JPH0854213A - 容器の寸法パラメーターの光学的検査装置及び検査方法 - Google Patents

容器の寸法パラメーターの光学的検査装置及び検査方法

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JPH0854213A
JPH0854213A JP7104632A JP10463295A JPH0854213A JP H0854213 A JPH0854213 A JP H0854213A JP 7104632 A JP7104632 A JP 7104632A JP 10463295 A JP10463295 A JP 10463295A JP H0854213 A JPH0854213 A JP H0854213A
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light
mouth
sensor
energy
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JP7104632A
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James A Kirkman
ジエイムズ・エー・カークマン
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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作部（容器自体以外）または容器との接触
部を有さず、従来の測定技術よりもさらに経済的でかつ
有効であり、より長期にわたる運転の間信頼できるサー
ビスをもたらす、特に容器の口の内径等の容器のパラメ
ーターを検査する装置と方法を提供。 【構成】 容器中に光のエネルギーを指向させるための
光源（１６）、及び容器（１４）の口から透過してきた
光のエネルギーを受けるために光源及び容器に対して配
置される光センサー（２２）を含む、容器の口（１２）
の内径を検査する装置。テレセントリックレンズ（２
８）は、実質的に容器の口の軸方向に容器の口を通って
透過してきた光のエネルギーを、光センサー上に指向さ
せる。光のエネルギーはアイリス（２６）を通ってマト
リックスアレーセンサー（２４）上へ集まり、容器の口
の二次元像を引き出す。マトリックスアレーセンサー
は、容器の口の二次元像に合う最大の直径を有する円を
決定あるいは計算し、そのような円を容器の口の有効直
径を示すものとして扱う画像解析エレクトロニクス（３
０）に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、容器の寸法パラメータ
ーの非接触測定に関するものであり、特に、容器の口の
内側を光学的に測定する装置及び方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】透明または色のついたガラス瓶のような
半透明の容器の製造においては、機能的及び美的理由の
両方から、設計仕様の範囲内で各容器の寸法パラメータ
ーを維持することが重要である。例えば、容器の仕上げ
部（特に容器の口を含む）が所望の幾何学的特徴を有
し、そのために、装置の損傷、容器の破壊、または製造
ラインの停滞を伴わずに容器が自動充填及びふた締め装
置によって受け入れられることが重要である。米国特許
発明明細書第３３１３４０９号（本発明の譲受人に譲渡
されたものである）には、容器が順番に運ばれながら、
様々な幾何学的及び他の特性を測定する多数の検査ステ
ーションを通る容器検査システムが開示されている。そ
のようなステーションの一つでは、所定の寸法の栓を容
器の口に差し込む試みがなされている。栓の直径は、例
えば、容器充填装置に合うような容器の最小口径と整合
している。栓が容器の口に差し込み不可能であれば、そ
の容器は除かれる。検査システムの他のステーションで
は、容器の寸法パラメーターは、回転させた容器に接触
しているローラーの位置を監視することにより測定され
る。上記特許中に開示されたシステムは、相当な商業的
容認及び成功を享受しているが、改良が望まれている。
容器との物理的接触を必要とする検査技術には時間がか
かり、また、例えば、ローラーや栓が機械的に摩耗しや
すい。栓やローラーを容器に接触させたり容器から離し
たりしなければならない往復運動は、相当な量の電気力
を伴う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一般的な目的
は、動作部（容器自体以外）または容器との接触部を有
さず、従来の測定技術よりもさらに経済的でかつ有効で
あり、より長期にわたる運転の間信頼できるサービスを
もたらす、特に容器の口の内径等の容器のパラメーター
を検査する装置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】容器の寸法パラメーター
を測定する装置には、容器上に光のエネルギーを指向さ
せるための光源、及び少なくとも光源によって照射され
た容器の部分の像を受けるために配置される光センサー
が含まれる。テレセントリックレンズは、テレセントリ
ックレンズの軸と平行な方向に進んでいるエネルギー
を、光センサー上に指向させるものであり、それにより
容器の照射部分が明るい背景に対して暗い像として現れ
る。本発明の好ましい具体例におけるテレセントリック
レンズの配置は、アイリス、及び無限遠に一つの焦点を
有しアイリスにもう一つの焦点を有する、容器に隣接し
たレンズを含む。本発明の好ましい具体例における容器
の口の内径を測定する装置は、容器中に光のエネルギー
を指向させるための光源、容器を透過して容器の口から
出てきた光のエネルギーを受けるために光源及び容器に
対して配置された光センサーより構成され、容器の軸に
平行でない光線を除く効果を有する。テレセントリック
レンズは、容器の口から実質的に容器の軸方向に透過し
てきた光のエネルギーを光センサー上に指向させる。光
のエネルギーはアイリスを通ってマトリックスアレーセ
ンサー上に集まる。マトリックスアレーセンサーによっ
て容器の口の二次元の像が引き出される。マトリックス
アレーセンサーは、容器の口の二次元像に合う最大の直
径を有する円を決定あるいは計算し、そのような円を容
器の口の有効直径を示すものとして扱う画像処理エレク
トロニクスに連結している。本発明における容器の口の
内径を検査する方法には、光のエネルギーを容器を通し
て容器の口から射出させ、実質的に容器の口の軸方向に
向かって容器の口から出てきた光のエネルギーのみを光
センサー上へ指向させ、容器の口の内径を、センサー上
に指向されたそのような光のエネルギーの関数として決
定する各段階が含まれる。内口径は、容器の口の二次元
像を、センサー上に指向された光のエネルギーの関数と
して引き出し、容器の口の像に合う最大の直径を有する
円を決定あるい計算することにより決められる。次いで
この円は容器の口の有効内径を定めるものとして扱われ
る。このようにして決められた内口径が所望の最小径よ
りも小さい場合には、容器は除かれる。本発明の付加的
な目的、特徴及び有用性と共に、本発明は以下の記載及
び添付の図の説明により、さらに明確となるであろう。
【０００５】
【実施例】図１は、本発明の今現在の好ましい実施にお
ける、容器１４の口１２の内径を検査または測定する装
置１０を図示したものである。光源１６には、ランプ１
８及び、拡散した光のエネルギーを通常容器及び容器の
口の軸に平行な方向に容器の底部から容器中へ指向させ
るディフューザー２０が含まれる。カメラ２２は、容器
の口１２の軸方向上で容器１４の上方に位置している。
カメラ２２には、マトリックスアレーＣＣＤセンサー２
４、入射瞳２６、及び入射瞳に付随するレンズ２５、２
７が含まれる。テレセントリックレンズ２８はカメラ２
２と容器１４の口１２との間に位置する。テレセントリ
ックレンズ２８は、容器１４の方向の無限遠に第一の焦
点を有し、入射瞳２６に第二の焦点を有する。すなわ
ち、カメラ２２はレンズ２８に対して位置しており、そ
れゆえ入射瞳２６はレンズの焦点距離だけレンズ２８か
ら離れている。レンズ２５、２７を備えた入射瞳２６
は、レンズ２８と連動してアイリスとして機能し、本質
的には容器の口１２から出射した容器、レンズ及びカメ
ラの軸に対して平行な光線のみをセンサー２４上へ集光
する。すなわち、容器及び光軸に対して平行でない方向
へ容器の口から出射してきた光線は、レンズ２８によっ
て入射瞳２６以外を通るように指向され、センサー２４
に突き当たるのを有効に防ぐ。この様にして、マトリッ
クスアレー２４上に容器の口の明確な像が結ばれるので
ある。センサー２４は、情報処理エレクトロニクス３０
へ連結されており、センサーを走査し、容器の口の二次
元像を引き出す。容器の口を通って透過してきた光のエ
ネルギーにより形成された明るい背景に対して、容器の
口を表すガラスは暗い像として現れる。これは、容器の
ガラスが透過してきた光を容器の本体中へ屈折させ、こ
の屈折した光が光軸に対して平行にはならず、センサー
２４上へは指向されないためである。マトリックスアレ
ーを走査し、容器の口の二次元像を引き出す典型的な技
術は、米国特許発明明細書第４９５８２２３号に開示さ
れている。
【０００６】図２から３は、出っ張り１２ｂを伴う口１
２ａを有する容器１４ａに関する本発明の操作を図示し
たものである。図２に示したように、出っ張り１２ｂ
は、容器の軸及び光軸に対して平行に容器の口から出射
している光線の一部を遮り、それによって、センサー２
４及び画像情報解析装置３０に図３に示されるような二
次元像を生み出すのである。情報処理装置３０は、出っ
張り１２ｂを含む口１２ａの像に合うような最大直径を
有する円１２ｃを計算することにより、図３の像の解析
を行う。続いて計算された円１２ｃは、容器の口の有効
内径として扱われる。そのような有効直径が所望の直径
の最小値より小さい場合は、情報処理装置３０は、検査
コンベヤラインから容器１４を除去するように適当な信
号を除去機構に与える。情報処理装置３０はディスプレ
ー３２に連結されており、検査中の容器の二次元像ある
いは他の適当な検査情報をを表示する。上記のように許
容されうる容器の口の内径に本質的に合格／不合格の表
示を与えるだけでなく、測定データは、工程分析または
米国特許発明明細書第４７６２５４４号に開示されてい
るような容器の形成工程の制御の目的にも使用できる。
また、本発明は他の容器パラメーター及び幾何学的特徴
の測定にも使用できる。例えば、いわゆる「傾いた」容
器（例えば、検査装置の光軸に対して容器の口１２が斜
めになった容器）では、容器のネックの頭部と底部にお
ける容器の口の向かい合ったふちにより二つの重複する
円の像が作りだされる。これらの重複する円にまたがる
有効直径が小さすぎる場合には、容器は所望の最小直径
より小さい口径を有するとして除かれる。また、本発明
の装置は、変形が容器の口越しに認められるほど十分に
大きければ、いわゆる「バード スウィング（bird swi
ng)」変形を有する容器の検出及び除去にも使用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の今現在好ましい実施における容器の口
の内径を測定する電気光学的非接触システムの構成図で
ある。
【図２】図１の一部分を拡大した構成図である。
【図３】容器の口の二次元像から有効内径を計算する方
法を図示した構成図である。
【符号の説明】
１０・・・容器の口の内径を検査または測定する装置 １２・・・容器の口 １２ａ・・・出張りを伴う容器の口 １２ｂ・・・出張り １４・・・容器 １４ａ・・・出張りを伴う口を有する容器 １６・・・光源 １８・・・ランプ ２０・・・ディフューザー ２２・・・カメラ ２４・・・マトリックスアレーＣＣＤセンサー ２５・・・レンズ ２６・・・入射瞳 ２７・・・レンズ ２８・・・テレセントリックレンズ ３０・・・情報処理装置 ３２・・・ディスプレー
フロントページの続き (72)発明者 ジエイムズ・エー・リングリーン アメリカ合衆国オハイオ州43537 マウミ ー、グレンヴイユー・ドライヴ 2210

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器（１４）の寸法パラメーターを検査
    する装置であって、容器上に光のエネルギーを指向させ
    るための光源（１６）及び、少なくとも光源により照射
    された容器の部分の像を受けるために配置された光感知
    装置（２２）からなり、上記光感知装置（２２）が、容
    器の照射部分が明るい背景に対して暗い像として上記光
    感知装置に現れるように、実質的にテセントリックレン
    ズ装置（２８）に平行な光のエネルギーのみを、上記光
    感知装置へ指向させるための上記テレセントリックレン
    ズ装置を含むことを特徴とする上記装置。
  2. 【請求項２】 上記光感知装置（２２）が入射瞳（２
    ６）を有するカメラからなり、上記テレセントリックレ
    ンズ装置（２８）が無限遠に一つの焦点を有し上記入射
    瞳にもう一つの焦点を有する請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 開口を有する容器を検査するための装置
    であって、上記光感知装置（２２）が、容器の口（１
    ２）及び、実質的に容器の口の軸方向に容器の口を通っ
    て透過してきた光のエネルギーを上記光感知装置に指向
    させるテレセントリックレンズ装置（２８）を通って透
    過してきた光のエネルギーを受けるために、上記光源
    （１６）及び容器（１４）に対して配置される請求項１
    または２のいずれかに記載の装置。
  4. 【請求項４】 上記光感知装置が、上記レンズにより上
    記入射瞳を通って集光された光による容器の口の像を受
    けるために配置された光センサー（２４）を含む請求項
    ３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 上記光センサーが、マトリックスアレー
    センサー（２４）及び、容器の口の二次元像を引き出す
    ために上記センサーに連結された装置（３０）を含む請
    求項３または４のいずれかに記載の装置。
  6. 【請求項６】 上記光感知装置が、さらに、容器の口の
    内径を決定するために上記像を解析するための装置（３
    ０）を含む請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 上記解析装置（３０）が、上記像に合う
    最大の直径を有する円（１２ｃ）を決定するための装置
    を含む請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 さらに容器の許容性を、最大の直径を有
    する上記円の関数として示すための装置（３２）を含む
    請求項１から７のいずれかに記載の装置。
  9. 【請求項９】 開口（１２）を有する容器（１４）の検
    査方法であって、 （ａ）光のエネルギーを容器を通して容器の口から射出
    させ、 （ｂ）実質的に容器の口の軸方向に向かって容器の口か
    ら出てきた光のエネルギーのみを光センサー（２４）上
    へ指向させ、及び （ｃ）容器の口の少なくとも一つの幾何学的性質を、上
    記センサー上に指向された光のエネルギーの関数として
    決定する 各段階を含む上記検査方法。
  10. 【請求項１０】 上記段階（ｃ）が、 （ｃ１）容器の口の二次元像を、上記段階（ｂ）におい
    て上記センサー（２４）上に指向された光のエネルギー
    の関数として引き出し、及び （ｃ２）上記幾何学的性質を、上記二次元像の関数とし
    て決定する 各段階を含む請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 上記段階（ｃ２）が、容器の口の内径
    を決めるために上記二次元像を解析する段階を含む請求
    項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 上記段階（ｃ２）が、上記像に合う最
    大の直径を有する円（１２ｃ）を決定し、上記円を容器
    の口の有効直径を定めるものとして扱うことにより行わ
    れる請求項１１に記載の方法。
JP7104632A 1994-04-07 1995-04-06 容器の寸法パラメーターの光学的検査装置及び検査方法 Pending JPH0854213A (ja)

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US08/224359 1994-04-07

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