JPS60249204A - 照明装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は照明装置、特にリング状光源を使用した照明装
置に関する。

背景技術とその問題点 現在、ガラス、プラスチック等を主材料とするビン等の
容器の用途は非常に多く、例えば薬用、酒用、化粧水用
、清涼飲料水用等、様々な用途がある。ところで、これ
らビン等の製造工程や、流通過程での問題の一つとして
、ビン口の傷や破損が挙げられる。ビン口の傷や破損は
、薬、酒等の液体のビンへの充填工程に於て、キャッピ
ングの不具合、充填液の漏洩等の問題をもたらし、又ビ
ンの流通工程でも、ビン自体の破損や、使用者に傷を与
える原因となる。特に、ビールビン等のリサイクル（回
収して何回も使用）するビンでは、その流通サイクルが
数回に及ぶので、ビンの破損、特にビン口に破損や傷等
の異常を受けたビンが回収されてくる場合が多い。その
ため、ビンの製造メーカーや、ビンを洗浄して液体をビ
ンに充填するメーカー等は、ビン、特にビン口の傷等の
欠陥を、人手による目視検査で検査し、欠陥ビンを排除
している。

近年、省力化のため、ビン口等の目視検査に代えて、光
学的手段、電気的手段等を使用してビン口等を自動的に
検査し得る自動検査装置が開発されてきている。これは
、例えばビン口等の被検査物を、照明装置よりの光で照
射し、その反射光をホトセルやビデオカメラ等の光電変
換センサにより受け、ビン口の傷や、欠は等の損傷によ
る異常反射光を検出し、ビン口の損傷等を検出するもの
である。

上述した如きビン口等の損傷の自動検査装置に使用され
ている照明装置としては、種々のものが提案されている
。この照明装置としては、ビン口の周縁部（この部分の
損傷等の有無が検査される）に、一様に光を当てること
が必要なので、リング状に光を発する螢光灯の如きリン
グ状ランプが在る。

この様なリング状ランプは、上述したビン口等の自動検
査装置に、例えば第１図に示す如く使用されている。即
ち、第１図に於て、符号（１）がリング状ランプで、こ
れは略々水平に設置され、その−側、例えば下側に、リ
ング状ランプ（１）の中心軸（Ｙ−Ｙ）に、ビン（２）
の被検査部であるビン口（３）の中心軸が略々一致する
如く、ビン口（３）を上にしてビン（２）が配置される
。この場合、リング状ランプ（１）の直（内）径は、ビ
ン（２）のビン口（３）の直（外）径より、充分大であ
る。リング状ランプ（１）に関し、ビン（２）と反対側
、この例では上側に、ビデオカメラの如き光電変換セン
サ（４）が、その光軸が中心軸（Ｙ−Ｙ　）に略々一致
する如く配置され、このセンサ（４）がビン口（３）で
反射された光を受け、対応電気信号を発生する。この電
気信号を周知の検査部（Ｄ）で処理して、ビン口（３）
の損傷等の有無を検査している。

次に、上述の装置に於けるビン口（３）に対するリング
状ランプ（１）よりの入射光及びそこでの反射光の状態
を、第２図Ａ、Ｂ及びＣを参照して説明する。第２図人
はビン（２）の上部、即ちビン口（３）近傍の斜視図、
同図Ｂはビン口（３）の一部の拡大側面図、同図Ｃはビ
ン口（３）の上面図である。

第２図人及びＢに示す如く、図示せずも上方に配置され
たリング状ランプ（１）からその下方に配置されたビン
口（３）への入射光のうちの、例えば、中心軸（Ｙ−Ｙ
）を含む面、即ち垂直面に沿う入射光のうち、（、）で
示す方向からの入射光は、ビン口（３）のリップ部（５
）の彎曲した周縁部の表面（６）の第２図Ｂの点線（７
）の上方部で反射するので、その反射光（ｂ）は、図示
せずもビン口（３）の上方に配置したセンサ（４１に入
射する。ところで、リング状う／ブ（１）から発する光
は、ビン口（３）の周縁部に対して一様に入射するもの
であるが、ビン口（３）Ｋ破損等が無い場合は、ビン口
（３）への入射光のうち、その表面（６）で反射され、
センサ（４）べ入る光は、ビン口（３）の表面（６１の
うち、第２図Ｂの点線（７）で示す部分近傍或はその上
方部に入射する光のみである。

換言すれば、ビン口（３）に損傷等の異常が無い場合で
も、リング状ランプ（１）からの光の一部は、ビン口（
３）の上述した特定部で反射し、その反射光がセンサ（
４１に常時入射している。ビン口（３）に損傷等があれ
ば、そこでの乱反射光が、上述の反射光に重なってセン
サ（４１に入射するので、センナ（４）、従って検査部
は、この光量変化を検出して、ビン口（３）の損傷等を
検出している。即ち、上述した検査装置では、ビン口（
３）の損傷等の検出には全く不必要な反射光が、常時セ
ンサ（４１に入っているので、損傷等の検出感度が低い
と云う重大な欠点がある。

更に、ビン（２）、即ちビン口（３）の形状によっては
、ビン口（３）の内周縁にも、第２図Ｂ及びＣに示した
点線（７）に相当する線が存在し、その近傍に入射した
光の反射光がセンサ（４）に入るので、損傷の検出が困
難になり、検出感度が更に低くなってしまう。

上述した欠点を回避する装置としで、第３図に示す如き
、スポット状の光を発するランプ（８）を用いて、ビン
口（３）の被検査部をスポット状に照射し、その反射光
のみを受ける如くセンサ（４）を配置した装置もあるが
、この場合、ビン、即ちビン口（３）を回転しなければ
、その全体の検査ができないので、ビンを回転させる手
段が余分に必要となると共に検出時間が長くなると云う
欠点が附随する。

発明の目的 従って、本発明は、上述した如き従来の照明装置の欠点
を一掃し得る照明装置を提供せんとするものである。

発明の概要 本発明によれば、リング状光源と、該リング状光源をそ
の内部に収納する不透明材より成る筐体と、該筐体の一
側に配置され上記リング状光源よりの光の方向を所定方
向に制御する手段とより成ることを特徴とする照明装置
が得られる。

この照明装置は、ビンの口の如きリング状の被検査物の
欠は等の損傷の検査を、光電変換センサ等を用いて自動
的に行う場合に、卓効がある。

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明するも、同図
に於て、第１乃至第３図と同一符号は同一素子を示すも
のとする。

先づ、第４図人及びＢを参照して、本発明の詳細な説明
する。上述した如く、第４図人に示すビン（２）のビン
口（３）の周縁部の点線（７）で示す部分近傍或はそれ
より上部へ、その外側より、ビン（２）の上方に配置さ
れているリング状光源としてのリング状ランプ（図示せ
ず）から入射して来る光（ａ）の反射光（ｂ）は、上述
した如く、センサ（図示せず）へ、傷等の検査に直接関
係のない不要光として到達するものである。一方、（ａ
ｌ）で示す方向の光はビン口（３）の表面（６）の点線
（７）より下方の部分で反射するので、その反射光は（
ｂｌ）で示す如く、ビン口（３）の下方に進み、センサ
に到達しないものであるから、第４図人で、入射光（ａ
）より上方の光がビン口（３）に入射しないように、そ
の光を遮断する手段を、リング状ランプとビン口（３）
との間に設け、光（ａ）より下方の光のみが、リング状
ランプよりビン口（３）に到達するようになせばよい。

即ち、第４図人の斜線領域（９）で示す部分を通るリン
グ状ランプよりの光の通過を阻止する手段を設ければよ
い。尚、第４図人に於て、点線ＱＯｌで示す如く、ビン
口（３）に損傷があれば、そこに当たる光は乱反射し、
その一部がセンサ（図示せず）に入射することは、勿論
である。

第４図人に就いての考察は、ビン（２）の中心軸（Ｙ−
Ｙ　）を含む面、即ち垂直面方向の光に就〜・てである
が、中心軸（Ｙ−Ｙ）に垂直な面、即ち水平面方向の光
に就いて、第４図Ｂを参照して説明する。この場合は、
第４図Ｂの（ａ２）で示す方向の光をビン口（３１に当
てれば、その反射光は、（ｂ２）で示す如く、水平面内
で横方向外側にずれ、ビン口（３）の上方へ進まないの
で、不要な反射光がビン口（３）の上側に設けたセンサ
（図示せず）に到ることはない。然し、ビン口（３）に
損傷等が在れば、入射光（ａ２）もそこで乱反射され、
一部の乱反射光がセンサに到達することは、勿論である
。尚、第４図Ｂの斜線を付した二等辺三角形状の部分（
１１１は、この部分を通るビン口（３）への入射光は、
そこで反射し、センサへ不要光として入射するので、こ
の入射光を遮蔽する領域を示す。

次に、第５図人及びＢを参照して上述した原理を実現す
る本発明による照明装置の一実施例を説”明する。尚、
同図に於て、第１乃至第４図と同一符号は互に同一素子
を示すものとし、それ等の詳細説明は、簡単のため、こ
れを省略する。

第５図人は本発明による照明装置−の一例の縦断面図で
あり、第５図Ｂはその下面の平面図である。この照明装
置−は、不透明材製の筒状筺体０Ｄを有する。この筐体
（２１＋は、外側筒状体（２１Ａ）とこれと同心の内側
筒状体（２１Ｂ）とを有する。内側筒状体（２１Ｂ）の
透孔（２２＋の内径は、ビン（２）のビン口（３）の外
径よりや工大に選択されている。筺体（２１１の上方の
リング状空間（２３の内部の所定位置に、リング状光源
としてのリング状ランプ（１）を、図示せずも適当なる
手段で固定支持する。筐体（２１）は、更Ｋ、七の空間
（ハ）の下方に、不透明材より成り、リング状ランプ（
１）よりピン口（３）への光の方向を制御する手段に供
する、肉厚のリング状部材（２４）を有する。

この部材（財）は、透孔■と略々同径で、軸（Ｙ−Ｙ　
）に関して透孔Ｃ３と一致する透孔（２２Ａ）を有し、
且つ外側及び内側筒状体（２１Ａ）　、　（２１Ｂ）間
を、それ等の下端に於て連結している。

第５図に示す如く、筺体ｔ２１１は、リン律部材（ハ）
を下側にして、上方の光電変換センサ（４）と下方のビ
ン（２）との間に配置され、筐体Ｃ１！１１の中心軸、
即ち透孔（２２、（２２Ａ）及びリング状ランプ（１）
の中心軸（Ｙ−Ｙ）に、センサ（４）の光軸及びビン（
２）のビン口（３）の中心軸が一致するように配置され
て使用されるものである。従って、第４図に就いて説明
した本発明の原理を満足させるため、リング状ランプ（
ｌｌ自体のリング状の発光中心（０）と、ビン口（３）
の上記した点ａ（７）とを結ぶ線（Ａ）（この線（Ａ）
は、ランプ（１）及び点線（７）が共にリング即ち円な
ので、漏斗状となる）に略々平行で、ビン口（３）の点
線（７）で示す部分より下方に対向する互に平行な多数
の透孔（ハ）を、筐体（２１＋のリング状部材（２）に
互に近接して穿設する。同様に、第４図の領域（９）を
通過せず、即ちビン口（３）の点線（７）の近傍の上部
には到達しないが、それ以外のビン口（３）の天面部を
照射し得るように、上記線（Ａ）（漏斗状面）の上方で
、互に近接し且つ平行な多数の透孔霞を、リング状部材
（２１に穿設する。尚、各透孔（ハ）及び（ハ）のビン
口（３）に対する水平面内の傾斜角は、明示せずも、第
４図Ｂに関して説明した如く、リング状ランプ（１）よ
りの光が、領域（ＩＩＩを通過しないように選んである
ことは勿論である。

尚、第５図Ｂに示す如く、各透孔（ハ）９ｇ３）のリン
グ状の部材（２４１の下面に於ける開口端は、夫々同一
円上に在る。同様に、図示せずも、各透孔３１．（至）
のリング状部＊ｔＣ１！ａの上面に於ける開口端も、夫
々前者より大径の同一円上に在る。

又、第５図Ａに於て、符号０′？）は、不透明材より成
る筐体（２１１のリング状空間Ｃ！□□□のカバーで、
リング状ランプ（１）よりの光が、上方のセンサ（４）
に直接入射するのを防止している。

上述した本発明による照明装置■によれば、上述した原
理を満足しているので、ビン口（３）に傷等の異常がな
い場合は、リング状ランプ（１）よりの光で、ビン（２
）、特にビン口（３）及びその近傍で反射した反射光は
、センサ（４）に到達することはなく、ビン口（３）に
第４図Ａに示す如く損傷帥等があるときのみ、そこで乱
反射された光の一部が、透孔（ｍ）。

１２Ｂを通ってセンサ（４）に到達する。換言すれば、
本発明による照明装置−を使用すれば、センサ（４１は
、正常時、即ちビン口（３）に損傷αα等がない場合は
、電気信号を発生せず、損傷（ＩＯｌ等がある時のみ電
気信号を発生するものである。従って、センサ（４１よ
りの電気信号を処理する検査部（Ｄ）は、センサ（４１
より電気信号が発生したか、しないかを検出するのみで
よい。即ち検査部（Ｄ）は、センサ（４）が電気信号を
発生した時は、例えばブザー、ランプの点灯等の警報を
発つするか、欠陥ビン（２）の排除装置（図示せず）を
駆動する信号を発生するのみでよく、複雑な処理機能は
不用となる。従って、センサ（４）及び検査部（Ｄ）は
、共に簡単な構成のものでよく、欠陥の検出感度も高く
なる。

尚、第５図の例に於ける各透孔（ハ）、ｃ！６１の口径
或はそれ等の垂直及び水平面内に於ける軸（Ｙ−Ｙ）Ｋ
対する角等は、上述の原理を満足する範囲内で、リング
状ランプ（１）の光度や、それにより照射されるビン（
２）のビン口（３）の寸法等によって変更することは、
勿論である。

更に、各透孔（２暖、（支）ｊの断面形状は、円形に限
らず、第４図で説明した原理に基づく範囲で、楕円形、
長方形等に変更し得るものである。又、透孔は、（ハ）
、Ｃ！６１の二列に限らず、照射の目的に応じて増減し
てもよいことは、勿論である。

第６図Ａ及びＢは、本発明の他の例の縦断面図及び底面
図である。尚、第６図に於て、第５図と対応する符号は
、互に同一素子を示し、それ等の詳細説明は、これを省
略する。

籾で、この第６図の例では、筐体（２１）の外側及び内
側筒状体（２１Ａ）　、　（２１Ｂ）を、夫々下方に伸
長し、第５図の例のリング状部材（至）に対応する空間
（２４Ａ）を設け、その内部に、矩形状で不透明材より
成る多数の方向制御板（至）の一端部を、内側筒状体（
２１Ｂ）の外側に固定し、それ等を、放射状に伸ばし、
それ等の他端部を外側筒状体（２１Ａ）の内周面に固定
し、隣接する方向制御板（至）により区劃される各空間
Ｃ１１）が、略々同一形状となるようになす。筐体＋２
１１の外側筒状体（２１Ａ）の下方周縁に、不透明材よ
り成るリング状遮蔽板０渇を取り付ける。このリング状
遮蔽板Ｃ３３の巾（Ｗ）を、その内周縁が例えば第５図
の例の透孔（ハ）の下端開口位置に略々相当する位置に
なるように選択する。

この第６図の例は、リング状ランプ（１）よりの光のう
ちの、水平面内の光の軸（Ｙ−Ｙ）Ｋ対する方向を、主
として、上述した原理の如く制御した場合である。勿論
、垂直面内の光の軸（Ｙ−Ｙ）Ｋ対する方向も、リング
状遮蔽板０擾より、成る程度、制御される。

この第６図の例も、第５図の例と同様の作用効果を奏し
得ることは、明らかである。

第５図及び第６図に示した本発明の例では、多数の透孔
及び方向制御板等を用いて、リング状うンプよりの光の
被検査物への方向を、所定の原理を満足するように制御
した場合であるが、上述の透孔、方向制御板の代りに１
例えばプリズム、レンズ、光ファイバー、ミラー等を利
用して、リング状ランプよりの光の方向を制御すること
もできるし、その他上記原理を満足する範囲内で、多（
の変化・変更を当該業者が成し得ること、明らかであろ
う。

尚、リング状ランプとしては、リング状螢光灯、リング
状ストロボフラッシュランプ等を用い得る。

発明の効果 本発明による照明装置は、通常のリング状ランプと、そ
れよりの光の方向を所定の如（制御する簡単な構成の手
段とより成り、被照射物の所定部に、所定の方向に沿っ
て光を照射できるもので、円形の周縁部等の自動検査装
置の照明装置として使用され、その光電変換センサ、検
査部等の構成を簡単にし得ると共に、検出感度を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビン口等の自動検査装置の路線図、第２
Ａ、Ｂ及びＣは夫々ビン口部の斜視図、ビン口の一部の
拡大側面図及びビン口の上面図１．第３図は従来のビン
口等の自動検査装置の他の例の路線図、第４図Ａ及びＢ
は夫々本発明の詳細な説明に供する路線図、第５図Ａ及
びＢは夫々本発明による照明装置の一例の縦断面図及び
底面図、第６図Ａ及びＢは夫々本発明の他の例の縦断面
図及び底面図である。 図に於て（１）はリング状ランプ、（２）はビン、（３
）はピン口、（４）は光電変換センサ、（Ｄ）は検査部
、（イ）は照明装置、（２１）は筺体、（２１Ａ）は外
側筒状体、（２１Ｂ）は内側筒状体、（ハ）は透孔、（
至）はリング状空間、Ｇ！４１はリング状部材、（ハ）
、（ハ）は透孔、罰はカバー、（至）は方向制御板、６
υは空間、ｒ３２１はリング状遮蔽板を夫々示す。 く ロロ く □鴫 〜 ロコ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リング状光源と、該リング状光源をその内部に収納する
   不透明材より成る筐体と、核筺体の一側に配置され上記
   リング状光源よりの光の方向を所定方向に制御する手段
   とより成ることを特徴とする照明装置。