JP3304239B2 - びんのコーティング膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法 - Google Patents
びんのコーティング膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
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- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、びんのコーティン
グ膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法に係り、
特に軽量びんの強度保持を図るべく軽量びん表面に施さ
れるコーティング膜の膜厚を測定するびんのコーティン
グ膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法に関す
る。
グ膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法に係り、
特に軽量びんの強度保持を図るべく軽量びん表面に施さ
れるコーティング膜の膜厚を測定するびんのコーティン
グ膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より飲料用容器として、ガラスび
ん、プラスチックびん等の容器が使用されている。
ん、プラスチックびん等の容器が使用されている。
【０００３】ところで、近年においては、ガラスびんの
軽量化が図られており、軽量化に伴う強度低下を防止す
べく、ガラスびんの表面にコーティングを施すことが一
般に行われている。
軽量化が図られており、軽量化に伴う強度低下を防止す
べく、ガラスびんの表面にコーティングを施すことが一
般に行われている。
【０００４】より具体的には、軽量ガラスびんの表面に
Ｓｎｏ2 、ＴｉＯ2 等の酸化物をホットエンドコーティ
ングの方法によりコーティングしている。ホットエンド
コーティングは、製びんされたびんが徐冷される前の表
面温度がまだ高い状態で反応ガスを吹きつけることによ
り、びん表面にＳｎＯ2 、ＴｉＯ 2 等の酸化物被膜を形
成する技術である。
Ｓｎｏ2 、ＴｉＯ2 等の酸化物をホットエンドコーティ
ングの方法によりコーティングしている。ホットエンド
コーティングは、製びんされたびんが徐冷される前の表
面温度がまだ高い状態で反応ガスを吹きつけることによ
り、びん表面にＳｎＯ2 、ＴｉＯ 2 等の酸化物被膜を形
成する技術である。
【０００５】このコーティング膜の膜厚は、びんの機械
的強度（耐久性）保持等の観点から重要な因子であり、
膜厚の管理は従来より厳しく行われてきた。ところで、
コーティング膜の膜厚が厚すぎる場合、光（特に可視
光）の干渉によりびん表面に油膜が付着したような虹色
となり、美観上好ましくないとともに、反応ガスの浪費
にもつながる。
的強度（耐久性）保持等の観点から重要な因子であり、
膜厚の管理は従来より厳しく行われてきた。ところで、
コーティング膜の膜厚が厚すぎる場合、光（特に可視
光）の干渉によりびん表面に油膜が付着したような虹色
となり、美観上好ましくないとともに、反応ガスの浪費
にもつながる。
【０００６】一方、コーティング膜の膜厚が薄すぎる場
合、びんの表面の滑性が所定の滑性よりも低くなり、び
ん搬送時等にはびん同士がぶつかることによりびん表面
のキズが発生しやすくなり強度が低下してしまうことが
あった。
合、びんの表面の滑性が所定の滑性よりも低くなり、び
ん搬送時等にはびん同士がぶつかることによりびん表面
のキズが発生しやすくなり強度が低下してしまうことが
あった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来において
は、びんのコーティング膜の膜厚を管理すべく、例え
ば、アメリカングラスリサーチ社製のホットエンドコー
ティングメータのように接触型のコーティング膜厚測定
装置を用いてコーティング膜厚を測定していた。
は、びんのコーティング膜の膜厚を管理すべく、例え
ば、アメリカングラスリサーチ社製のホットエンドコー
ティングメータのように接触型のコーティング膜厚測定
装置を用いてコーティング膜厚を測定していた。
【０００８】接触型のコーティング膜厚装置において
は、投受光器の角度を調整し、最大の受光量を得られる
位置において測定を行う必要があるが、この測定には熟
練を要し、熟練者であっても手間取ることが往々にして
あるという問題点があった。また投受光器を接触させる
際には、光結合用液体としてのシリコン系オイルを用い
なければならず、測定後に除去するのは手間がかかるた
め、コーティング膜厚測定後のびんは廃棄していた。
は、投受光器の角度を調整し、最大の受光量を得られる
位置において測定を行う必要があるが、この測定には熟
練を要し、熟練者であっても手間取ることが往々にして
あるという問題点があった。また投受光器を接触させる
際には、光結合用液体としてのシリコン系オイルを用い
なければならず、測定後に除去するのは手間がかかるた
め、コーティング膜厚測定後のびんは廃棄していた。
【０００９】このため、びん製造工程においては、コー
ティング膜厚の測定は抜き取り検査により行うのが一般
的であり、製造したびん全体のコーティング膜厚の傾向
を知るためには、多数のびんを抜き取り検査する必要が
あり効率が良くないという問題点があった。
ティング膜厚の測定は抜き取り検査により行うのが一般
的であり、製造したびん全体のコーティング膜厚の傾向
を知るためには、多数のびんを抜き取り検査する必要が
あり効率が良くないという問題点があった。
【００１０】さらに上記従来の接触型コーティング膜厚
測定装置において測定可能な範囲は６０ｎｍ程度までで
あり、それ以上の厚さを有するコーティング膜であっ
て、干渉型の膜厚測定装置において測定可能な膜厚（約
２００ｎｍ）以下の膜厚を測定するコーティング膜厚測
定は困難であるという問題点があった。
測定装置において測定可能な範囲は６０ｎｍ程度までで
あり、それ以上の厚さを有するコーティング膜であっ
て、干渉型の膜厚測定装置において測定可能な膜厚（約
２００ｎｍ）以下の膜厚を測定するコーティング膜厚測
定は困難であるという問題点があった。
【００１１】そこで本発明の目的は、びんのコーティン
グ膜を非接触で容易に全数検査することができるととも
に、約６０〜２００ｎｍ程度の厚さのコーティング膜厚
を測定することが可能なびんのコーティング膜厚測定装
置及びコーティング膜厚測定方法を提供することにあ
る。
グ膜を非接触で容易に全数検査することができるととも
に、約６０〜２００ｎｍ程度の厚さのコーティング膜厚
を測定することが可能なびんのコーティング膜厚測定装
置及びコーティング膜厚測定方法を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、コーティング膜が施された
びんの前記コーティング膜の膜厚を測定するコーティン
グ膜厚測定装置において、前記びんに対し、所定のスペ
クトル分布を有する測定光を照射する測定光照射手段
と、前記測定光の前記びんによる反射光を撮像して撮像
信号を出力する撮像手段と、前記撮像信号に対応するス
ペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準スペ
クトル分布に基づいて前記コーティング膜の膜厚を算出
する算出手段とを備えて構成する。
め、請求項１記載の発明は、コーティング膜が施された
びんの前記コーティング膜の膜厚を測定するコーティン
グ膜厚測定装置において、前記びんに対し、所定のスペ
クトル分布を有する測定光を照射する測定光照射手段
と、前記測定光の前記びんによる反射光を撮像して撮像
信号を出力する撮像手段と、前記撮像信号に対応するス
ペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準スペ
クトル分布に基づいて前記コーティング膜の膜厚を算出
する算出手段とを備えて構成する。
【００１３】請求項１記載の発明によれば、測定光照射
手段は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測
定光を照射する。これと並行して撮像手段は、測定光の
びんによる反射光を撮像して撮像信号を算出手段に出力
する。
手段は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測
定光を照射する。これと並行して撮像手段は、測定光の
びんによる反射光を撮像して撮像信号を算出手段に出力
する。
【００１４】これにより算出手段は、撮像信号に対応す
るスペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準
スペクトル分布に基づいてコーティング膜の膜厚を算出
する。
るスペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準
スペクトル分布に基づいてコーティング膜の膜厚を算出
する。
【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記測定光照射手段は、前記コーティング
膜の測定面に対する前記測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜であるように構成する。
明において、前記測定光照射手段は、前記コーティング
膜の測定面に対する前記測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜であるように構成する。
【００１６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、測定光照射手段は、コーティ
ング膜の測定面に対して測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜となるように測定光を照射する。
載の発明の作用に加えて、測定光照射手段は、コーティ
ング膜の測定面に対して測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜となるように測定光を照射する。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、前記測定光照射手段は、面光
源であり、色温度が略一定であるように構成する。請求
項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の
発明の作用に加えて、測定光照射手段は、面光源として
測定光を照射し、その色温度が略一定であり安定に測定
ができる。
項２記載の発明において、前記測定光照射手段は、面光
源であり、色温度が略一定であるように構成する。請求
項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の
発明の作用に加えて、測定光照射手段は、面光源として
測定光を照射し、その色温度が略一定であり安定に測定
ができる。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の発明において、前記びんを測定
位置まで搬送する搬送手段と、前記びんが前記測定位置
に到達したことを検出し、検出信号を出力する位置検出
手段を有し、前記算出手段は、前記検出信号の出力タイ
ミングに応じて取込んだ前記撮像信号に基づいて前記算
出を行うように構成する。
項３のいずれかに記載の発明において、前記びんを測定
位置まで搬送する搬送手段と、前記びんが前記測定位置
に到達したことを検出し、検出信号を出力する位置検出
手段を有し、前記算出手段は、前記検出信号の出力タイ
ミングに応じて取込んだ前記撮像信号に基づいて前記算
出を行うように構成する。
【００１９】請求項４記載の発明によれば、搬送手段
は、びんを測定位置まで搬送し、位置検出手段は、びん
が測定位置に到達したことを検出し、検出信号を出力す
る。これにより算出手段は、検出信号の出力タイミング
に応じて取込んだ撮像信号に基づいて算出を行う。
は、びんを測定位置まで搬送し、位置検出手段は、びん
が測定位置に到達したことを検出し、検出信号を出力す
る。これにより算出手段は、検出信号の出力タイミング
に応じて取込んだ撮像信号に基づいて算出を行う。
【００２０】請求項５記載の発明は、コーティング膜が
施されたびんの前記コーティング膜の膜厚を測定するコ
ーティング膜厚測定方法において、前記びんに対し、所
定のスペクトル分布を有する測定光を照射する測定光照
射工程と、前記測定光の前記びんによる反射光を撮像す
る撮像工程と、前記撮像工程により得られた反射光のス
ペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準スペ
クトル分布に基づいて前記コーティング膜の膜厚を算出
する算出工程と、を備えて構成する。
施されたびんの前記コーティング膜の膜厚を測定するコ
ーティング膜厚測定方法において、前記びんに対し、所
定のスペクトル分布を有する測定光を照射する測定光照
射工程と、前記測定光の前記びんによる反射光を撮像す
る撮像工程と、前記撮像工程により得られた反射光のス
ペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準スペ
クトル分布に基づいて前記コーティング膜の膜厚を算出
する算出工程と、を備えて構成する。
【００２１】請求項５記載の発明によれば、測定光照射
工程は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測
定光を照射する。これと並行して撮像工程は、測定光の
びんによる反射光を撮像する。
工程は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測
定光を照射する。これと並行して撮像工程は、測定光の
びんによる反射光を撮像する。
【００２２】これらにより算出工程は、撮像工程により
得られた反射光のスペクトル分布と、予め膜厚に対応し
て設定した基準スペクトル分布に基づいてコーティング
膜の膜厚を算出する。
得られた反射光のスペクトル分布と、予め膜厚に対応し
て設定した基準スペクトル分布に基づいてコーティング
膜の膜厚を算出する。
【００２３】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記測定光照射工程は、前記コーティング
膜の測定面に対する前記測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜として照射するように構成する。
明において、前記測定光照射工程は、前記コーティング
膜の測定面に対する前記測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜として照射するように構成する。
【００２４】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明の作用に加えて、測定光照射工程は、コーティ
ング膜の測定面に対する測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜として照射する。
載の発明の作用に加えて、測定光照射工程は、コーティ
ング膜の測定面に対する測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜として照射する。
【００２５】請求項７記載の発明は、請求項５又は請求
項６記載の発明において、前記測定光照射工程は、色温
度が略一定である面光源を用いて前記検査光を照射する
ように構成する。
項６記載の発明において、前記測定光照射工程は、色温
度が略一定である面光源を用いて前記検査光を照射する
ように構成する。
【００２６】請求項７記載の発明によれば、請求項５又
は請求項６記載の発明の作用に加えて、測定光照射工程
は、色温度が略一定である面光源を用いて検査光を照射
する。
は請求項６記載の発明の作用に加えて、測定光照射工程
は、色温度が略一定である面光源を用いて検査光を照射
する。
【００２７】
【発明の実施の態様】次に図面を参照して本発明の好適
な実施の形態を説明する。第１実施形態 図１にびんのコーティング膜厚をオフラインで計測する
びんコーティング膜厚測定装置の概要構成図を示す。
な実施の形態を説明する。第１実施形態 図１にびんのコーティング膜厚をオフラインで計測する
びんコーティング膜厚測定装置の概要構成図を示す。
【００２８】びんコーティング膜厚測定装置１は、発光
光量及び発光スペクトル分布が一定となるように安定化
した電源を供給する安定化電源２が接続され、計測光Ｌ
を射出する光源ユニット３と、びん４により反射された
計測光Ｌである反射計測光ＬR を受光し、ＲＧＢ撮像信
号Ｖを出力するカラーＣＣＤカメラ５と、ＲＧＢ撮像信
号Ｖに基づいてびん４の表面に形成されたコーティング
膜厚を算出し、表示する演算ユニット６と、を備えて構
成されている。
光量及び発光スペクトル分布が一定となるように安定化
した電源を供給する安定化電源２が接続され、計測光Ｌ
を射出する光源ユニット３と、びん４により反射された
計測光Ｌである反射計測光ＬR を受光し、ＲＧＢ撮像信
号Ｖを出力するカラーＣＣＤカメラ５と、ＲＧＢ撮像信
号Ｖに基づいてびん４の表面に形成されたコーティング
膜厚を算出し、表示する演算ユニット６と、を備えて構
成されている。
【００２９】光源ユニット３は、原計測光ＬO を射出す
る複数の白色光源３Ａと、白色光源３Ａから射出された
原計測光ＬO を拡散して均一な面光源とし光源ユニット
３を機能させるための拡散板３Ｂと、を備えて構成され
ている。この場合において白色光源３Ａとしては、スペ
クトル分布が平坦で色温度変化がほぼ一定であり色温度
補正を行う必要がない白色蛍光灯を用いている。さらに
光源ユニット３は、びん４の測定面と光軸との成す角度
が３０〜６０゜になるように計測光Ｌを射出する。これ
は、コーティング膜厚の反射計測光ＬR のスペクトル分
布への影響が大きいのでより確実に膜厚変化を計測する
ことができるからである。
る複数の白色光源３Ａと、白色光源３Ａから射出された
原計測光ＬO を拡散して均一な面光源とし光源ユニット
３を機能させるための拡散板３Ｂと、を備えて構成され
ている。この場合において白色光源３Ａとしては、スペ
クトル分布が平坦で色温度変化がほぼ一定であり色温度
補正を行う必要がない白色蛍光灯を用いている。さらに
光源ユニット３は、びん４の測定面と光軸との成す角度
が３０〜６０゜になるように計測光Ｌを射出する。これ
は、コーティング膜厚の反射計測光ＬR のスペクトル分
布への影響が大きいのでより確実に膜厚変化を計測する
ことができるからである。
【００３０】演算ユニット６は、実際の演算、各種制御
を行う演算ユニット本体６Ａと、各種演算結果、制御状
態等を表示するディスプレイ６Ｂと、を備えて構成され
ている。
を行う演算ユニット本体６Ａと、各種演算結果、制御状
態等を表示するディスプレイ６Ｂと、を備えて構成され
ている。
【００３１】次にびんコーティング膜厚測定装置１の動
作について説明する。白色光源３Ａには、安定化電源２
により安定化した電源が供給され、白色光源３Ａは所定
の発光スペクトル分布を有する原計測光ＬO を射出す
る。
作について説明する。白色光源３Ａには、安定化電源２
により安定化した電源が供給され、白色光源３Ａは所定
の発光スペクトル分布を有する原計測光ＬO を射出す
る。
【００３２】これにより拡散板３Ｂは、白色光源３Ａか
ら射出された原計測光ＬO を拡散して光源ユニット３を
均一な面光源とし、光源ユニット３は計測光Ｌをびん４
に対して射出する。
ら射出された原計測光ＬO を拡散して光源ユニット３を
均一な面光源とし、光源ユニット３は計測光Ｌをびん４
に対して射出する。
【００３３】これによりびん４の表面のコーティング膜
においては、そのコーティング膜厚に対応する吸収、反
射、干渉等が発生し、入射した計測光Ｌとは異なるスペ
クトル分布を有する反射計測光ＬR が生成されることと
なる。
においては、そのコーティング膜厚に対応する吸収、反
射、干渉等が発生し、入射した計測光Ｌとは異なるスペ
クトル分布を有する反射計測光ＬR が生成されることと
なる。
【００３４】この場合において、びん４の表面にコーテ
ィング膜が形成されていないとすると、びん４自身の影
響を取り除けば、計測光Ｌと反射計測光ＬR とは同じス
ペクトル分布を示す。一方、膜厚が厚くなるにつれて反
射計測光ＬR は次第に青みを帯び、４０ｎｍ程度で青み
が最大となり、さらに厚みが増すと金色を帯びてくるこ
ととなる。
ィング膜が形成されていないとすると、びん４自身の影
響を取り除けば、計測光Ｌと反射計測光ＬR とは同じス
ペクトル分布を示す。一方、膜厚が厚くなるにつれて反
射計測光ＬR は次第に青みを帯び、４０ｎｍ程度で青み
が最大となり、さらに厚みが増すと金色を帯びてくるこ
ととなる。
【００３５】上述した色調変化（スペクトル分布変化）
を有するびん４の表面のコーティング膜により生成され
た反射計測光ＬR は、カラーＣＣＤカメラにより受光さ
れ、ＲＧＶ撮像信号Ｖとして演算ユニット６に出力され
る。
を有するびん４の表面のコーティング膜により生成され
た反射計測光ＬR は、カラーＣＣＤカメラにより受光さ
れ、ＲＧＶ撮像信号Ｖとして演算ユニット６に出力され
る。
【００３６】この結果、演算ユニット６は、ＲＧＢ撮像
信号Ｖに基づいてびん４の表面に形成されたコーティン
グ膜厚を算出し、算出したコーティング膜厚をディスプ
レイに表示する。
信号Ｖに基づいてびん４の表面に形成されたコーティン
グ膜厚を算出し、算出したコーティング膜厚をディスプ
レイに表示する。
【００３７】ここで、コーティング膜厚の算出方法につ
いて説明する。スペクトル分布を表現する手法としては
様々な手法があるが、ここでは、ＪＩＳ Ｚ ８７０１
に規定されているＸＹＺ表色系を用いて表現する。
いて説明する。スペクトル分布を表現する手法としては
様々な手法があるが、ここでは、ＪＩＳ Ｚ ８７０１
に規定されているＸＹＺ表色系を用いて表現する。
【００３８】ＸＹＺ表色系は、国際照明委員会（Ｃ．
Ｉ．Ｅ．）が１９３１年に推奨した表色系であり、観測
者の目に対して張る角が１゜〜４゜の視野における視感
等色に対して良い相関を得ようとするときに適用する
（詳細は、ＪＩＳ Ｚ ８７０１参照）。
Ｉ．Ｅ．）が１９３１年に推奨した表色系であり、観測
者の目に対して張る角が１゜〜４゜の視野における視感
等色に対して良い相関を得ようとするときに適用する
（詳細は、ＪＩＳ Ｚ ８７０１参照）。
【００３９】図２に測定対象であるびん４の色がアンバ
ーである場合の膜厚とＸＹＺ表色系における光源色の２
刺激値であるＸ、Ｙとの関係を示す。図２（ａ）は、膜
厚を他の方法、例えば、断面を電子顕微鏡により撮像し
測定し、そのときの２刺激値Ｘ、Ｙを求める。この場合
において、刺激値Ｙは測光量に一致するように設定され
ているので、反射光量の情報も含むこととなる。
ーである場合の膜厚とＸＹＺ表色系における光源色の２
刺激値であるＸ、Ｙとの関係を示す。図２（ａ）は、膜
厚を他の方法、例えば、断面を電子顕微鏡により撮像し
測定し、そのときの２刺激値Ｘ、Ｙを求める。この場合
において、刺激値Ｙは測光量に一致するように設定され
ているので、反射光量の情報も含むこととなる。
【００４０】このようにして求めたコーティング膜の膜
厚と、２刺激値の関係をグラフ化すると、図２（ｂ）の
ようになり、ほぼ直線で近似できることとなる。従っ
て、直線の近似式に基づいて演算ユニット本体６Ａによ
りコーティング膜厚を算出するのである。
厚と、２刺激値の関係をグラフ化すると、図２（ｂ）の
ようになり、ほぼ直線で近似できることとなる。従っ
て、直線の近似式に基づいて演算ユニット本体６Ａによ
りコーティング膜厚を算出するのである。
【００４１】これにより算出されたコーティング膜厚
は、演算ユニット本体６Ａの制御下でディスプレイ６Ｂ
に表示されることとなる。以上の説明のように本第１実
施形態によれば、反射計測光ＬR のスペクトル分布に基
づいて容易にコーティング膜厚を求めることができる。第２実施形態 上記第１実施形態は、オフラインでびんのコーティング
膜厚を計測するものであったが、本第２実施形態は生産
ライン上（オンライン）で膜厚を計測するための実施形
態である。
は、演算ユニット本体６Ａの制御下でディスプレイ６Ｂ
に表示されることとなる。以上の説明のように本第１実
施形態によれば、反射計測光ＬR のスペクトル分布に基
づいて容易にコーティング膜厚を求めることができる。第２実施形態 上記第１実施形態は、オフラインでびんのコーティング
膜厚を計測するものであったが、本第２実施形態は生産
ライン上（オンライン）で膜厚を計測するための実施形
態である。
【００４２】図３に正面図、図４に上面図を示す。びん
コーティング膜厚測定装置１１は、図示しない安定化電
源が接続され、計測光Ｌを射出する光源ユニット１２
と、びん１３により反射された計測光Ｌである反射計測
光ＬR を受光し、ＲＧＢ撮像信号Ｖ1 を出力するカラー
ＣＣＤカメラ１４-1及びＲＧＢ撮像信号Ｖ2 を出力する
カラーＣＣＤカメラ１４-2と、ＲＧＢ撮像信号Ｖ1 及び
撮像信号Ｖ2 に基づいてびん１３の表面に形成されたコ
ーティング膜厚を算出し、表示するとともに、装置全体
の制御を行うコントロールユニット１５と、びん１３を
搬送するための搬送コンベア１６と、搬送コンベア１６
上にびん１３を所定間隔で供給するためのインフィーダ
１７と、びん１３が計測位置に到達したか否かを検出す
るための位置センサ１８と、を備えて構成されている。
コーティング膜厚測定装置１１は、図示しない安定化電
源が接続され、計測光Ｌを射出する光源ユニット１２
と、びん１３により反射された計測光Ｌである反射計測
光ＬR を受光し、ＲＧＢ撮像信号Ｖ1 を出力するカラー
ＣＣＤカメラ１４-1及びＲＧＢ撮像信号Ｖ2 を出力する
カラーＣＣＤカメラ１４-2と、ＲＧＢ撮像信号Ｖ1 及び
撮像信号Ｖ2 に基づいてびん１３の表面に形成されたコ
ーティング膜厚を算出し、表示するとともに、装置全体
の制御を行うコントロールユニット１５と、びん１３を
搬送するための搬送コンベア１６と、搬送コンベア１６
上にびん１３を所定間隔で供給するためのインフィーダ
１７と、びん１３が計測位置に到達したか否かを検出す
るための位置センサ１８と、を備えて構成されている。
【００４３】この場合において、カラーＣＣＤカメラを
２台設けているのは、びんの首部と、胴部と、いうよう
に広い計測範囲を同時に計測するためである。コントロ
ールユニット１５は、実際の演算、各種制御を行うコン
トロールユニット本体１５Ａと、各種演算結果、制御状
態等を表示するディスプレイ１５Ｂと、を備えて構成さ
れている。
２台設けているのは、びんの首部と、胴部と、いうよう
に広い計測範囲を同時に計測するためである。コントロ
ールユニット１５は、実際の演算、各種制御を行うコン
トロールユニット本体１５Ａと、各種演算結果、制御状
態等を表示するディスプレイ１５Ｂと、を備えて構成さ
れている。
【００４４】次にびんコーティング膜厚測定装置１１の
動作について説明する。まずインフィーダ１７が搬送コ
ンベア１６上にびん１３を所定間隔で供給する。
動作について説明する。まずインフィーダ１７が搬送コ
ンベア１６上にびん１３を所定間隔で供給する。
【００４５】供給されたびん１３は、搬送コンベア１６
により搬送され、計測位置に到達すると、位置センサに
より到達したことが検出され、計測が開始される。これ
らと並行して光源ユニット１２は、安定化電源により安
定化した電源が供給され、所定の発光スペクトル分布を
有する計測光Ｌをびん１３に対して射出する。
により搬送され、計測位置に到達すると、位置センサに
より到達したことが検出され、計測が開始される。これ
らと並行して光源ユニット１２は、安定化電源により安
定化した電源が供給され、所定の発光スペクトル分布を
有する計測光Ｌをびん１３に対して射出する。
【００４６】これによりびん１３の表面のコーティング
膜においては、そのコーティング膜厚に対応する吸収、
反射、干渉等が発生し、入射した計測光Ｌとは異なるス
ペクトル分布を有する反射計測光ＬR が生成されること
となる。
膜においては、そのコーティング膜厚に対応する吸収、
反射、干渉等が発生し、入射した計測光Ｌとは異なるス
ペクトル分布を有する反射計測光ＬR が生成されること
となる。
【００４７】生成された反射計測光ＬR は、２台のカラ
ーＣＣＤカメラ１４-1、１４-2により受光され、ＲＧＶ
撮像信号Ｖ1 、Ｖ2 としてコントロールユニット１５に
出力される。
ーＣＣＤカメラ１４-1、１４-2により受光され、ＲＧＶ
撮像信号Ｖ1 、Ｖ2 としてコントロールユニット１５に
出力される。
【００４８】この結果、コントロールユニット１５は、
ＲＧＢ撮像信号Ｖ1 、Ｖ2 に基づいてびん１３の表面に
形成されたコーティング膜厚を算出し、カラーＣＣＤカ
メラ１４-1、１４-2毎に算出したコーティング膜厚をデ
ィスプレイ１５Ｂに表示することとなる。
ＲＧＢ撮像信号Ｖ1 、Ｖ2 に基づいてびん１３の表面に
形成されたコーティング膜厚を算出し、カラーＣＣＤカ
メラ１４-1、１４-2毎に算出したコーティング膜厚をデ
ィスプレイ１５Ｂに表示することとなる。
【００４９】以上の説明のように本第２実施形態によれ
ば、びんの製造工程において、連続的、かつ、全びんに
ついて非接触でコーティング膜厚を高速に計測すること
ができ、びんのコーティング膜の信頼性を向上させるこ
とができる。
ば、びんの製造工程において、連続的、かつ、全びんに
ついて非接触でコーティング膜厚を高速に計測すること
ができ、びんのコーティング膜の信頼性を向上させるこ
とができる。
【００５０】上記各実施形態においては、スペクトル分
布を比較するためにＸＹＺ表色系を用いていたが、スペ
クトル分布を定量的に判別できるものであれば、他の手
法でも同様の効果を得ることが可能である。
布を比較するためにＸＹＺ表色系を用いていたが、スペ
クトル分布を定量的に判別できるものであれば、他の手
法でも同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、測定光照
射手段は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する
測定光を照射し、撮像手段は、測定光のびんによる反射
光を撮像して撮像信号を算出手段に出力し、算出手段
は、撮像信号に対応するスペクトル分布と、予め膜厚に
対応して設定した基準スペクトル分布に基づいてコーテ
ィング膜の膜厚を算出するので、非接触で容易、高速、
確実にコーティング膜の膜厚を測定することができる。
射手段は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する
測定光を照射し、撮像手段は、測定光のびんによる反射
光を撮像して撮像信号を算出手段に出力し、算出手段
は、撮像信号に対応するスペクトル分布と、予め膜厚に
対応して設定した基準スペクトル分布に基づいてコーテ
ィング膜の膜厚を算出するので、非接触で容易、高速、
確実にコーティング膜の膜厚を測定することができる。
【００５２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、測定光照射手段は、コーティ
ング膜の測定面に対して測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜となるように測定光を照射するので、確実にコーテ
ィング膜厚の変化を検出することができる。
載の発明の作用に加えて、測定光照射手段は、コーティ
ング膜の測定面に対して測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜となるように測定光を照射するので、確実にコーテ
ィング膜厚の変化を検出することができる。
【００５３】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２記載の発明の作用に加えて、測定光照射手段
は、面光源として測定光を照射するので、計測位置の位
置誤差を吸収して安定に測定ができるとともに、その色
温度が略一定であり色温度補正等を行うこと無く安定に
測定ができる。
は請求項２記載の発明の作用に加えて、測定光照射手段
は、面光源として測定光を照射するので、計測位置の位
置誤差を吸収して安定に測定ができるとともに、その色
温度が略一定であり色温度補正等を行うこと無く安定に
測定ができる。
【００５４】請求項４記載の発明によれば、搬送手段
は、びんを測定位置まで搬送し、位置検出手段は、びん
が測定位置に到達したことを検出し、検出信号を出力
し、算出手段は、検出信号の出力タイミングに応じて取
込んだ撮像信号に基づいて算出を行うので、高速に大量
のびんを計測することができ、びんの製造工程において
全数検査を行うことができる。
は、びんを測定位置まで搬送し、位置検出手段は、びん
が測定位置に到達したことを検出し、検出信号を出力
し、算出手段は、検出信号の出力タイミングに応じて取
込んだ撮像信号に基づいて算出を行うので、高速に大量
のびんを計測することができ、びんの製造工程において
全数検査を行うことができる。
【００５５】請求項５記載の発明によれば、測定光照射
工程は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測
定光を照射し、撮像工程は、測定光のびんによる反射光
を撮像し、算出工程は、撮像工程により得られた反射光
のスペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準
スペクトル分布に基づいてコーティング膜の膜厚を算出
するので、非接触で容易、高速、確実にコーティング膜
の膜厚を測定することができる。
工程は、びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測
定光を照射し、撮像工程は、測定光のびんによる反射光
を撮像し、算出工程は、撮像工程により得られた反射光
のスペクトル分布と、予め膜厚に対応して設定した基準
スペクトル分布に基づいてコーティング膜の膜厚を算出
するので、非接触で容易、高速、確実にコーティング膜
の膜厚を測定することができる。
【００５６】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明の作用に加えて、測定光照射工程は、コーティ
ング膜の測定面に対する測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜として照射するので、確実にコーティング膜厚の変
化を検出することができる。
載の発明の作用に加えて、測定光照射工程は、コーティ
ング膜の測定面に対する測定光の照射角度が３０゜〜６
０゜として照射するので、確実にコーティング膜厚の変
化を検出することができる。
【００５７】請求項７記載の発明によれば、請求項５又
は請求項６記載の発明の作用に加えて、測定光照射工程
は、面光源を用いるとともに色温度を略一定としている
ので、計測位置の位置誤差を吸収して安定に測定ができ
るとともに、その色温度が略一定であり色温度補正等を
行うこと無く安定に測定ができる。
は請求項６記載の発明の作用に加えて、測定光照射工程
は、面光源を用いるとともに色温度を略一定としている
ので、計測位置の位置誤差を吸収して安定に測定ができ
るとともに、その色温度が略一定であり色温度補正等を
行うこと無く安定に測定ができる。
【図１】第１実施形態のびんコーティング膜厚測定装置
の概要構成図である。
の概要構成図である。
【図２】コーティング膜厚算出の説明図である。
【図３】第２実施形態のびんコーティング膜厚測定装置
の概要構成正面図である。
の概要構成正面図である。
【図４】第２実施形態のびんコーティング膜厚測定装置
の概要構成上面図である。
の概要構成上面図である。
１…びんコーティング膜厚測定装置 ２…安定化電源 ３…光源ユニット ４…びん ５…カラーＣＣＤカメラ ６…演算ユニット ３Ａ…白色光源 ３Ｂ…拡散板 ６Ａ…演算ユニット本体 ６Ｂ…ディスプレイ １１…びんコーティング膜厚測定装置 １２…光源ユニット １４-1、１４-2…カラーＣＣＤカメラ １５…コントロールユニット １５Ａ…コントロールユニット本体 １５Ｂ…ディスプレイ １６…搬送コンベア １７…インフィーダ１７ １８…位置センサ１８ Ｌ…計測光 ＬO …原計測光 ＬR …反射計測光 Ｖ…ＲＧＢ撮像信号 Ｖ1 、Ｖ2 …ＲＧＢ撮像信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−96254（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−308021（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01N 21/90 G01N 21/84
Claims (7)
- 【請求項１】 コーティング膜が施されたびんの前記コ
ーティング膜の膜厚を測定するコーティング膜厚測定装
置において、 前記びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測定光
を照射する測定光照射手段と、 前記測定光の前記びんによる反射光を撮像して撮像信号
を出力する撮像手段と、 前記撮像信号に対応するスペクトル分布と、予め膜厚に
対応して設定した基準スペクトル分布に基づいて前記コ
ーティング膜の膜厚を算出する算出手段と、 を備えたことを特徴とするびんのコーティング膜厚測定
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のびんのコーティング膜厚
測定装置において、 前記測定光照射手段は、前記コーティング膜の測定面に
対する前記測定光の照射角度が３０゜〜６０゜であるこ
とを特徴とするびんのコーティング膜厚測定装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のびんのコー
ティング膜測定装置において、 前記測定光照射手段は、面光源であり、色温度が略一定
であることを特徴とするびんのコーティング膜厚測定装
置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
のびんのコーティング膜厚測定装置において、 前記びんを測定位置まで搬送する搬送手段と、 前記びんが前記測定位置に到達したことを検出し、検出
信号を出力する位置検出手段を有し、 前記算出手段は、前記検出信号の出力タイミングに応じ
て取込んだ前記撮像信号に基づいて前記算出を行うこ
と、 を特徴とするびんのコーティング膜厚測定装置。 - 【請求項５】 コーティング膜が施されたびんの前記コ
ーティング膜の膜厚を測定するびんのコーティング膜厚
測定方法において、 前記びんに対し、所定のスペクトル分布を有する測定光
を照射する測定光照射工程と、 前記測定光の前記びんによる反射光を撮像する撮像工程
と、 前記撮像工程により得られた反射光のスペクトル分布
と、予め膜厚に対応して設定した基準スペクトル分布に
基づいて前記コーティング膜の膜厚を算出する算出工程
と、 を備えたことを特徴とするびんのコーティング膜厚測定
方法。 - 【請求項６】 請求項５記載のびんのコーティング膜厚
測定方法において、 前記測定光照射工程は、前記コーティング膜の測定面に
対する前記測定光の照射角度が３０゜〜６０゜として照
射することを特徴とするびんのコーティング膜厚測定方
法。 - 【請求項７】 請求項５又は請求項６記載のびんのコー
ティング膜測定方法において、 前記測定光照射工程は、色温度が略一定である面光源を
用いて前記検査光を照射することを特徴とするびんのコ
ーティング膜厚測定方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20601395A JP3304239B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | びんのコーティング膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法 |
| AU60149/96A AU6014996A (en) | 1995-06-14 | 1996-06-12 | Apparatus and method for inspecting coating film |
| AT96917648T ATE237122T1 (de) | 1995-06-14 | 1996-06-12 | Verfahren und vorrichtungen zur prüfung von beschichtungen |
| KR1019970709381A KR100418069B1 (ko) | 1995-06-14 | 1996-06-12 | 코팅막의검사장치및방법 |
| PCT/JP1996/001586 WO1997000423A1 (fr) | 1995-06-14 | 1996-06-12 | Appareil et methode pour le controle d'une pellicule de revetement |
| DE69627328T DE69627328T2 (de) | 1995-06-14 | 1996-06-12 | Verfahren und vorrichtungen zur prüfung von beschichtungen |
| US08/973,459 US5991018A (en) | 1995-06-14 | 1996-06-12 | Apparatus and method for inspecting coating layer |
| EP96917648A EP0833126B1 (en) | 1995-06-14 | 1996-06-12 | Apparatus and methods for inspecting coating film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20601395A JP3304239B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | びんのコーティング膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953920A JPH0953920A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3304239B2 true JP3304239B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=16516469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20601395A Expired - Fee Related JP3304239B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-08-11 | びんのコーティング膜厚測定装置及びコーティング膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304239B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013044565A (ja) * | 2011-08-22 | 2013-03-04 | Hitachi Information & Control Solutions Ltd | 異物検査装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5896195A (en) * | 1997-05-15 | 1999-04-20 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Container sealing surface area inspection |
| JP4659279B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2011-03-30 | 北海製罐株式会社 | プラスチック製ボトルの内面被膜検査方法 |
| JP4084150B2 (ja) * | 2002-09-18 | 2008-04-30 | ダイハツ工業株式会社 | バンパの塗装検査装置 |
| CN102661713B (zh) * | 2012-05-09 | 2014-08-13 | 南京乐金熊猫电器有限公司 | 涂漆品质检查装置 |
| EP3911493A4 (en) * | 2019-01-14 | 2022-10-12 | AGR International, Inc. | METHOD AND DEVICE FOR THE INSPECTION OF LIQUID-FILLED TRANSPARENT HOLLOW BODIES |
| US10761032B1 (en) | 2019-02-26 | 2020-09-01 | Bwxt Nuclear Operations Group, Inc. | Apparatus and method for inspection of a film on a substrate |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP20601395A patent/JP3304239B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013044565A (ja) * | 2011-08-22 | 2013-03-04 | Hitachi Information & Control Solutions Ltd | 異物検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0953920A (ja) | 1997-02-25 |
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