JPH05223746A - 透明物体の欠陥検出方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光が大きく屈折する欠陥は勿論のこと、屈折
の小さい薄泡などの欠陥についても、その大小にかかわ
らず精度良くしかも簡単に検出できるようにする。 【構成】 光源からの光を明暗が交互の規則性をもった
識別パターンとして透明物体の検査領域に照射し、その
透過光を、焦点が検査領域の後方に位置するようにした
固体撮像素子カメラ１０で撮影し、該カメラの出力の高
低を固体撮像素子９の配列順序に従って検出してその高
低の変化量が急峻な画素数を計数し、その画素数が予め
設定された個数以上存在しているとき欠陥有りと判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスびん等の透明体
（半透明体も含む）の欠陥、例えばガラスびんの場合で
はその胴部の肉厚又は表面部に生ずる泡と言われる空洞
や表面の凹部等の有無を、固体撮像素子カメラを使用し
て検出する透明体の欠陥検査方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、この種の装置として特開昭
３−１６３３４０号公報に記載されているものを既に提
案している。この欠陥検出装置は、びんを回転させる回
転手段と、びんの軸線方向に長い帯状光を発するように
多数の光ファイバを配列しかつ互いの帯状光がびんの胴
部で角度をもって交叉するように配置された一対の投光
手段と、帯状光のびん胴部投射位置へ指向させた固体撮
像素子カメラと、該固体撮像素子カメラとびんとの間に
配置され、びんを透過した屈折・散乱光を通過させるス
リットを固体撮像素子カメラの視野中に有する第１の遮
光部材と、該第１の遮光部材と固体撮像素子カメラとの
間に配置され、第１の遮光部材のスリットを通過してき
た光を通過させるスリットを固体撮像素子カメラの視野
中に有する第２の遮光部材とで構成されている。

【０００３】この欠陥検出装置では、一対の光源からの
２条の帯状光はびん胴部で交叉し、びん胴部を２方向か
ら透過する。その際、その透過部分に欠陥がなければ、
２条の帯状光は屈折することなく又は屈折しても極く少
ないため、透過光は第１の遮光部材で遮光される。とこ
ろが、泡などの欠陥があると大きく屈折又は散乱するた
め、第１の遮光部材のスリットを通過する。更に、その
通過光のうち、屈折角度がある所定角度範囲の屈折・散
乱光のみが第２の遮光部材のスリットを通過して固体撮
像素子カメラに入光し、この範囲外の光は第２の遮光部
材で遮光される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ガラスびん
の胴部に生じて欠陥となる泡には、その発生する部位に
より次の３つのタイプに大別される。 (1) 図４に示すようにガラス内部に生ずる断面円形又は
楕円形の泡。 (2) 図５に示すようにびん外表面に発生し、金型に押し
付けられることで縁の部分が凹んだ泡。 (3) 図６に示すようにびん内表面に発生し、びん内側に
薄い膜を持ち、その膜とガラス壁面の浅い窪みで形成さ
れた泡（いわゆる薄泡）。

【０００５】上述した従来の欠陥検出装置は、帯状光の
屈折角度の大小により欠陥の有無を判別するため、その
屈折角度が大きい上記(1) の泡及び(2) の泡については
検出可能であるが、屈折角度が小さい(3) の薄泡は検出
することができない。また、(1) の泡のなかでも、大き
く広がっているものは、ガラス外表面と泡内表面のなす
角度が小さいために屈折角を小さく検出しにくい。

【０００６】本発明の目的は、光が大きく屈折する欠陥
は勿論のこと、上記のように屈折の小さい薄泡などの欠
陥についても、すなわちガラスの肉厚が変化する欠陥を
その大小にかかわらず精度良くしかも簡単に検出できる
ようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、光源からの
光を明暗が交互の規則性をもった識別パターンとして透
明物体の検査領域に照射する。そして、その透過光を、
焦点が上記検査領域の後方に位置するようにした固体撮
像素子カメラで撮影し、該カメラの出力の高低を固体撮
像素子の配列順序に従って検出してその高低の変化量が
急峻な画素数を計数し、その画素数が予め設定された個
数以上存在しているとき欠陥有りと判定する。

【０００８】

【作用】いま、図１に示すように、複数の横長スリット
５を上下多段に設けたフィルタ４によって光源１からの
光を横縞状の識別パターンとしてガラスびん８に照射す
る場合を想定する。この場合、照射される識別パターン
の光量を連続した一連のアナログ波形にして表すと、同
図に示すように規則的に光量が変化する波形となる。

【０００９】固体撮像素子カメラ１０の焦点はガラスび
んの検査領域の後方にあるため、ガラスびん８の検査領
域に欠陥がないときは、その検査領域を光はそのまま透
過するため、固体撮像素子カメラ１０に撮影される識別
パターンは、規則性は崩れないがピントをずらしている
ことにより明暗差ははっきりしないものとなる。従っ
て、固体撮像素子カメラ１０の固体撮像素子群９からの
出力を一連のアナログ波形にして表すと、明暗による高
低の差が緩やかなしかも大きな振幅をもって交互に規則
的に連続したものとなる。

【００１０】ところが、ガラスびんの検査面に上記(1)
、(2) 、(3) のような泡Ｂがあった場合、ガラスの肉
厚はその泡の部分で薄くなり、その薄くなった部分が一
種の凹レンズの作用をすることになるため、明暗交互の
規則性をもった識別パターンは、泡の部分を透過すると
固体撮像素子カメラ１０の固体撮像素子９上でピントが
合ったような状態となる。この場合の固体撮像素子群９
からの出力を一連のアナログ波形にして表すと、明暗に
よる高低の差が急峻なしかも小さい振幅で交互に規則的
に連続したものとなる。

【００１１】従って、固体撮像素子群９からの出力をデ
ジタル変換してメモリに記憶し、その高低の変化量を強
調するため必要に応じ微分処理した後、その変化量の大
小を固体撮像素子群の配列順序に従って調べ、その変化
量が所定以上に大きくしかもその高低変化が画素数にし
て所定以上存在していたときに、欠陥有り、それ以外の
ときは欠陥無しと判別することができる。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例について詳細に説明す
る。図２は本発明による欠陥検出装置の全体の概要構成
図である。ハロゲンランプ等の光源１からの光は投光器
２から投光され、ミラー３を反射して垂直に設置されて
いる縞フィルタ４に投射される。この縞フィルタ４は、
不透明板に複数の横長のスリット５を上下に一定の間隔
で多段に設けたもので、スリット５のところだけ光が透
過する。この縞フィルタ４の背面には拡散板６が垂直に
設置されており、該拡散板６を透過した光は、ターンテ
ーブル７上で回転される検査対象のガラスびん８に対
し、明暗の横縞による規則性をもった識別パターンにし
て投影される。

【００１３】ガラスびん８に投影された識別パターンに
よる光はガラスびん８を透過し、その透過像が、多数の
固体撮像素子９をマトリックス配列している固体撮像素
子カメラ１０により撮影される。この固体撮像素子カメ
ラ１０は前面に拡大レンズ１１を備え、ガラスびん８の
表面の一部分についてだけ検査領域１２として透過像を
撮影する。該固体撮像素子カメラ１０は、その焦点が検
査領域１２より後方、つまりガラスびん８の内部空間中
に位置するように設置されており、ガラスびん８の検査
領域１２の表面をそのまま撮影した像は、意図的にピン
トのずれたぼやけた像となるようにしてある。

【００１４】従って、検査領域１２に泡等の欠陥がなけ
れば、明暗の横縞による識別パターンは明暗の輝度の変
化が緩やかな、つまり輝度差がはっきりしない間延びし
た像として固体撮像素子カメラ１０に撮影される。しか
し、検査領域１２に例えば泡があれば、その泡の部分で
ガラスの肉厚が薄くなって一種の凹レンズのような作用
をするため、泡の部分を透過した識別パターンは固体撮
像素子カメラ１０においてピントが合った状態となり、
明暗の輝度の変化が急峻な、つまり輝度差のはっきりと
したしかも明暗の幅が縦に圧縮された像として撮影され
る。

【００１５】固体撮像素子カメラ１０の固体撮像素子群
９からの出力は、カメラコントローラ１３を通じてイメ
ージ処理ユニット１４へ入力され、アナログ／デジタル
変換してメモリに記憶され、明暗による高低の変化量を
強調するため微分処理をされた後、コンピュータ１５に
よりデジタルで画像処理される。イメージ処理ユニット
１４による微分処理後の画像は、その処理程度を視覚確
認するためモニタＣＲＴ１６により再生できるようにな
っている。ガラスびん８の泡の部分を透過した識別パタ
ーンの微分処理後の再生画像は例えば図３に示すように
なる。

【００１６】コンピュータ１５は、イメージ処理ユニッ
ト１４で微分処理されたデジタルデータを、固体撮像素
子群９の配列順序に従って比較演算することにより、明
暗による輝度差による高低の変化量が所定以上に大きく
しかもその高低変化が画素数にして所定以上連続してい
たときに、欠陥有り、それ以外のときは欠陥無しと判別
する。

【００１７】なお、上記の実施例では識別パターンを横
縞としたが、識別パターンは明暗が交互になるものであ
ればどんなものでも良い。更に、本発明はガラスびんに
生ずる泡以外の欠陥、例えばガラスびんの外表面又は内
表面に生ずる凸状又は凹状の欠陥、合わせ目やセッツル
ラインなどの線状段差となる欠陥などであっても検出で
きる。また、ガラスびんの欠陥の有無に限らず、その他
の透明物体（半透明体を含む）に生ずる上記のような欠
陥の検出にも適用できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、光源からの光を明暗が交互の
規則性をもった識別パターンとして透明物体の検査領域
に照射し、その透過光を、焦点が検査領域の後方に位置
するようにした固体撮像素子カメラで撮影することによ
り、その検査領域に泡等の欠陥があるときは、識別パタ
ーンが明暗の輝度差がはっきりとしたしかも明暗の幅が
縦に圧縮された像となり、欠陥がなければ、明暗の輝度
差がはっきりしない間延びした像となることを利用して
欠陥の有無を判別するため、光が大きく屈折する欠陥は
勿論のこと、屈折の小さい薄泡などの欠陥についても、
その大小にかかわらず精度良くしかも簡単に検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を説明する模式図である。

【図２】本発明による欠陥検出装置の一例の概要構成図
である。

【図３】ガラスびんに泡があった場合の微分処理後の再
生画像である。

【図４】ガラスびんのガラス内部に生じた泡を示す断面
図である。

【図５】ガラスびんの外表面に生じた泡を示す断面図で
ある。

【図６】ガラスびんの内表面に生じた泡を示す断面図で
ある。

【符号の説明】 １ 光源 ４ 縞フィルタ ８ ガラスびん ９ 固体撮像素子 １０ 固体撮像素子カメラ １５ コンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光を明暗が交互の規則性をもっ
   た識別パターンとして透明物体の検査領域に照射し、そ
   の透過光を、焦点が上記検査領域の後方に位置するよう
   にした固体撮像素子カメラで撮影し、該カメラの出力の
   高低を固体撮像素子の配列順序に従って検出してその高
   低の変化量が急峻な画素数を計数し、その画素数が予め
   設定された個数以上存在しているとき欠陥有りと判定す
   ることを特徴とする透明物体の欠陥検出方法。
2. 【請求項２】透明体を回転させる回転手段と、光源と、
   該光源からの光を明暗が交互の規則性をもった識別パタ
   ーンとして透明体の検査領域に照射するため上記回転手
   段と光源との間に配置されたフィルタと、焦点が上記検
   査領域の後方に位置するようにした固体撮像素子カメラ
   と、該カメラの出力の高低を固体撮像素子の配列順序に
   従って検出してその高低の変化量が急峻な画素数を計数
   し、その画素数が予め設定された個数以上存在している
   とき欠陥有りと判定する判別手段とを備えてなることを
   特徴とする透明物体の欠陥検出装置。