JP2023075992A - ガラスびんの底部検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、底部１５に凹凸の彫刻があるガラスびん１０であっても欠点の有無を判定することができるガラスびん１０の底部検査装置１を提供する。【解決手段】ガラスびん１０の底部検査装置１は、ガラスびんの底部に向けて光を照射する照明装置２と、照明装置２に対してガラスびん１０を挟んで配置され、かつ底部１５の画像を撮影するカメラ４と、第１円偏光フィルム３５と、第２円偏光フィルム３６と、を備える。照明装置２は、底部１５に向けて指向性を有する赤外光を照射する第１照明部２１と、第１照明部２１と底部１５との間に配置される底部１５に向けて拡散性を有する可視光を照射する第２照明部３１と、を備える。カメラ４は、赤外光のみを検出する第１受光部４１と、可視光のみを検出する第２受光部４２と、を備える。第１円偏光フィルム３５及び第２円偏光フィルム３６は、偏光方向が等しい。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラスびんの底部検査装置に関する。

ペットボトルなどの透明ボトルの底部の欠点を検査する外観検査装置が提案されている（例えば特許文献１）。この外観検査装置は、透明ペットボトルの底部外面に向けて青色（４５０ｎｍ～４９０ｎｍ）の拡散光及び赤色（６２０ｎｍ～７５０ｎｍ）の平行光を照射して、口部側に配置されたカメラで２種類の画像を撮像し、これらを比較することにより、欠陥の有無を判定する。

特開２０１２－２４２１４８号公報

一般に、ガラスびんの底部には社標や管理番号などの凹凸の彫刻が多数設けられる。そのため、例えば、特許文献１の技術をガラスびんに適用しても、画像では彫刻による模様と欠点との区別がつきにくく、模様を欠点として誤認識しないように検査精度を下げたり、他の検査装置で異なる検査を行ったりすることになる。

そこで、本発明は、底部に凹凸の彫刻があるガラスびんであっても高精度に欠点の有無を判定することができるガラスびんの底部検査装置を提供する。

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

なお、以下の説明において、「彫刻」は、ガラスびんの表面の凹凸による形状変化であり、「模様」は、ガラスびんを撮影して得られた画像に現れる「彫刻」に起因する明暗濃度の変化である。

［１］本発明に係るガラスびんの底部検査装置の一態様は、
ガラスびんの底部に向けて光を照射する照明装置と、
前記照明装置に対して前記ガラスびんを挟んで配置され、かつ前記底部の画像を撮影するカメラと、
前記照明装置と前記底部との間に配置された第１円偏光フィルムと、
前記ガラスびんの口部と前記カメラとの間に配置された第２円偏光フィルムと、
を備え、
前記照明装置は、前記底部に向けて指向性を有する赤外光を照射する第１照明部と、前記第１照明部と前記底部との間に配置される前記底部に向けて拡散性を有する可視光を照射する第２照明部と、を備え、
前記カメラは、赤外光のみを検出する第１受光部と、可視光のみを検出する第２受光部と、を備え、
前記第１円偏光フィルム及び前記第２円偏光フィルムは、偏光方向が等しいことを特徴とする。

［２］前記ガラスびんの底部検査装置の一態様において、
前記カメラは、赤外光と可視光を分光するビームスプリッタを備えることができる。

［３］前記ガラスびんの底部検査装置の一態様において、
前記第１照明部は、拡散性を有する赤外光を出射する第１光源と、前記第１光源から入射する赤外光が透過する角度を制限する複数のルーバーを有するルーバーフィルムと、を備え、
前記ルーバーフィルムは、前記複数のルーバーが前記ガラスびんの中心軸線に対して直交する方向で格子状に延在することができる。

［４］前記ガラスびんの底部検査装置の一態様において、
前記ルーバーフィルムは、前記中心軸線における視野角が１５度～４５度に設定されることができる。

本発明に係るガラスびんの底部検査装置の一態様によれば、底部に凹凸の彫刻があるガラスびんであっても第１受光部の画像から模様を検出できるので、第２受光部の画像を用いて模様のない領域における欠点の有無を判定しやすい。

底部検査装置の一態様を模式的に示す正面図である。 ルーバーフィルムを模式的に示す部分拡大図である。 底部検査装置を用いた検査方法のフローチャートである。 第１画像の一例である。 第２画像の一例である。 検査領域設定工程を説明する図である。 第３画像の一例である。 実施例１の底部検査装置で撮影した第１画像及び第２画像である。 比較例１の底部検査装置で撮影した第１画像及び第２画像である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

本実施形態に係るガラスびんの底部検査装置の一態様は、ガラスびんの底部に向けて光を照射する照明装置と、前記照明装置に対して前記ガラスびんを挟んで配置され、かつ前記底部の画像を撮影するカメラと、前記照明装置と前記底部との間に配置された第１円偏光フィルムと、前記ガラスびんの口部と前記カメラとの間に配置された第２円偏光フィルムと、を備え、前記照明装置は、前記底部に向けて指向性を有する赤外光を照射する第１照明部と、前記第１照明部と前記底部との間に配置される前記底部に向けて拡散性を有する可視光を照射する第２照明部と、を備え、前記カメラは、赤外光のみを検出する第１受光部と、可視光のみを検出する第２受光部と、を備え、前記第１円偏光フィルム及び前記第２円偏光フィルムは、偏光方向が等しいことを特徴とする。

１．底部検査装置
図１及び図２を用いて、本実施形態に係るガラスびん１０の底部検査装置１について詳細に説明する。図１は、底部検査装置１の一態様を模式的に示す正面図であり、図２は、ルーバーフィルム２４を模式的に示す部分拡大図である。

図１に示すように、ガラスびん１０の底部検査装置１は、照明装置２と、カメラ４と、第１円偏光フィルム３５と、第２円偏光フィルム３６と、を備える。底部検査装置１は、ガラスびん１０の製造ラインまたは複数の検査装置を備える検査ラインの一部として組み込んでもよく、その場合、ガラスびん１０を底部検査装置１に搬入出する手段をさらに備えてもよい。底部検査装置１は、さらに制御部５０を備えてもよい。

ガラスびん１０は、ガラスびん１０の中心軸線１２に沿って下方に向かって口部１３、胴部１４及び底部１５を有する。検査対象であるガラスびん１０は、底部検査装置１の載置台６０の上の所定位置に配置される。中心軸線１２は、口部１３の中心と底部１５の中心を通る仮想線である。載置台６０は、ガラスびん１０を載せる台であり、少なくとも底部１５を載せる範囲は可視光及び赤外光を透過する平板、例えばひずみのない透明なアクリル樹脂板やガラス板などで構成される。なお、載置台６０を撤去し、ガラスびん１０を中空に浮かせながら撮像しても良い。ガラスびん１０は、ガラス製であって、透明または半透明の容器であり、着色されていてもよい。半透明とは、ガラスびん１０を透過した照明装置２からの光によって底部１５の欠点を判定可能な程度の透明度である。口部１３は、開口し、内容物を充填後に蓋が取り付けられる。胴部１４は、横断面の外形が円形であるが、他の形状例えば略四角形などであってもよい。底部１５は、接地する周縁部と当該周縁部の内側からなる底部とを備え、外表面に彫刻を有する。彫刻は、ガラスびん１０の表面に形成された凹凸の文字や記号などであり、例えば、成形時の金型の表面に刻まれた凹凸により成形される。彫刻は、例えば、製造会社を表す社標、金型番号などの管理番号を表す型番である。彫刻は、金型の凹凸に対応して底部１５の所定位置に賦形されるので、彫刻に由来する模様をガラスびん１０の中心軸線１２まわりの位置決めやカメラ４で撮影した画像の位置決めに利用することができる。

照明装置２は、ガラスびん１０の底部１５に向けて光を照射する。照明装置２から照射された光が底部１５を透過し、胴部１４の中を抜け、そして口部１３の開口を通ってカメラ４が受光するように照明装置２、カメラ４及びガラスびん１０が配置される。本実施形態では中心軸線１２に沿って照明装置２、ガラスびん１０、カメラ４が順に配置されるが、底部１５を透過した光をカメラ４が受光できれば他の配置でもよい。

照明装置２は、底部１５に向けて指向性を有する赤外光を照射する第１照明部２１と、第１照明部２１と底部１５との間に配置される底部１５に向けて拡散性を有する可視光を照射する第２照明部３１と、を備える。図１の例では、中心軸線１２に沿って、第１照明部２１、第２照明部３１、後述する第１円偏光フィルム３５、載置台６０、ガラスびん１０、第２円偏光フィルム３６、カメラ４が順に配置される。よって、底部１５には赤外光と可視光が到達する。そして、異なる波長の２種類の光（赤外光、可視光）を用いたことにより、カメラ４が２種類の光をそれぞれ別の受光部で検出することができる。ここで、可視光は波長が３８０ｎｍ～６３０ｎｍであり、赤外光は波長が８００ｎｍ～１０００ｎｍの光である。

第１照明部２１は、拡散性を有する赤外光を出射する第１光源２２と、第１光源２２から入射する赤外光が透過する角度を制限する複数のルーバー２４ａ（図２）を有するルーバーフィルム２４と、を備える。ルーバーフィルム２４を透過した赤外光は指向性を有することとなる。

第１光源２２は、例えば複数の図示しないＬＥＤ（発光ダイオード）と、複数のＬＥＤを覆うように底部１５側に配置される拡散板２３とを含む。ＬＥＤの代わりに有機ＥＬを用いてもよい。第１光源２２は、中心軸線１２に直交する平面上に広がる平板状の面光源であり、複数のＬＥＤが拡散板２３側の面に均等に配置され、ガラスびん１０の底部１５
に向けて面全体から拡散光を照射する。第１照明部２１から出射される赤外光としては波長が８００ｎｍ～１０００ｎｍにピークを有する近赤外光が好ましい。

図２に示すように、ルーバーフィルム２４は、複数のルーバー２４ａがガラスびん１０の中心軸線１２に対して直交する方向で格子状に延在することができる。ルーバーフィルム２４は、底部１５側から見て第１光源２２の全体と重なるように配置される。格子状のルーバーフィルム２４としては、例えば信越ポリマー社のクロスルーバーフィルムを採用することができる。ルーバーフィルム２４は、遮光性に優れる板状の複数のルーバー２４ａとルーバー２４ａの間の透光性に優れた部分を交互に配置したルーバーフィルムを上下に２枚積層し、上下のルーバー２４ａが中心軸線１２から見て格子状になるように構成される。ルーバーフィルム２４は、例えば樹脂製であることができる。ルーバーフィルム２４により第１光源２２の拡散光が指向性を有するようになる。ルーバーフィルム２４は、中心軸線１２における視野角が１５度～４５度に設定されることが好ましく、視野角が２５度～３５度がさらに好ましい。ここで視野角は、光が透過可能な角度（可視角）であって、本実施形態では底部１５側からルーバーフィルム２４を見たときの光が透過する角度である。視野角が狭くなることにより、赤外光の指向性が高くなる。また、赤外光は色々なびん色に対して、透過率の影響を軽減することができるため、底部１５を撮影した画像における模様を認識しやすくなる。視野角が１５度未満だと撮像画像における中心部以外の底部１５の画像が暗くなりすぎて外観検査に適しておらず、４５度を超えると指向性が低く、模様の輪郭が不明瞭になる。

第２照明部３１は、第２光源３２と、導光板３４とを含む。第２照明部３１は、中心軸線１２に直交する平面上に広がる平板状の面光源であり、ガラスびん１０の底部１５に向けて略面全体から拡散光を発光する。第２照明部３１は、外形が略四角形の板状であることが照明の均一度に優れるため好ましいが、これに限らず例えば円板状などであってもよい。第２照明部３１は、公知の照明、例えば、シーシーエス社のフラットドーム（登録商標）照明(国際公開番号ＷＯ２０２０／０４５５５７Ａ１号）等を採用することができる。第２照明部３１は、第１照明部２１からの赤外光を透過させるため、中央に平板状の導光板３４が配置され、導光板３４の外縁に第２光源３２が配置される。

第２光源３２は、導光板３４の外縁から導光板３４の中心へ向けて可視光を出射する図示しない例えば複数のＬＥＤである。例えばＬＥＤは、導光板３４を囲む枠状体の内周面に並んで配置される。ＬＥＤの代わりに有機ＥＬを用いてもよい。第２光源３２は、波長が４００ｎｍ～６３０ｎｍのピークを有する可視光が好ましい。また、第２光源３２は、ピーク波長が例えば、６３０ｎｍ付近の赤色ＬＥＤと、４７０ｎｍ付近の青色ＬＥＤと、を含むことが好ましく、２つの波長の可視光をガラスびん１０のびん色によって切り替えることが好ましい。びん色によって光の透過率が異なるためであり、例えば、赤色ＬＥＤは比較的多様なびん色において高い透過率を有するが、水色及び青色のびんでは透過率が低くなる傾向があるため、水色及び青色のびんには透過率が高い青色ＬＥＤを適用することが好ましい。

導光板３４は、第１光源２２の赤外光を透過しつつ、外縁にある第２光源３２から入射した可視光を底部１５側の面から拡散して出射する。導光板３４は、公知のものを採用できる。

第２照明部３１から出射された可視光は、第１円偏光フィルム３５で偏光され、底部１５を透過し、口部１３の開口を通過して第２円偏光フィルム３６を透過してカメラ４に受光される。第１円偏光フィルム３５は、照明装置２と底部１５との間に配置される。第２円偏光フィルム３６は、ガラスびん１０の口部１３とカメラ４との間に配置される。第１円偏光フィルム３５と第２円偏光フィルム３６は、基本的に同じ形状であり、口部１３付
近と底部１５付近において中心軸線１２に直交するそれぞれの平面内に配置される。第１円偏光フィルム３５は、載置台６０と所定の間隔Ｄ１を有して配置される。第１円偏光フィルム３５と載置台６０との間隔Ｄ１は、２０ｍｍ～４０ｍｍであることが好ましく、例えば３０ｍｍである。第１円偏光フィルム３５及び第２円偏光フィルム３６は、偏光方向が等しい。偏光方向は、中心軸線１２に沿った方向に対して右回転方向または左回転方向がある。例えば、第１円偏光フィルム３５及び第２円偏光フィルム３６は、偏光方向が例えば共に右回転方向の右円偏光波を共に採用することができ、また、共に左円偏光波を採用してもよい。第１円偏光フィルム３５及び第２円偏光フィルム３６は、共に直線偏光板と１／４波長板とを貼り合わせて構成することができる。第１円偏光フィルム３５及び第２円偏光フィルム３６により、第２照明部３１の拡散可視光が直線偏光波となってカメラ４に受光されると、底部１５の異物、異質ガラスなどの欠点が撮影した画像において黒い部分（明度が低く暗い部分）として認識できる。なお、第１円偏光フィルム３５及び第２円偏光フィルム３６は、赤外光を偏光しないため、第１照明部２１の赤外光に影響はない。

カメラ４は、照明装置２に対してガラスびん１０を挟んで配置され、かつ底部１５の画像を撮影する。カメラ４は、赤外光のみを検出する第１受光部４１と、可視光のみを検出する第２受光部４２と、を備える。カメラ４は、口部１３側からレンズ４５を通して入射した光を赤外光と可視光に分光して第１受光部４１と第２受光部４２で受光する。レンズ４５は、その光軸が中心軸線１２上にあって、底部１５の画像を撮影できるように焦点距離等が設定できる。

カメラ４は、赤外光と可視光を分光するビームスプリッタ４４を備えることができる。ビームスプリッタ４４は、レンズ４５からの入射光を赤外光と可視光に分割する光学部品である。ビームスプリッタ４４としては、公知のものを採用でき、２個のプリズムを組み合わせたキューブ型であってもよいし、薄い平板ガラスに分光のための光学薄膜が蒸着されたプレート型であってもよい。図１の例では、ビームスプリッタ４４は、入射光の内、赤外光を反射させて中心軸線１２に対し９０度の位置にある第１受光部４１へ受光させ、可視光を中心軸線１２に沿って透過させて中心軸線１２上にある第２受光部４２へ受光させる。第１受光部４１によって撮影された画像は、底部１５の表面に形成された凹凸のある彫刻による模様の輪郭が暗い色で表れる。第２受光部４２によって撮影された画像は、当該模様による明暗の差がなく、欠点が暗い色で表れる。

第１受光部４１及び第２受光部４２は、それぞれ別体の固体撮像素子であり、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを採用でき、ＣＭＯＳイメージセンサが好ましい。２つの受光部を設けることにより、それぞれのセンサを適切なカメラゲインやシャッタスピードに設定することができ、また、それぞれの画像の明るさを調整することが可能である。また、赤外光による底部１５の画像と可視光による底部１５の画像を１台の底部検査装置１によって同時に取得できるので、検査効率を向上すると共に、省スペースを実現できる。第１受光部４１及び第２受光部４２は、赤外光と可視光の間の波長例えば６５０ｎｍ～７９０ｎｍの受光感度が０％であることが好ましい。

制御部５０は、照明装置２及びカメラ４に電気的に接続され、例えば照明装置２の点灯・消灯に関する処理やカメラ４の撮影に関する処理を実行し、撮影された画像を用いて検査に関する処理を実行する。制御部５０は、ガラスびん１０の図示しない搬入出機構の動作に関する処理をさらに実行してもよい。制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置、キーボード、
マウス、タッチパッド等の入力装置、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置、Ｉ／Ｏボード等のデジタル入出力ボード等で構成される。制御部５０のＣＰＵや記憶装置等は１つだけでなく複数の例えば物理的に分離された装置であってもよく、その場合、通信ネットワークを介して接続してもよい。

制御部５０は、判定部５２と、画像処理部５３と、読取部５４と、記憶部５５とを有する。判定部５２は、カメラ４から取得した画像に基づいて欠点の有無を判定する。判定部５２で判定される欠点としては、例えば、底部１５の内表面にある異物、底部１５の抱合異物、底部１５の異質ガラス等のガラスびん成形時の欠点などがある。制御部５０は、判定部５２の判定結果をガラスびん１０ごとに外部へ出力することができ、例えば、欠点有りと判定したガラスびん１０を底部検査装置１の図示しない排出部で排除してもよい。制御部５０の処理部の一部は制御部５０以外の装置で処理を実行してもよく、例えば、画像処理部５３や読取部５４の一部の処理をカメラ４に設けられたＣＰＵで実行してもよい。制御部５０の各部における具体的な処理については、下記「２．底部検査方法」で説明する。

２．底部検査方法
図１～図６を用いて、本実施形態に係るガラスびん１０の底部検査方法について底部検査装置１を用いた例について詳細に説明する。図３は、底部検査装置１を用いた検査方法のフローチャートであり、図４は、第１画像１０１の一例であり、図５は、第２画像１０２の一例であり、図６は、検査領域設定工程（Ｓ４０）を説明する図である。

図３に示すように、本実施形態に係る底部検査方法は、底部１５の表面に彫刻を有するガラスびん１０の底部検査方法であって、例えば、撮影工程（Ｓ１０）と、模様検出工程（Ｓ２０）と、マスク作成工程（Ｓ３０）と、検査領域設定工程（Ｓ４０）と、検出工程（Ｓ５０）と、判定工程（Ｓ６０）と、良品として処理する工程（Ｓ７０）と、不良品として処理する工程（Ｓ８０）と、を含む。各工程について図１及び図２を参照しながら以下順番に説明する。

Ｓ１０：制御部５０は、撮影処理を実行する。制御部５０は、Ｓ１０に先立って点灯処理を実行することが好ましい。点灯処理は、照明装置２に対し第１照明部２１及び第２照明部３１が点灯する信号を制御部５０から出力する。撮影処理は、カメラ４に対し撮影を実行する信号を制御部５０から出力し、撮影された画像データをカメラ４から制御部５０に送信させる。カメラ４は、第１照明部２１からの指向性のある赤外光を第１受光部４１が受光することで例えば図４の底部１５の第１画像１０１を撮影し、第２照明部３１からの拡散性のある可視光を第２受光部４２が受光することで例えば図５の底部１５の第２画像１０２を撮影する。制御部５０は、各画像データをカメラ４からの出力により取得することができる。取得された画像データは、記憶部５５に保存してもよい。

Ｓ２０：制御部５０は、模様検出処理を実行する。例えば、模様検出処理は、Ｓ１０で取得した第１画像１０１から赤外光で強調された模様７０を判定部５２が検出する。判定部５２は、例えば「パターンサーチ」により模様７０を検出してもよい。画像処理部５３は、判定部５２における模様７０の検出をより確実に実行するために、Ｓ２０の前に模様７０に対し画像前処理を実行してもよい。また、読取部５４は、第１画像１０１で検出された模様７０から例えば型番を読み取ることができる。模様７０の内、円軌道に沿って間隔を空けて１０個配置された略楕円形の符号は、ＣＩＤマークと呼ばれるバーコード状の符号（特開２００１－２７０７１９号参照）として型番に対応して付与されるため、読取部５４が符号の位置及び個数から型番を読み取ることができる。後述する欠点の判定と共に１つの検査装置で型番を読み取ることができるため、省スペースで効率の良い検査が実
施できる。

図４に示す第１画像１０１は、第１受光部４１によって撮影された画像である。第１画像１０１は、底部１５の彫刻に由来する複数の模様７０の輪郭と、異物（検出体７２）とが暗い影として表れている。複数の模様７０には、例えば、底部１５の外縁に沿って並ぶナーリング、ガラスびん１０の製造所を示す社標、金型の番号、ＣＩＤマーク等が含まれる。これらの模様７０は、金型に刻まれた彫刻に由来するので、あらかじめ規則性を有している。この規則性に基づく模様７０のパターンをあらかじめ記憶部５５に保存しておくことが望ましい。そして、第１画像１０１から模様７０が検出できれば、例えば、底部１５の外縁の位置及び形状、外縁の位置から底部１５の中心位置、中心位置からの各模様７０までの距離、形状及び配置等から底部１５の中心軸線１２を中心とする回転角度等を推定できる。

画像前処理は、判定部５２による「パターンサーチ」を行うために例えば「ぼかし処理」を行うことができる。「ぼかし処理」は、例えば平均化フィルタにより行うことができ、平均化フィルタは注目画素の画素値を、フィルタサイズ範囲内の全画素値の平均値で置き換えて出力する二次元フィルタである。また、他の画像前処理としては、例えば影の黒を膨張するような「膨張処理」を採用してもよい。

判定部５２は、例えば画像前処理が実行された第１画像１０１に対して模様検出処理を実行する。模様検出処理は、第１画像１０１に対しあらかじめ底部１５の彫刻の外形に基づいて作成されたパターン登録画像を用いてパターンサーチして判定部５２が模様７０を検出する。パターンサーチは、パターン登録画像に適合する検出体を第１画像１０１内でサーチして、パターン登録画像が一定程度模様７０の外形に一致することで検出体を模様７０として検出する。第１画像１０１は指向性の高い赤外光により模様７０の輪郭が強調されているためパターンサーチによる検知精度が高く、しかも特開２００１－２７０７１９号に開示されるように底部１５のＣＩＤマークには規則性があるため、高精度に模様７０の位置を検出することができる。

Ｓ３０：制御部５０は、マスク作成工程を実行する。例えば、マスク作成工程は、Ｓ２０で模様７０が検出された第１画像１０１（図４）に基づいて画像処理部５３がマスクを作成し、第２画像１０２（図５）にマスク８０を配置する（図６）。第１受光部４１で撮影される第１画像１０１に対する第２受光部４２で撮影される第２画像１０２の対応位置関係は、あらかじめ計測、調整されており、第１画像１０１において検出された模様７０の位置情報がわかれば第２画像１０２における模様７０が存在する位置がわかる。そのため、第２画像１０２における正確な位置にマスク８０が配置される。

図４～図６を用いて具体的に説明すると、マスク作成工程は、まず、図４の第１画像１０１の中から模様７０を含む複数の領域に適合する大きさの複数のマスク８０（図６）を作成する。図５のように、第２受光部４２で撮影された第２画像１０２は、欠点である検出体７２が暗い点として認識できるが、模様７０がほとんど認識できない。次に、図４の第１画像１０１における各模様７０の位置情報に基づいて、図５の第２画像１０２における各模様７０を覆うようにマスク８０が第２画像１０２に配置されると図６のような状態になる。マスク８０の一部は、検査するガラスびん１０の彫刻（またはパターン登録画像）に合わせてあらかじめ作成し、記憶部５５に保存したものでもよい。各マスク８０の大きさは、各模様７０とほぼ同じ大きさであってもよいし、複数のまとまった模様７０を一つのマスク８０で覆う大きさであってもよい。

Ｓ４０：制御部５０は、検査領域設定工程を実行する。例えば、検査領域設定工程は、Ｓ３０と同時に実行してもよく、パターンサーチによって検出した模様７０の位置に基づ
いて、あらかじめ設定した形状の１以上の検査ゲート８３を第２画像１０２に画像処理部５３が配置する。模様７０には規則性があるので、模様７０の位置と各検査ゲート８３の位置との相対位置をあらかじめ設定しておくことで、模様７０の位置が定まれば、検査ゲート８２，８３の位置を第２画像１０２上に自動的にレイアウトすることができる。検査ゲート８２，８３は、例えば底部１５における中心軸線１２の同心円に１以上の円環状の範囲として設定することができる。図６では２つの検査ゲート８２，８３が設定される。検査ゲート８２と検査ゲート８３とは、異なる感度に設定することができ、例えば、ガラスびん１０の種類によって欠点が発生しやすい部分がある場合にその部分が含まれる例えば検査ゲート８２を検査ゲート８３よりも高い感度に設定することができる。

Ｓ５０：制御部５０は、各検査ゲート８２，８３に対して検出工程を実行する。例えば、検出工程は、図６に示すＳ３０でマスク８０と検査ゲート８２，８３が配置された第２画像１０２について、マスク８０を除いて検査ゲート８２，８３内における暗い部分（検出体７２）を検出する。第２画像１０２における暗い部分は、例えば、あらかじめ記憶部５５に保存された各検査ゲート８２の検査アルゴリズムを実行することで検出体７２を検出する。検査アルゴリズムとしては、例えば、検査ゲート８２，８３に読みだした照度データを２値化し、周囲の画素と対比して検出体７２を検出する処理や、検査ゲート８２，８３内で小面積の検出領域（セグメント）を作成し、このセグメントを円周または放射方向に移動させて平均濃度を算出し、濃度差を比較して検出体７２を検出する処理などが挙げられる。マスク８０のある部分を除いて、検査ゲート８２，８３に対して検査アルゴリズムを実行することにより、高感度検査を実行することができる。検査アルゴリズムの実行に際しては、判定工程（Ｓ６０）を同時に実行してもよい。

Ｓ６０：制御部５０は、判定工程を実行する。例えば、判定工程は、Ｓ５０で検出した第２画像１０２における検出体７２について欠点か否かを判定し、その結果によりガラスびん１０が良品か否かを判定する。判定基準は、あらかじめ記憶部５５に保存された基準データを用いる。判定基準としては、例えば、検出体７２の面積や形状等がある。判定工程で検出体７２が欠点でないという結果であればガラスびん１０を「良品」として制御部５０がＳ７０を実行し、検出体７２が欠点であるという結果であればガラスびん１０を「不良品」として制御部５０がＳ８０を実行する。もちろん、Ｓ５０において検出体７２そのものが検出されない場合には、判定結果は「良品」としてＳ７０が実行される。

Ｓ７０：制御部５０は、良品として処理する工程を実行する。例えば、良品として処理する工程は、検査対象のガラスびん１０を「良品」として次工程へ搬送するように図示しない搬送手段に制御部５０が信号を出力する。

Ｓ８０：制御部５０は、不良品として処理する工程を実行する。例えば、不良品として処理する工程は、Ｓ２０で検出された模様７０から型番を読み取って判定結果と型番とを紐づけたデータを記憶部５５に保存すると共に、検査対象のガラスびん１０を「不良品」として図示しない廃棄部へ排出する信号を制御部５０が出力する。記憶部５５に保存された「不良品」の判定結果と型番のデータは、制御部５０から図示しないガラスびん１０の製造装置へ出力してもよい。

このように、従来であれば底部１５の検査は、模様７０と模様７０以外の検出体７２とを区別して判定することは難しいが、本実施形態によれば、第１画像１０１から模様７０を検出できるので、第２画像１０２を用いて模様７０のない領域（検査ゲート８２）における検出体７２の有無を判定しやすい。

３．変形例
図７を用いて、変形例に係るガラスびん１０の底部検査方法について底部検査装置１を
用いた例について詳細に説明する。図７は、第３画像１０３の一例である。変形例は、基本的に「２．底部検査方法」と同じであるので、重複する説明は省略する。

図７に示す第３画像１０３は、胴部１４の横断面が四角形であるガラスびん１０における底部１５を第２受光部４２により撮影した画像である。各模様には複数のマスク８０が配置され、底部１５の接地面となるナーリングの外側に、胴部１４の外縁（四角形）に合わせた検査ゲート８２が設定される。底部１５の模様と胴部１４の外縁の向き（回転角度）は対応しているので、Ｓ２０で模様を検出することにより胴部１４の向きに合わせて四角形の検査ゲート８２を設けることができる。これにより、接地面より外側にある領域の検査も可能となる。

実施例１として図１に示す底部検査装置１を用いて内部に異物を落としたガラスびん１０を検査した。カメラ４は１５５万画素の２ＣＭＯＳエリアセンサカメラであり、第１円偏光フィルム３５と第２円偏光フィルム３６はいずれも右回転方向で等しく、間隔Ｄ１は３０ｍｍであり、第１照明部２１は赤外光拡散照明であり、第１照明部２１と第２照明部３１との間にはルーバーフィルム２４として視野角３０度のクロスルーバーフィルムを配置し、第２照明部３１は６３０ｎｍがピークの可視光フラットドーム（登録商標）照明であった。

図８の上段はカメラ４の第１受光部４１で撮影した第１画像であり、図８の下段は第２受光部４２で撮影した第２画像である。第１画像ではＣＩＤマーク等がくっきりと認識でき、第２画像では中心に落ちている異物がくっきりと黒く認識でき、制御部５０により「不良品」と判定された。

また、比較例１として、同じ図１の底部検査装置１から第１円偏光フィルム３５と第２円偏光フィルム３６を取り除いて同じ異物を落としたガラスびん１０を検査した。

図９の上段はカメラ４の第１受光部４１で撮影した第１画像であり、図９の下段は第２受光部４２で撮影した第２画像である。第１画像及び第２画像では中心に落ちている異物を認識できず、制御部５０により「良品」と判定された。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能であり、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。ここで、「同一の構成」とは、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…底部検査装置、２…照明装置、４…カメラ、１０…ガラスびん、１２…中心軸線、１３…口部、１４…胴部、１５…底部、２１…第１照明部、２２…第１光源、２３…拡散板、２４…ルーバーフィルム、２４ａ…ルーバー、２４ｂ…光透過部、３１…第２照明部、３２…第２光源、３４…導光板、３５…第１円偏光フィルム、３６…第２円偏光フィルム、４１…第１受光部、４２…第２受光部、４４…ビームスプリッタ、４５…レンズ、５０…制御部、５２…判定部、５３…画像処理部、５４…読取部、５５…記憶部、６０…載置台、７０…模様、７２…検出体、８０…マスク、８２，８３…検査ゲート、１０１…第１画像、１０２…第２画像、１０３…第３画像、Ｄ１…間隔

Claims (4)

1. ガラスびんの底部に向けて光を照射する照明装置と、
   前記照明装置に対して前記ガラスびんを挟んで配置され、かつ前記底部の画像を撮影するカメラと、
   前記照明装置と前記底部との間に配置された第１円偏光フィルムと、
   前記ガラスびんの口部と前記カメラとの間に配置された第２円偏光フィルムと、
   を備え、
   前記照明装置は、前記底部に向けて指向性を有する赤外光を照射する第１照明部と、前記第１照明部と前記底部との間に配置される前記底部に向けて拡散性を有する可視光を照射する第２照明部と、を備え、
   前記カメラは、赤外光のみを検出する第１受光部と、可視光のみを検出する第２受光部と、を備え、
   前記第１円偏光フィルム及び前記第２円偏光フィルムは、偏光方向が等しいことを特徴とする、ガラスびんの底部検査装置。
2. 請求項１において、
   前記カメラは、赤外光と可視光を分光するビームスプリッタを備えることを特徴とする、ガラスびんの底部検査装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記第１照明部は、拡散性を有する赤外光を出射する第１光源と、前記第１光源から入射する赤外光が透過する角度を制限する複数のルーバーを有するルーバーフィルムと、を備え、
   前記ルーバーフィルムは、前記複数のルーバーが前記ガラスびんの中心軸線に対して直交する方向で格子状に延在することを特徴とする、ガラスびんの底部検査装置。
4. 請求項３において、
   前記ルーバーフィルムは、前記中心軸線における視野角が１５度～４５度に設定されることを特徴とする、ガラスびんの底部検査装置。

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