査機械にして、 上記第２の側壁画像分析チャンネルは、 上記デジタルグレースケール信号をハイパスフィルタ処
    理する手段と、 ３つのレベルのデジタル画像信号を画定する検索テーブ
    ルとを更に有することを特徴とする検査機械。
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