AT15588U1 - Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Objekten, insbesondere von Objekten in einem Materialstrom - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (10) zur Detektion von Objekten (8), insbesondere von Objekten in einem Materialstrom, umfassend zumindest - einen ersten Detektor (1) zum Detektieren von Licht eines ersten Wellenlängenbereichs und einen ersten Strahlengang (11), der zum ersten Detektor (1) führt, - einen zweiten Detektor (2) zum Detektieren von Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs, der vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, und einen zweiten Strahlengang (12), der zum zweiten Detektor (2) führt, - wobei sich der erste Detektor (1) und der zweite Detektor (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (5) befinden. Um einerseits eine flexible Einstellung hinsichtlich der Messebene bzw. Messlinie (9) zu ermöglichen, andererseits eine kompakte und platzsparende Bauweise der Detektorvorrichtung (10) zu ermöglichen, umfasst die Vorrichtung (10) ein erstes verstellbares Lichtumlenkelement (3), das im ersten Strahlengang (11) angeordnet ist, um Licht in den ersten Detektor (1) zu leiten, und ein zweites verstellbares Lichtumlenkelement (4), das im zweiten Strahlengang (12) angeordnet ist, um Licht in den zweiten Detektor (2) zu leiten.

Description

Beschreibung [0001] Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Objekten, insbesondere von Objekten in einem Materialstrom

GEBIET DER ERFINDUNG [0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Detektion von Objekten, insbesondere von Objekten in einem Materialstrom, umfassend zumindest [0003] - einen ersten Detektor zum Detektieren von Licht eines ersten Wellenlängenbereichs und einen ersten Strahlengang, der zum ersten Detektor führt, [0004] - einen zweiten Detektor zum Detektieren von Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs, der vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, und einen zweiten Strahlengang, der zum zweiten Detektor führt, [0005] - wobei sich der erste Detektor und der zweite Detektor in einem gemeinsamen Gehäuse befinden. Die Erfindung umfasst auch eine entsprechende Sortiervorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Detektion von Objekten.

[0006] Dass der zweite Wellenlängenbereich vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, heißt, dass die beiden Wellenlängenbereiche nicht identisch sind. Es ist aber eine Überlappung der beiden Wellenlängenbereiche möglich. Das Detektieren von Licht des ersten Wellenlängenbereichs muss nicht gleichzeitig mit dem Detektieren von Licht des zweiten Wellenlängenbereichs erfolgen, es könnte auch zeitversetzt erfolgen.

STAND DER TECHNIK [0007] Die AT 11769 U1 offenbart ein Verfahren zum Detektieren von bleihältigen Glasstücken. Die Objekte werden mit UV-Licht und zusätzlich mit sichtbarem oder IR-Licht bestrahlt. Das resultierende Fluoreszenzlicht und Transmissionslicht wird detektiert. Zur Detektion sind in einem Gehäuse zwei Detektoren (Kameras) unterschiedlicher Wellenlängenempfindlichkeit angeordnet. Das von den Objekten ausgehende Licht wird mittels eines wellenlängenselektiven Strahlteilers auf die beiden Detektoren aufgeteilt.

[0008] Der Nachteil einer solchen Detektionsvorrichtung besteht insbesondere im hohen Platzbedarf sowie in Ungenauigkeiten bei der Ermittlung von Objekteigenschaften, die sich insbesondere durch (Einbau)Toleranzen oder betriebsbedingte Veränderungen ergeben.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG [0009] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen und eine Detektionsvorrichtung bereitzustellen, die sich durch geringen Platzbedarf auszeichnet und im Hinblick auf Toleranzen flexibel ist und dennoch optimale Detektionsergebnisse liefert.

[0010] Diese Aufgabe wird mit einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein erstes verstellbares Lichtumlenkelement, das im ersten Strahlengang angeordnet ist, um Licht in den ersten Detektor zu leiten, und ein zweites verstellbares Lichtumlenkelement, das im zweiten Strahlengang angeordnet ist, um Licht in den zweiten Detektor zu leiten, umfasst.

[0011] Aufgrund der Verstellbarkeit beider Lichtumlenkelemente (z.B. Spiegel) können die in die jeweiligen Detektoren führenden Strahlengänge auf eine gemeinsame, aber (z.B. aufgrund von Herstellungstoleranzen, betriebsbedingten Änderungen, etc.) variable Messebene bzw. Messlinie eingestellt werden. Die Detektionsgenauigkeit wird dadurch erhöht. Gleichzeitig kann die Detektionsvorrichtung aufgrund zweier verstellbarer Lichtumlenkelemente besonders platzsparend konzipiert werden, da der Verlauf der Strahlengänge an die Größe, Form und Art der Detektoren angepasst werden kann.

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Patentamt [0012] Die Verstellbarkeit der Lichtumlenkelemente bezieht sich auf eine (meist geringfügige) Veränderung des jeweiligen Strahlenganges. Mit anderen Worten: eine Verstellung eines Lichtumlenkelementes geht mit einer Veränderung des zugehörigen Strahlenganges einher. Dabei wird insbesondere jener Abschnitt des Strahlenganges verschoben bzw. geneigt, der sich zwischen der Messebene (bzw. Messlinie) und dem Lichtumlenkelement erstreckt, während der Abschnitt des Strahlenganges zwischen Lichtumlenkelement und Detektor (nahezu) unverändert bleibt.

[0013] Die Lichtumlenkelemente können manuell oder durch einen Antrieb (insbesondere automatisiert) verstellbar sein.

[0014] Bevorzugt gehen der erste Strahlengang und der zweite Strahlengang von einer gemeinsamen Messebene oder Messlinie aus. Auf diese Weise kann vom selben Objekt zum selben Zeitpunkt ausgehendes Licht in zwei verschiedenen Detektoren gemessen werden. Die Zuordnung der Messdaten beider Detektoren zu einem konkreten Objekt ist dadurch auf einfache Weise gewährleistet.

[0015] Der erste Detektor und der zweite Detektor weisen unterschiedliche Wellenlängenempfindlichkeit auf. Dies ermöglicht die zuverlässige Ermittlung von Objekteigenschaften, die sich dadurch manifestieren, dass von Objekten unterschiedlicher Eigenschaften Licht unterschiedlicher spektraler Intensitätsverteilung ausgeht.

[0016] Die Unterbringung beider Detektoren im selben Gehäuse ermöglicht eine kompakte, leicht austauschbare und vor Umgebungseinflüssen geschützte Vorrichtung.

[0017] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Lichtumlenkelement und das zweite Lichtumlenkelement in demselben Gehäuse untergebracht sind, in dem sich auch der erste Detektor und der zweite Detektor befinden. Dadurch wird erreicht, dass die empfindlichen Komponenten (Detektoren, Lichtumlenkelemente) in einem gemeinsamen Gehäuse (insbesondere vor Schmutz) geschützt untergebracht sind. Aufgrund des gemeinsamen Gehäuses können sämtliche für die Detektion maßgeblichen Komponenten in Einem ausgetauscht werden.

[0018] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse eine Lichteintrittsöffnung, vorzugsweise in Form eines Schutzglases, aufweist und dass der erste Strahlengang und der zweite Strahlengang durch die Lichteintrittsöffnung hindurch verlaufen. Da dieselbe Lichteintrittsöffnung für beide Strahlengänge genutzt wird, ist die Ausrichtung des Gehäuses auf die Messebene bzw. Messlinie besonders einfach. Die Feineinstellung kann falls erforderlich - durch Verstellung der Lichtumlenkelemente erfolgen.

[0019] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Lichtumlenkelement und das zweite Lichtumlenkelement Spiegel sind. Die Spiegel können zur Gänze reflektierend oder teildurchlässig ausgebildet sein. Die Verwendung von Spiegeln ermöglicht eine besonders praktikable und kostengünstige Lösung. Jedoch sei an dieser Stelle erwähnt, das auch Lichtumlenkelemente wie Prismen, Beugungsgitter, etc. Verwendung finden könnten.

[0020] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtumlenkelemente unabhängig voneinander verstellbar sind, wodurch eine besonders genaue Anpassung der Detektionsvorrichtung an variable Messebenen/Messlinien vorgenommen werden kann.

[0021] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Lichtumlenkelement um eine erste Achse verschwenkbar ist und das zweite Lichtumlenkelement um eine zweite Achse verschwenkbar ist, wobei die Achsen im Wesentlichen parallel zueinander sind und/oder normal zur optischen Achse des jeweiligen Strahlenganges stehen.

[0022] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Strahlengang im Abschnitt zwischen erstem Lichtumlenkelement und erstem Detektor und der zweite Strahlengang im Abschnitt zwischen zweitem Lichtumlenkelement und zweitem Detektor um höchstens 20° zueinander geneigt sind, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dies ermöglicht eine Anordnung der Detektoren nebeneinander, wodurch der Platz2/14

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Patentamt bedarf erheblich reduziert werden kann.

[0023] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Umlenkung des ersten Strahlenganges durch das erste Lichtumlenkelement und die Umlenkung des zweiten Strahlenganges durch das zweite Lichtumlenkelement jeweils zwischen 60° und 120°, bevorzugt im Wesentlichen 90°, betragen. Dies verringert ebenfalls den Platzbedarf und ermöglicht eine flache Bauweise der Detektionsvorrichtung bzw. des Gehäuses.

[0024] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Lichtumlenkelement teildurchlässig und/oder wellenlängenselektiv ist, insbesondere Licht eines ersten Wellenlängenbereichs durchlässt und Licht eines zweiten, vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlichen Wellenlängenbereichs reflektiert, und dass der erste Strahlengang und der zweite Strahlengang im Abschnitt vor dem teildurchlässigen und/oder wellenlängenselektiven Lichtumlenkelement überlappen.

[0025] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Detektor eine Kamera für IR-Licht ist und/oder dass der zweite Detektor eine Kamera für sichtbares Licht ist.

[0026] Die Erfindung beinhaltet auch eine Sortiervorrichtung zum Sortieren von Objekten, insbesondere von Objekten in einem Materialstrom, in Abhängigkeit zumindest einer ihrer Eigenschaften, umfassend eine erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung zur Ermittlung zumindest einer Eigenschaft der Objekte. Ein Beispiel für eine solche Sortiereinrichtung ist eine Einrichtung zum Sortieren von Glasstücken, z.B. nach ihrer Farbe.

[0027] Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Detektion von Objekten, insbesondere Objekten in einem vorzugsweise einschichtigen Materialstrom, wobei die Objekte mit Licht bestrahlt werden und von den Objekten ausgehendes Licht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere in Form von Reflexionslicht und/oder Transmissionslicht und/oder Fluoreszenzlicht, mit einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, die zumindest zwei verschiedene Detektoren umfasst, detektiert wird. Das von den Objekten ausgehende Licht unterschiedlicher Wellenlänge wird durch das erste Lichtumlenkelement in den ersten Detektor und durch das zweite Lichtumlenkelement in den zweiten Detektor geleitet, wobei der erste Detektor Licht eines ersten Wellenlängenbereichs detektiert und der zweite Detektor Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs, der vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, detektiert.

[0028] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich und Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich auf beiden Lichtumlenkelementen auftrifft. Die Strahlengänge können somit überlappen bzw. eng beieinander liegen, wodurch die Einstellung auf eine gemeinsame Messlinie erleichtert wird.

[0029] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich und Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich zuerst auf das erste Lichtumlenkelement auftreffen, wobei das Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich durch das erste Lichtumlenkelement zum ersten Detektor umgelenkt wird, während das Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich durch das erste Lichtumlenkelement hindurchtritt und durch das zweite Lichtumlenkelement zum zweiten Detektor umgelenkt wird.

[0030] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass Licht aus dem ersten oder zweiten Wellenlängenbereich sichtbares Licht ist und Licht aus dem zweiten oder ersten Wellenlängenbereich Infrarot-Licht ist.

[0031] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtumlenkelemente vorzugsweise unabhängig voneinander verstellt werden.

[0032] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtumlenkelemente auf eine gemeinsame Messebene oder Messlinie eingestellt werden. Dies erfolgt durch (insbesondere individuelles) Verstellen der Lichtumlenkelemente.

[0033] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Signale des ersten und zweiten Detektors ausgewertet werden und zumindest eine Eigenschaft der detek3/14

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Patentamt tierten Objekte ermittelt wird.

[0034] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Signale des ersten und zweiten Detektors ausgewertet werden und dass Objekte in Abhängigkeit dieser Auswertung sortiert, insbesondere aus dem Materialstrom entfernt oder abgelenkt werden.

[0035] Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der konkreten Anwendung näher beschrieben. Zum Zwecke der Farbsortierung und Fremdstofferkennung können zumeist berührungslose Messmethoden mittels Infrarot- und/oder RGB-Sensoren eingesetzt werden, welche anhand des registrierten Transmissions- oder Absorptionsgrades von auf den Materialstrom gerichtetem Licht ein Ausscheiden bestimmter Materialien/Objekte, etwa durch ein Ablenken in dafür vorgesehene Fraktionen durch nachgeschaltete Ausblas- oder Saugdüsen, einleiten. Das auszusortierende Stückgut des gemischten Materialstromes wird etwa auf einem Sortierband oder während einer Freifallstrecke durch Strahlungsquellen bestrahlt und die durch den Materialstrom hindurchgehende oder reflektierte Strahlung in ihrer Intensität von einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung aufgenommen und mit Referenzwerten verglichen. Eine mit der Detektionsvorrichtung in Datenverbindung stehende Auswerte- und Steuereinheit nimmt in der Folge eine Zuordnung des Stückgutes zu einer jeweiligen Fraktion vor und veranlasst ein Erfassen desselben durch Aufnehmer oder ein Ablenken in vorbestimmte Container mittels Druckluft- oder Saugdüsen.

[0036] Die Verwendung von sichtbarem Licht oder IR-Licht ermöglicht es auch, das mittels Detektoren, meist eine CCD-Kamera, aufgenommene Bild eines Objekts mittels Bildverarbeitung zu bearbeiten und so etwa auch die Form eines Objekts zu erkennen.

[0037] Das Schutzglas besteht aus Normalglas und schützt den Innenraum des Gehäuses vor Staub und gegebenenfalls anderer unerwünschter Strahlung.

[0038] Die Detektoren, in der Regel Kameras, z.B. sogenannte RGB-Kameras oder IRKameras, weisen unterschiedliche Empfindlichkeiten für unterschiedliche Wellenlängen(-bereiche) auf. Bei einer RGB-Kamera wird ein RGB-Signal verarbeitet, also die Farben Rot, Grün und Blau jeweils in einem eigenen Kanal übertragen beziehungsweise gespeichert.

[0039] Die Lichtquelle, die zur Bestrahlung der Objekte verwendet wird, kann Licht im sichtbaren Bereich (380-780 nm Wellenlänge) und/oder im Infrarotbereich (780 nm -1 mm Wellenlänge) aussenden und etwa als eine oder mehrere IR-LEDs (LED-Line) ausgeführt sein. Genauso könnte aber auch eine Lampe mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich und/oder im Infrarotbereich oder eine oder mehrere Tageslicht- bzw. Farb-LEDs (LED-Line) verwendet werden. Auch UV-Lichtquellen zur Aktivierung von Fluoreszenzlicht wären denkbar.

[0040] Die Lichtquelle(n) können gepulst betrieben werden, also, insbesondere periodisch, einund ausgeschaltet werden. In der Folge findet auch die Detektion nur periodisch statt und kann für unterschiedliche Wellenlängenbereiche zeitversetzt erfolgen.

[0041] Zumindest einer der Detektoren, in der Regel wieder eine Kamera, kann z.B. zumindest in jenem Wellenlängenbereich empfindlich sein, in dem die Lichtquelle Licht aussendet, also in diesem Fall in einem Bereich innerhalb des Wellenlängenbereichs von 780 nm -1 mm. Es kann auch hier wieder eine RGB-Kamera, gegebenenfalls mit vorgeschaltetem Filter, verwendet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN [0042] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt [0043] Fig. 1 [0044] Fig. 2 [0045] Fig. 3 [0046] Fig. 4 eine erste erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung, eine zweite erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung, eine dritte erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung, ein verstellbares Lichtumlenkelement.

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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG [0047] Fig. 1 zeigt eine Detektionsvorrichtung 10 zur Detektion von Objekten 8, z.B. färbigen Glasstücken. Die Objekte 8 werden detektiert, während sie durch eine Transportvorrichtung 26 (in Fig. 1 als Förderband angedeutet) bewegt werden. Möglich wäre auch eine Detektion der Objekte 8 entlang einer Freifallstrecke. Bevorzugt handelt sich um einen einschichtigen Materialstrom.

[0048] Die Objekte 8 werden (in Fig. 1 von oben) mit Licht zumindest einer Lichtquelle 7 bestrahlt. Das von den Objekten 8 ausgehende Licht (z.B. Reflexions- oder Fluoreszenzlicht) wird mit der Detektionsvorrichtung 10 detektiert. Zur Detektion von Transmissionslicht müsste sich die Detektionsvorrichtung 10 auf der anderen Seite der Objekte 8 wie die Lichtquelle 7 befinden. Dies kann etwa durch Verwendung einer durchsichtigen Rutsche statt des Förderbandes erreicht werden, wo die Objekte 8 von der Lichtquelle 7 durch die Rutsche bestrahlt werden, oder durch eine Freifallstrecke.

[0049] Die Vorrichtung 10 umfasst einen ersten Detektor 1 zum Detektieren von Licht eines ersten Wellenlängenbereichs und einen ersten Strahlengang 11, der zum ersten Detektor 1 führt, und einen zweiten Detektor 2 zum Detektieren von Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs, der vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, und einen zweiten Strahlengang 12, der zum zweiten Detektor 2 führt.

[0050] Der erste Detektor 1 ist ein IR-Detektor (insb. NIR-Detektor) und umfasst ein Objektiv 21, einen Spektrographen 20 und einen optischen Sensor 24. Der zweite Detektor 2 ist ein VISDetektor (insb. RGB-Kamera) und umfasst ein Objektiv 22 und einen optischen Sensor 25. Zumindest einer der Detektoren 1,2 kann als Zeilenkamera ausgebildet sein.

[0051] Die Detektoren 1, 2 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 5 untergebracht. Ein erstes verstellbares Lichtumlenkelement 3 (hier in Form eines Spiegels) ist im ersten Strahlengang 11 angeordnet, um Licht in den ersten Detektor 1 zu leiten. Ein zweites verstellbares Lichtumlenkelement 4 (hier in Form eines Spiegels) ist im zweiten Strahlengang 12 angeordnet, um Licht in den zweiten Detektor 2 zu leiten.

[0052] Die Lichtelemente 3, 4 sind in demselben Gehäuse 5 untergebracht, in dem sich auch der erste Detektor 1 und der zweite Detektor 2 befinden. Das Gehäuse 5 weist eine Lichteintrittsöffnung 6, vorzugsweise in Form eines Schutzglases, auf. Beide Strahlengänge 11, 12 verlaufen durch die Lichteintrittsöffnung 6 hindurch.

[0053] Mit dem Bezugszeichen 9 ist die Messebene bzw. Messlinie bezeichnet, auf die die Detektionsvorrichtung 10 eingestellt ist. Die Messebene bzw. Messlinie 9 kann aufgrund von Bautoleranzen oder im Zuge des Betriebes variabel sein. Durch die Verstellung der Lichtumlenkelemente 3, 4 kann diesem Umstand Rechnung getragen werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Lichtumlenkelemente 3, 4 sogar unabhängig voneinander verstellbar, sodass eine optimale Einstellung auf die Messebene bzw. Messlinie 9 erfolgen kann.

[0054] In der dargestellten Ausführungsform ist das erste Lichtumlenkelement 3 um eine erste Achse 13 verschwenkbar und das zweite Lichtumlenkelement 4 um eine zweite Achse 14 verschwenkbar, wobei die Achsen 13, 14 im Wesentlichen parallel zueinander sind bzw. normal zur optischen Achse des jeweiligen Strahlenganges 11,12 stehen. Die jeweiligen Halterungen, an denen die Lichtumlenkelemente 3, 4 verschwenkbar gelagert sind, sind mit Bezugszeichen 15, 16 versehen.

[0055] Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines verstellbaren Lichtumlenkelementes 3. Dieses umfasst einen Spiegel 23, der von einer Halterung 15,16 gehalten ist. Der Spiegel 23 ist über eine Zwischenhalterung an der Halterung 15 verschwenkbar gelagert. Die Verstellung erfolgt mittels einer Einstellschraube 17, die gegen eine (Druck)Feder 18 wirkt. Klemmschrauben 19 sorgen für Fixierung, um Resonanzschwingungen und eine Positionsänderung in Folge der Federalterung zu vermeiden.

[0056] In den Fig. 1-3 ist zu sehen, dass der erste Strahlengang 11 im Abschnitt zwischen

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Patentamt erstem Lichtumlenkelement 3 und erstem Detektor 1 und der zweite Strahlengang 12 im Abschnitt zwischen zweitem Lichtumlenkelement 4 und zweitem Detektor 2 um höchstens 20° zueinander geneigt sind (hier sogar im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen). Dadurch können die Detektoren 1, 2 innerhalb des Gehäuses 5 nebeneinander bzw. übereinander und somit möglichst platzsparend angeordnet werden.

[0057] Die Umlenkung der Strahlengänge 11,12 durch die jeweiligen Lichtumlenkelemente 3, 4 beträgt jeweils zwischen 60° und 120°, hier im Wesentlichen 90°.

[0058] In Fig. 1 werden die Objekte 8 mit Licht aus den Lichtquellen 7 bestrahlt und von den Objekten 8 ausgehendes Licht unterschiedlicher Wellenlänge in Form von Transmissionslicht mit der Detektionsvorrichtung 10, die zwei verschiedene Detektoren 1, 2 umfasst, detektiert. Das von den Objekten 8 ausgehende Licht unterschiedlicher Wellenlänge wird durch das erste Lichtumlenkelement 3 in den ersten Detektor 1 und durch das zweite Lichtumlenkelement 4 in den zweiten Detektor 2 geleitet. Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich und Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich trifft dabei auf beiden Lichtumlenkelementen 3, 4 auf.

[0059] Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von jener aus Fig. 1 dadurch, dass das erste Lichtumlenkelement 3 teildurchlässig bzw. wellenlängenselektiv ist (z.B. als sogenannter „beam Splitter ausgebildet ist), während der erste Strahlengang 11 und der zweite Strahlengang 12 im Abschnitt vor dem teildurchlässigen bzw. wellenlängenselektiven Lichtumlenkelement 3 überlappen (d.h. kein getrennter optischer Weg bis zum ersten Lichtumlenkelement 3, das als „beam Splitter Spiegel ausgebildet ist). Das Lichtumlenkelement 3 ist wellenlängenselektiv, d.h. es reflektiert Licht mit bestimmter Wellenlänge und lässt Licht mit anderer Wellenlänge durch (eine Art Tiefpass bzw. Hochpass); z.B. könnte der NIR Anteil über 700nm reflektiert und (z.B. um 90°) in Richtung erster Detektor 1 (IR-Kamera) abgelenkt werden, und Wellenlängen unter 700nm transmittiert werden, um zum zweiten Lichtumlenkelement 4 und in weiterer Folge zum zweiten Detektor 2 (insbesondere Farbkamera) zu gelangen.

[0060] Wie bereits erwähnt ist in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 der erste Detektor 1 eine Kamera für IR-Licht und der zweite Detektor 2 eine Kamera für sichtbares Licht (Farbkamera). Die Ausführungsvariante nach Fig. 2 ist noch kompakter als jene nach Fig. 1, weil in Fig. 1 die Lichtumlenkelemente 3, 4 - in Förderrichtung der Objekte 8 gesehen - hintereinander angeordnet werden müssen, während in Fig. 2 die Lichtumlenkelemente 3, 4 genau übereinander angeordnet werden können.

[0061] Die Ausführungsform aus Fig. 3 unterscheidet sich von jener der Fig. 2 lediglich dadurch, dass die Detektoren 1, 2 vertauscht sind, d.h. der erste Detektor 1 für IR-Licht (IRKamera) ist oberhalb des zweiten Detektors 2, in Form einer Kamera für sichtbares Licht (Farbkamera), angeordnet. Die Detektionsvorrichtung 10 kann z.B. in einer Sortiervorrichtung zum Sortieren von Objekten 8, insbesondere von Objekten (z.B. Glasstücken) in einem Materialstrom, Anwendung finden. Dabei werden in Abhängigkeit zumindest einer mit der Detektionsvorrichtung 10 ermittelten Objekteigenschaft (z.B. Farbe) Objekte (aus)sortiert.

[0062] Das mittels der Detektionsvorrichtung 10 durchgeführte Verfahren zur Detektion von Objekten 8 erfolgt, indem die Objekte 8 mit Licht aus den Lichtquellen 7 bestrahlt werden und von den Objekten 8 ausgehendes Licht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere in Form von Reflexionslicht und/oder Transmissionslicht und/oder Fluoreszenzlicht, mit der Detektionsvorrichtung 10 detektiert wird.

[0063] Das von den Objekten 8 ausgehende Licht unterschiedlicher Wellenlänge wird durch das erste Lichtumlenkelement 3 in den ersten Detektor 1 und durch das zweite Lichtumlenkelement 4 in den zweiten Detektor 2 geleitet, wobei der erste Detektor 1 Licht eines ersten Wellenlängenbereichs detektiert und der zweite Detektor 2 Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs, der vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, detektiert.

[0064] Zur Anpassung an veränderte Messebenen bzw. Messlinien 9 können die Lichtumlenkelemente 3, 4 vorzugsweise unabhängig voneinander verstellt werden. Bevorzugt werden die Lichtumlenkelemente 3, 4 auf eine gemeinsame Messebene oder Messlinie 9 eingestellt.

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Patentamt [0065] Die Signale des ersten und zweiten Detektors 1, 2 werden ausgewertet, wobei zumindest eine Eigenschaft der detektierten Objekte 8 ermittelt wird.

[0066] In Abhängigkeit dieser Auswertung können nun Objekte 8 sortiert, insbesondere aus dem Materialstrom entfernt oder abgelenkt werden.

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BEZUGSZEICHENLISTE:

11 12

21 22

11 12

21 22 erster Detektor zweiter Detektor erstes Lichtumlenkelement zweites Lichtumlenkelement Gehäuse

Lichteintrittsöffnung

Lichtquelle

Objekt

Messebene bzw. Messlinie

Detektionsvorrichtung erster Strahlengang zweiter Strahlengang erste Achse zweite Achse

Halterung

Halterung

Einstellschraube

Feder

Klemmschraube

Spektrograph

Objektiv des ersten Detektors 1 Objektiv des zweiten Detektors 2 Spiegel optischer Sensor optischer Sensor

T ransportvorrichtung

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Claims (20)

1. Ansprüche

   1. Vorrichtung (10) zur Detektion von Objekten (8), insbesondere von Objekten in einem Materialstrom, umfassend zumindest

   - einen ersten Detektor (1) zum Detektieren von Licht eines ersten Wellenlängenbereichs und einen ersten Strahlengang (11), der zum ersten Detektor (1) führt,

   - einen zweiten Detektor (2) zum Detektieren von Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs, der vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, und einen zweiten Strahlengang (12), der zum zweiten Detektor (2) führt,

   - wobei sich der erste Detektor (1) und der zweite Detektor (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (5) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein erstes verstellbares Lichtumlenkelement (3), das im ersten Strahlengang (11) angeordnet ist, um Licht in den ersten Detektor (1) zu leiten, und ein zweites verstellbares Lichtumlenkelement (4), das im zweiten Strahlengang (12) angeordnet ist, um Licht in den zweiten Detektor (2) zu leiten, umfasst.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lichtumlenkelement (3) und das zweite Lichtumlenkelement (4) in demselben Gehäuse (5) untergebracht sind, in dem sich auch der erste Detektor (1) und der zweite Detektor (2) befinden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) eine Lichteintrittsöffnung (6), vorzugsweise in Form eines Schutzglases, aufweist und dass der erste Strahlengang (11) und der zweite Strahlengang (12) durch die Lichteintrittsöffnung (6) hindurch verlaufen.
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lichtumlenkelement (3) und das zweite Lichtumlenkelement (4) Spiegel sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkelemente (3, 4) unabhängig voneinander verstellbar sind.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lichtumlenkelement (3) um eine erste Achse (13) verschwenkbar ist und das zweite Lichtumlenkelement (4) um eine zweite Achse (14) verschwenkbar ist, wobei die Achsen (13, 14) im Wesentlichen parallel zueinander sind und/oder normal zur optischen Achse des jeweiligen Strahlenganges (11, 12) stehen.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlengang (11) im Abschnitt zwischen erstem Lichtumlenkelement (3) und erstem Detektor (1) und der zweite Strahlengang (12) im Abschnitt zwischen zweitem Lichtumlenkelement (4) und zweitem Detektor (2) um höchstens 20° zueinander geneigt sind, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung des ersten Strahlenganges (11) durch das erste Lichtumlenkelement (3) und die Umlenkung des zweiten Strahlenganges (12) durch das zweite Lichtumlenkelement (4) jeweils zwischen 60° und 120°, bevorzugt im Wesentlichen 90°, betragen.
9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtumlenkelement (3) teildurchlässig und/oder wellenlängenselektiv ist, insbesondere Licht eines ersten Wellenlängenbereichs durchlässt und Licht eines zweiten, vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlichen Wellenlängenbereichs reflektiert, und dass der erste Strahlengang (11) und der zweite Strahlengang (12) im Abschnitt vor dem teildurchlässigen und/oder wellenlängenselektiven Lichtumlenkelement (3) überlappen.
10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strahlengang (11) und der zweite Strahlengang (12) von einer gemeinsamen Messebene oder Messlinie (9) ausgehen.

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11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Detektor (1) eine Kamera für IR-Licht ist und/oder dass der zweite Detektor (2) eine Kamera für sichtbares Licht ist.
12. 12. Sortiervorrichtung, zum Sortieren von Objekten (8), insbesondere von Objekten in einem Materialstrom, in Abhängigkeit zumindest einer ihrer Eigenschaften, umfassend eine Detektionsvorrichtung (10) zur Ermittlung zumindest einer Eigenschaft der Objekte (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
13. 13. Verfahren zur Detektion von Objekten (8), insbesondere Objekten in einem vorzugsweise einschichtigen Materialstrom, wobei die Objekte (8) mit Licht (7) bestrahlt werden und von den Objekten (8) ausgehendes Licht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere in Form von Reflexionslicht und/oder Transmissionslicht und/oder Fluoreszenzlicht, mit einer Detektionsvorrichtung (10), die zumindest zwei verschiedene Detektoren (1, 2) umfasst, detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist und dass das von den Objekten (8) ausgehende Licht unterschiedlicher Wellenlänge durch das erste Lichtumlenkelement (3) in den ersten Detektor (1) und durch das zweite Lichtumlenkelement (4) in den zweiten Detektor (2) geleitet wird, wobei der erste Detektor (1) Licht eines ersten Wellenlängenbereichs detektiert und der zweite Detektor (2) Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs, der vom ersten Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, detektiert.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich und Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich auf beiden Lichtumlenkelementen (3, 4) auftrifft.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich und Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich zuerst auf das erste Lichtumlenkelement (3) auftreffen, wobei das Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich durch das erste Lichtumlenkelement (3) zum ersten Detektor (1) umgelenkt wird, während das Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich durch das erste Lichtumlenkelement (3) hindurchtritt und durch das zweite Lichtumlenkelement (4) zum zweiten Detektor (2) umgelenkt wird.
16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Licht aus dem ersten oder zweiten Wellenlängenbereich sichtbares Licht ist und Licht aus dem zweiten oder ersten Wellenlängenbereich Infrarot-Licht ist.
17. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkelemente (3, 4) vorzugsweise unabhängig voneinander verstellt werden.
18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtumlenkelemente (3, 4) auf eine gemeinsame Messebene oder Messlinie (9) eingestellt werden.
19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des ersten und zweiten Detektors (1, 2) ausgewertet werden und zumindest eine Eigenschaft der detektierten Objekte (8) ermittelt wird.
20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des ersten und zweiten Detektors (1, 2) ausgewertet werden und dass Objekte (8) in Abhängigkeit dieser Auswertung sortiert, insbesondere aus dem Materialstrom entfernt oder abgelenkt werden.

    Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

    10/14

    Fig. 1

    11 /14 österreichisches AT 15 588 U1 2018-03-15

    Patentamt

    2/4

    Fig. 2

    12/14 österreichisches AT 15 588 U1 2018-03-15

    Patentamt

    3/4

    Fig· 3

    13/14 östefreichisches

    Patentamt

    4/4 ^AT 15 588 U1

    2018-03

    14/14