JPH08338816A

JPH08338816A - 瓶用検査装置

Info

Publication number: JPH08338816A
Application number: JP7170349A
Authority: JP
Inventors: Kozo Takahashi; 幸三高橋; Eiji Ariizumi; 英二有泉; Masahiko Yomoto; 雅彦與本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】高速かつ安定した検査が可能で、かつ検査コ
ストの低減を図った瓶用検査装置を提供する。【構成】移動してくる瓶２を検知し検知信号を出力す
る瓶検知器と、瓶２の表面２ａを照明するための４１光
源と、表面２ａからの散乱光をｐ偏光成分とｓ偏光成分
とに分割するための偏光ビームスプリッタ５２と、分割
された偏光成分をそれぞれ別個に受光し電気信号に変換
する受光素子５３、５４と、受光素子５３、５４からの
電気信号を瓶検知器から出力される検知信号のタイミン
グで比較することにより瓶２の良否を判定する演算器と
を備える。移動してくる瓶２の表面２ａの検査を自動的
に行うことができるので、瓶２を作業者自身の目により
検査して良否を判定する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は移動してくる瓶の表面
を検査する瓶用検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンベア上を移動してくる瓶を、
欠け、割れ、ヒビ等に関して検査する装置はあるが、マ
イクロクラック，微小な傷，くもり等表面に関する瓶の
検査は、人の目視による外観検査に頼っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の目視による外観検査方法では、大量に移動してくる
瓶を作業者自身の目により休み無く検査し、良品である
か不良品であるかを判定しなければならないので、作業
者の疲労による検査ミスや個人差による判定のばらつき
等が発生し易く、高速で安定した検査を行うのが難しい
と共に、人件費により検査のコストが増大してしまうと
いう問題があった。

【０００４】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は高速かつ安定した検査が可能で、
かつ検査コストの低減を図った瓶用検査装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の瓶用検査装置は、移動してくる
瓶を検知し検知信号を出力する検知手段と、前記瓶表面
の少なくとも一部を照明するための光源と、前記瓶表面
からの散乱光をｐ偏光成分とｓ偏光成分とに分割するた
めの受光光学系と、前記偏光成分をそれぞれ別個に受光
し電気信号に変換する複数の変換手段と、前記電気信号
を前記検知信号のタイミングで比較することにより良否
を判定する判定手段とからなる。

【０００６】請求項２記載の発明の瓶用検査装置は、前
記判定手段による判定に従い前記瓶の不良品を排出する
排出手段を備えている。

【０００７】

【作用】請求項１記載の瓶用検査装置では、光源によっ
て照明された瓶表面からの散乱光が受光光学系によりｐ
偏光成分とｓ偏光成分とに分割され、両偏光成分が複数
の変換手段でそれぞれ別個に受光されて電気信号に変換
され、両電気信号が検知手段によって瓶を検知したタイ
ミングで判定手段により比較されることにより、瓶の良
否が判定される。そのため、移動してくる瓶を作業者自
身の目により検査して良否を判定する必要がなく、作業
者の疲労による検査ミスや個人差による判定のばらつき
等が発生しないと共に、人件費が低減される。

【０００８】請求項２記載の瓶用検査装置では、判定手
段による判定に従い瓶の不良品を排出する排出手段を備
えているので、瓶表面の検査から不良品の瓶の排出まで
が全て自動でなされる。

【０００９】

【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、各実施例の説明において同様の部位には同
一の符号を付して重複した説明を省略する。

【００１０】図２はこの発明の第１実施例に係る瓶用検
査装置を示している。この瓶用検査装置は、再生利用可
能な瓶の表面を検査するためのものである。瓶用検査装
置は、コンベア１により搬送されて移動してくる瓶２を
検知する瓶検知器３と、瓶２の表面に光を照射する投光
系４と、瓶２の表面からの散乱光を受ける受光系５と、
ＣＰＵ等からなる演算器６と、排出機７とを備えてい
る。

【００１１】瓶検知器３は、移動してくる瓶２を所定の
位置で検知し、検知信号を演算器６へ出力するようにな
っている。

【００１２】投光系４は、図１に示すように、光源４１
と、光源４１からの光を平行光にして瓶２の表面に照射
するコリメータレンズ４２とからなる。この実施例で
は、投光系４は、瓶２の傾斜した首の部分の表面（以
下、単に瓶２の表面という）２ａの一部に光を照射する
ように配置されている（図１及び図２参照）。図１で
は、瓶２の首の部分の水平断面が示されている。

【００１３】受光系５は、投光系４により光が照射され
た瓶２の表面２ａからの正反射光を受光しない角度に配
置されている。この実施例では、瓶２の表面２ａに照射
される光の入射角を３０°とし、その表面２ａからの散
乱光を受光する受光角を６０°としている（図３参
照）。

【００１４】受光系５は、図１に示すように、瓶２の表
面２ａからの散乱光を集光するディテクタレンズ５１
と、このレンズ５１で集光された散乱光をｐ偏光成分と
ｓ偏光成分とに分割する偏光ビームスプリッタ５２と、
受光素子５３、５４とからなる。なお、ディテクタレン
ズ５１と偏光ビームスプリッタ５２とにより、瓶２の表
面２ａからの散乱光をｐ偏光成分とｓ偏光成分とに分割
するための受光光学系が構成されている。

【００１５】受光素子５３は、偏光ビームスプリッタ５
２を透過するｐ偏光成分の散乱光を受光し、受光量に応
じた電気信号を演算器６へ出力する。受光素子５４は、
偏光ビームスプリッタ５２で反射されたｓ偏光成分の散
乱光を受光し、受光量に応じた電気信号を演算器６へ出
力する。

【００１６】演算器６は、受光素子５３、５４からそれ
ぞれ出力される電気信号を、瓶検知器３から検知信号が
出力されるタイミングで比較することにより瓶２の良否
（表面２ａの良否）を判定すると共に、表面２ａが不良
と判定した場合、その不良品の瓶２を排出させるための
指令を排出機７へ出力するように構成されている。

【００１７】排出機７は、演算機６から前記指令を受け
ると、不良品の瓶２をコンベア１上から除去して排出さ
せるものである。

【００１８】図４及び図５は、図３に示す前記受光角を
変化させた場合における散乱特性を示すグラフである。
図４は不良品の瓶のグラフであり、図５は良品の瓶のグ
ラフである。図４及び図５において、符号（イ）はｓ偏
光成分の散乱強度の変化を、符号（ロ）はｐ偏光成分の
散乱強度の変化を、符号（ハ）はｓ偏光成分とｐ偏光成
分の中間の散乱強度の変化をそれぞれ示している。

【００１９】図４から明らかなように、不良品の瓶２で
は、符号（イ）で示すｓ偏光成分の散乱強度が符号
（ロ）で示すｐ偏光成分の散乱強度よりも大きいことが
分かる。これに対して、図５から明らかなように、良品
の瓶２では、符号（イ）で示すｓ偏光成分の散乱強度と
符号（ロ）で示すｐ偏光成分の散乱強度とに差はあるも
のの、その差は不良品の瓶に比べて小さい。また、瓶２
の良否にかかわらずｐ偏光成分の散乱強度の変化は小さ
く、ほぼ安定した光量のｐ偏光成分が受光素子５３で受
光される。これに対して、ｓ偏光成分の散乱強度の変化
は図４に示す不良品の瓶では大きく、図５に示す良品の
瓶では小さいことが実験的に確認されている。したがっ
て、この実施例では、両偏光成分の差を利用して瓶２の
良否を後述するように判定する。

【００２０】上記構成を有する第１実施例では、瓶２が
コンベア１により搬送されて移動してくると、瓶検知器
３が移動してくる瓶２を所定の位置で検知し、検知信号
を演算器６へ出力する。

【００２１】一方、光源４１からの光がコリメータレン
ズ４２により平行光にされて瓶２の表面２ａに照射さ
れ、この表面２ａからの散乱光がディテクタレンズ５１
で集光される。この集光された散乱光が偏光ビームスプ
リッタ５２によりｐ偏光成分とｓ偏光成分とに分割さ
れ、ｐ偏光成分の散乱光は受光素子５３で受光され、ｓ
偏光成分の散乱光は受光素子５４で受光される。受光素
子５３、５４はそれぞれ受光量に応じた電気信号を演算
器６へ出力する。

【００２２】演算器６は、受光素子５３、５４からそれ
ぞれ出力される電気信号を、瓶検知器３から検知信号が
出力されるタイミングで比較する。この比較のために次
式（１）の演算を行う。

【００２３】Ｂ＝Ｅｓ−Ｅｐ（１）ここで、Ｅｓはｓ偏光成分の散乱光量、Ｅｐはｐ偏光成
分の散乱光量、Ｂは演算値である。

【００２４】また、演算器６は、瓶２の良否を判定する
ために、前記演算値Ｂと所定の境界値Ｔとを比較する。

【００２５】Ｂ＞Ｔならば不良品であると判定し、Ｂ≦Ｔならば良品と判定する。

【００２６】演算器６は、瓶２が不良品であると判定し
た場合、その不良品の瓶２を排出させるための指令を排
出機７へ出力する。この指令を受けると、排出機７は不
良品の瓶２をコンベア１上から除去して排出させる。

【００２７】このように、上記第１実施例によれば、移
動してくる瓶２の表面２ａの検査及び不良品の排出を全
て自動的に行うことができる。そのため、移動してくる
瓶を作業者自身の目により検査して良否を判定する必要
がなく、作業者の疲労による検査ミスや個人差による判
定のばらつき等が発生しないと共に、人件費が低減され
る。したがって、高速かつ安定した瓶表面の検査を行う
ことができると共に、検査コストを低減することができ
る。

【００２８】また、ｐ偏光成分の散乱光量とｓ偏光成分
の散乱光量とを比較して瓶の良否を判定するので、光源
４１の光量変動や、外乱光による影響の少ない安定した
瓶表面の検査を行うことができる。

【００２９】また、上記第１実施例によれば、瓶２の表
面２ａに照射される光の入射角を３０°とし、表面２ａ
からの散乱光を受光する受光角を６０°としている（図
３参照）ので、瓶２と受光系５の位置関係がずれて受光
角が多少変化したとしても、各受光素子５３、５４で受
光される散乱光量の変化が小さい（図４及び図５参
照）。これによって、瓶２と受光系５の位置関係のずれ
に起因する良否判定のばらつきを小さくすることができ
る。なお、この発明は、受光角が６０°の場合に限定さ
れるものではない。

【００３０】なお、上記第１実施例において、投光系４
は、瓶２の少なくとも一部を照明するものであればよ
い。光源４１としてレーザ光源を用いることもできる。
この場合、コリメータレンズ４２を不要にできる。

【００３１】なお、上記第１実施例では、受光素子５
３、５４からそれぞれ出力される電気信号の比較を、上
記式（１）の演算によりすなわち両電気信号の差を演算
することにより行っているが、この演算例は一例であ
る。例えば、前記両電気信号を比較するために、下記式
（２）のように両電気信号の比を演算してもよいし、或
いは下記式（３）のように両電気信号の差を正規化する
演算を行ってもよい。

【００３２】Ｂ＝Ｅｓ／Ｅｐ（２）Ｂ＝（Ｅｓ−Ｅｐ）／（Ｅｓ＋Ｅｐ）（３）また、瓶２表面の位置によって表面の損傷の程度が異な
る場合がある。このような場合には、１つのコンベア１
に対して投光系４及び受光系５からなる検査ヘッドを複
数設けたり、或いはコンベア１上で瓶２を回転させるよ
うにすればよい。

【００３３】図６はこの発明の第２実施例に係る瓶用検
査装置を示している。

【００３４】この第２実施例は上記第１実施例の変形例
である。第２実施例では、受光系５は、瓶２の表面２ａ
からの散乱光をそれぞれ受光する第１及び第２の受光系
を有している。第１の受光系は、前記散乱光からｐ偏光
成分を検出する偏光フィルタ５５と、このフィルタ５５
を通過したｐ偏光成分の散乱光を集光するディテクタレ
ンズ５６と、前記受光素子５３とからなる。一方、第２
の受光系は、前記散乱光からｓ偏光成分を検出する偏光
フィルタ５７と、このフィルタ５７を通過したｓ偏光成
分の散乱光を集光するディテクタレンズ５８と、前記受
光素子５４とからなる。また、第１及び第２の受光系
は、投光系４により光が照射された瓶２の表面からの正
反射光を受光しない角度に配置されている。その他の構
成は上記第１実施例と同じである。

【００３５】なお、この第２実施例では、偏光フィルタ
５５、５７と、ディテクタレンズ５６、５８とにより、
瓶２の表面２ａからの散乱光をｐ偏光成分とｓ偏光成分
とに分割するための受光光学系が構成されている。

【００３６】図７はこの発明の第３実施例に係る瓶用検
査装置を示している。

【００３７】この第３実施例は上記第１実施例の変形例
であり、瓶２の表面２ａに直線偏光を照射するように構
成されている。すなわち、受光系４に、コリメータレン
ズ４２により平行光にされた光源４１からの光を直線偏
光にする偏光フィルタ４３が設けられている。この偏光
フィルタ４３は、図８に示すように、コリメータレンズ
４２からの平行光を、瓶２の表面２ａに対してｓ偏光成
分とｐ偏光成分とが等しくなる直線偏光にして表面２ａ
に入射させるように構成されている。その他の構成は上
記第１実施例と同じである。なお、前記直線偏光のｓ偏
光成分とｐ偏光成分とは必ずしも等しくなくてもよく、
両偏光成分の割合が既知であればよい。

【００３８】図９はこの発明の第４実施例に係る瓶用検
査装置を示している。

【００３９】この第４実施例は図７に示す上記第３実施
例の変形例である。第４実施例では、図７に示す上記第
３実施例における受光系５が、図６に示す上記第２実施
例の場合と同様に、瓶２の表面２ａからの散乱光をそれ
ぞれ受光する前記第１及び第２の受光系で構成されてい
る。

【００４０】なお、図１０は不良品の瓶の分光散乱率
を、図１１は良品の瓶の分光散乱率をそれぞれ示してい
る。図１０及び図１１において、符号（イ）はｓ偏光成
分の散乱率を、符号（ロ）はｐ偏光成分の散乱率を、符
号（ハ）はｓ偏光成分とｐ偏光成分の中間の散乱率をそ
れぞれ示している。両図から明らかなように、散乱率
は、短波長になる程高くなることが分かる。したがっ
て、短波長の光を発する光源を使用することにより、受
光素子５３、５４での受光量を多くすることができる。
これによって、瓶２の表面２ａを検査する際のＳ／Ｎ比
をより一層向上することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る瓶用検査装置によれば、光源によって照明され
た瓶表面からの散乱光が受光光学系によりｐ偏光成分と
ｓ偏光成分とに分割され、両偏光成分が複数の変換手段
でそれぞれ別個に受光されて電気信号に変換され、ｐ偏
光成分に応じた電気信号とｓ偏光成分に応じた電気信号
とが検知手段によって瓶を検知したタイミングで判定手
段により比較されることにより、瓶の良否が判定され
る。そのため、移動してくる瓶を作業者自身の目により
検査して良否を判定する必要がなく、作業者の疲労によ
る検査ミスや個人差による判定のばらつき等が発生しな
いと共に、人件費が低減される。したがって、高速かつ
安定した検査を行うことができると共に、検査コストを
低減することができる。

【００４２】また、ｐ偏光成分とｓ偏光成分とを比較し
て瓶の良否を判定するので、光源の光量変動や、外乱光
による影響の少ない安定した検査を行うことができる。

【００４３】請求項２記載の発明に係る瓶用検査装置に
よれば、判定手段による判定に従い瓶の不良品を排出す
る排出手段を備えているので、瓶表面の検査から不良品
の瓶の排出までが全て自動でなされる。したがって、検
査の全自動化を図ることができると共に、検査コストの
より一層の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施例に係る瓶用検査装
置の光学系を示す概略構成図である。

【図２】図２は第１実施例に係る瓶用検査装置の全体を
示す概略構成図である。

【図３】図３は図１に示す光学系における入射角と受光
角の関係を示す説明図である。

【図４】図４は図１に示す光学系において受光角を変化
させた場合における不良品の散乱特性を示すグラフであ
る。

【図５】図５は図１に示す光学系において受光角を変化
させた場合における良品の散乱特性を示すグラフであ
る。

【図６】図６はこの発明の第２実施例に係る瓶用検査装
置の光学系を示す概略構成図である。

【図７】図７はこの発明の第３実施例に係る瓶用検査装
置の光学系を示す概略構成図である。

【図８】図８は図７に示す光学系の投光系から照射され
る直線偏光を示す説明図である。

【図９】図９はこの発明の第４実施例に係る瓶用検査装
置の光学系を示す概略構成図である。

【図１０】図１０は良品の分光散乱率を示すグラフであ
る。

【図１１】図１１は不良品の分光散乱率を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

２瓶２ａ瓶表面３瓶検知器（検知手段）６演算器（判定手段）７排出機（排出手段）４１光源４１´ 水銀ランプ（光源）４２コリメータレンズ（照射光学系）５３、５４受光素子（変換手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動してくる瓶を検知し検知信号を出力
する検知手段と、前記瓶表面の少なくとも一部を照明す
るための光源と、前記瓶表面からの散乱光をｐ偏光成分
とｓ偏光成分とに分割するための受光光学系と、前記偏
光成分をそれぞれ別個に受光し電気信号に変換する複数
の変換手段と、前記電気信号を前記検知信号のタイミン
グで比較することにより良否を判定する判定手段とを備
える瓶用検査装置。
【請求項２】前記判定手段による判定に従い前記瓶の
不良品を排出する排出手段を備えていることを特徴とす
る請求項１記載の瓶用検査装置。