JPH087046B2 - 透明容器の壁の厚さの測定 - Google Patents
透明容器の壁の厚さの測定Info
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- JPH087046B2 JPH087046B2 JP5225084A JP22508493A JPH087046B2 JP H087046 B2 JPH087046 B2 JP H087046B2 JP 5225084 A JP5225084 A JP 5225084A JP 22508493 A JP22508493 A JP 22508493A JP H087046 B2 JPH087046 B2 JP H087046B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【０００１】本発明は、容器の壁の光学特性に悪影響を
及ぼす、商用変形物または欠陥に対して、透明容器を検
査すること、さらに詳しく説明すると、容器の壁（側
壁，肩，首，ヘッドおよび／または底）の厚さを電気光
学的に測定する装置および方法に関するものである。
及ぼす、商用変形物または欠陥に対して、透明容器を検
査すること、さらに詳しく説明すると、容器の壁（側
壁，肩，首，ヘッドおよび／または底）の厚さを電気光
学的に測定する装置および方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景および目的】ガラス組成の透明容器の製造
において、例えば、従来は容器の能力に悪影響を及ぼす
ことのある、薄肉領域を検出するために、加圧および出
荷に耐える容器の側壁の厚さを測定することが提案され
た。出願人の譲渡人により商業的見地から使用されてい
る、一つの容器側壁厚さ計においては、無線周波数電極
が、上記容器の壁の外面近くに配置され、そして同軸ピ
ックアップ電極で受信される信号の振幅が、容器の壁の
厚さに関連している。この技法は、ピックアップ電極と
容器壁面との間の距離に、非常に敏感で、そして上記ピ
ックアップ電極は、電極／壁面分離を制御するために、
容器面上に乗る車輪に装着される。上記容器が適正位置
に移動する時には、容器との機械的接触、およびプロー
ブにおける振動が、電極組立の高い故障率を生じさせ
る。
において、例えば、従来は容器の能力に悪影響を及ぼす
ことのある、薄肉領域を検出するために、加圧および出
荷に耐える容器の側壁の厚さを測定することが提案され
た。出願人の譲渡人により商業的見地から使用されてい
る、一つの容器側壁厚さ計においては、無線周波数電極
が、上記容器の壁の外面近くに配置され、そして同軸ピ
ックアップ電極で受信される信号の振幅が、容器の壁の
厚さに関連している。この技法は、ピックアップ電極と
容器壁面との間の距離に、非常に敏感で、そして上記ピ
ックアップ電極は、電極／壁面分離を制御するために、
容器面上に乗る車輪に装着される。上記容器が適正位置
に移動する時には、容器との機械的接触、およびプロー
ブにおける振動が、電極組立の高い故障率を生じさせ
る。
【０００３】欧州特許公告出願第０３２０１３９Ａ２号
は、透明容器の側壁厚測定用電気光学的非接触装置を開
示している。レーザビームは、容器半径に３７．５°の
角度をなして、容器外壁面と交差するように指向され
る。光ビームの一部分は、上記容器の外面から反射さ
れ、かつ一部分は、上記容器壁内に屈折されて上記容器
壁の内面上に入射する。上記内壁面上に入射した光の一
部分は、再び外壁面方向へ反射されて上記容器側壁から
外へ屈折される。フレネルレンズは、上記側壁内面およ
び側壁外面から反射された光を、線形配列光センサへ指
向するために配置され、上記光センサにおける、側壁内
面反射点から反射された光線と、側壁外面反射点から反
射された光線との分離は、側壁厚さに比例している。上
記側壁外面反射点および上記側壁内面反射点の虚像が、
上記レンズの物体平面内にあり、他方上記線形配列光セ
ンサが、上記レンズの像平面にあるように、フレネルレ
ンズおよび光センサは位置決めされる。すなわち、上記
線形配列光センサは、上記側壁外面反射点と、上記側壁
内面反射点の虚像との間の線に対して光学的に平行であ
る。
は、透明容器の側壁厚測定用電気光学的非接触装置を開
示している。レーザビームは、容器半径に３７．５°の
角度をなして、容器外壁面と交差するように指向され
る。光ビームの一部分は、上記容器の外面から反射さ
れ、かつ一部分は、上記容器壁内に屈折されて上記容器
壁の内面上に入射する。上記内壁面上に入射した光の一
部分は、再び外壁面方向へ反射されて上記容器側壁から
外へ屈折される。フレネルレンズは、上記側壁内面およ
び側壁外面から反射された光を、線形配列光センサへ指
向するために配置され、上記光センサにおける、側壁内
面反射点から反射された光線と、側壁外面反射点から反
射された光線との分離は、側壁厚さに比例している。上
記側壁外面反射点および上記側壁内面反射点の虚像が、
上記レンズの物体平面内にあり、他方上記線形配列光セ
ンサが、上記レンズの像平面にあるように、フレネルレ
ンズおよび光センサは位置決めされる。すなわち、上記
線形配列光センサは、上記側壁外面反射点と、上記側壁
内面反射点の虚像との間の線に対して光学的に平行であ
る。
【０００４】上記欧州特許出願で開示された技術は、上
記外壁面に平行なものから、上記内壁面の偏差に対する
測定感度を下げているけれども、容器位置に対しては非
常に敏感である。すなわち、上記開示技術は、測定光学
素子と容器壁面との間の分離に対して非常に敏感であ
り、上記技術は高速度状態のコンベヤおよび透明容器の
大量生産用検査装置を制御することが難かしい。従って
本発明の一般目的は、測定光学素子に対する容器位置に
実質的に無関係である、透明容器の側壁の厚さの非接触
測定用電気光学的装置および方法を提供することにあ
る。本発明の他の一目的は、上記側壁内面と側壁外面と
の間の非平行に対して、下げられた感度を維持しながら
前記目的を達成する、非接触側壁厚測定装置および方法
を提供することにある。本発明のさらに他の一目的は、
前記現用無線周波数測定ゲージの出力をシミュレートす
る出力を供給する、前記特性をもった透明容器側壁厚測
定装置および方法を提供することにあり、従って上記測
定装置は、現用の容器検査装置の残余部分に実質的変更
を加えることなくして、現用容器検査装置に使用するこ
とができる。
記外壁面に平行なものから、上記内壁面の偏差に対する
測定感度を下げているけれども、容器位置に対しては非
常に敏感である。すなわち、上記開示技術は、測定光学
素子と容器壁面との間の分離に対して非常に敏感であ
り、上記技術は高速度状態のコンベヤおよび透明容器の
大量生産用検査装置を制御することが難かしい。従って
本発明の一般目的は、測定光学素子に対する容器位置に
実質的に無関係である、透明容器の側壁の厚さの非接触
測定用電気光学的装置および方法を提供することにあ
る。本発明の他の一目的は、上記側壁内面と側壁外面と
の間の非平行に対して、下げられた感度を維持しながら
前記目的を達成する、非接触側壁厚測定装置および方法
を提供することにある。本発明のさらに他の一目的は、
前記現用無線周波数測定ゲージの出力をシミュレートす
る出力を供給する、前記特性をもった透明容器側壁厚測
定装置および方法を提供することにあり、従って上記測
定装置は、現用の容器検査装置の残余部分に実質的変更
を加えることなくして、現用容器検査装置に使用するこ
とができる。
【０００５】本発明の摘要 本発明による透明容器の側壁の厚さを測定する装置は、
光ビームの一部分が、側壁外面から反射され、かつ一部
分が、容器側壁内へ屈折され、側壁内面から反射された
後、上記側壁外面から再出するように、容器側壁の外面
へある角度をなして光ビームを指向するレーザのような
光源を含んでいる。光センサは通常一平面内に配置され
た複数の感知素子からなる。上記センサと容器側壁との
間にレンズが配置され、側壁外面および側壁内面から反
射された光エネルギーを、上記センサ上に集束させる。
上記レンズは、上記センサがその中に配置されている像
平面および上記入射光ビームと同一直線上にある物体平
面を有している。電子回路が上記センサ上に入射する光
エネルギーに対し応答して、側壁内面と側壁外面との間
の上記容器の壁の厚さを決定する。
光ビームの一部分が、側壁外面から反射され、かつ一部
分が、容器側壁内へ屈折され、側壁内面から反射された
後、上記側壁外面から再出するように、容器側壁の外面
へある角度をなして光ビームを指向するレーザのような
光源を含んでいる。光センサは通常一平面内に配置され
た複数の感知素子からなる。上記センサと容器側壁との
間にレンズが配置され、側壁外面および側壁内面から反
射された光エネルギーを、上記センサ上に集束させる。
上記レンズは、上記センサがその中に配置されている像
平面および上記入射光ビームと同一直線上にある物体平
面を有している。電子回路が上記センサ上に入射する光
エネルギーに対し応答して、側壁内面と側壁外面との間
の上記容器の壁の厚さを決定する。
【０００６】本発明の好適実施例において、上記レンズ
は、通常実質的に約４０°の受入れ角に等しい、制限さ
れた開口を有し、上記側壁内面が上記側壁外面にほぼ平
行な時にだけ、上記容器側壁内面から反射された光エネ
ルギーを、上記センサ上に集束させる。上記レンズ、セ
ンサおよび検出電子回路は、上記容器側壁の最も薄肉お
よび最も厚肉部分に対する強化された応答性をしたがっ
て備えている。本発明の好適実施例の上記光センサは、
上記容器側壁上に入射する光ビームに平行な線形配列に
配置された、複数の感知素子を含む。側壁の厚さは、側
壁外面から反射された光ビームの部分と、側壁内面から
反射された光ビームの部分との間の、上記配列における
分離に比例している。上記光ビームおよび上記線形配列
センサは、光ビームの衝突点において、上記容器面に垂
直な平面内に配置され、そして上記容器は、その中心軸
線周りに回転される。通常上記線形配列センサは、容器
回転の増分で走査され、そして走査データはソフトウェ
アにより制御できる複数の走査した増分を通して平均さ
れ、これによって従来の無線周波数ゲージからの出力に
シミュレートし、大領域にわたる側壁の厚さを測定す
る。
は、通常実質的に約４０°の受入れ角に等しい、制限さ
れた開口を有し、上記側壁内面が上記側壁外面にほぼ平
行な時にだけ、上記容器側壁内面から反射された光エネ
ルギーを、上記センサ上に集束させる。上記レンズ、セ
ンサおよび検出電子回路は、上記容器側壁の最も薄肉お
よび最も厚肉部分に対する強化された応答性をしたがっ
て備えている。本発明の好適実施例の上記光センサは、
上記容器側壁上に入射する光ビームに平行な線形配列に
配置された、複数の感知素子を含む。側壁の厚さは、側
壁外面から反射された光ビームの部分と、側壁内面から
反射された光ビームの部分との間の、上記配列における
分離に比例している。上記光ビームおよび上記線形配列
センサは、光ビームの衝突点において、上記容器面に垂
直な平面内に配置され、そして上記容器は、その中心軸
線周りに回転される。通常上記線形配列センサは、容器
回転の増分で走査され、そして走査データはソフトウェ
アにより制御できる複数の走査した増分を通して平均さ
れ、これによって従来の無線周波数ゲージからの出力に
シミュレートし、大領域にわたる側壁の厚さを測定す
る。
【０００７】本発明は、追加目的、特徴およびその利点
と共に、下記説明、添付した特許請求の範囲および添付
図面から最もよく理解されるであろう。
と共に、下記説明、添付した特許請求の範囲および添付
図面から最もよく理解されるであろう。
【０００８】
【実施例】図１は、実質的に円筒側壁１４と中心軸線１
６を有する透明容器１２の側壁の厚さを測定する検査ス
テーション１０の略示線図である。ステーション１０に
おいて、容器１２はその中心軸線１６の周りにこの容器
を回転させる駆動輪１８または他の適当な機器により係
合される。駆動輪１８は、容器回転の増分を表示する情
報処理装置２２に信号を供給する、位置符号器２０にも
接続される。レーザまたは他の適当な光源２４は、情報
処理装置２２により制御され、干渉光エネルギーの視準
ビーム２６を、容器半径に対し４５°の基準角度で容器
１２の側壁１４上に指向する。図２に示されるように、
光ビーム２６は容器側壁１４の外面２８上の点Ａに入射
され、ここで一部分３０が外面２８から反射され、かつ
一部分３２が容器側壁内に屈折される。光ビームの一部
分３２は、側壁１４の内面３４上の点Ｂにおいて入射さ
れ、ここから一部分３６が上記容器側壁内へ逆戻り反射
されて上記外面２８と交差する。最終的に、側壁内面３
４から反射された光エネルギーの一部分３８は、外面２
８から出る。
６を有する透明容器１２の側壁の厚さを測定する検査ス
テーション１０の略示線図である。ステーション１０に
おいて、容器１２はその中心軸線１６の周りにこの容器
を回転させる駆動輪１８または他の適当な機器により係
合される。駆動輪１８は、容器回転の増分を表示する情
報処理装置２２に信号を供給する、位置符号器２０にも
接続される。レーザまたは他の適当な光源２４は、情報
処理装置２２により制御され、干渉光エネルギーの視準
ビーム２６を、容器半径に対し４５°の基準角度で容器
１２の側壁１４上に指向する。図２に示されるように、
光ビーム２６は容器側壁１４の外面２８上の点Ａに入射
され、ここで一部分３０が外面２８から反射され、かつ
一部分３２が容器側壁内に屈折される。光ビームの一部
分３２は、側壁１４の内面３４上の点Ｂにおいて入射さ
れ、ここから一部分３６が上記容器側壁内へ逆戻り反射
されて上記外面２８と交差する。最終的に、側壁内面３
４から反射された光エネルギーの一部分３８は、外面２
８から出る。
【０００９】図１に戻り、容器側壁１４の外面反射点Ａ
および内面反射点Ｂから反射されたビームの一部分３０
および３８と交差し、かつこのようなビームの一部分３
０および３８を光センサ４２上に集束させるために、レ
ンズ４０が配置される。レンズ４０は、フレネル，ホロ
グラフィック，プラスチックまたはガラスレンズにする
ことができ；マルチ素子ガラスレンズが現在好適とされ
ている。通常、センサ４２は線形配列に配置された複数
の光感知素子またはセルを含む。線形検出器配列４２
は、レンズ４０の像平面内に配置され、入射ビーム２６
の軸線と同一直線上にある物体平面ＯＰ（図２）を有す
る。通常、レンズ４０の物体平面ＯＰは、実質的に１：
１の比で、検出器４２上に結像される。レーザ２４，レ
ンズ４０およびセンサ４２は、光ビーム２６，３０，３
８およびセンサ４２の線形配列が、入射ビーム２６の衝
突点において容器１２の面に垂直な一平面内にすべて存
在するように配置される。ビーム２６の好適入射角度は
４５°である。レンズ４０の光学軸は、反射ビーム３
０，３８の基準軸線を２分する。そのような方向付け
は、容器の動揺および偏差に対して余り敏感でない。
および内面反射点Ｂから反射されたビームの一部分３０
および３８と交差し、かつこのようなビームの一部分３
０および３８を光センサ４２上に集束させるために、レ
ンズ４０が配置される。レンズ４０は、フレネル，ホロ
グラフィック，プラスチックまたはガラスレンズにする
ことができ；マルチ素子ガラスレンズが現在好適とされ
ている。通常、センサ４２は線形配列に配置された複数
の光感知素子またはセルを含む。線形検出器配列４２
は、レンズ４０の像平面内に配置され、入射ビーム２６
の軸線と同一直線上にある物体平面ＯＰ（図２）を有す
る。通常、レンズ４０の物体平面ＯＰは、実質的に１：
１の比で、検出器４２上に結像される。レーザ２４，レ
ンズ４０およびセンサ４２は、光ビーム２６，３０，３
８およびセンサ４２の線形配列が、入射ビーム２６の衝
突点において容器１２の面に垂直な一平面内にすべて存
在するように配置される。ビーム２６の好適入射角度は
４５°である。レンズ４０の光学軸は、反射ビーム３
０，３８の基準軸線を２分する。そのような方向付け
は、容器の動揺および偏差に対して余り敏感でない。
【００１０】比較するために、図３は前記従来形欧州出
願による、各種入射ビームおよび反射ビームに対する線
形検出器物体平面ＰＡの位置を示す。入射ビーム２６ａ
は点Ａにおいて、３７．５°の角度をなして入射し、こ
れは従来技術において最良効果を提供するといわれる。
上記集束レンズの物体平面ＰＡは、上記外面反射点Ａ
と、上記内面反射点Ｂの虚像Ｑとの間の線と同一直線上
にある。図３の内面反射点Ｂの虚像Ｑと、図２の上記物
体平面ＯＰが容器半径４４と交差する点Ｗとは、同一で
ないことが数学的に証明できる。
願による、各種入射ビームおよび反射ビームに対する線
形検出器物体平面ＰＡの位置を示す。入射ビーム２６ａ
は点Ａにおいて、３７．５°の角度をなして入射し、こ
れは従来技術において最良効果を提供するといわれる。
上記集束レンズの物体平面ＰＡは、上記外面反射点Ａ
と、上記内面反射点Ｂの虚像Ｑとの間の線と同一直線上
にある。図３の内面反射点Ｂの虚像Ｑと、図２の上記物
体平面ＯＰが容器半径４４と交差する点Ｗとは、同一で
ないことが数学的に証明できる。
【００１１】本発明（図１および２）は、理想的または
基準の幾何学的配置または位置からはずれる容器の側壁
の厚さを測定するため、従来技術（図３）にまさる強化
された能力を提供する。図４は、上記容器側壁１４が、
検出光学装置の方向へ位置１４ａまで変位される状態に
おける、本発明対従来技術の動作を示す。容器側壁１４
の基準位置において、上記外面反射点Ａおよび上記内面
反射点Ｂの虚像Ｑは、従来技術の結像レンズの物体平面
ＰＡ上に置かれる。しかし上記容器が側壁位置１４ａに
変位される時には、入射ビームは目下点Ａ′で入射しそ
して内面反射点Ｂ′の虚像は、位置Ｑ′に変位される。
上記測定機器自体は移動されていないので、上記レンズ
の物体平面ＰＡは同一位置に残り、従って点Ａ′もＱ′
も上記物体平面内には存在しない。点Ａ′もＱ′も両方
とも上記物体平面に存在しないので、両方の反射点にお
いて従って誤差がある。しかし本発明に従い位置決めさ
れた上記物体平面ＯＰに関して、上記外面反射点Ａおよ
びＡ′は、両方とも上記検出器物体平面に配置され、そ
して誤差の単独原因は、上記内面反射点の位置の変更に
ある。図４に略示された状態において、本発明は測定誤
差に約６５％の減少を達成している。
基準の幾何学的配置または位置からはずれる容器の側壁
の厚さを測定するため、従来技術（図３）にまさる強化
された能力を提供する。図４は、上記容器側壁１４が、
検出光学装置の方向へ位置１４ａまで変位される状態に
おける、本発明対従来技術の動作を示す。容器側壁１４
の基準位置において、上記外面反射点Ａおよび上記内面
反射点Ｂの虚像Ｑは、従来技術の結像レンズの物体平面
ＰＡ上に置かれる。しかし上記容器が側壁位置１４ａに
変位される時には、入射ビームは目下点Ａ′で入射しそ
して内面反射点Ｂ′の虚像は、位置Ｑ′に変位される。
上記測定機器自体は移動されていないので、上記レンズ
の物体平面ＰＡは同一位置に残り、従って点Ａ′もＱ′
も上記物体平面内には存在しない。点Ａ′もＱ′も両方
とも上記物体平面に存在しないので、両方の反射点にお
いて従って誤差がある。しかし本発明に従い位置決めさ
れた上記物体平面ＯＰに関して、上記外面反射点Ａおよ
びＡ′は、両方とも上記検出器物体平面に配置され、そ
して誤差の単独原因は、上記内面反射点の位置の変更に
ある。図４に略示された状態において、本発明は測定誤
差に約６５％の減少を達成している。
【００１２】図５は、容器の側壁１４が、その側壁外面
に扁平個所１４ｂを備えているのを示している。この状
態において、外面反射点Ａも、内面反射点Ｂの虚像Ｑ
も、どちらも上記検出器物体平面ＰＡに位置しないこと
は、繰り返して測定誤差の２つの原因を生じることに注
意すべきである。しかし本発明によると、上記外面反射
点Ａは物体平面ＯＰ内に残っている。要するに、上記欧
州出願に開示された従来技術は、各種状態において、物
体平面から、上記外面反射点および内面反射点の虚像の
変位に関係する誤差の２つの原因を包含している。しか
し同一状態において、本発明の技術は、誤差のただ一つ
の原因しか含まず、事実上その誤差は十分に小さく、そ
の上標準公差内で理想容器に関してばかりでなく、製造
容器に関しても正確な読取りを生じることがわかった。
本発明の技術は、従って理想容器位置および側壁外形か
らの標準製造偏差にもかかわらず、容器側壁の厚さの一
層正確な測定を提供する。
に扁平個所１４ｂを備えているのを示している。この状
態において、外面反射点Ａも、内面反射点Ｂの虚像Ｑ
も、どちらも上記検出器物体平面ＰＡに位置しないこと
は、繰り返して測定誤差の２つの原因を生じることに注
意すべきである。しかし本発明によると、上記外面反射
点Ａは物体平面ＯＰ内に残っている。要するに、上記欧
州出願に開示された従来技術は、各種状態において、物
体平面から、上記外面反射点および内面反射点の虚像の
変位に関係する誤差の２つの原因を包含している。しか
し同一状態において、本発明の技術は、誤差のただ一つ
の原因しか含まず、事実上その誤差は十分に小さく、そ
の上標準公差内で理想容器に関してばかりでなく、製造
容器に関しても正確な読取りを生じることがわかった。
本発明の技術は、従って理想容器位置および側壁外形か
らの標準製造偏差にもかかわらず、容器側壁の厚さの一
層正確な測定を提供する。
【００１３】図１および２に戻って、レンズ４０は、こ
のレンズの像平面内に検出器配列４２が位置し、かつ上
記レンズの物体平面ＯＰが前記のように、ビーム２６と
同一直線上にあるように、前記レンズ４０は配置され
る。通常、レンズ４０（レンズ装置からなることもあ
る）は、側壁内面３４が側壁外面２８に平行または事実
上平行である時に、上記レンズが側壁内面から反射され
たビーム一部分３８だけを受け入れるように、制限され
た開口を有している。このことはすべての局部的最小お
よび最大厚さの点において起こり、これによってセンサ
電子回路すなわち情報処理装置２２と組み合わされ厚肉
／薄肉個所検出器を作り出す。本発明の好適実施例にお
いて、レンズ４０の有効開口はｆ１．４、または受入れ
角度が約４０°である。このような受入れ角度に関し
て、上記レンズは、基準から約−１０°傾けられる面か
らの光を捕える。すなわち、両方の面は、垂直および／
または水平方向に関係なく−１０°傾けることができ
る。もしもこの角度が回転の平面内で１０°よりも大き
くなれば、上記装置は最小および最大厚さに反応を示さ
ない。
のレンズの像平面内に検出器配列４２が位置し、かつ上
記レンズの物体平面ＯＰが前記のように、ビーム２６と
同一直線上にあるように、前記レンズ４０は配置され
る。通常、レンズ４０（レンズ装置からなることもあ
る）は、側壁内面３４が側壁外面２８に平行または事実
上平行である時に、上記レンズが側壁内面から反射され
たビーム一部分３８だけを受け入れるように、制限され
た開口を有している。このことはすべての局部的最小お
よび最大厚さの点において起こり、これによってセンサ
電子回路すなわち情報処理装置２２と組み合わされ厚肉
／薄肉個所検出器を作り出す。本発明の好適実施例にお
いて、レンズ４０の有効開口はｆ１．４、または受入れ
角度が約４０°である。このような受入れ角度に関し
て、上記レンズは、基準から約−１０°傾けられる面か
らの光を捕える。すなわち、両方の面は、垂直および／
または水平方向に関係なく−１０°傾けることができ
る。もしもこの角度が回転の平面内で１０°よりも大き
くなれば、上記装置は最小および最大厚さに反応を示さ
ない。
【００１４】検出器配列４２は、容器回転の増分で、情
報処理装置２２により走査される。図６は、検出器配列
４２の出力を示し、上記外面から反射されたビーム３０
に関連する第１ピーク４２ａおよび上記内面から反射さ
れたビーム３８に関連する第２ピーク４２ｂを供給す
る。情報処理は各ピーク４２ａ，４２ｂの重み付き中央
線を識別し、かつそこから厚さ４２ｃを計算する。通
常、情報処理装置内の可変幅電子フィルタは、増分の選
択された数を通して水平方向の厚さの測定値の平均を与
え、これは前記従来技術の無線周波数ゲージにおけるよ
うに、大測定領域をシミュレートするのに用いられる。
報処理装置２２により走査される。図６は、検出器配列
４２の出力を示し、上記外面から反射されたビーム３０
に関連する第１ピーク４２ａおよび上記内面から反射さ
れたビーム３８に関連する第２ピーク４２ｂを供給す
る。情報処理は各ピーク４２ａ，４２ｂの重み付き中央
線を識別し、かつそこから厚さ４２ｃを計算する。通
常、情報処理装置内の可変幅電子フィルタは、増分の選
択された数を通して水平方向の厚さの測定値の平均を与
え、これは前記従来技術の無線周波数ゲージにおけるよ
うに、大測定領域をシミュレートするのに用いられる。
【００１５】本発明の上記装置は、任意の透明容器と共
に使用され、かつ側壁、肩、首、ヘッドまたは底の厚さ
を測定することができる。光源２４、レンズ４０および
検出器配列４２は、上記容器に関して移動できるヘッド
上に取り付けることもできる。この点については、従来
技術が、肩およびヒールなどの半径方向位置において、
壁の厚さを測定することで困難に出くわすことが認めら
れている。
に使用され、かつ側壁、肩、首、ヘッドまたは底の厚さ
を測定することができる。光源２４、レンズ４０および
検出器配列４２は、上記容器に関して移動できるヘッド
上に取り付けることもできる。この点については、従来
技術が、肩およびヒールなどの半径方向位置において、
壁の厚さを測定することで困難に出くわすことが認めら
れている。
【図１】本発明の現在の好適実施例による、容器側壁厚
測定装置の略示線図である。
測定装置の略示線図である。
【図２】図１に示される、本発明の上記実施例の動作を
示す、光線追跡略示線図である。
示す、光線追跡略示線図である。
【図３】図２の光線追跡略示線図に類似しているが、従
来技術による動作を示す、光線追跡略示線図である。
来技術による動作を示す、光線追跡略示線図である。
【図４】図２の光線追跡略示線図に類似しているが、従
来技術にまさる本発明の利点を拡大スケールで示す、部
分光線追跡略示線図である。
来技術にまさる本発明の利点を拡大スケールで示す、部
分光線追跡略示線図である。
【図５】図２の光線追跡略示線図に類似しているが、従
来技術にまさる本発明の利点を拡大スケールで示す、部
分光線追跡略示線図である。
来技術にまさる本発明の利点を拡大スケールで示す、部
分光線追跡略示線図である。
【図６】本発明による検出器出力を示す略示線図であ
る。
る。
１０ 検査ステーション １２ 透明容器 １４ 容器（円筒）側壁 １６ 中心軸線 １８ 駆動輪（容器回転） ２０ 位置符号器 ２２ 情報処理装置（センサ電子回路） ２４ 光源（レーザ） ２６ 視準された光ビーム（入射ビーム） ２８ （容器側壁）外面 ３０ 反射ビーム一部分 ３２ 入射ビーム一部分 ３４ （容器側壁）内面 ３６ 入射ビーム一部分 ３８ 反射ビーム一部分 ４０ レンズ ４２ 線形配列光センサ（検出器配列） ４４ 容器半径 Ａ 外面反射点 Ｂ 内面反射点
フロントページの続き (72)発明者 ジエームズ・エー・リングリエン 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 (72)発明者 ステイーヴン・デイー・キストラー アメリカ合衆国オハイオ州43614トレド、 ナンバー３−ユー、キー・ストリート 2560 (56)参考文献 特開 昭53−140054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−104256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−43660（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】 透明容器（１２）の壁の厚さを測定する
装置（１０）であって：光ビームの一部分（３０）が容
器外面から反射され、かつ一部分（３２）が上記容器壁
内へ屈折されて、壁の内面（３４）から反射されるよう
に、ある角度をなして容器の壁（１４）の外面（２８）
上へ、光ビーム（２６）を指向する装置（２４），一平
面内に配置された少なくとも１個の光センサを含む光感
知装置（４２），上記壁の外面（２８）と内面（３４）
から反射された光エネルギーを、上記光感知装置（４
２）上へ集束させる装置（４０），及び上記壁の内面
（３４）と外面（２８）との間の容器（１２）の壁の厚
さを決定するため、上記感知装置（４２）上に入射する
光エネルギーに応答する装置（２２），からなり、上記
集束装置（４０）は、上記光感知配列（４２）がその中
に配列される像平面および上記光ビーム（２６）と同一
直線上にある物体平面（ＯＰ）を有することを特徴とす
る、透明容器の壁の厚さを測定する前記装置。 - 【請求項２】 上記光感知装置（４２）が、線形配列に
配置された複数の光センサを含み、上記容器の壁の厚さ
が、上記壁の外面（２８）から反射された光エネルギー
と、壁の内面（３４）から反射された光エネルギーとの
間の上記配列における分離に比例している請求項１に記
載の装置（１０）。 - 【請求項３】 上記光ビーム（２６）と上記線形配列
（４２）が、上記容器の外面（２８）に垂直な一平面内
に配置される請求項２に記載の装置（１0)。 - 【請求項４】 上記容器（１２）の壁の厚さを決定する
上記装置（２２）が、容器回転の増分で上記配列を走査
する装置，および複数の上記増分を通した走査データを
平均する装置，を含む請求項３に記載の装置（１０）。 - 【請求項５】 上記光ビームを指向する装置（２４）
が、レーザを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の
装置（１０）。 - 【請求項６】 上記ある角度が、実質的に４５°に等し
い請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（１０）。 - 【請求項７】 上記集束装置（４０）が、約４０°の受
入れ角を有するレンズを含む請求項１〜６のいずれか一
項に記載の装置（１０）。 - 【請求項８】 実質的に円筒の側壁（１４）および中心
軸線（１６）を有する透明容器（１２）の側壁の厚さを
測定する方法であって：（ａ）光ビームの一部分（３
０）が、上記容器側壁の外面（２８）から反射され、か
つ一部分（３２）が上記容器側壁内へ屈折されて、上記
側壁の内面（３４）から反射されるように、ある角度を
なして容器の側壁上へ光ビーム（２６）を指向するこ
と，（ｂ）上記側壁の外面（２８）および内面（３４）
から反射された光を、レンズ（４０）で光センサ（４
２）上へ指向すること，該レンズは、その中に上記光セ
ンサ（４２）が配置される像平面および上記ステップ
（ａ）の容器側壁上へ指向された光ビーム（２６）と同
一直線上にある物体平面（ＯＰ）を有しており、および
（ｃ）上記側壁の外面（２８）から反射された光と、上
記側壁の内面（３４）から反射された光との間の上記セ
ンサ（４２）における分離の関数として壁の厚さを測定
すること，のステップからなる、実質的に円筒の側壁お
よび中心軸線を有する透明容器の側壁の厚さを測定する
前記方法。 - 【請求項９】 （ｄ）上記容器（１２）をその中心軸線
（１６）の周りに回転させること，の追加ステップを含
む請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 上記ステップ（ｃ）が：（ｃ１）容器
回転の増分で上記センサ（４２）を走査すること，（ｃ
２）上記各増分で壁の厚さの測定値を決定すること，お
よび（ｃ３）複数の回転増分を通して、上記ステップ
（ｃ２）で決定した厚さの測定値を平均すること，のス
テップを含む請求項９に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| US07/932470 | 1992-08-19 | ||
| US07/932,470 US5291271A (en) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | Measurement of transparent container wall thickness |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH087046B2 true JPH087046B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=25462375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
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