JPS63149547A - 壜の検査装置 - 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 この発明は、透明な壜の肉厚の不均一部の有無を自動的
に検査する壜の検査装置に関する。

従来の技術とその問題点 たとえば透明なガラス塩の製造ラインがら出てくる壜の
中には、第２図（ｂ）に示すように、壜（１）の内面に
はぜしわ（２）と呼ばれる肉厚の不均一な部分の生じて
いるものがある。はぜしわ（２）の部分ではガラスの肉
厚が急激に薄くなっており、外観および強度のいずれの
面からも好ましくない。このため、従来は、検査ライン
において検査員が目視検査によりはぜしわが生じた壜を
抽出、除去しているが、検査数量が多く、検査員の疲労
によるミスも生じるため、検査の自動化が望まれている
。

この発明の目的は、上記のような壜の検査を自動的にか
つ正確に行なえる装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 この発明による壜の検査装置は、透明な壜の肉厚の不均
一部の有無を検査する装置であって、複数の互いに平行
な縞が表わされた縞パターンを壜を通して撮像する撮像
装置と、撮像装置により撮像された縞パターンにより肉
厚の不均一部の有無を判定する処理装置とを備えている
ものである。

作　　　用 撮像装置により透明な壜を通して縞パターンを撮像する
と、肉厚の不均一部のない場合には縞パターンと同様の
歪のない正常な縞パターンが得られ、はぜしわなどの肉
厚の不均一部のある場合には肉厚の変化にもとづくレン
ズ効果よって歪んだ異常な縞パターンが得られる。そし
て、このような縞パターンの変化を調べることにより、
肉厚の不均一部の有無が判定される。

実　　施　　例 第１図は、壜の検査装置の構成を概略的に示す。また、
第２図は検査対象となる壜（１）の１例を示し、同図（
ａ）は肉厚の不均一部のない良品を、同図（ｂ）ははぜ
しわ（２）のある不良品を示す。

壜（１）は、鉛直回転軸（１０）の上端に水平に固定さ
れた円板状の回転台（１１）の中央にのせられ、その鉛
直な軸線を中心に低速で連続的に回転させられる。回転
台（１１）にのせられた壜（１）の両側に、テレビカメ
ラ（１２）とスクリーン（１３）が配置されている。テ
レビカメラ（１２）は、水平走査線が壜（１）の軸線と
平行になるように、通常の状態より光軸を中心に９０度
回転させた状態に配置され、光軸が壜（１）の軸線と直
交している。

スクリーン（１３）の片面には縞パターン（１４）が設
けられ、この縞パターン（１４）には互いに平行で幅の
等しい複数の明るい縞（１５）が等間隔をおいて表わさ
れている。そして、スクリーン（１３）は、縞パターン
（Ｉ４）が壜（１）を挾んでテレビカメラ（１２）に直
面し、しかも縞（１５）が壜（１）の軸線およびテレビ
カメラ（１２）の水平走査線と平行になるように、鉛直
に配置されている。また、テレビカメラ（１２）の出力
信号線（Ｉ６）は処理装置（１７）に接続されており、
壜（１）の円筒部分（上部および下部を除くストレート
の部分）の軸線を含むテレビカメラ（１２）側から見た
幅方向中央の領域（以下この領域を撮像領域という）を
通して縞パターン（Ｉ４）を撮像した複合映像信号ａが
処理装置（１７）に送られる。

壜（１）の撮像領域を通して縞パターン（１４）を撮像
したテレビ画像の縞パターン（１４ａ）は、たとえば第
３図のようになる。第３図において、（１５ａ）はスク
リーン（１３）の縞パターン（１４）の縞（１５）に対
応する明るい部分（以下この部分を縞部分という）を表
わす。第３図（ａ）は撮像領域にはぜしわ（２）のない
場合であり、テレビ画像の縞パターン（１４ａ）は、ス
クリーン（１３）の縞パターン（１４）と同様、互いに
平行で幅の等しい複数の縞部分（１５ａ）が等間隔をお
いて表われた正常なものとなる。この場合、テレビカメ
ラ（１２）が光軸を中心に９０度回転しているので、テ
レビ画像の縞パターン（１４ａ）はスクリーン（１３）
の縞パターン（１４）を９０度回転させたものとなり、
テレビ画像の縞部分（１５ａ）は水平走査線と平行であ
る。第３図（ｂ）は撮像領域にはぜしわ（２）のある場
合であり、テレビ画像の縞パターン（１４ａ）は、はぜ
しわ（２）の部分の肉厚の急激な変化にもとづくレンズ
効果によって縞部分（Ｌ５ａ）の一部が歪んだ異常なも
のとなる。

処理装置（１７）は、上記のようなテレビ画像の縞パタ
ーン（１４ａ）を表わす複合映像信号ａを処理すること
により、壜（１）の良否を判定するものである。

次に、まず、処理装置（１７）の動作の概略を簡単に説
明する。

処理装置（Ｉ７）は、複合映像信号ａの水平同期信号ｄ
と同期して各水平走査線ごとに信号ａにもとづく次の式
（１）のような積分値ｅ　（ｎ）を求め、信号ａの垂直
同期信号ｌに同期して各フィールドごとにこの積分値ｅ
　（ｎ）を表わす時系列信号ｅを作る。

式（１）において、Ｅは、縞パターン（１４ａ）を表わ
す複合映像信号ａを第７図のようにＩ２きい値すにより
２値化した２値信号Ｃの電圧レベルである。ｎは走査線
番号であり、テレビ画像の各フィールドにおいて画面上
方から順に１，２゜・・・・・・ｎと番号をつける。テ
レビ画像の１フレームを構成する水平走査線数は約４８
０であるから、各フィールドごとではｎは便宜上２４０
を最大として表現している。また、式（１）の積分範囲
Ｌ１と【２はそれぞれ各水平走査の始まりと終りに対応
する時刻である。したがって、積分値ｅ（ｎ）はテレビ
画像の各水平走査線上の縞部分（１５ａ）の面積をそれ
ぞれ表わし、時系列信号ｅはテレビ画像の各フィールド
について各水平走査、線上の縞部分（１５ａ）の面積を
上から順に表わすものとなる。

このようにして得られた時系列信号ｅの波形の１例を第
６図に示す。この時系列信号ｅは、テレビ画像の縞パタ
ーン（１４ａ）に応じて変化する。撮像領域にはぜしわ
（２）のない場合、第３図（ａ）について前に説明した
ように、テレビ画像には水平走査線と平行な縞部分（１
５ａ）が規則的に表われ、縞部分（１５ａ）では積分値
ｅ　（ｎ）は一定の最大値に、これ以外の部分では積分
値ｅ　（ｎ）は０になる。このため、時系列信号ｅは規
則的な矩形波となる。これに対し、撮像領域にはぜしわ
（２）のある場合、第３図（ｂ）について前に説明した
ように、テレビ画像には歪んだ縞部分（１５ａ）が表わ
れ、この縞部分（１５ａ）では、テレビ画像垂直方向の
幅が変化し、積分値ｅ　（ｎ）は最大値より小さい正の
値になる。このため、第６図に示すように、時系列信号
ｅの規則的な矩形波としての特徴がくずれ、振幅低下、
周期の大幅な変化が生じる。そして、処理装置（１７）
は、このような時系列信号ｅの振幅または周期の変化を
とらえて、壜（１）の撮像領域にはぜしわ（２）がある
か否かを自動的に判定する。

上記のような判定を行なうための処理装置（１７）の具
体的な構成が第４図に示されている。

次に、これにもとづいて、処理装置（１７）の動作をさ
らに詳しく説明する。

テレビカメラ（１２）の複合映像信号ａは、２値化回路
（１８）と、同期信号分離回路（１９）に送られる。２
値化回路（１８）では、複合映像信号ａがしきい値すと
比較されて、信号ａがしきい値す以上のときまたはしき
い値より大きいときにＨレベルになりそれ以外のときに
Ｌレベルになる２値信号Ｃが作られ、これが時系列信号
生成器（２０）に送られる。同期信号分離回路（１９）
では、複合映像信号ａから水平同期信号ｄと垂直同期信
号Ｉが分離、生成され、水平同期信号ｄは時系列信号生
成器（２０）に、垂直同期信号Ｉはフリップフロップ（
２１）に送られる。

、時系列信号生成Ｗ　（２０）は、前述の時系列信号ｅ
を生成して比較器（２２）に送るものであり、その具体
的な構成が第５図に示されている。

時系列信号生成器（２０）の積分器（２３）には２値化
回路（１８）で生成された２値信号Ｃが入力し、サンプ
ルホールド回路（２４）および単安定マルチバイブレー
タ（２５）には同期信号分離回路（１９）で生成された
水平同期信号ｄが入力する。単安定マルチバイブレーク
（２５）では、水平同期信号ｄの立上りでトリガされる
パルス状のリセット信号ｄ゛が生成され、これが積分器
（２３）に送られる。積分器（２３）は信号ｄ゛でリセ
ットされ、２値化号Ｃの電圧レベルＥを時間について積
分し、サンプルホールド回路（２４）に送る。サンプル
ホールド回路（２４）は水平同期信号ｄのタイミングで
積分器（２３）の出力（積分値ｅ（ｎ））をサンプリン
グし、その値を次回のサンプリング時まで保持する。そ
して、サンプルホールド回路（２４）の出力信号として
時系列信号ｅが得られ、これが比較器（２２）に送られ
る。

比較器（２２）では、時系列信号ｅをしきい値ｆで２値
化し、信号ｅがしきい値ｆ以上またはしきい値ｆより大
きいときにＨレベルになりそれ以外のときにＬレベルに
なる２値化号ｇを積分３（２Ｂ）に送る。このとき、し
きい値ｆの大きさを調節することにより、時系列信号ｅ
の振幅変化や周期変化がとらえられる。たとえば、しき
い値ｆを大きくすれば振幅変化が、しきい値ｆを小さく
すれば、周期変化がとらえられる。なお、この実施例で
は、しきい値ｆを大きくして時系列信号ｅの振幅変化を
とらえるようにしている。

積分器（２６）は、次のように、２値化号ｇにより一定
値りの積分、リセットを繰返し、鋸歯状波信号ｉを比較
器（２７）に出力する。すなわち、まず、２値化号ｇの
反転信号と垂直同期信号Ｉの論理和をとって、反転信号
ｇ″を生成する。

そして、信号ｇ′の立下りによりリセットされ、信号ｇ
′がＨレベルになっている間だけ一定値りを時間につい
て積分するという動作を繰返す。

このため、積分器（２６）の出力波形は鋸歯状になる。

撮像領域にはぜしわ（２）のない場合、前に説明したよ
うに、時系列信号ｅは規則的な矩形波となるので、２値
化号ｇおよび反転信号ｇ′も規則的な矩形波となる。こ
のため、鋸歯状波信号ｉの振幅は一定になる。これに対
し、撮像領域にはぜしわ（２）のある場合、第６図につ
いて前に説明したように、時系列信号ｅは規則的な矩形
波にならず、振幅低下や周期変化が生じるので、２値化
号ｇおよび反転信号ｇ′も規則的な矩形波にならない。

上記のようにしきい値ｆを大きくした場合、時系列信号
ｅの振幅が低下した部分（Ａ）では、２値化号ｇがＬレ
ベルのままであるから、２値化号ｇがＬレベルになって
いる時間すなわち反転信号ｇ゛がＨレベルになっている
時間がはぜしわ（２）のない場合の２倍またはそれ以上
に長くなる。このため、積分器（２Ｂ）の１回の積分時
間がはぜしわ（２）のない場合に比べて長くなり、鋸歯
状波信号ｉの振幅がはぜしわ（２）のない場合よりかな
り大きくなる。

比較器（２７）は、鋸歯状波信号ｉとしきい値ｊとを比
較し、信号ｉがしきい値ｊ以上の間またはしきい値ｊよ
り大きい間だけＨレベルになるはぜしわ検知信号ｋをフ
リップフロップ（２１）に出力する。そして、フリップ
フロップ（２１）は、信号にの立上りでセットされ、垂
直同期信号ｌでリセットされる。フリップフロップ（２
１）の出力信号は処理装置（１７）全体の出力信号すな
わち良否判定信号ｍであり、はぜしわ検知信号ｋがＨレ
ベルになったときにのみ所定時間だけＨレベルになる。

しきい値ｊには、撮像領域にはぜしわ（２）のない場合
の鋸歯状波信号ｉの振幅よりやや大きい値が設定される
。このようにすれば、撮像領域にはぜしわ（２）のない
場合には、鋸歯状波信号ｉがしきい値ｊ以上になること
がなく、判定信号ｍはＬレベルのままである。また、撮
像領域にはぜしわ（２）がある場合には、第６図に示す
ように、鋸歯状波信号ｉがしきい値ｊより大きくなり、
判定信号ｍがＨレベルになる。したがって、判定信号ｍ
により、撮像領域にはぜしわ（２）があるか否かが判定
できる。

上記の検査は、少なくとも壜（１）が１回転するまでの
一定時間連続して行なわれる。壜（１）にはぜしわ（２
）のある不良品の場合、壜（１）が１回転するまでの間
に、必ず、はぜしわ（２）の部分が撮像領域に入り、判
定信号ｍがＨレベルになる。したがって、上記の一定時
間中判定信号ｍがＬレベルのままであれば良品と判定し
、この間に１回でも判定信号ｍがＨレベルになれば不良
品と判定する。

壜（１）の円筒部分のテレビカメラ（１２）側から見た
幅方向全体を通して縞パターン（１４）を撮像した場合
、はぜしわ（２）がなくても、幅方向中央の撮像領域と
これ以外の幅方向両側寄りの領域とでテレビ画像の縞パ
ターンの縞の幅および間隔が変る。このため、上記実施
例では、撮像領域だけを通して縞パターン（１４）を撮
像している。ところが、テレビカメラ（１２）の配置に
よっては、テレビ画像の縞パターン（１４ａ）の撮像領
域を通した部分の上下に撮像領域以外の幅方向両側寄り
の領域を通した部分が含まれることがある。このような
場合は、テレビ画像の各フィールドごとに撮像領域を通
した縞パターン（１４ａ）の部分すなわちテレビ画像垂
直方向中央部分の複合映像信号ａについてのみ上記の処
理を行なうようにする。また、１台のテレビカメラ（１
２）で壜（１）の円筒部分の高さ方向全体をカバーでき
ない場合は、テレビカメラ（１２）を上下に適当数配置
し、各テレビカメラ（１２）の複合映像信号ａについて
上記の処理を行なうようにする。

上記実施例では、時系列信号ｅの振幅変化によりはぜし
わの有無を判定しているが、周期変化により判定するこ
ともできる。この場合は、処理装置（１７）の積分器（
２６）および比較器（２７）のかわりに、信号ｅの周期
変化によりはぜしわの有無を判定する回路を設ける。

発明の効果 この発明の壜の検査装置によれば、上述のように、壜の
肉厚の不均一部のを無を自動的に正確に検査することが
できる。したがって、検査員の疲労が軽減され、検査の
信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す壜の検査装置の概略斜
視図、第２図は検査対象となる壜の１例を示す斜視図、
第３図は壜を通して縞パターンを撮像したときのテレビ
画像の１例を示す図、第４図は処理装置の電気的構成の
１例を示すブロック図、第５図は処理装置の時系列信号
生成器の電気的構成の１例を示すブロック図、第６図は
処理装置の各部の信号を示すタイムチャート、第７図は
時系列信号生成器の各部の信号を示すタイムチャートで
ある。 （１）・・・壜、（２）・・・はぜしわ、（１２）・・
・テレビカメラ、（１４）・・・縞パターン、（１４ａ
）・・・テレビ画像の縞パターン、（１５）・・・縞、
（１５ａ）・・・テレビ画像の縞、（１７）・・・処理
装置、（１８）・・・２値化回路、（２０）・・・時系
列信号生成器、（２２）・・・比較器、（２Ｂ）・・・
積分器、（２７）・・・比較器。 以　　上 特許出願人　ハイシステムコントロール株式会社代　理
　人　　岸本　瑛之助　（外４名）第４図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第２図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第８図 第５図 ｂ 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な壜の肉厚の不均一部の有無を検査する装置
   であって、複数の互いに平行な縞が表わされた縞パター
   ンを壜を通して撮像する撮像装置と、撮像装置により撮
   像された縞パターンにより肉厚の不均一部の有無を判定
   する処理装置とを備えている壜の検査装置。
2. （２）撮像装置が、水平走査線が縞パターンの縞と平行
   になるように配置されるテレビカメラであり、処理装置
   が、テレビ画像の縞パターンを表わす複合映像信号を２
   値化し、この２値信号を各水平走査線ごとに積分して各
   フィールドごとにこの積分値を表わす時系列信号を生成
   し、この時系列信号の振幅または周期の変化により肉厚
   の不均一部の有無を判定するものである特許請求の範囲
   第１項に記載の壜の検査装置。
3. （３）処理装置が、テレビ画像の縞パターンを表わす複
   合映像信号を２値化して２値信号を出力する２値化回路
   と、この２値信号を各水平走査線ごとに積分して各フィ
   ールドごとにこの積分値を表わす時系列信号を出力する
   時系列信号生成器と、この時系列信号を所定のしきい値
   により２値化して時系列信号がしきい値以上のときまた
   はしきい値より大きいときに第１レベルになりそれ以外
   のときに第２レベルになる２値信号を出力する比較器と
   、この２値信号が第２レベルになっている間だけ一定値
   を積分して鋸歯状波信号を出力する積分器と、この鋸歯
   状波信号を所定のしきい値と比較することにより肉厚の
   不均一部の有無を判定する比較器とを備えているもので
   ある特許請求の範囲第２項に記載の壜の検査装置。