特許 7229092 異物検査装置及びそれを用いたガラス容器製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-16

(45)【発行日】2023-02-27

(54)【発明の名称】異物検査装置及びそれを用いたガラス容器製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/90 20060101AFI20230217BHJP

【ＦＩ】

G01N21/90 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019089324

(22)【出願日】2019-05-09

(65)【公開番号】P2020186919

(43)【公開日】2020-11-19

【審査請求日】2021-11-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000222222

【氏名又は名称】東洋ガラス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】原田 崇

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 寿

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 悠貴

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 岳

【審査官】越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２９４７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８５５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６９４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６６９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２２９１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス容器に光を照射する光源と、
前記ガラス容器の裾底部を撮像するカメラと、
前記カメラが撮像した画像に基づいて前記裾底部に異物が混入しているか否かを判定する判定装置と
を備え、
前記カメラは、
カメラ本体と、
前記カメラ本体に取り付けられたリバースリングと、
前記リバースリングを介して表裏反転して前記カメラ本体に取り付けられた撮像レンズと
を有し、
前記画像は、Ｘ軸及びＹ軸を有する２次元画素データを含んでおり、
前記画像には、Ｘ軸の一端側に位置するとともに前記ガラス容器の底部に対応する暗部と、前記Ｘ軸の他端側に位置するとともに前記ガラス容器の裾部に対応する明部とが含まれており、
前記画像において、前記異物は、前記ガラス容器の裾部に対応する明部の中に点状の暗部として現れ、
前記判定装置は、
前記Ｘ軸の他端側から一端側に向けて前記暗部を検出したときに前記暗部が初めて検出されるＸ軸座標を前記Ｙ軸方向に連ねて検知エリア線を画定する検知エリア線画定部と、
前記Ｙ軸に沿って前記検知エリア線のＸ軸座標のずれ量を算出するずれ量算出部と、
前記Ｙ軸の一端から他端に向けて前記Ｘ軸座標のずれ量をスキャンして、前記異物により前記検知エリア線が非連続となっている特異領域を検出する特異領域検出部と、
前記特異領域が検出されるとき、前記スキャンの方向に係る前記特異領域の前又は後のＹ軸座標における前記検知エリア線のＸ軸座標を用いて前記検知エリア線を補正する検知エリア線補正部と、
補正された前記検知エリア線と前記Ｘ軸の他端との間で、前記異物に対応する点状の暗部を検出する異物検出部と
を有している、
異物検査装置。

【請求項2】

前記カメラは、斜め下方から前記裾底部を撮像するように配置されており、
前記カメラの光軸の仰角が３３°以上かつ４３°以下である、
請求項１記載の異物検査装置。

【請求項3】

前記カメラの被写界深度が１．５ｍｍ以上かつ５．０ｍｍ以下である、
請求項１又は請求項２に記載の異物検査装置。

【請求項4】

前記光源は、１７００ｌｘ以上の照度で前記ガラス容器に光を照射する、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の異物検査装置。

【請求項5】

前記光源には、前記光源からの光の拡散を制限するライトコントロールフィルムが取り付けられている、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の異物検査装置。

【請求項6】

前記裾底部の外周面には、リングマークが設けられており、
前記光源は、前記カメラの光軸の仰角に１２°以上かつ２２°以下の角度を加えた角度だけ水平に対して傾斜した角度で前記リングマークに光を入射させる、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の異物検査装置。

【請求項7】

前記判定装置は、
前記Ｘ軸の一端から他端側に向けて前記明部を検出したときに前記明部が初めて検出されるＸ軸座標を前記Ｙ軸に連ねて明部輪郭線を画定する明部輪郭線画定部と、
前記明部輪郭線を前記Ｘ軸の他端側にオフセットするオフセット部と
をさらに有しており、
前記検知エリア線画定部は、オフセットされた前記明部輪郭線から一端側に向けて前記暗部を検出して検知エリア線を画定する、
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の異物検査装置。

【請求項8】

ガラス容器に光を照射する光源と、
前記ガラス容器の裾底部を撮像するカメラと、
前記カメラが撮像した画像に基づいて前記裾底部に異物が混入しているか否かを判定する判定装置と
を備え、
前記画像は、Ｘ軸及びＹ軸を有する２次元画素データを含んでおり、
前記画像には、Ｘ軸の一端側に位置するとともに前記ガラス容器の底部に対応する暗部と、前記Ｘ軸の他端側に位置するとともに前記ガラス容器の裾部に対応する明部とが含まれており、
前記画像において、前記異物は、前記ガラス容器の裾部に対応する明部の中に点状の暗部として現れ、
前記判定装置は、
前記Ｘ軸の他端側から一端側に向けて前記暗部を検出したときに前記暗部が初めて検出されるＸ軸座標を前記Ｙ軸方向に連ねて検知エリア線を画定する検知エリア線画定部と、
前記Ｙ軸に沿って前記検知エリア線のＸ軸座標のずれ量を算出するずれ量算出部と、
前記Ｙ軸の一端から他端に向けて前記Ｘ軸座標のずれ量をスキャンして、前記異物により前記検知エリア線が非連続となっている特異領域を検出する特異領域検出部と、
前記特異領域が検出されるとき、前記スキャンの方向に係る前記特異領域の前又は後のＹ軸座標における前記検知エリア線のＸ軸座標を用いて前記検知エリア線を補正する検知エリア線補正部と、
補正された前記検知エリア線と前記Ｘ軸の他端との間で、前記異物に対応する点状の暗部を検出する異物検出部と
を有している、
異物検査装置。

【請求項9】

前記判定装置は、
前記Ｘ軸の一端から他端側に向けて前記明部を検出したときに前記明部が初めて検出されるＸ軸座標を前記Ｙ軸に連ねて明部輪郭線を画定する明部輪郭線画定部と、
前記明部輪郭線を前記Ｘ軸の他端側にオフセットするオフセット部と
をさらに有しており、
前記検知エリア線画定部は、オフセットされた前記明部輪郭線から一端側に向けて前記暗部を検出して検知エリア線を画定する、
請求項８記載の異物検査装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の異物検査装置を用いてガラス容器の裾底部に異物が混入しているか否かを検査する工程を含む、
ガラス容器製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス容器の裾底部に異物が混入しているか否かを検査するための異物検査装置及びそれを用いたガラス容器製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来用いられていたこの種の異物検査装置としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来の異物検査装置では、ガラス容器を間に挟むように光源とカメラとを配置して、光源からガラス容器に光を照射している状態でガラス容器のヒール部をカメラで撮像している。そして、カメラにより撮像された画像内で、背景よりも暗く映る部分を異物として判定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１６６９０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来の異物検査装置では、或る程度の大きさ例えば直径０．８ｍｍの異物であれば見つけることができるが、それ以下の微小異物を発見できず通過させてしまうということがある。ガラス容器の裾底部の内表面に微小異物が残ることにより、ガラス容器が破損してしまうということがある。微小異物を発見するためには、裾底部の内部を高倍率で撮像するとともに、裾底部の内部だけにピントを合わせた被写界深度が浅い画像を得る必要がある。高価な撮像レンズを用いればそのような画像を得ることができるかもしれないが、装置コストが増大してしまう。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的の一つは、微小異物をより確実に発見できる異物検査装置及びそれを用いたガラス容器製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る異物検査装置は、ガラス容器に光を照射する光源と、ガラス容器の裾底部を撮像するカメラと、カメラが撮像した画像に基づいて裾底部に異物が混入しているか否かを判定する判定装置とを備え、カメラは、カメラ本体と、カメラ本体に取り付けられたリバースリングと、リバースリングを介して表裏反転してカメラ本体に取り付けられた撮像レンズとを有する。

【0007】

また、本発明に係る異物検査装置は、ガラス容器に光を照射する光源と、ガラス容器の裾底部を撮像するカメラと、カメラが撮像した画像に基づいて裾底部に異物が混入しているか否かを判定する判定装置とを備え、画像は、Ｘ軸及びＹ軸を有する２次元画素データを含んでおり、画像には、Ｘ軸の一端側に位置するとともにガラス容器の底部に対応する暗部と、Ｘ軸の他端側に位置するとともにガラス容器の裾部に対応する明部とが含まれており、画像において、異物は、ガラス容器の裾部に対応する明部の中に点状の暗部として現れ、判定装置は、Ｘ軸の他端側から一端側に向けて暗部を検出したときに暗部が初めて検出されるＸ軸座標をＹ軸方向に連ねて検知エリア線を画定する検知エリア線画定部と、Ｙ軸に沿って検知エリア線のＸ軸座標のずれ量を算出するずれ量算出部と、Ｙ軸の一端から他端に向けてＸ軸座標のずれ量をスキャンして、異物により検知エリア線が非連続となっている特異領域を検出する特異領域検出部と、特異領域が検出されるとき、スキャンの方向に係る特異領域の前又は後のＹ軸座標における検知エリア線のＸ軸座標を用いて検知エリア線を補正する検知エリア線補正部と、補正された検知エリア線とＸ軸の他端との間で、異物に対応する点状の暗部を検出する異物検出部とを有している。

【0008】

本発明に係るガラス容器製造方法は、上述の異物検査装置を用いてガラス容器の裾底部に異物が混入しているか否かを検査する工程を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明の異物検査装置及びそれを用いたガラス容器製造方法によれば、リバースリングを介して表裏反転してカメラ本体に撮像レンズが取り付けられているので、高価な撮像レンズを用いなくても微小異物の発見に適した画像を得ることができる。これにより、装置コストを抑えつつ、微小異物をより確実に発見できる。また、本発明の異物検査装置及びそれを用いたガラス容器製造方法は、特異領域が検出されるとき検知エリア線を補正した上で、異物に対応する点状の暗部を検出するので、微小異物をより確実に発見できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態による異物検査装置の検査対象であるガラス容器を示す正面図である。

【図2】図１の裾底部の断面図である。

【図3】本発明の実施の形態による異物検査装置を示す構成図である。

【図4】図３のカメラが撮像した裾底部の画像の一例を示す説明図である。

【図5】図３の判定装置の構成を示すブロック図である。

【図6】図５の判定装置による画像処理を示す説明図である。

【図7】本発明の実施の形態によるガラス容器製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0012】

図１は本発明の実施の形態による異物検査装置の検査対象であるガラス容器１を示す正面図であり、図２は図１の裾底部１３の断面図である。ガラス容器１は、透明又は半透明なガラスで形成された容器である。ガラスは、無色の透明ガラスであってもよいが、色ガラスであってもよい。本実施の形態では、飲料が充填されるびんとしてガラス容器１を説明する。飲料は、炭酸飲料であり得る。

【0013】

図１に示すように、ガラス容器１には、口部１０、肩部１１、胴部１２及び裾底部１３が設けられている。

【0014】

口部１０は、ガラス容器１の内外を連通する開口を有する筒状の部分であり、ガラス容器１の上部に設けられている。肩部１１は、口部１０の下端と胴部１２の上端とを接続する部分である。肩部１１の内径は、口部１０から胴部１２に向けて徐々に拡大されている。本実施の形態の肩部１１の外表面には、模様１１ａが設けられている。図１では網掛けにより模様１１ａの存在を示している。模様１１ａの具体的な形状は任意である。肩部１１の外表面に模様１１ａが設けられていなくてもよい。胴部１２は、肩部１１の下端と裾底部１３の上端とを接続する筒状の部分である。本実施の形態の胴部１２の内径は、ガラス容器１の高さ方向に一様とされている。

【0015】

裾底部１３は、胴部１２の下部に設けられた部分である。裾底部１３は、胴部１２の下端に接続された裾部１３０と、裾部１３０の下部に設けられた底部１３１とを含んでいる。裾部１３０は、胴部１２と同様の筒状の部分である。底部１３１は、ガラス容器１の底を構成する部分である。本実施の形態の底部１３１の中央部は、ガラス容器１の内部に向かって隆起されている。底部１３１の外周表面は曲面とされている。ガラス容器１の内部における裾部１３０と底部１３１との接続部の表面は曲面とされている。底部１３１の下面にはナーリングが形成され得る。

【0016】

本実施の形態の裾部１３０の外周面には、リングマーク１３２が形成されている。図２に現れているように、本実施の形態のリングマーク１３２は、一対の溝部１３２ａと、それら溝部１３２ａの間の山部１３２ｂとによって構成されている。各溝部１３２ａ及び山部１３２ｂの外表面は、曲率半径３ｍｍ程度の円弧面により構成され得る。上方の溝部１３２ａの中心とガラス容器１の底面との離間距離は１３ｍｍ程度であり得る。溝部１３２ａの中心とは、溝部１３２ａを構成する窪みの最も深い位置と理解することができる。各溝部１３２ａの中心間距離は４ｍｍ程度であり得る。図示していないが、裾部１３０と底部１３１との間にはバッフルマークと呼ばれる微細な段差が形成されていることがある。

【0017】

ガラス容器１の製造時に裾底部１３の内部に異物２が混入することがある。異物２は、ガラス原料以外の物質又は気泡であり得る。異物２を構成する物質は、例えば石、陶器、磁器、金属又は耐熱ガラス等の微細な粒である場合がある。異物２を構成する物質は、裾底部１３の壁面に埋まっているか又は裾底部１３の壁面に付着している場合がある。異物２を構成する気泡は、裾底部１３の壁面に埋まっているか又は壁面に窪みを形成している場合がある。異物２は、例えば０．８ｍｍ以下の微小異物であり得る。ガラス容器１を出荷するか又はガラス容器１に飲料を充填する前に、裾底部１３に異物２が残留しているガラス容器１を発見する必要がある。

【0018】

次に、図３は、本発明の実施の形態による異物検査装置３を示す構成図である。図３に示す異物検査装置３は、ガラス容器１の裾底部１３に異物２が混入しているか否かを検査するための装置である。図３に示すように、本実施の形態の異物検査装置３には、基台３０、回転駆動装置３１、光源３２、カメラ３３及び判定装置３４を有している。

【0019】

基台３０は、ガラス容器１が載せられた台である。図３では、１つのガラス容器１のみを示しているが、複数のガラス容器１が基台３０に載せられる場合がある。基台３０に載せられた複数のガラス容器１は、カメラ３３の前を順に通過するよう搬送される。検査対象たるガラス容器１がカメラ３３の前に位置した際、ガラス容器１の搬送が一時的に停止される。

【0020】

回転駆動装置３１は、カメラ３３の前でガラス容器１を回転させるための装置である。ガラス容器１は、ガラス容器１の中心軸１ａを中心に回転される。本実施の形態の回転駆動装置３１は、駆動軸３１０及び回転板３１１を有している。駆動軸３１０は、図示しないモータの動力により回転駆動される。回転板３１１は、駆動軸３１０の上部に取り付けられており、駆動軸３１０と一体に回転可能とされている。回転板３１１の外周面はガラス容器１の胴部１２の外表面に接触されており、回転板３１１の回転に応じてガラス容器１が回転される。

【0021】

光源３２は、ガラス容器１に光を照射するための機器である。本実施の形態の光源３２は、ガラス容器１の側方に配置されている。図示はしないが、光源３２は、複数のＬＥＤ発光素子と、複数のＬＥＤ発光素子の前面に配置された拡散板とを有しており、ＬＥＤ発光素子からの光を拡散板で拡散した上で出射させることにより、面光源として機能することができる。光源３２からの光の波長は、任意であるが、ガラス容器１が色ガラスにより形成されている場合には、そのガラス容器１に対する透過率が高い波長が好ましい。ガラス容器１が茶系の色ガラスにより形成されている場合、光源３２からの光を赤色とすることができる。

【0022】

光源３２は、ガラス容器１が透明びん及び色びんであるとき、１７００ｌｘ以上の照度でガラス容器１に光を照射する高輝度光源であることが好ましい。１７００ｌｘ以上の照度でガラス容器１に光を照射することで、カメラ３３によりガラス容器１の裾底部１３を撮像した画像において、模様１１ａ又はリングマーク１３２等の外乱要素の影をより確実に消すか又は薄くすることができる。外乱要素の影をより確実に消すか又は薄くすることで、その画像に基づく異物２の検出精度を向上させることができる。

【0023】

なお、後述のライトコントロールフィルム３２０が光源３２に取り付けられているとき、上述の光源３２の照度は、ライトコントロールフィルム３２０から出射される光の照度を意味する。例えばライトコントロールフィルム３２０が光源３２の光を１／５程度しか通過させない場合、光源３２自体の照度は、ガラス容器１が透明びん及び色びんであるとき、８５００（＝１７００×５）ｌｘ以上であることが好ましい。

【0024】

本実施の形態の光源３２には、光源３２からの光の拡散を制限するライトコントロールフィルム３２０が取り付けられている。ライトコントロールフィルム３２０は、互いに平行に延在された複数のルーバーが設けられたフィルムである。本実施の形態のライトコントロールフィルム３２０のルーバーは、鉛直方向に延在されている。ライトコントロールフィルム３２０は、カメラ３３の前に位置するガラス容器１に向かうように光源３２の光の向きを整える。ライトコントロールフィルム３２０は、ガラス容器１の周囲に光が照射されることを制限する。ライトコントロールフィルム３２０により光の拡散を制限することで、異物検査装置３の周囲に対する光の影響を抑えることができる。ライトコントロールフィルム３２０は、光源３２として上述の高輝度光源を用いる際に特に有用である。

【0025】

本実施の形態の光源３２の高さは、ガラス容器１の高さよりも高くされており、光源３２の上部からの光は斜め上方からガラス容器１に入射される。光源３２は、カメラ３３の光軸３３ａの仰角θ１に１２°以上かつ２２°以下の角度θ２を加えた角度だけ水平に対して傾斜した角度でリングマーク１３２に光を入射させることが好ましい。リングマーク１３２は光源３２からの光を屈折しやすい。リングマーク１３２への光の入射角が小さいと、リングマーク１３２の影がカメラ３３の画像に現れることがある。仰角θ１に１２°以上の角度θ２を加えた角度だけ水平に対して傾斜した角度でリングマーク１３２に光を入射させることで、リングマーク１３２の影がカメラ３３の画像に現れる虞を低減できる。２２°を超える角度を仰角θ１に加えた角度でリングマーク１３２に光を入射させても、その光がリングマーク１３２の影を低減できる効果は小さくなる。

【0026】

カメラ３３は、ガラス容器１の裾底部１３を撮像するための機器である。本実施の形態のカメラ３３は、カメラ本体３３０、リバースリング３３１及び撮像レンズ３３２を有している。

【0027】

カメラ本体３３０は、例えばＣＣＤ等の撮像素子を有している。カメラ本体３３０は、撮像素子が直線状に配置されたラインセンサカメラとすることができる。回転駆動装置３１によりカメラ３３の前で回転されるガラス容器１をカメラ本体３３０が撮像し続けることにより、ガラス容器１の全周にわたって裾底部１３の画像を得ることできる。

【0028】

リバースリング３３１は、カメラ本体３３０と撮像レンズ３３２との間に介在された器具である。カメラ本体３３０と撮像レンズ３３２との間にリバースリング３３１が介在されることで、表裏反転して撮像レンズ３３２をカメラ本体３３０に取り付けることができる。すなわち、撮像レンズ３３２は、本来の前玉をカメラ本体３３０に向け、本来の後玉をガラス容器１に向けた状態で、前後逆にカメラ本体３３０に取り付けられている。

【0029】

表裏反転して撮像レンズ３３２をカメラ本体３３０に取り付けることで、撮像レンズ３３２の本来の拡大率よりも大きな拡大率で撮像可能となる。これにより、微小な異物２を大きく撮像することができ、異物２の検出精度を向上させることができる。また、表裏反転して撮像レンズ３３２をカメラ本体３３０に取り付けることで、カメラ３３の被写界深度を数ｍｍ程度まで極めて浅くすることができる。これにより、微小な異物２を鮮明に撮像しつつ、リングマーク１３２等の裾底部１３の外表面の外乱要素をぼかして撮像することができ、異物２の検出精度を向上させることができる。

【0030】

本実施の形態のカメラ３３は、斜め下方から裾底部１３を撮像するように配置されている。カメラ３３の光軸３３ａの仰角θ１（水平に対する光軸３３ａの傾斜角度）は３３°以上かつ４３°以下であることが好ましい。仰角θ１が３３°を下回ると、カメラ３３の撮像面が鉛直に近づき、奥行方向に関して限られた領域しか鮮明な画像を得ることができなくなるため、底部１３１側の異物２を見逃す虞が増えてしまう。一方、仰角θ１が４３°を上回ると、カメラ３３の撮像面が水平に近づき、高さ方向に関して限られた領域しか鮮明な画像を得ることができなくなるため、裾部１３０側の異物２を見逃す虞が増えてしまう。仰角θ１が３３°以上かつ４３°以下であることで、底部１３１側及び裾部１３０側の異物２をバランス良く撮像することができ、異物２の検出精度を向上させることができる。仰角θ１は、３５°以上かつ４１°以下であることがより好ましく、３８°であることがさらに好ましい。なお、カメラ３３の光軸３３ａは、カメラ本体３３０の撮像素子に直交する直線であって、その撮像素子の中心を通る直線と理解することができる。カメラ本体３３０がラインセンサカメラであるとき、撮像素子の中心は、撮像素子の延在方向中央の位置と理解することができる。

【0031】

カメラ３３の被写界深度は１．５ｍｍ以上かつ５．０ｍｍ以下であることが好ましい。被写界深度が１．５ｍｍ未満であると、ピント合わせが困難になる虞がある。一方、被写界深度が５．０ｍｍを超えると、異物２が存在する可能性がある裾底部１３の内部のみならず、裾底部１３の外表面まで鮮明に撮像し、リングマーク１３２等の外乱要素により異物２の検出精度が低下する虞がある。被写界深度が１．５ｍｍ以上かつ５．０ｍｍ以下であることで、ピント合わせの容易さを確保しつつ、外乱要素の影響を抑えて異物２の検出精度を向上できる。被写界深度が２．０ｍｍ以上かつ４．５ｍｍ以下であることがより好ましく、３．０ｍｍ以上かつ４．０ｍｍ以下であることがさらに好ましく、３．８ｍｍであることがより一層好ましい。

【0032】

なお、撮像レンズ３３２の焦点距離が短くなるほど、撮像倍率が大きくなり、被写界深度が浅くなる傾向にある。

【0033】

カメラ本体３３０とリバースリング３３１との間か、又はリバースリング３３１と撮像レンズ３３２との間に１つ又は複数の接写リングを介在させることもできる。接写リングを介在させることで、撮像倍率を向上させることができる。接写リングを介在させた場合、被写界深度が浅くなる傾向にある。

【0034】

判定装置３４は、例えばプログラムに基づいて演算処理を行うコンピューター又は専用回路等により構成されるものであり、カメラ３３に接続されている。判定装置３４は、カメラ３３が撮像した画像に基づいて裾底部１３に異物２が混入しているか否かを判定する。

【0035】

次に、図４は、図３のカメラ３３が撮像した裾底部１３の画像の一例を示す説明図である。図４に示すように、カメラ３３が撮像した画像は、Ｘ軸及びＹ軸を有する２次元画素データを含んでいる。Ｘ軸はガラス容器１の高さ方向に相当し、Ｙ軸はガラス容器１の周方向に相当する。画像には、暗部４０及び明部４１が含まれている。暗部４０は、ガラス容器１の底部１３１に対応する部分であり、Ｘ軸の一端側（図中左側）に位置している。図４に示す一例としての暗部４０の輪郭は、全体として連続的な曲線で構成されている。暗部４０には、裾部１３０と底部１３１との間のバッフルマークに相当する一対のスパイク部４０ａも含まれている。スパイク部４０ａは、連続的な曲線から突出されたとげ状の部分であり、Ｘ軸及びＹ軸の両方に対して傾斜する直線状の輪郭を有している。明部４１は、ガラス容器１の裾部１３０に対応する部分であり、Ｘ軸の他端側（図中右側）に位置している。異物２は、ガラス容器１の裾部１３０に対応する明部４１の中に点状の暗部として現れている。

【0036】

次に、図５は図３の判定装置３４の構成を示すブロック図であり、図６は図５の判定装置３４による画像処理を示す説明図である。図５に示すように、本実施の形態の判定装置３４は、明部輪郭線画定部３４０、オフセット部３４１、検知エリア線画定部３４２、ずれ量算出部３４３、特異領域検出部３４４、検知エリア線補正部３４５及び異物検出部３４６を有している。

【0037】

明部輪郭線画定部３４０は、画像のＸ軸の一端から他端側に向けて明部４１を検出したときに明部４１が初めて検出されるＸ軸座標をＹ軸に連ねて、図６（ａ）にて破線で示す明部輪郭線５を画定する。図６（ａ）の暗部４０中に示す白抜きの矢印は、Ｘ軸の一端から他端側に向けて明部４１を検出している様子を示している。

【0038】

オフセット部３４１は、図６（ｂ）に示すように、明部輪郭線画定部３４０により確定された明部輪郭線５をＸ軸の他端側にオフセットする。明部輪郭線５のオフセット量は、スパイク部４０ａから明部輪郭線５が離れるように、Ｘ軸に係るスパイク部４０ａの幅より大きく設定される。

【0039】

検知エリア線画定部３４２は、Ｘ軸の他端側から一端側に向けて暗部４０を検出したときに暗部４０が初めて検出されるＸ軸座標をＹ軸方向に連ねて検知エリア線６を画定する。スパイク部４０ａ及び異物２がある位置では、検知エリア線６は、暗部４０の連続的な曲線部分に一致されず、スパイク部４０ａ及び異物２に沿って画定される。本実施の形態の検知エリア線画定部３４２は、Ｘ軸の他端から暗部４０を検出せず、オフセット部３４１によってオフセットされた明部輪郭線５から一端側に向けて暗部４０を検出する。オフセットされた明部輪郭線５から暗部４０を検出することで、明部４１にリングマーク１３２等の外乱要素の影が存在したとしても、外乱要素の影をガラス容器１の底部１３１に対応する暗部４０と誤認する虞を低減できる。但し、明部輪郭線５をオフセットする代りに、スパイク部４０ａよりもＸ軸の他端側に基準線を設定し、その基準線から一端側に向けて暗部４０を検出してもよい。基準線は、任意の線でよいが、例えばＹ軸と平行に延在する直線とすることができる。また、明部輪郭線画定部３４０及びオフセット部３４１が省略されて、検知エリア線画定部３４２がＸ軸の他端から暗部４０を検出してもよい。

【0040】

ずれ量算出部３４３は、検知エリア線画定部３４２が検知エリア線６を画定した後に、Ｙ軸に沿って検知エリア線６のＸ軸座標のずれ量を算出する。本実施の形態のずれ量算出部３４３は、２つの連続するＹ軸座標における検知エリア線６のＸ軸座標のずれ量を算出する。但し、連続していなくても例えば１０画素（ピクセル）以内等の近接するＹ軸座標における検知エリア線６のＸ軸座標のずれ量を算出してもよい。なお、Ｘ軸の１画素は０．０１５ｍｍ程度であり得る。例えば異物２よりもＹ軸の一端側（上側）では、検知エリア線６が連続的であるためずれ量は小さい。一方、異物２の前後では大きなずれ量が算出されることになる。

【0041】

特異領域検出部３４４は、Ｙ軸の一端から他端に向けてＸ軸座標のずれ量をスキャンして、異物２により検知エリア線６が非連続となっている特異領域７を検出する。Ｙ軸の所定座標範囲内で、検知エリア線６のＸ軸座標がＸ軸の一端側から他端側に所定量以上をずれるとともに、検知エリア線６のＸ軸座標がＸ軸の他端側から一端側に所定量以上をずれる領域を探すことで、特異領域７を検出することができる。検知エリア線６のＸ軸座標の変化を関連付けて見つけるＹ軸の座標範囲を適切に設定することで、異物２により検知エリア線６が非連続となっている特異領域７と、スパイク部４０ａにより検知エリア線６が非連続となっている領域とを区別することができる。例えば、Ｙ軸に関して５０画素以内で、検知エリア線６がＸ軸に関して１５画素以上の幅を往復した領域を特異領域７として検出することができる。Ｙ軸方向の分解能が０．０６ｍｍ／画素であるときＹ軸の５０画素は３ｍｍであり、Ｘ軸方向の分解能が０．０１５ｍｍ／画素であるときＸ軸の１５画素は０．２２５ｍｍである。

【0042】

検知エリア線補正部３４５は、特異領域７が検出されるとき、特異領域検出部３４４によるずれ量のスキャンの方向に係る特異領域７の前又は後のＹ軸座標における検知エリア線６のＸ軸座標を用いて検知エリア線６を補正する（図６（ｄ）参照）。上述のように本実施の形態では、特異領域検出部３４４は、Ｙ軸の一端から他端に向けてＸ軸座標のずれ量をスキャンする。特異領域７の前のＹ軸座標は、Ｙ軸の一端側における特異領域７の直前のＹ軸座標であり得る。同様に、特異領域７の後のＹ軸座標は、Ｙ軸の他端側における特異領域７の直後のＹ軸座標であり得る。但し、直前又は直後でなくても、例えば１０画素以内等の近接する検知エリア線６のＸ軸座標を用いて検知エリア線６を補正してもよい。検知エリア線６の補正は、特異領域７中の検知エリア線６のＸ軸座標を特異領域７の前又は後のＸ軸座標に置き換えることで行うことができる。図６（ｄ）では、特異領域７中の検知エリア線６のＸ軸座標を特異領域７の直前の検知エリア線６のＸ軸座標に置き換えた態様を示している。このため、補正された検知エリア線６では、特異領域７であった部分のＸ軸座標が一定値をとっている。特異領域７であった部分のＸ軸座標が特異領域７の前のＸ軸座標から特異領域７の後のＸ軸座標に連続的又は断続的に変化するように検知エリア線６を補正してもよい。

【0043】

異物検出部３４６は、補正された検知エリア線６とＸ軸の他端（明部４１側）との間で、異物２に対応する点状の暗部を検出する。具体的には、検知エリア線６とＸ軸の他端（明部４１側）との間で所定値以下の面積（又は所定範囲の面積）を有する暗部が存在する場合に、その暗部を異物２として検出する。例えば、異物２は、Ｘ軸方向に関して２０画素（０．３［ｍｍ］／０．０１５［ｍｍ／画素］）、Ｙ軸方向に関して５画素（０．３［ｍｍ］／０．０６［ｍｍ／画素］）の暗部であり、その面積は１００画素となる。面積１００画素の暗部を異物２として検出できるように面積の閾値を設定することで、縦横０．３ｍｍの四角形の異物２を発見することができる。

【0044】

異物検出部３４６は、Ｘ軸の他端、補正された検知エリア線６をＸ軸の他端側にオフセットした線、又はＹ軸と平行に延在する直線をＸ軸の他端側の基準として、異物２に対応する点状の暗部を検出することができる。補正された検知エリア線６をＸ軸の他端側にオフセットした線、及びＹ軸と平行に延在する直線は、暗部４０からＸ軸の他端側に４００画素程度の位置等、Ｘ軸の他端よりもＸ軸の一端側に近い位置に配置される。これらのＸ軸の他端よりもＸ軸の一端側に近い位置の線を基準とすることで、異物２に対応する点状の暗部の検査範囲を限定でき、処理速度を向上できる。

【0045】

特異領域検出部３４４によって特異領域７が検出されず、検知エリア線補正部３４５によって検知エリア線６が補正されない場合、異物検出部３４６は、検知エリア線画定部３４２によって確定された検知エリア線６とＸ軸の他端（明部４１側）との間で、異物２に対応する点状の暗部を検出することができる。

【0046】

次に、図７は、本発明の実施の形態によるガラス容器製造方法を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施の形態によるガラス容器製造方法は、調合工程（ステップＳ１）、溶解工程（ステップＳ２）、成形工程（ステップＳ３）、徐冷工程（ステップＳ４）及び検査工程（ステップＳ５）を含んでいる。

【0047】

調合工程（ステップＳ１）では、製造すべきガラス容器の性質に応じて所定比率で原料が混合される。ガラス容器の原料には、例えば珪砂、ソーダ灰、石灰及びカレット等の主原料と、例えば酸化剤、還元剤、清澄材、消色材及び着色剤等の副原料とが含まれる。

【0048】

溶解工程（ステップＳ２）は、調合工程で調合された原料をガラス溶解窯にて加熱及び溶解することにより溶融ガラスを生成する工程である。

【0049】

成形工程（ステップＳ３）は、溶融ガラスからガラス容器を成形する工程である。粗型にて溶融ガラスからパリソンと呼ばれる中間体を成形し、仕上型にてパリソンからガラス容器を成形することができる。

【0050】

徐冷工程（ステップＳ４）は、成形工程で成形されたガラス容器を徐冷窯に導入し、ガラス容器を徐冷する工程である。

【0051】

検査工程（ステップＳ５）は、本実施の形態の異物検査装置３を用いて、徐冷工程で徐冷されたガラス容器１の裾底部１３に異物２が混入しているか否かを検査する工程である。検査工程で裾底部１３に異物２が混入していないと判定されたガラス容器１は、例えば包装及び出荷等の次工程に搬送される。一方、裾底部１３に異物２が混入していると判定されたガラス容器１は、次工程に搬送されずに、再検査のため貯められるか又は廃棄される。

【0052】

検査工程には、カメラ３３により異物検査装置３の裾底部１３を撮像する工程と、カメラ３３が撮像した画像に基づいて裾底部１３に異物２が混入しているか否かを判定装置３４により判定する工程とが含まれている。

【0053】

異物２が混入しているか否かを判定装置３４により判定する工程には、画像のＸ軸の他端側から一端側に向けて暗部４０を検出したときに暗部４０が初めて検出されるＸ軸座標をＹ軸方向に連ねて検知エリア線６を画定する検知エリア線画定工程と、Ｙ軸に沿って検知エリア線６のＸ軸座標のずれ量を算出するずれ量算出工程と、Ｙ軸の一端から他端に向けてＸ軸座標のずれ量をスキャンして、異物２により検知エリア線６が非連続となっている特異領域７を検出する特異領域検出工程と、特異領域７が検出されるとき、スキャンの方向に係る特異領域７の前又は後のＹ軸座標における検知エリア線６のＸ軸座標を用いて検知エリア線６を補正する検知エリア線補正工程と、補正された検知エリア線６とＸ軸の他端との間で、異物２に対応する点状の暗部を検出する異物検出工程とが含まれる。

【0054】

また、異物２が混入しているか否かを判定装置３４により判定する工程には、画像のＸ軸の一端から他端側に向けて明部４１を検出したときに明部４１が初めて検出されるＸ軸座標をＹ軸に連ねて明部輪郭線５を画定する明部輪郭線画定工程と、明部輪郭線５をＸ軸の他端側にオフセットするオフセット工程とがさらに含まれていてもよい。この場合、検知エリア線画定工程にて、オフセットされた明部輪郭線５からＸ軸の一端側に向けて暗部４０を検出して検知エリア線６を画定することができる。

【0055】

このような異物検査装置及びそれを用いたガラス容器製造方法では、リバースリング３３１を介して表裏反転してカメラ本体３３０に撮像レンズ３３２が取り付けられているので、高価な撮像レンズ３３２を用いなくても微小異物の発見に適した画像を得ることができる。これにより、装置コストを抑えつつ、微小異物をより確実に発見できる。

【0056】

また、カメラ３３は、斜め下方から裾底部１３を撮像するように配置されており、カメラ３３の光軸３３ａの仰角が３３°以上かつ４３°以下であるので、底部１３１側及び裾部１３０側の異物２をバランス良く撮像することができ、異物２の検出精度を向上させることができる。

【0057】

また、カメラ３３の被写界深度が１．５ｍｍ以上かつ５．０ｍｍ以下であるので、ピント合わせの容易さを確保しつつ、外乱要素の影響を抑えて異物２の検出精度を向上できる。

【0058】

また、光源３２が１７００ｌｘ以上の照度でガラス容器１に光を照射するので、カメラ３３によりガラス容器１の裾底部１３を撮像した画像において、外乱要素の影をより確実に消すか又は薄くすることができ、その画像に基づく異物２の検出精度を向上させることができる。

【0059】

また、光源３２には、光源３２からの光の拡散を制限するライトコントロールフィルム３２０が取り付けられているので、異物検査装置３の周囲に対する光の影響を抑えることができる。ライトコントロールフィルム３２０は、光源３２として高輝度光源を用いる際に特に有用である。

【0060】

また、光源３２は、カメラ３３の光軸３３ａの仰角θ１に１２°以上かつ２２°以下の角度θ２を加えた角度だけ水平に対して傾斜した角度でリングマーク１３２に光を入射させるので、リングマーク１３２の影がカメラ３３の画像に現れる虞を低減でき、異物２の検出精度を向上させることができる。

【0061】

また、判定装置３４は、特異領域７が検出されるとき検知エリア線６を補正した上で、異物２に対応する点状の暗部を検出するので、微小異物をより確実に発見できる。

【0062】

また、検知エリア線画定部３４２は、オフセットされた明部輪郭線５からＸ軸の一端側に向けて暗部４０を検出して検知エリア線６を画定するので、明部４１にリングマーク１３２等の外乱要素の影が存在したとしても、外乱要素の影をガラス容器１の底部１３１に対応する暗部４０と誤認する虞を低減できる。

【0063】

なお、実施の形態では、リバースリング３３１を介して表裏反転して撮像レンズ３３２がカメラ本体３３０に取り付けられるように説明したが、表裏反転せずに撮像レンズ３３２がカメラ本体３３０に取り付けられた状態で撮像された画像に基づいて判定装置３４が異物２の混入を判定してもよい。

【符号の説明】

【0064】

１ ガラス容器
１３ 裾底部
１３０ 裾部
１３１ 底部
１３２ リングマーク
２ 異物
３ 異物検査装置
３２ 光源
３２０ ライトコントロールフィルム
３３ カメラ
３３ａ 光軸
３３０ カメラ本体
３３１ リバースリング
３３２ 撮像レンズ
３４ 判定装置
３４０ 明部輪郭線画定部
３４１ オフセット部
３４２ 検知エリア線画定部
３４３ ずれ量算出部
３４４ 特異領域検出部
３４５ 検知エリア線補正部
３４６ 異物検出部
４０ 暗部
４１ 明部
５ 明部輪郭線
６ 検知エリア線
７ 特異領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】