DE2549457C3 - Elektronische Einrichtung zur Erfassung optisch erkennbarer Fehler - Google Patents
Elektronische Einrichtung zur Erfassung optisch erkennbarer FehlerInfo
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- DE2549457C3 DE2549457C3 DE2549457A DE2549457A DE2549457C3 DE 2549457 C3 DE2549457 C3 DE 2549457C3 DE 2549457 A DE2549457 A DE 2549457A DE 2549457 A DE2549457 A DE 2549457A DE 2549457 C3 DE2549457 C3 DE 2549457C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Derartige Einrichtungen sind bereits bekannt DE-PS 40 833). Diese bekannte Einrichtung bedient sich im
wesentlichen einer die bei Durchleuchtung durchsichtiger Gegenstande auftretenden Lichtreflexe auffangen-M den Videokamera mit zugehörigem Videokreis und
einer Zeitsignalschaltung sowie einem logischen Schaltkreis für die Gut-Schlecht-Kennung jedes einzelnen
Prüfgegenstands.
Derartige Einrichtungen sind für die automatische Überwachung von Fertigungsprodukten einer Vielzahl
von Industriegegenständen, vorzugsweise von Glasbehältern aller Art, wie Flaschen, Gläser und dergleichen,
um hier eine bestimmte Qualität mit geringstmöglichem Personalaufwand aufrechterhalten zu können, von
erheblicher Bedeutung.
Die obengenannte bekannte Einrichtung, von der hier
ausgegangen wird, und mittels der die Gegenstände automatisch durchleuchtet und auf Fehler sowohl in
ihrem Inneren als auch auf der Oberfläche untersucht werden, wobei solche Gegenstände mit nicht mehr
zuzulassenden schadhaften Stellen ausgeworfen werden, erfüllt bereits weitgehend die an die moderne
Fertigungstechnik mit ihren hohen Ausstoßquoten gestellten Bedingungen. Es hat sich hierbei jedoch als
noch mangelhaft herausgestellt, daß für den Fall, daß Glasgegenstände oder dergleichen durchsichtige Artikel, die verschiedene Einfärbungen, Beschriftungen oder
auch unterschiedliche Formgebungen aufweisen, beim Wechsel im Produktionsablauf als fehlerhaft erkannt
werden oder, will man diesen Nachteil kompensieren, neue, teilweise aufwendige Einstellungen und U-njustierungen der Überwachungseinrichtung erforderlich
werden.
Es ist aber auch bereits eine auf photooptische Effekte ansprechende Schaltung für die Prüfung von
Flaschen bekannt, die einen schnellen Wechsel in dem
wahrnehmbaren Signal über eine Fotozelle in eine auswertbare Information überführt, und zwar wenn es
sich dabei um Schmutzpartikel oder dergleichen Fehler handelt, während eine allmähliche Änderung, wie sie
sich aus der Gesamtheit der Überprüfung der Flasche ergibt, beispielsweise zufolge ihrer Formgebung oder
dergleichen, hiervon unterschieden wird (US-PS 3123 715). Dieser bekannte Schaltkreis arbeitet mit
einer Mehrzahl von Fotozellen, wobei die Flaschen von einer Lichtquelle durchleuchtet werden und der
durchleuchtete Anteil des Lichtes auf einen das Licht wahrnehmenden Schirm fällt, der sich aus den
Fotozellen zusammensetzt.
Schließlich ist noch eine Vorrichtung zum Nachweis
von Oberflächenfehlern auf einer Oberfläche eines abzutastenden, in seiner Längsrichtung durch eine
Fördereinrichtung fortbewegten Objekts mit stationärer Lichtquelle zum Beleuchten desselben bekannt,
welche sich eines lofpschen Schalt- un.l Entscheidungskreises bedient, und bei der eine Normierungseinrichtung zur Normierung der fotoelektrischen Nachweissignale auf einen Bezugsspannungspegel vorgesehen ist,
bei der also eine Mittelwertbildung der Signalinformationen erfolgt (DK-AS 19 19 879). Die bekannte
Vorrichtung stützt sich jedoch auf Änderungen in der Lichtstrahlung, die von der bestrahlten Objektoberfläche reflektiert werden, so daß sie auf zu durchleuchtende Gegenstände riidit anwendbar ist. Es wird mit der
bekannten Vorrichtung eine Abbildung erzeugt, deren Fläche etwa derjenigen des kleinsten noch zu
ermittelnden Fehlers; entspricht; eine Beleuchtung des Gesamtgegenstands oder gar eine Abtastung mittels
einer Videokamera erfolgt nicht.
Der vorliegendem Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln und zu verbessern, daß in dem zu
untersuchenden durchsichtigen Gegenstand eingebrachte Beschriftungen, Gußmarkierungen, Farbgebungen und kleinere nicht interessierende Unzulänglichkei
ten wahrend des Überwanhungsvorgangs unberücksichtigt bleiben, und daß neben den Seiten des Prüfgegenstands auch die Böden desselben einwandfrei geprüft
werden können,
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich entsprechend den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs I.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Aufgabenlösung sind den Unteransprüchen zu
in entnehmen.
Die vorliegende elektronische Einrichtung zur Erfassung von optisch erkennbaren Fehlern in durchsichtigen
Gegenständen, wie Flaschen oder dergleichen, vereinigt die Vorteile der bekannten Einrichtungen und Schaltungen in sich, so daß es erstmalig möglich wird,
vollelektronisch durchsichtige Gegenstände auf jegliche Art von Fehlern zu untersuchen, unabhängig von ihren
verschiedenen Einfärbungen, Formgebungen, von eventuell auf der. Gegenständen vorhandenen Beschriftun-ά>
gen oder dergleichen, wobei jeweils eine automatische Mittelwertbildung über eine Abtastzeile <\er Fernsehkamera erfolgt, so daß ein Nachjustieren für Gegenstände
unterschiedlicher Art erforderlich ist und hierfür Schnell-Langsam-Änderungen im Signalfluß auf besonr>
ders einfache Weise herangezogen werden. Es lassen sich beispielsweise Preßnähte in Flaschen als Nichtfehler eindeutig von tatsächlichen Fehlrissen unterscheiden. Gleichermaßen werden unterschiedliche Brechungscharakteristika durch die einer Flasche oder
tu einem Glas innewohnenden unterschiedlichen Wölbungen sehr wohl von solchen unterschieden, die sich durch
Lunkern oder andere Fehler ergeben. Signal- und Störschwankungen werden gleichermaßen wie die
Gußmarkierungen oder Farbgebungen diskriminiert, π was übrigens auch für kleinere Fehlstellen gilt, die eine
sogenannte Schlechtkennung des Gegenstands und damit einen Auswurf aus dem weiteren Produktionsablauf nicht rechtfertigen.
Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend an Hand in der Zeichnungen beispielsweise beschrieben werden. Es
bedeutet
F i ζ■ 1 eine perspektivische Teilwiedergabe der
Einrichtung mit Fernsehkamera für die Überwachung von Glasflaschen,
Fig.2a einen Fernsehschirm, der als Monitor ein rechteckiges Bildfenster wiedergibt,
Fig.3 ein Blockdiagramm des Schaltkreises der Fernsehinspektionseinrichtung,
i» F i g. 4 eine schematische Darstellung des Zeitgeberkreises für ein rechteckiges Bildfenster,
Fig.5 eine bevorzugte Ausführungsform einer Schaltung für einen Zeitgeberkreis zur Vorgabe eines
runden Bildfensters,
v> Fig.t ein Schaltdiagramm der Zeitverzögerungsschaltung,
F i g. 7 ein Schaltdiagramm des Breiten- und Spitzendetektors,
F i g. 8 ein Schaltdiagramm einer die Kanten begrenzt zenden Schaltung,
Fig.9 eine schematische Wiedergabe des das Kantensignal unterdrückenden Schaltkreises,
Fig. IO einen Logikschaltkreis für die elektronische
Einrichtung,
>> Fig. 11 ein Schaltdiagramm des Detektors in Verbindung mit einem Schwellenwertgeber und
Fig. 12 eine Schaltung für die Auswerfvorrichtung
der für schadhaft befundenen Gegenstände.
F i g. I zeigt perspektivisch den Teil eines Förderers
11, der eine Folge von Glasflaschen 13 an einer Fernsehkamera 25 in Richtung des Pfeiles 15 vorbeiträgt.
Wenn von der Inspektionsvorrichtung ein merklicher Defekt in der Flasche od. dgl. festgestellt wird, betätigt
die Einrichtung eine Auswurfschranke 17, die die schadhafte Flasche von dem Förderer in einen Behälter
19 ablenkt.
Die elektronische Einrichtung ist mit einer halbdiffusen Lichtquelle 21 mit Schirm oder Linsenanordnung
versehen, die auf der einen Seite gegenüber der Fernsehkamera 25 und dicht benachbart zum Förderer
Il in Stellung gebracht ist. Der Winkel, der von dem
Lichtbiindel zu irgendeinem Punkt in der optischen Ebene vorgegeben ist, bestimmt das Auflösungsvermögen der optischen Abbildung bezüglich der Änderung
der Reflexion in dem zu überprüfenden Objekt. Je schmaler das verwendete Lichtbündel ist. desto geringer
ist die Änderung der Reflexion, die erforderlich ist, um den Hauptanteil des Bündels aus der Aufnahmeöffnung
der Kameralinse abzulenken und umgekehrt.
Die Fernsehkamera 25 gibt bei einer Zeilenabtastung ein entsprechendes Video-Signal ab, das über eine
übliche Anzeigeschaltung 27 eine optische Darstellung ermöglicht. Das Bild der von der Fernsehkamera 25
abgetasteten Flasche erscheint auf einem Bildschirm 29 iii der in den F i g. 2a und 2b wiedergegebenen Weise
entweder im Rechteckfenster oder im Ruiiuicnster.
Die in Bewegungsrichtung der Flasche führenden und nachfolgenden Kanten werden nachfolgend als Kanten
1 und 2 bezeichnet, zwischen denen eventuelle Fehlstellen innerhalb der Flasche erkannt werden
.nüssen.
Das von der Kamera 25 erhaltene Video-Signal wird außer zu der Anzeigeschaltung 27 einem elektronischen
Verarbeitungskreis 31 zugeführt, der so ausgelegt ist, daß er aus dem Video-Signal diejenigen Informationen
auswählt, die für die Anzeige von Fehlern in den Glasgegenständen charakteristisch sind.
Ein Markierungsmechanismus 33 schaltet die Lichtquelle 21 unmittelbar vor dem Eintritt der Flasche in das
ausgewählte Bildfeld ein bzw. beim Austreten wieder aus. Damit erfolgt nur eine Kurzzeitbelichtung unmittelbar in dem Augenblick, in dem der zu prüfende
Gegenstand sich fluchtend vor der Kamera befindet. Als eine weitere Verbesserung kann eine Maske 37,
beispielsweise aus einfachem Schwarzpapier, dienen.
F i g. 3 zeigt ein schematisches Blocksdialtdiagramm
der elektronischen Verarbeitungseinrichiung. Es werden horizontale und vertikale Synchronimpulse verarbeitet, die Teh der von der Fernsehkamera 25
abgenommenen Video-Signale sind, die dem Rechteckfenster-Zeitgeberkreis 39 und einem Rundfenster-Zeitgeberkreis 41 zugeführt werden können und von einem
Taktgeber-Generator 69 erzeugt sind.
Der für das Rechteckfenster zuständige Schaltkreis gibt eine Folge von komplexen Austastungssignalen
HLEAD, ULEAD, HTRAIL, ΉΤΚλΊΕ, VLEAD,
VLEAD, VTRAIL und VIRAlL vor. Diese Impulse stellen die Hauptbezugssignale für den Betätigungsablauf der elektronischen Überwachungseinrichtung
dar.
Entsprechend dem Schaltkreis für das Rechteckfenster erzeugt aus dem Schaltkreis für das Rundfenster
Austatssignale, die Fehlstellen nur dann verarbeiten, wenn sie in dem Eingangspegel durch den Abschnitt
innerhalb des angezeigten Doppelpfeiles RWIN bestimmt ist, liegen. Der Zeitkreis für die Vorgabe des
Rundfensters wird verwendet, wenn der Boden einer Flasche überprüft werden soll, während des Rechteckfenster alle anderen Überprüfungen betrifft.
Das Videoausgangssignal der Fernsehkamera 25 wird
dem Video-Detektor zugeführt, zu dem ein Verstärker 43 mit Verzögerungsleitung gehört und des weiteren ein
Breiten- und Spitzendetektor 45. Die Verzögerungsleitung mit Verstärkung wirkt als ein Filter, durch welches
Videosignale, welches einen Wechsel in der Brechung beziehungsweise Reflexion des Lichtes, welches durch
die Flasche hindurchfällt, darstellen, gefiltert wird, wenn ein Amplitudenwechsel des Videosignals über die
vorbestimmte Zeitperiode .stattfindet. Träge und langsame Amplitudenänderungen des Videosignals, wie sie
etwa hervorgerufen werden durch Konturenänderungen innerhalb der Glasgegenstände, Änderungen in der
Farbgebung der Flasche oder durch über deren Länge "orhandene Preßnuten, werden durch die Zeitverzögerungsschaltung 43 eliminiert, so daß derartige Änderungen nicht als Fehler innerhalb der Glasgegenstände
interprets, t werden.
Die Zeitverzögerungsschaltung 43 stellt ein Filter dar, welches in verstärkenden Wirkungen die defektartigen
Signale vergrößert und mit Nichtfehlersignalen vergleicht. Die diesbezügliche Filterung wird erreicht durch
algebraische Summation der aufeinanderfolgenden ALii'ragPwerte, die einer analogen Verzögerungsschaltung entnommen sind. Die totale Zeitverzögerung, die
Zahl der aufeinanderfolgenden Abfragewerte, und die Gewichte, die den letztgenannten Signalen zukommen,
können so vorgewählt und einjustk-n werden, daß sich
eine Optimierung der gewünschten Signalausgänge herstellen läßt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Abfragewerte und deren Gewichte so
getroffen, daß sie ein entsprechendes Äquivalent zu einem gemittelten zeitlich differentiellen Ansprechen
bilden, und zwar über einen kurzen Abschnitt einer einzelnen Horizontalabtastung der Kamera.
Der Ausgang des Zeitverzögerungskreises 43 ist mit dem Eingang eines Breiten- und Spitzendetektors 45
verbunden, welcher ein mit einem durchschnittlichen Signalpegel des Ausgangs des Eingangssignals übereinstimmendes Signal abgibt.
Das Bezugssignal, welches von dem Spitzendetektor abgeleitet wird, ist ein Mittelwert des Eingangssignals
also eine Art Gewichtsmittel, das von einem asymmetrischen torgesteuerten Verstärker vorgebbar ist. Der
Verstärker kann unabhängig von den positiven und negativen Signalen einjustiert werden, so daß es
möglich ist, den Bezugspegel, also die Mittelwertbildung, mehr oder weniger der positiven oder negativer
Signalauslenkung anzupassen. Die Kombination der positiven und negativen Signalraten kann für die
Wahrnehmung verschiedenster Fehlerquellen benutz! werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es
beispielsweise möglich, die positive Abgabe wesentlich geringer anzusetzen als diejenige der Änderung des
Fehlersignals und die negative unter jener der positiven Abgabemenge.
Das erhaltene Mittelwertsignal wird mit dem zu jedei
Zeit anstehenden Ausgangssignal der Zeitverzögerungsschaltung 43 verglichen und ein Fehlstellenimpuls
immer dann vorgegeben, wenn der Unterschied zwischen dem durch die Mittelwertbildung bestimmten
Eingangssignalpegel und dem gegenwärtigen Eingangs pegel des verzögerten Signals so beschaffen ist dal
letzteres eine definierte Pegelhöhe übersteigt De;
Breiten- und Spitzendeleklor 45 gibt ein Bezugssignal
vor, mit welchem der den Fehler anzeigende Videoimpuls
verglichen wird. Die Bezugsspannung ist der durchschnittliche G'eichspannungspegel des Videosignals
während der Abtastung einer horizontalen Linie durch die Fernsehkamera 25. Wenn sich die von der
Kamera 25 wahrgenommene Lichtintensität beispielsweise durch Schattierung innerhalb der Flasche oder
einer Farbänderung oder auch eines Fehlers innerhalb der Lichtquelle 21 ändert oder sich die elektronischen
Werte verschieben, ändert sich in Übereinstimmung hiermit auch der durchschnittliche Vidcolcvel. Damit ist
die Vcrarbeiuineselcktronik für die vorliegende Überwachungseinrichtung
weitgehend unabhängig von Fehlerquellen jeder Art. Zusätzlich ist dem Breiten- und
Spitzcndelcktor eine Schaltung zur Urzeugung eines Fehlers oder Fchlsicllcnsignals zugeordnet, wobei die
Schali'ing so getroffen ist. daß dieses nur wahrem! der
Dinier eines dunklen Punktes bzw. Fehlerimpulses, der ein vorgegebenes Zeitintervall übersteigt, auftritt.
Ρ· ι Fchlstcllcnimpulsausgang ANOMdes Spitzendetektors
45 !irrt nn dem Schaltkreis 47 zur Unterdrükkung
der Randbereichsimpulse.
Der Breiten- und Spitzendelektor verarbeitet den positiven Impulsgang, der von der Fernsehkamera 25
kommt, wenn der Abtaststrahl den Abtastbereich überstreicht, d. h., nachdem die Kante I der Flasche
abgetastet ist. Dieses Signal wird dem Schaltkreis 47 für die Diskriminierung der Kantensignale zugeführt.
Bevor die Funktionsweise dieses Schaltkreises näher erläutert werden wird, soll die Aufmerksamkeit noch auf
den Ausgang der Videokammer 25 gerichtet werden, für den Fall, daß die Flasche von der Seile her auf
Fehlstellen untersucht wird. Wenn die Kamera 25 die beleuchtete Flasche 13 zeilenweise abtastet, wird
zunächst ein Impuls erzeugt, wenn der Abtaststrahl die erste oder führende Kante der (lasche, d. h. die Kante 1,
im Gegensatz zu der obengenannten Kante 2, also der in Bewegungsrichtung nachfolgenden Kante, erreicht.
Beim weiteren Fortsetzen des Abtastvorgangs können ein oder mehrere Zwischenimpulse wahrgenommen
werden, die dann repräsentativ für einen Fehler sind. Der Kreis ist so ausgelegt, daß jede
Abnormität, also jeder Fehler, der eine abrupte Änderung des Verhaltens der Flasche bezüglich der
Lichtreflexion und der Brechung darstellt, angezeigt wird, während weiche oder langsame Veränderungen
des Reflexionsverhaltens zufolge der Verzögerungsund Filterschaltung 43 und des Vorhandenseins des
Breitendetektors 45 nicht als Fehler erkannt werden, Wenn schließlich die Kamera, nachdem sie die Kante 2
der Flasche, also die in Bewegungsrichtung nachfolgende hintere Kante, abgetastet hat, einen abschließenden
Impuls erzeugt, dann muß auch dieser ausgesondert werden, so daß er keinen Fehlerimpuls darstellt. Hierfür
ist der Ausgang der Kamera 25 direkt an einen Schaltkreis 49 gekoppelt, der einen Pufferverstärker
und einen torgesteuerten Komparator aufweist, auf deren Arbeitsweise nachfolgend noch zurückgekommen
werden wird, wobei dieser in Übereinstimmung mit dem Videosignal eine negative Impulsflanke immer
dann vorgibt, wenn ein Dunkelpunkt auf der Flasche zu verzeichnen ist
Der Ausgang des Kantendiskriminators 47 ist mit dem Eingang einer Logikschaltung 57 verbunden.
Die Logikschaltung 57 gibt ein Ausgangssignal zum Auswerfen eines schadhaften Gegenstandes ab, wenn
ein auf Fehlstellen zu untersuchender Gegenstand tatsächlich während einer gegebenen Zeitpcriodc der
Überprüfung vorhanden ist und die Abnormität in dem Gegenstand eine vorgebbare Größe übersteigt.
Der Logikschaltung 57 ist des weiteren ein Klassifizierungskreis zugeordnet. Die Klassifizierungsschaltung
gibt ein Ausgangssignal ab, wenn während der genannten Überprüfungsperiode eines Abtaststrahl,
also einer Periode, die innerhalb des Abtastfensters liegt, ein Fehler erkannt worden ist, und zwar ein Fehler
κι über eine ausgewählte Anzahl an Abtastungszeilen für die Kamera, wobei dieses Signal zur Auslösung der
Zurückweisungsvorrichtung führt. Mittels des Klassifi·
zieriingskreises ist es somit möglich vorzugeben, ob
hintereinanderfolgend drei oder vier Abtastlinicn
ir> erforderlich sind, die dann übereinstimmend einen
Fehler wahrnehmen müssen oder zwei von drei aufeinanderfolgenden Zeilen oder gar drei von drei
Zeilen usw. Der erzeugte Zurückweisungsimpuls wird dann von dem genannten Kreis zeitverzögert, so daß
der Auswerfmechanismus 17 erst dann erzeugt wird, wenn die Flasche dessen Bereich erreicht hat. Der
Impuls wird hierfür über eine Treiberstufe 65 gegeben, welche einen Stromimpuls erzeugt, der ausreicht, das
Solenoid 67 des Auswerftores 17 ausreichend zu
2'· erregen.
F i g. 4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm für einen Zeilkreis 39 zur Vorgabe eines Rechteckfensters,
d. h. zur Bestimmung eines Abtastbereichs, wie er in F i g. 2a skizziert ist. Die den Überwachungsbereich
jo definierenden Signale, wie sie in der Darstellung von
Fig. 2a eingetragen sind, werden durch acht Bezugssignale
repräsentiert, nämlich HLEAD, HLEAD, HTRAIL HTRAlL VLEAD. VLEAD, VTRAIL
VTRAIL Der Schaltkreis nach Fig.4 verwendet herkömmliche, integrierte, monosiabile Multivibratoren
73, 75, 77 und 79. Gemäß Fig. 4 werden die horizontalen Synchronisationsimpulse mittels eines
Synchrongenerators 69 erzeugt und den Eingängen der monostabilen Kreise 73 und 75 über eine Verstärkerstufe
81 zugeführt.
Die monostabilen Multivib/atoren 73 und 75, welche in ihre metastabilen Zustände für eine vorbestimmte
Zeitdauer mittels der horizontalen Synchronisationsimpulse gekippt werden, erzeugen die Bfzugsimpulse
HTRAIL HTRAIL HLEAD und HLEAD an den Ausgängen der Klemmen 87 bis 90. Die monostabilen
Schaltkreise 77 und 79 sind für eine vorbestimmte Zeit mittels der vertikalen Synchronisationsimpulse in ihren
metastabilen Zustand überzuführen und geben die Bezugssignale VTRAIL VTRAIL VLEADund VLEAD
an den Ausgangsklemmen 91 bis 94 vor. Die Zeitwahl für jeden der monostabilen Muitivibratoren 73, 75, 77
und 79 kann in geeigneter Weise über die Potentiometer 95, 97r 99 und 101 eingestellt werden, die mit den
Multivibratoren 73 bis 79 in bekannter Weise für die Zeitveränderung in Verbindung stehen. Bei geeigneter
Einstellung des Potentiometers 95 wird die Dauer des metastabilen Zustands des monostabilen Kreises 73
variierbar, d. h. die Länge des Impulses HTRAIL der
w) horizontalen Abtastung kann vergrößert oder verkleinert
werden. Auf gleiche Weise kann durch geeignete Einjustierung des Potentiometers 97 die Zeitdauer des
metastabilen Zustands des monostabilen Kreises 75 verstellt werden und damit die Dauer des HLEAD-Ab-Schnitts
der horizontalen Abtastung verändert werden. Entsprechend lassen sich die Potentiometer 99 und 101
variieren und mit dieser Veränderung die Höhe des Abtastbereichs, die sich dann optimal auf die Höhe der
809 684/281
/u überwachenden Flaschen einregulieren läßt.
Wie nachfolgend noch näher verdeutlicht werden wird, ist der Detektor 45 immer dann, wenn irgendeines
der Signale HLEAD, HTRAIL, VLEAD und VTRAlL sich auf low befindet, für die Aufnahme von Ausgangsinformationen
aus der Fernsehkamera 25 gesperrt; es ist also ein begrenztes Abtastungsfeld definiert. In F i g. 2a
ist dieser Sachverhalt auf dem Bildschirm 29 des Monitors 27 mit der gestrichelten Linienführung
angedeutet. Der Bereich innerhalb des Fensters gibt das mögliche Abtastfeld an, während der außerhalb der
Linienführung liegende Randbereich die Abtastzeiten repräsentiert, in welchen die Bezugssignale VLAID,
VTRAIL HLEADund HTRAIL high sind.
F i g. 5 zeigt ein Schaltdiagramm des Zeitgeberkreises
41 zur Vorgabe des Rundfensters nach F i g. 2b. Der Schaltkreis 41 soll dabei der folgenden Gleichung
geniigen:
x1 +
k.
Hierbei bedeutet * den horizontalen Abstand von einem Bezugspunkt, der die Mitte des Kreisfensters
definiert, und y den vertikalen Abstand von diesem Punkt, während k eine Konstante ist, die die Größe des
Fensters bestimmt. Um die r-Funktion vorgeben zu können, bedient man sich eines Konstantstromerzeugers,
wie er in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 103 bezeichnet ist, und der sich aus dem Regelwiderstand
105 dem Festwiderstand 107 und dem Transistor 109 zusammensetzt. Diese Schaltung erzeugt einen konstanten
Strom, dessen Höhe bestimmt wird durch die Einstellung des Regelwiderstands 105.
Der Ausgang des Schaltungsbausteins 103 ist an den Kondensator 111 angeschlossen, der hierdurch aufgeladen
wird und eine horizontale ansteigende Funktion vorgibt, welches Spannungsverhalten an der Basis eines
Transistors 113 anliegt. Um eine Bezugsspannung über
den Kondensator 111 zu Beginn jeder horizontalen Abtastung einer Zeile so vorgeben zu können, dnß die
ansteigende Funktion sich linear vergrößert und dabei über einen Nullspannungspegel anwächst, ist die
Schaltung so ausgelegt, daß die Ladung des Kondensators Ul bei Beginn jedes horizontalen Abtastinlervalls
entsprechend vorgegeben ist. Ein horizontaler Synchronimpuls wird dem Eingang der Klemme 115 und
damit entsprechend dem Transistor 117 zugeführt, so daß dieser durchschaltet und damit auch der Transistor
119 durchgeschaltet wird. Da der Kondensator 111 direkt mit dem Kondensator 121 mit einer erheblich
größeren Kapazität als der Kondensator 111 gekoppelt ist, vermag sich der Kondensator 111 zu entladen, bis die
Spai.nung gleich der über den Kondensator 121 abfallenden ist, so daß sich eine Bezugsspannung am
Eingang des Transistors 113 einstellt, die die Ausgangsspannung für jedes horizontale Abtastintervall bildet.
Die Bezugsspannung bzw. die Ladung des Kondensators 121 bestimmt sich durch Einjustierung des mittleren
Abgriffes des Potentiometers 123. Somit ist es möglich, durch Veränderung des mittleren Abgriffes des
Potentiometers 123 den Ausgang des Transistors 125 zu verändern, wodurch sich auch die Ausgangsspannung
über den Kondensator 121 abfällt, auf den gewünschten
Pegel einstellen läßt Bei Veränderung der Ladung des Kondensators 121 wird die horizontale Lage des
Fensters, wie in Fig.2b dargestellt, in der beschriebenen
Weise verändert.
Die durch den konstanten Stromerzeuger iO3
vorgegebene ansteigende Funktion in Abhängigkeit von der Aufladung des Kondensators IH wird über den
Transistor 113 über dessen Kmitter-Strecke verstärkt. Der Emitter des Transistors 113 liegt an der
Multiplizierschaltung bzw. der Verstärkereinheit 127, welche das Anstiegsfunktionssignal mit sich selbst
multipliziert und quadriert.
Der potentierte Ausgang des Analogverstärkers oder Multiplizierorgans 127 liegt an einem Summierungsverstärker
129.
ίο Eine Schaltung 102 dient der Vorgabe eines
konstanten Stromes, wobei der ausgangsseitige Spannungswert abhängig ist von der Einstellung des
.Schiebewiderstands 104. Der Ausgang des Konstantstromerzeugers
102 liegt an dem Kondensator 110.
dessen Aufladung eine ansteigende Funktion vorgibt, welche am Eingang des Transistors 112 anliegt. Der
Bezugsladungspegel des Kondensators HO ist durch den Spannungswert bestimmt, der über den Kondensator
120 abfällt. Wenn ein vertikaler Synchronimpuls pr7PiiiTt u/irrt
ι I ir
114, und er wird verstärkt di.-m Transistor 118 zugeführt.
Entsprechend schaltet der Transistor 118 durch und verbindet dabei den Kondensator 110 direkt mit dem
Kondensator 120. Die Ladung auf dem Kondensator 110, dessen Kapazität wesentlich geringer ist als die des
Bezugskondensators 120. gibt eine vorbestimmte Bezugsgröße vor, die abhängig ist von der Spannung.
die über den Kondensator 120 abfällt. Die Spannung, die über den Kondensator 120 abfällt, kann über das
)0 Potentiometer 122 vorgewählt werden. Damit läßt sich
über den mittleren Abgriff des Potentiometers 122 der Pegel variieren, welcher mit der Basis des Transistors
116 verbunden ist; die Spannung, die über den Kondensator 120 abfällt, kann verändert werden, wenn
J5 die vertikale Lage des runden Fensters von F i g. 2b
verschoben werden soll. Es soll hervorgehoben werden, daß der Ladungsstrom zu jedem der Kondensatoren 110
und 111 den Stromquellen !02 und 103 entnommen wird,
die so gewählt werden, daß sie das Verhältnis von J : 4, wie es für gewöhnliche Video-Systeme üblich ist.
kompensieren.
Die von der Stromquelle 102 erzeugte Spannungsfunktion und die Aufladung des Kondensators 110 wird
mittels des Transistors 112 verstärkt, wofür der Emitter des Transistors mit dem Multiplizierorgan 126 verbunden
ist, welches eine Quadrierung der Stromfunktion bewirkt und das mit der Multiplizierschaltung 127
identisch ist. Der Ausgang der Schaltung 126 wird mit demjenigen der Schaltung 127 summiert, indem es dem
Verstärker 129 zugeführt wird. Der Verstärker 129 besitzt die Kondensator-Rückkopplung 130 in der aus
der Fig. 2b ersichtlichen Weise, und der Ausgang des Summierungsverstärkers 129 liegt am Eingang eines
Komparator 131. Der andere Eingang des Komparators
131 ist mit dem mittleren Abgriff eines Potentiometers 133 verbunden, das der Bestimmung des Durchmessers
des runden Fensters dient. Bei Veränderung der Spannung am Eingang des Komparators 131 läßt sich
somit über die Einstellung des Potentiometers 133 der Durchmesser des Rundfensters von F i g. 2b verändern.
Der Ausgang des Komparators 131 ist negativ, während der Fensterabschnitt RWINjeder horizontalen Abtastzeile
vorliegt und er ist positiv außerhalb des Fensterbereiches jeder horizo' ilen Abtastzeile.
Entsprechend ist dann, wenn der Ausgang 135 negativ wird, die Kamera mit ihrem Abtastvorgang innerhalb
des Rundfensters gemäß F i g. 2b, während dann, wenn der Abtastvorgang der Kamera außerhalb desselben
liegt, oer Spannungspegel positiv ist. Das erhaltene
Signal wird mittels des NAND-Gatters 117 invertiert, so
daß sich ein positiver Ausgang R WIN am Kontakt 139
ergibt, der mit dem Breiten- und Spitzendetektor 45 in der in nachfolgender Weise gegebenen Form verbunden
ist und hier verarbeitet wird.
Die negative Flanke bzw. das Negativwerden des horizontalen und vertikalen Synchronimpulses wird
verglichen mit dem Positivwerden der horizontalen und vertikalen Synchrofiimpulse mittels der NAND-Gatter
141 und 143. Somit schaltet beispielsweise der negative Horizoittalimpuls, der an der Fingangsklemme 115
anliegt, den Transistor 117, so daß eine Fünf-Volt-Quelle
an die Basis des Transistors 145 über den Widerstand 146 angelegt wird. Der Transistor 145 wird hierdurch
durchgeschaltet, woraus sich wiederum ergibt, daß der Eingang am NAND-Gatter 141 auf low geht. Der
Ausgang am NAND-Gatter 141 befindet sich auf high, wobei dieses Signal dem Horizontalträgerausgang 147
. ι
Spitzendetektor verarbeitet. In entsprechender Weise
schaltet die negative Flanke des vertikalen Synchronimpulses über den Anschluß 114 den Transistor 124, der
damit eine Gleichspannungsquelle an die Basis des Eingangs des Transistors 144 über den Widerstand 142
anlegt und damit den Transistor 144 durchschaltet. Hierdurch wird wiederum bewirkt, daß der Eingang am
NAND-Gatter 143 auf /owgeht, wodurch der Ausgang
am NAND Gatter 143 den Zustand high einnimmt. Dieses »high«-S\p,na\ liegt an der Ausgangsklcmme 149
des vertikalen Trägerkreises an und wird verwendet in
der Überwachungsschaltung zur Synchronisierung und Überprüfung der Schaltung, und es kann zusätzlich der
Logikschaltung 57 zugeführt werden, um hier der Synchronisation und der Klassifikation zu dienen bzw.
dem Schaltkreis für die kurzzeitige Belichtung des zu untersuchenden Gegenstandes zugeführt zu werden.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Verzögerungsleitung 43. Demnach ist der Ausgang der
Fernsehkamera 25 direkt mit dem Eingang 151 der Verzögerungsleitung verbunden. Das Video-Signal liegt
an einer Impedanzvergleichsschaltung, zu der der Verstärker 153 gehört, über ein Widerstandsnetzwerk,
welches allgemein mit dem Bezugszeichen 155 gekennzeichnet ist. Der Ausgang des Verstärkers 153 ist mit
einem komplementären Symmetrieverstärker 157 verbunden, über den eine niedrige Ausgangsimpedanz der
Verstärkung und für die drei Verzögerungsleitungen 159, 161 und 163 sichergestellt ist. Jede der Verzögerungsleitungen
159, 161 und 163 ist an sich von bekanntem Aufbau; es handelt sich um EL-RAD 65-293
Verzögerungsleitungen. Die erste und dritte Verzögerungsleitung 159 und 163 weisen eine Reihe von zehn
Ausgangsabgriffen auf, die in gemeinsamen Verbindungspunkten 160 und 162 in der dargestellten Weise
zusammengefaßt sind, und zwar über 10-kOhm-Widerstände;
jeder Abgriff entspricht einer Verzögerungszeit von zehn Nanosekunden. Der Ausgang jeder der
Verzögerungsleitungen 159 und 163 stellt somit den Mittelwert des Eingangssignals zu den entsprechenden
Verzögerungsleitungen über 100 Nanosekunden dar. Die Verzögerungsleitung 161 liefert gleichfalls eine
Verzögerung von 100 Nanosekunden, ist aber nicht mit einer Signal-Mittelwertbildungseinrichtung versehen.
Die Ausgänge der ersten und dritten Verzögerungsleitung 159 und 163 liegen an den Eingängen eines
Differentiai-Verstärkers 165, und zwar mit einer 100-Nanosekunden-Verzögerung zwischen der ersten
und dritten Verzögerungsleitung. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 165 ist verbunden mit einem
Ausgang eines Trennverstärkers 167, wobei der Ausgang des Pufferverstärkers an eine Ausgangsklemme
168 geführt ist und damit den Breiten- und Spitzendetektorkreis 45 in der nachfolgend beschriebenen
Weise beeinflußt.
Für Video-Signalimpulse von weniger als !00 Nanosekunden Dauer gibt die Verzögerungsschaltung
zwei Impulsfolgen an der Ausgangsklemme 168. Der Grund hierfür liegt darin, daß — da die 100
Nanosekunden die maximale Länge eines Impulses darstellen, der in einer Verzögerungsleitung gespeichert
werden kann — der nachgeschaltete Differentialverilärker 165 den Impuls an einem seiner Eingänge von
der Verzögerungsleitung 159 wahrnimmt und dann 100 Nanosekunden später an seinem anderen Eingang über
die Verzögerungsleitung 163, so daß sich daraus die zwei Ausgangsimpulse, die der Differential Verstärker
Hi iGj ci'Zcügi, Z'wängSidüiig cTgcuÜM, wüuci uicSc lil'ipüiSc
von entgegengesetzter Polarität sind. Irgendein Impuls
von weniger als 200 Nanosekunden Dauer, der am Eingang 161 der Verzögerungsleitung erscheint, stellt in
bezug auf die Inspektionseinrichtung keinen Defekt oder Fehler in dem zu überwachenden Glasgegenstand
dar, was in diesem Zusammenhang Erwähnung finden soll. Wenn der Video-Signalimpuls am Eingang der
Verzögerungsleitung 200 Nanosekunden Dauer übersteigt, liefert der Differential-Verstärker einen 100-Na-
jo nosekunden-lmpuls sowohl zu Beginn als auch am Ende
des Eingangsimpulses. Wenn der Impulsbeginn vor der Inspektionszeit oder nach dieser liegt, dann ergibt sich
kein Fehlerimpuls während der Öffnungszeit für den Überwachungs Vorgang.
Ein Impuls von einer derartigen Dauer kann sich durch eine der Randbereiche der !lasche, eine
Flaschenrinne oder eine Preßkante in der Glasware ergeben. Somit ergibt sich, daß Änderungen von nur
dunkel zu hell oder hell zu dunkel im durch das Rundfenster definierten A^tastbereich der Kamera
oder entsprechend im Rechteckfenster zu Zurückweisungsimpulsen führen.
Da der Differential-Verstärker 165 Änderungen einer
Signalamplitude nur über gemessenes Zeitintervall
vergleicht, werden langsame Änderungen der Signalamplitude, so wie sie beispielsweise durch Konturveränderungen
in der Glasware oder dergleichen verursacht werden, nicht zur Vorgabe von Ausgangssignalen
führen, deren Amplitude ausreicht, vom Breiten- und
so Spitzendetektor 45 als Fehlersignale erkannt zu werden.
Der Breiten- und Spitzendetektor 45 ist im einzelnen
in Fig. 7 wiedergegeben. Um absolut gleichbleibende Bedingungen über lange Zeitperioden auch bei sich
ändernden Temperatureinflüssen zu erhalten, muß der Detektor mit einer entsprechenden Stabilisierung
versehen sein, so daß diese Schwankungen in bezug auf die Video-Impulse kompensiert werden können.
Der ausgewählte Bezugsspannungspegel ist der Mittelwert des Gleichspannungspegels des Signalausganges
der Video-Kamera 25 über ein horizontales Abtastintervall. Wenn sich die Lichtintensität zufolge
einer Schattierung innerhalb der Flasche oder einer Verfärbung oder auch einer Fehljustage der Lichtquelle
21 ändert oder die elektronischen Komponenten verschieben ihre Wertigkeit, dann verändert sich
entsprechend auch der Video-Pegel, d. h, daß derartige
Veränderungen kompensiert werden. Der Detektor 45 vergleicht die Video-Signalimpulse mit der durch-
schnittlichen Video-Impulshöhe über jede horizontale
Abtastzeile und eliminiert damit wirksam den Effekt des Video-Signaldrifts über relativ lange Zeitperioden.
Wie im einzelnen aus Fig.7 entnommen werden kann, vergleicht der Komparator 169 die über den
Kondensator <7i abfallende Spannung mit dem verzögerten Video-Eingangssignal von der Verzögerungsleitung 43. Wenn der Spannungspegel, der über
den Kondensator 171 abfällt, kleiner ist als der Video-Signalpegel, der an dem Komparator 169 anliegt, in
dann erzeugt der Komparator 169 ein Ausgangssignal, so daß es zu einer Ladung des Kondensators 171 über
den Widerstand 173, die Diode 175 und den veränderlichen Widerstand 177 kommt. Der Widerstand 173
begrenzt die Auflademenge des Kondensators 171. Der Entladungswiderstand 179 entlädt den Kondensator 171
bis auf einen vorgegebenen Wert, so daß der Kondensator 171 langsamen Verschiebungen im durchschnittlichen Ausgangspegel der Video-Kamera 75
folgen kann.
Um zu verhindern, daß dsr horizontale Synchronisationsimpuls zur Aufladung des Kondensators 171 führt,
wird das horizontale Trägersignal H, welches von dem Zeitgeberkreis 41 zur Vorgabe des Rundfensters oder
dem HLEA D-Signal für das Rechteckfenster mit dem
zugehörigen Zeitkreis 39 erzeugt wird, dem Eingang 181 zugeführt, wie aus der gezeigten Kopplung ersichtlich.
Wenn somit die Spannung am Eingang 181 auf den Wert high geht, und damit einen horizontalen Synchronimpuls
anzeigt, wird über die in umgekehrter Richtung vorgepolte Diode 183 die Fünf-Volt-Spannungsquelle
dem Transistor 185 über die in Vorwärtsrichtung vorgepolte Diode 187 zugeführt, also an diesen
angelegt. Der Transistor 185 schaltet durch, weil seine Basis an der genannten Spannungsquelle liegt, die
Verbindung der Widerstände 173 und 175 ist geerdet, so daß letztlich der horizontale Synchronimpuls die
Aufladung des Kondensators 171 in der aus der Schaltung ersichtlichen Weise bewirkt.
Die Diode 175 verhindert eine schnelle Entladung des Kondensators 171 über den durchgeschalteten Transistor 185. Wenn jedoch das Zeitintervall für den
horizontalen Synchronimpuls beendet ist, dann geht der horizontale Trägerausgang des Zeitgeberkreises für das
Rundfenster auf sein Ausgangspotential zurück und entsprechend fällt das Eingangspotential 181 gleichfalls
zurück, wodurch die Diode 183 in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird und damit den Transistor 185 wieder
in die vorherige Schaltstellung zurückschaltet, d. h. sperrt. Somit wird ein durchschnittliches Video-Signal,
welches am Eingang des Vergleichen 169 anliegt, jeweils zu einer Aufladung oder Entladung des
Kondensators 171 führen, so daß die über ihn abfallende Spannung dem durchschnittlichen Spannungspegel des
Video-Signals entspricht.
Die über den Kondensator 171 abfallende Spannung wird über einen empfindlichen Schaltverstärker 189
verstärkt, welcher des weiteren mit dem Potentiometer 191 verbunden ist. Das Potentiometer 191 ist verstellbar,
um die Empfindlichkeit des Schaltkreises zu verändern und den mittleren Videö-Signälpegel entsprechend der
Ladung des Kondensators 171 vorzugeben.
Der Ausgang des Verstärkers 189 liegt über ein Tießpaßfilter 193 an einem Vergleicher 195. Des
weiteren ist der Vergleicher 195 an die Verzögerungs- f>5
leitung 43 von F i g. 6 angeschlossen und empfängt so daß verzögerte Video-Signal. Der Ausgang des
Komparator 195 geht auf einen negativen Impulswert,
wenn ein Fehler von einer Impulsdauer festgestellt wird, die abhängig ist von der relativen Länge der Fehlstelle
in der Glasware.
Um bestimmen zu können, ob ein wahrgenommener Defekt innerhalb des Glasgegenstandes gewichtig
genug ist, um den Glasgegenstand aus dem weiteren Bearbeitungsprozeß herauszunehmen, ist ein Impulsbreitendiskriminator 201 vorgesehen. Der negative
Fehlerimpuls am Ausgang des Komparator 195 wird mittels des Inverters 203 umgedreht. Der Kondensator
204 lädt sich über den Widerstand 205 während der Dauer, die der negative Impuls am Ausgang des
Komparators 195 ansteht, über den Inverter 203 auf. Die Aufladung des Kondensators 204 ist proportional zur
Impulslänge, da eine Aufladung nur während der Zeit erfolgen kann, in welcher ein negativer Impulsausgang
am Komparator 195 ansteht. Wenn die Aufladung des Kondensators 204 einen bestimmten Pegel, der mittels
des die Breite definierenden Potentiometers 207 vorgewählt werden kann, übersteigt, dann gibt der
Komparator 209 einen Impuls auf die Leitung 2t 1 ab. Es
soll an dieser Stelle Erwähnung finden, daß der Komparator 209 derart vorgesteuert ist, daß er einen
den Fehler repräsentierenden Ausgangsimpuls bzw. derartige Ausgangsimpulse nur während der Dauer
jeder horizontalen Abtastung vorgibt, die innerhalb des oben definierten Fensters liegt, d. h. entweder innerhalb
des runden Fensters bei Bezugnahme auf den Zeitgeberkreis 41 oder des Rechteckfensters unter
Verwendung des Schaltkreises 39. Ein an der Eingangsklemme 213 anstehendes Signal legt entweder über den
Zeitgeberkreis 41 für das runde Fenster über den Zeitgeberkreis 39 für das Rechteckfenster an dem
Schaltkreis 49 für die Kantenabtastung. Das Signal an der Eingangsklemme 213 wird des weiteren in der aus
der Darstellung ersichtlichen Weise dem Verstärker 209 zugeführt, der immer dann ein Ausgangssignal vorzugeben imstande ist, wenn die horizontal abgetastete Zeile
außerhalb des gegebenen Fensters liegt, dessen Ausdehnung die Schaltkreise 39 oder 41 bestimmen.
Der verzögerte Video-Eingangsimpuls an der Klemme 197 liegt des weiteren über ein Filter 215 an einem
Komparator 127. Der Vergleichspegel des Komparators 217 läßt sich über ein Potentiometer 219 vorgeben.
Wenn irgendein Signal am Eingang 197 erscheint, dessen Betrag größer als der durch das Potentiometer
219 eingestellte ist, welches über einen Inverter 220 an den Ausgang 221 gelangt, der seinerseits mit dem
Schaltkreis 47 verbunden ist, d!er verantwortlich dafür
ist, daß die durch die Kantenbereiche der Flaschen entstehenden Impulse unterdrückt werden, dann ergibt
sich eine Impulsverarbeitung, wie nachfolgend erklärt. Da die dem Anschluß 197 zugeführten Impulse nur dann
weiterverarbeitet werden sollen, wenn sie innerhalb der genannten Fenster liegen, ist der Eingang 213 des
weiteren an den Komparator 217 angeschlossen, so daß die Tatsache, ob der Abtastbereich der Kamera
innerhalb oder außerhalb der durch die Schaltkreise 39 und 41 definierten Fenster liegt, entsprechende
Berücksichtigung findet. Nachfolgend soll die Verarbeitungselektronik für die Fehlersignale und die ersten und
zweiten Kantensignale näher beschrieben werden.
Hierzu wird auf Fig.8 Bezug genommen, die einen
Schaltkreis 47 zur Diskriminierung der Kanten- bzw. Randimpulse wiedergibt. An den Eingängen 223 bis 226
liegen die Impulssignale, VTRAlL HhEXD, ETRAlL
und VLEAD an, die von dem Zeitgeberkreis 39 für das Rechteckfenster vorgegeben werden. Diese Signale
werden einem NAND-Gatter 227 zugeführt, welches ausgangsseitig für die Umschaltung des Transistors 229
auf low liegt immer dann, wenn die Signale VRAIL
HLEAD, HTRAlL und VLEAD die Wertigkeit high insgesamt aufweisen. Der unter dieser Bedingung
abschaltende Transistor 229 und der Ausgang am Anschluß 231, welcher mit dem Eingang 213 von Fi g. 7
verbunden ist, steuern die Komparatoren 209 und 217 so, daß sie den Zustand high einnehmen. Wenn nunmehr
das Signal am Ausgang auf high Hegt, dann sind die Komparatoren 209 und 217 entsprechend angesteuert.
Der /?W7W-Ausgang des Rundfenster-Zeitgeberkreises
41 kann im übrigen wechselseitig an den Komparatoren 209 und 217 nach F i g. 7 liegen.
Zusätzlich liegt das Signal des Zeitgeberkreises für ts
das Fenster über die Leitung 232 am Komparator 233 und steuert somit die Zeit, während welcher ein
Vergleich mittels des Komparator 233 möglich ist.
Des weiteren wird dem Schaltkreis für die Randkantenverarbeitung gemäß Fig.8 das Video-Ausgangssi-
gnal der Kamera 25 zugeführt. Diese Signaiieitung ist mit einem Pufferverstärker 235 verbunden, um die in
Bewegungsrichtung der zu überprüfenden Glasgegenstände führende Kante wahrnehmen zu können. Der
Pufferverstärker besteht aus einem Operationsverstärker 237, dem Kondensator 239 und einem Widerstand
241, wobei die letzteren beiden Bauelemente zueinander parallelliegend einerseits in der dargestellten Weise an
dem einen Eingang und zum anderen am Ausgang des Pufierverstärkers angeschlossen sind. Ein in seiner
Einstellung veränderliches Potentiometer 241 ist gleichfalls dem Kreis des Pufferverstärkers zugeordnet und
mit dt-m Eingang des Verstärkers 237 über den Widerstand 243 zur Einstellung des Gleichstrompegels
des Verstärkerausgangs gekoppelt.
Der Pufferverstärker zerschneidet die ankommenden Videosignale derart, daß abrupte Übertragungsänderungen am Ausgang des Verstärkers als große Spitzen,
wie beispielsweise der Nadelimpuls 245, erscheinen, während langsame Änderungen in der Übertragung,
also bezüglich des Videosignals der Fernsehkamera, nur sehr niedrige Impulse ergeben. Auf diese Weise werden
die Teile der Signalinformation des ankommenden Videosignals, die repräsentativ für einen Dunkelübergang sind, wie er durch die Randkante der zu
überwachenden Flasche entsteht, als geeignetes Kantensignal erkannt. Die Signalspitzen 245 werden über
ein Filter gegeben, zu welchem eine Reihe miteinander verbundener Widerstände 247 und 249 gehört, und auch
der geerdete Kondensator 251 und von hier zum Eingang eines Komparator 233. Der Komparator 233
liefert in Übereinstimmung mit den Spitzenimpulsen 245 einen negativen Spitzenimpuls 253.
Der Komparator 233 wird durchgeschaltet oder gesperrt, entsprechend dem Zustand des Transistors
229. Unter der Bedingung, daß jeder der Eingänge VTRAlL, HLEAb, HfRAIL und VLEAD low sind, also
wenn die horizontale Abtastung einer Zeile außerhalb des Fensterbereichs liegt, dann liegt der Ausgang des
Transistors 229 auf low. Dieses Lew-Signal liegt am Eingang 234 des Komparator 233 und erzeugt unter
den gegebenen Bedingungen einen Ausgangsimpuls. Wenn jedoch der Ausgangstransistor 229 auf die
Wertigkeit high geht, d. h. wenn die Kameraabtastung innerhalb des Fensters liegt, dann bewirkt die positive *s
Signalkante am Eingang 234 des Komparators 233, daß dessen Ausgangsimpulse negativ werden immer dann,
wenn ein dunkler Punkt bei der Abtastung der Flasche
wahrgenommen wird. Dieses Signal liegt am Ausgang
254 des Schaltkreises nach Fig.8. Wenn alternativ
hierzu der Zeitgeberkreis für das Rundfenster benutzt wird, dann liegt der Ausgang 137 dieses in Fig.S
gezeigten Schaltkreises über den Eingang 231 am Anschluß 234. Wie vorstehend erwähnt, ist ein
Schaltkreis vorgesehen für die abwechselnde Ankopplung der Zeitgeberkreise 39 und 41, wobei dieser
Schalter hier nicht dargestellt ist, weil an sich bekannt.
Dem Schaltkreis gemäß F i g. 8 ist des weiteren ein Verstärker für die Steuerung des Videosignals, welches
dem Monitor 27 zugeführt wird, zugeordnet. Der Videoausgang der Kamera 25 liegt am Eingang 255 und
damit am Transistor 257. Der Transistor 257 arbeitet normalerweise in seinem linearen Bereich. Der Transistor 259 arbeitet dann in seinem linearen Bereich, wenn
ein entsprechender Basisstrom von dem Widerst^'<d 263
und der in Vorwärtsrichtung vorgespannten Diode 265 vorgegeben ist. Der Ausgang des Transistors 259 ist
emitterseitig über die parallelliegenden Kondensatoren 267 an eine Ausgangskiemme 269 gelegt, welche mit
dem Fernsehmonitor 27 verbunden werden kann. Wenn eine negative Impulsflanke von der Videokamera 25
ansteht, entsprechend einem abgetasteten, dunklen Punkt oder einer Änderung in der Brechung des Lichts
durch die Glasflasche, dann wird der Transistor 257 durchgeschaltet. Unter dieser Bedingung geht die
Vorspannung des Transistors 259 in die negative Richtung und damit auch der Ausgang des Transistors
259. Diese negative Impulsflanke liegt über die Kondensatoren 267 an der Ausgangskiemme 269 und
damit am Fernsehmonitor 27.
Es kann wünschenswert sein, auch andere Signalinformationen auf dem Monitor 51 erscheinen zu lassen, um
den logischen Verarbeitungskreis zu überprüfen und um die relativen Lagen der ersten und zweiten Kantensignale der zu überprüfenden Gegenstände zu den
Dimensionierungen der Fenster zu bestimmen oder für
andere Überwachungsfunktionen mehr. Um das zu erreichen, ist ein NAND-Gatter 271 vorgesehen,
welches für den Fall, daß es einen Low-Ausgang vorgibt,
die Spannung an der Basis des Transistors 259 in negative Richtung verändert. Damit wird das Ausgangssignal des Fernsehmonitors 51 negativ, und zwar für die
Dauer des Low-Ausgangs am NAND-Gatter 271, d. h.
es kommt zu einer Unterdrückung des Videoeingangssignals bei 255 und einer Überlagerung einer Schwarzkennung dieses Signals am Fernsehschirm 27. Um ein
Z-ow-Ausgangssignal am Ausgang des NAMD-Gatters
271 vorgeben zu können, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein. Erstens muß eine Flasche innerhalb des
Inspektionsfensters liegen, und zweitens muß ein für diesen Bereich repräsentatives Signal der Videoabtastung erzeugt worden sein. Entsprechend ist das
Eingangssignal bei 273 high immer dann, wenn eine Flasche abgetastet wird. Dieses High-S\gna\ wird von
einem Logikschaltkreis 57 gemäß F i g. 3 vorgegeben, der in Fig. 10 später noch näher beschrieben werden
wird. Zusätzlich ist an dem Eingang 275 ein für den Bereich repräsentatives Signal angelegt. Es kann
beispielsweise von der Annahme ausgegangen werden, daß es wünschenswert ist, den Abschnitt der Fernsehabtastung, der durch das Fenstersignal vorgegeben ist,
abzuschneiden. Das Fenstersignal kann ein Rechteckfenstersignal, welches am Ausgang 231 vorgebbar ist,
sein, es kann aber auch ein Rundfenstersignal am Ausgang des entsprechenden Zeitgeberkreises 41 sein.
Dieses Signal verursacht dann, wenn es dem Eingang
275 Ober den Schalter 55 (siehe Fi g, 3) zugeführt wird,
daß der normalerweise sich in leitendem Zustand befindende Transistor 277 gesperrt wird, und zwar
immer dann, wenn das Fensiersignal auf low gehl Wenn
nunmehr der Transistor 277 in seinen gesperrten Zustand übergegangen ist, dann liegt ein High-Signa\
am Eingang des NAND-Tores 271. Bei zwei High-Ein·
gangen am NAND-Tor 271 geht dessen Ausgang auf low, so daß das Videosignal am Anschluß 255
unterdrückt wird. Der Teil des Abtastvorgangs der Kamera, der außerhalb des Fensters liegt, erscheint
somit auf dem Monitor 51 dunkel. Selbstverständlich können auch andere Abschnitte der Videoabtastung
durch die Kamera 25 unterdrückt werden und damit entsprechend andere Signale dem Anschluß 275 über
den Schalter 55 — falls dieses gewünscht — zugeführt werden.
Fig.9 zeigt im Detail den Schaltkreis 47 für die Unterdrückung der Kantensignale der zu überwachenden
Glasgegenstände, so daß diese Randbereiche nicht als Fehler b« «1er Überwachung angesehen werden. Ein
Anoinaiiesignal, welches am Ausgang des Breiten- und
Spitzendetektors 45 erscheint, wird von diesem dem Eingang eines NAND-Gatters 281 zugeführt, wobei
dieses gleichzeitig als Inverter wirkt und dessen Ausgang liegt an einem zweiten NAND-Gatter 283
über die Leitung 285. Das NAND-Gatter 283 vermag einen Ausgangsimpuls in Übereinstimmung mit Eingangsimpulsen,
die sich aus der in Bewegungsrichtung führenden Kante EX und der rückwärtigen Kante E 2
der zu überwachenden Flasche ergeben, zu unterdrükken, während andererseits Ausgangsimpulse zufolge
von Fehlstellen oder anderen Defekten über die Leitung 287 in Form von Dunkelpunktimpulsen zur Weiterverarbeitung
angezeigt werden.
Der erste Impuls, der auf einer gegebenen Abtastzeile
nach dem Ende der führenden horizontalen Abtastperiode folgt, d. h. nach der durch das Signal HLEAD
vorgegebenen Zeit, während der dieses auf high liegt oder während RWINdie Wertigkeit low einnimmt, wird
klassifiziert als ein Führungskantenimpuls oder ein fl-lmpuls der Flasche. Dieser erste Impuls, der von
dem E 1-Detektor wahrgenommen wird, wie aus Fig. 8
ersichtlich, wird vom Ausgang 254 nach Fig.8 beiden
Eingängen eines NAND-Gatters 288 zugeführt, welches daraufhin ein High-Signal einem der beiden Eingänge
eines NAND-Galters 289 eingibt. Der Ausgang des NAND-Gatters geht hieraufhin auf low. Dieses
Low-Signal wird einem monostabilen Multivibrator 291 über eine Diode 293 zugeführt und hierdurch dieser
Multivibrator kurzzeitig in seinem metastabilen Zustand gebracht.
Der monostabile Multivibrator 291 mit einem Komparator 295, den Widerständen 297 und 298, der
Diode 301 und dem schnei! aufladbaren und langsam entladbaren Kondensator 303 wird von einer +15-VoIt-Gleichstromquelle
gespeist, wobei zur Spannungsstabilisierung eine Zener-Diode 305 vorgesehen ist, und er ist
aus der in der Zeichnung ersichtlichen Weise des weiteren an eine — 15-Volt-GleichstromqueIle über eine
die Spannung stabilisierende Zener-Diode 307 angeschlossen, wobei eine Erdung beider Anschlüsse über
die Filterkondensatoren 309 und 311 gegeben ist.
Nachdem der Monovibrator in seinen metastabilen Zustand zufolge der Abtastung der führenden Kante der
Flasche überführt worden ist, besteht eine Verbindung einer 5-Volt-Spannungsquelle mit dem Ausgang des
Komparator 295 über den Widerstand 313,30 daß ein
entsprechend niedriges Spannungssignal vorgegeben wird. Die Zeit, über die sich der monostabile Schaltkreis
in seinem metastabilen Zustand befindet, ist abhängig von der Einstellung eines Potentiometers 315, welches
mit dem einen Eingang des Komparator 295 und andererseits mit der 5-Volt-GleichspannungsquelIe in
der dargestellten Weise verbunden ist.
Das Ausgangssignal El liegt des weiteren am zweiten Eingang des NAND-Gatters 283 über die
ίο Leitung 317 und hindert das NAND-Gatter an der
Erzeugung eines Ausgangssignals in Übereinstimmung mit dem ersten Dunkelpunktsignal, welches durch die
erste Kante beziehungsweise den Randbereich der Flasche erzeugt ist. Damit wird der Dunkelpunktimpuls
ΐϊ aus der weiteren Verarbeitungselektronik ausgenommen.
Das Ausgangssignal Ei liegt außer am NAND-Gatter
283 an einem Eingang eines Flip-Flops 319, welches aus zwei NAND-Galtern 321 und 323 gebildet ist, und
welches in Übereinstimmung mit dem £1-Signal gekippt wird, so daß es ausgangsseitig ein Lew-Signal
über die Leitung 325 vorgibt, welches zurück an den anderen freien Eingang des Gatters 289 geführt wird.
Damit ist auch das NAND-Gatter 289 daran gehindert, weitere Dunkelimpulse dem Multivibrator 291 zuzuführen.
Entsprechend wird nur der erste Dunkelimpuls, also die führende Kante des zu überwachenden Gegenstandes,
bei jeder gegebenen Abtastzeile in der beschriebenen Weise unterdrückt. Des weiteren soll hervorgehoben
werden, daß der Ausgang des Gatters 321 des Flip-Flops 319 an dem NAND-Gatter 283 über die
Leitung 327 liegt. Hieraus ergibt sich, daß das NAND-Gatter 283 gesperrt ist, bevor das Impulssignal
£1 dieses erreicht und das Flip-Flop 319 setzt, so daß verhindert wird, daß der erste Dunkelimpuls auf die
Leitung 285 gelangt. Das Flip-Flop 319 wird gekippt, wenn der erste Dunkelimpuls auf der jeweiligen
Abtastzeile erscheint und verbleibt in diesem Zustand für die Gesamtzeit der Abtastung dieser Zeile. Während
des Beginns der nächsten Zei;;nabtastung, wenn
HLEAD auf low geht, bevor der Fensterabschnitt der Abtastung erreicht ist, wird das Flip-Flop 319 mittels des
//Z.£/4Z?-Signa!s in den Ausgangs/ustand zurückgesetzt.
Damit erfolgt die nächste Triggerung des Flip-Flops wieder bei Erreichen des ersten Dunkelimpulses in der
nächstfolgenden Abtastzeile.
Nachfolgend soll die Aufmerksamkeit gerichtet werden auf die Art und Weise, mit welcher der
Schaltkreis 47 die in Bewegungsrichtung rückwärtige
so Kante der Flasche wahrnimmt und verarbeitet. Hierbei ist zunächst wesentlich, festzuhalten, daß der letzte
Dunkelimpuls, der auf einer jeweils abgetasteten Zeile erscheint, als rückwärtige Kante, also als £2-Signal der
Flasche einzuordnen ist. Dieses Signal wird bestimmt durch den Breiten- und Spitzendetektor 45 und, wie
unten näher beschrieben werden wird, erzeugt dieses Signal ein zeitverzögertes Signal für jede horizontale
Abtastzeile, welches auf der nächstfolgenden horizontalen Abtastzeile erscheint, und ein NAND-Gatter sperrt,
so daß dieses während einer vorgegebenen Zeitdauer, während welcher das rückwärtige Kantensignal auf der
nächstfolgenden Zeile erscheint und damit an dem NAND-Tor 283 anliegt, sperrt. Mit anderen Worten
handelt es sich bei dem Schaltkreis zur Aussortierung des rückwärtigen Kantensignals für jede zu überprüfende
Flasche um einen Speicherkreis, welcher festhält, wo die rückwärtige Kante der Flasche innerhalb einer
vorhergehend abgetasteten Zeile festgestellt worden ist,
um einen gleichen Impuls auf der nächstfolgenden Zeile
zu unterdrücken. Der Schaltkreis für die Unterdrückung des Impulses El setzt sich zusammen aus einem ersten
transistorisierten Triggerkreis mit dem Transistor 331, den Basiswiderständen 333 und 335, der Diode 337 und
einem aus dem Kondensator 339 und dem Widerstand 341 bestehendem flC-Glied, zwischen dem Kollektor
des Transistors 331 und einer Erdverbindung. Das Schaltbild zeigt, daß der Schaltung des weiteren ein
Komparator 343 mit der positiven und negativen Spannungsquelle von 15 Volt zugeordnet ist, wobei die
Spannungsbegrenzung über Zener-Dioden 305 und 307 erfoigt und ein zweiler transistorisierter Triggerkreis
mit dem Transistor 345, den Widerständen 347,349 und 351 sowie der Diode 353, wobei auch dieser Schaltkreis
mit einer 5-Volt-Quelle verbunden ist, sowie schließlich ein weites RC-GWed mit dem Kondensator 355 und den
Widerständen 357 und 359. Auch sind dem aus der Darstellung ersichtlichen Schaltkreis die Filterkondensatoren
361,363,365 und 367 beigegeben.
Der Funktionsablauf ist derart, daß jeder Impuls am Ausgang des Breiten- und Spitzendetektors 45 über die
Leitung 369 und einen in dieser liegenden Svombegrenzungswiderstand 371 sowie die Diode 337 der Basis des
Transistors 331 zugeführt wird, wobei er den Transistor in den leitenden Zustand überführt. Damit kann sich der
Kondensator 339 über die 5-Volt-Quelle aufladen und nachfolgend über den Widerstand 341 entladen.
Entsprechend liegt die Spannung am Verbindungspunkt A an, also zwischen dem Kondensator und dem
Widerstand und darüber hinaus am Eingang des Komparator 343 und stellt eine umgekehrte Funktion
der Zeit dar, mit der sie abgebaut wird, wenn der letzte Dunkelpunktimpuls, der von der Video-Kamera wahrgenommen
worden ist, der Basis des Transistors 331 zugeführt wurde. Darüber hinaus liegt das HLEAD-Si
gnal des Schaltkreises 39 gleichfalls am Komparator
343, wie aus der Schaltungsdarstellung ersichtlich. Entsprechend wird während der Dauer, während der
sich das HLEA D-Signal auf low befindet, d. h. also
während d ;r Zeitperiode, während der die elektronische Video-Einheit eine überprüfende Abtastung vornimmt,
der Komparator gesperrt. Wenn andererseits während der durch das Signal HLEAD vorgegebenen Zeit, also
außerhalb des Abtastbereiches des Fensters, der Komparatorausgang low ist, und zwar so lange, wie die
Spannung am Verbindungspunkt B niedriger ist als diejenige am Punkt A, dann ist auch eine entsprechende
Verbindung über den Punkt B mit dem zweiten RC-GWed gegeben, wobei der Komparator 343 in den
Low-Zustand umschahct mit dem Beginn des HLEAD-Signals
und in diesem Zustand verbleibt, so lange die Spannung am Punkt A größer als am Punkt B ist.
Während dieser Zeit ist der Transistor 345, der mit dem Ausgang des Komparators 343 über die Diode 353 S3
verbunden ist, wie über einen strombegrenzenden Widerstand 371 im leitenden Zustand, so daß sich für
diese Zeit der Kondensator 355 über die 5-Volt-Spannungsquelle aufladen kann. Wenn während des Aufladevorganges
der Kondensator 355 die Spannung am Punkt B erreicht und übersteigt, fällt die Spannung am
Punkt A zufolge der Entladung des Kondensators 339 ab. An einem bestimmten Punkt während dieser
Vorgänge wird somit die Spannung an den Verbindungspunkten A und B gleich, so daß wechselseitig der
Komparator 343 zu seinem anfänglichen Schaltzustand high zurückkehrt und damit den Transistor 345 sperrt,
wodurch des weilerer der Kondensator 355 entladen wird. Während der Dauer des /7JLE4Z3-Signals wird die
Spannung am Punkt A zum Punkt B übertragen, da, wie oben angeführt, die Spannung am Punkt A eine
Funktion der Zeit ist, welche verstreicht, bis der letzte Dunkelpunklimpuls erscheint. Da aber dieser letzte
Impuls der letzte Impuls ist, welcher innerhalb der vorhergehenden horizontalen Abtastzeile auftritt und
damit als E2-Kantenimpuls eingestuft wird, ist die Spannung am Punkt B eine Funktion der Zeit, welche
verstreicht, bis die rückwärtige Kante der Flasche, die überprüft wird, von einer einzelnen horizontalen
Abtastung erfaßt worden ist. Der Komparator 373 erzeugt ein £2-Signal, wobei er in der dargestellten
Weise mit den beiden Polen einer 15-Volt-Gleichstromquelle
verbunden ist. Der eine Eingang des Komparators ist verbunden mit dem Punkt B, während der andere
Eingang an das Potentiometer 375 angeschlossen ist, welches seinerseits über einen Filtär-Kondensator 377
geerdet ist. Der Komparator vergleicht die Spannung am Punkt B mit der einjustierbaren Spannung des
Potentiometers 375. Wenn die Sp-^nung am Punkt B zufolge der Entladung des Kondensators 355 absinkt
und kleiner wird als die des konstanten Spannungsabfalls über das Potentiometer 375, dann geht der Ausgang
des Komparators auf low. Das damit gegebene £"2-Signal, welches für eine vorbestimmte Zeitperiode
aufrechterhalten wird, liegt über die Leitung 379 an einem Eingang des NAND-Gatters 283 und sperrt
dieses. Die Zeitdauer, in welcher der Komparator 373 sich auf low befindet und damit das S'gnai £2 vorgibt,
ist abhängig von dem Spannungsabfall über das variabel einstellbare Potentiometer 375. Diese Spannung wird so
vorgewählt, daß das F2-Signal ausgelöst wird, kurz bevor der Dunkelpunktimpuls in Übereinstimmung mit
der rückwärtigen Kante der abgetasteten Flasche erscheint. Auf diese Weise ist das Gatter 383 gesperrt
und vermag den Dunkelimpuls nicht weiterzugeben. Die
Funktionsweise wiederholt sich selbst während jeder horizontalen Abtastung der Kamera 25, se daß jede der
rückwärtigen Kanten 2 und die sich daraus ergebenden Impulse E2 für jede Zeilenabtastung den vorbeschrieb-'nen
Speicherkreis derart iriggern, daß das £2-SignaI während der folgenden horizontalen Abtastung unterdrückt
wird.
In diesem Zusammenhang soll noch erwähnt werden, daß das NAND-Gatter 283 für die Abgabe irgendwelcher
Impulse für eine vorbestimmte Zeitdauer nach Erscheinen des ersten Dunkelimpulses, und zwar des
durch die Führungskante der Flasche vorgegebenen Impulses während dieser Zeit und nach Erscheinen des
letzten Dunkelimpulses, d. h. des rückwärtigen Kantenimpulses der Flasche, für jede horizontale Abtastung
sperrt, so daß hier kein Impuls erscheint. Damit kann jeglicher Impuls, der am Ausgang des Gatters 283
erscneint, der durch irgendwelche Fehler in der Flasche
hervorgerufen wird, wie beispielsweise Einschlüsse, Glasspitzen und dergleichen, aber andererseits am
Ausgang des NAND-Gatters 283 die Impulse für tatsächlich vorhandene Fehler auswählen. Bei der
Verwendung eine. Rundfensters ist die Anwendung des NAND-Gatters 283 nicht erforderlich, da es hier keine
vorderen und rückwärtigen Kantensignale zu eliminieren gibt. Dementsprechend wird der ANOM-Ausgang
des Breiten- und Spitzendetektors 45 mittels des NAND-Gatters 281 invertiert und das Signal direkt der
Ausgangsleitung 2Γ7 über den Schalter 288 zugeführt,
der geschlossen wird. Weitere Einzelheiten und die Funktionsweise der Schaltune sind ansonsten der
Schallungsdarstellung selbst zu entnehmen.
Nachfolgend wird auf Fig. 10 Bezug genommen,
welche ein schemalischcs Schaltdiagramm des Logikkreises 57 nach der Erfindung wiedergibt. Der
Logikkreis ist vorgesehen, um ein Zurückweisungssignal immer dann vorzugeben, wenn ein Organ für das
Auswerfen einer defekten Flasche bzw. der hierfür vorgesehene Betätigungskreis 65 in Aktion treten soll.
So besteht beispielsweise eine der erforderlichen Bedingungen für die Vorgabe eines Zurückweisungsoder Ausscheidlingssignals am Ausgang der l.ogikschal
tung nach Fig. 10 darin, daß während einer gegebenen
/cilpcriodc der Abtastung einer Flasche beim Erkennen
einer Fehlstelle in derselben erst dann eine Zurückweisung derselben erfolgen kann, wenn unter Verwendung
der Schaltung nach F i g. 9 dort wenigstens drei von vier aufeinanderfolgenden llorizontalabtastungen ausgeführt
worden sind. Bei der Voraussetzung, daß für die
t' eines reiiict iiiipiiiScs wcnigStcnS drei Vi)H Vier
aufeinanderfolgenden Horizontalabtastungen Fehlstcllen wahrgenommen haben müssen, wird etwa von einem
Schieberegister 381 ausgegangen, welches aus vier miteinander verbundenen Flip-Flops 383, 385, 387 und
389 besteht, wobei zu der Schaltung darüber hinaus eine Reihe von NAND-Gattem 391 mit einem NAND-Gatter
39} mit vier Eingängen und drei Nand-Galtcrn 395,
1q7 und 399 mit drei Eingängen sowie mit einem
Nand-Gatter4O3 und einem Gatter 401 besteht.
leder Fchlstellenimpuls. der während der Zeitperiode tier Abtastung innerhalb des Fensters festgestellt wird,
wird unter Ausscheidung der oben beschriebenen Kantenimpulse einem ersten Flip-Flop 383 des Schieberegisters
381 zugeführt und kippt dieses so, daß an Jessen Ausgang die Signalinformation high liegt. Dieser
Impiilswert liegt dann an jedem der drei Nand-Gattcr
393, 395 und 397 an. Das von dem Zeitgeberkreis 34 abgenommene HTRA//.-Signal liegt an dem Clock-Eingang
der verschiedenen Flip-Flops, so daß während der Zeitdauer des HTRA//.-Signals, also während einer
horizontalen Abtastung nach dem Fensterabschnitt, der Informationsinhalt der verschiedenen Flip-Flops
weitergeschoben wird. Entsprechend ergib! sich auch das Ausgangssignal high am Flip-Flop 383 während
einer gegebenen horizontalen Abtastung, welches auf das zweite Flip-Flop 385 am Ende der Abtastzeile
weitergegeben ist usw., wie für ein übliches Schieberegister an sich bekannt. Wie dargestellt, ist der Ausgang
des nächsten Flip-Flops 385 verbunden mit einem Eingang jedes NAND-Gatters 393, 395 und 399. Der
Ausgang des Flip-Flops 387 liegt an einem Eingang jedes der NAND-Gatter 393, 397 und 399, während der
Ausgang des letzten Flip-Flops 389 an den Eingängen der NAND-Gatter 395,397 und 399 in der dargestellten
Weise liegt. Wenn somit drei Fehlerimpulse während vier aufeinanderfolgenden Abtastzeilen entstehen, dann
ist wenigstens eines der vier NAND-Gatter 393, 395, 397 und 399 auf low und da der /xw-Ausgang dieses
NAND-Gatters mit den Eingängen des NAND-Gatters 403 in Verbindung steht, kippt dieses auf den Zustand
high. Dieser Zustand klassifiziert und kennzeichnet einen Fehler innerhalb der Flasche.
Eine Schaltungsanordnung 405 ist vorgesehen, um die Forderungen für die Kennung eines Fehlers modifizieren
zu können, so daß beispielsweise nicht wie vorbeschrieben drei Fehlerimpulse innerhalb von vier
aufeinanderfolgenden Abtastzeilen erforderlich sind,
sondern ganz allgemein n—a Fehlerimpulse innerhalb von η Abtastzeilen. Wenn etwa der Schalter 405 in der
ersten Schaltperiode, wie in Fig. 10 dargestellt, geschlossen ist, dann müssen drei llorizontalabtasiungen
einen Dunkelpunkt oder dergleichen Fehlersignal wahrnehmen, und zwar innerhalb von vier Horizontal-Abtastungen,
damit auch tatsachlich am Ausgang des Gatters 403 ein Fehlersignal entsteht. Wenn der
Schaller in die nächstfolgende Stellung umgelegt wird,
nämlich die Position 2, dann müssen drei aufeinanderfolgende horizontale Abtastlinien Fehler zeigen, um ein
entsprechendes Fehlersignal am Ausgang des NAND-Gatters 403 vorzugeben. In der dritten .Schalterposition
müssen zwei aufeinanderfolgende I lorizontal-Abtastungen
auch zwei Dunkelimpulsc ergeben, um als Fehler
erkannt zu werden. Wenn der Schalter 401S in d'c
Position vier umgelegt wird, dann werden zwei Fchlcrimpulse, die innerhalb von drei aufeinanderfolgenden
Zeilen angezeigt werden, zu einem Impuls verarbeitet, der zu einer Zurückweisung bzw. /i:'n
Schalters 405 schließlich wird ein Fehierimpuls am Ausgang des NAND-Gatters vorhanden sein, wenn in
einer ein/einen abgetasteten horizontalen Zeile auch ein Fchlcrsignal auftritt.
Andere Bedingungen müssen getroffen werden wäh;cnd der gegebenen Zeitperiode der Abtastung, so
beispielsweise die, daß cine Flasche tatsächlich auch wahrgenommen "/in!. Obwohl diese selbstverständlich
und inrfern bezüglich der Überwachung unnötig
erscheint, muß es doch hervorgehoben werden, daß die Logikschaltung an sich bei der Überprüfung auf
Fehlstellcnimpulse nicht zwanglä'ifig auf das tatsächliche
Vorhandensein einer Flasche achtet, so daß Bedingungen getroffen werden müssen, daß für den Fall,
daß während eines Abtastvorganges eine Flasche im Abtastbcreich nicht vorliegt, keine Fehlerimpulse
auftreten können. Dementsprechend ist der Logikschaltkreis so ausgelegt, daß er die Anwesenheit einer
Flasche für seine Arbeit zur Bedingung macht, und zwar unter Bezugnahme auf einen Schallkreis 59, wie er im
Ausführungsbeispiel in Pig. 11 gezeigt ist, der die Wahrnehmung einer Flasche im Abtastbereich ermöglicht
und damit das Vorhandensein eines Überwachungsgegenstandes überprüft.
Wie aus F i g. 11 ersichtlich, ist dieser Schaltung eine
Lichtemissionsdiode 407 zugeordnet, die an eine Wechselstromspannungsquelle 117 angeschlossen ist.
wobei in der dargestellten Weise ein Vierweg-Gleichrichter 409 zwischen die Stromquelle und die Diode
geschaltet ist. Das von der Emissionsdiode 407 abgegebene Licht trifft auf eine Fotozelle 411, die im
Kollektor-Basiskreis eines Transistors 413 lieg! Der Transistor 413 wird durchgeschaltet, wenn die Fotozelle
411 mit Licht beaufschlagt wird und er sperrt, wenn kein
Licht auf die Fotozelle fällt. Der Lichtstrahl von der Diode 407 wird von einer Flasche reflektiert, wenn diese
vor der Diode vorbeibewegt wird. Der reflektierte Lichtstrahl fällt dann auf die Fotozelle 411, wobei die
geometrische Anordnung zwischen den genannten Objekten in geeigneter Weise getroffen ist Wenn somit
eine zu überprüfende Flasche bei ihrer Bewegung vor die Diode 407 gelangt, nimmt der Widerstand der Diode
411 ab und schaltet den Transistor 413 durch. Damit wird ein negatives Signal dem nichtinvertierten Eingang
eines Operationsverstärkers 415 zugeführt. Der Verstärker 415 ist mit einem Rückkoppel-Widerstand 417
und einer Füteranordnung mit den Kondensatoren 419 und 421 versehen. Der Filterkondensator 419 verhindert,
daß ein von der Gleichrichteranordnung noch
vorhandener Brumm sich auf die Arbeitsweise des Überwachungskreises auswirken kann. Der Verstärker
415 gibt in Übereinstimmung mit dem negativen Ausgangssignai die Impulsinformation low vor, die
einem Schmitt-Trigger zugeführt wird, der aus den Transistoren 423 und 425 bestehL Das Low-Signal an
der Basis des Transistors 425 sperrt diesen, so daß die Sp^jnung an der Basis des Transistors 425 positiv wird.
Damit schaltet der Transistor 425 durch, dessen Ausgang geht auf low und dieses Signal liegt wiederum
an dem Transistor 429 Ober den Begren?angswiderstand 427 an. Hieraus ergibt sich, daß der Transistor 429
durchschaltet und die Spannung an der Basis des Transistors 431 in positiver Richtung verändert. Der
Transistor 431 schaltet durch, wobei dessen Ausgangsinformation low dem monostabilen Schaltkreis 433
eingegeben wird, der im wesentlichen aus einem aus den NAND-Gattern 435 und 437 gebildeten Flip-Flop
besteht, "rVcbci eine Rückko™"!!!?!0 über den Kondensator 439 und einen Transistor 447 in der aus der
Schaltung ersichtlichen Weise gegeben ist.
Anfangs befindet sich der Ausgang des NAND-Gatters 435 auf low, welches Signal auch an der Basis des
Transistors 447 über den Kondensator 439 anliegt. Damit ist der Transistor 447 gesperrt und es liegt ein
Lew-Signal am Eingang des NAND-Gatters 437. Der Ausgang des NAND-Gatters 437 ist jedoch normalerweise auf high. Wenn der Transistor 431 ein Lotv-Signal
an seinem Ausgang vorgibt, welches das Vorhandensein einer zu überwachenden Flasche anzeigt, dann führt
di.ses Signal dazu, daß das NAND-Gatter 435 am Ausgang ein High-S\gna\ produziert, welches der Basis
des Transistors 447 über den Kondensator 439 zufließt. Damit schaltet der Transistor 447 durch und gibt sein
ausgangsseitiges W/gTi-Signal an den Eingang des
NAND-Gatters 437 weiter. Der Ausgang des NAND-Gatters 437 geht damit auf feie. Der Impulszustand low
liegt an der Ausgangsklemme 455 über den Koppelkondensator 457 und am Transistor 451, der durchgeschaltet
wird und der eine Lampe 453 einschaltet, um die zu überwachende anwesende Flasche sichtbar zu machen.
Nach einer vorbestimmten Zeitperiode, die durch die Kapazität des Kondensators 439 und den Widerstand
440 bestimmt wird, sperrt der Transistor 447 wieder, so daß der Ausgang des NAND-Gatters 437 zurück in den
Zustand high fällt. Dieses High-Signa] liegt an der Basis
des Transistors 451 und sperrt auch diesen, so daß die Lampe 453 wieder erlöscht.
Zurückkommend auf die Darstellung von Fig. 10 ist
des weiteren festzustellen, daß der Ausgang des die Flasche wahrnehmenden Schaltkreises an einer Klemme eines doppelt invertierenden Verstärkers liegt, zu
dem die NAND-Gatter 459 und 461 gehören, die eine geringe Verzögerung für das Low-Signal zur Feststellung der Flasche mittels des monostabilen Schaltkreises
433 in F i g. 11 bewirken. Dieses Signal liegt über die
NAND-Gatter 459 und 461 an dem monostabilen Multivibrator 465. Entsprechend wird der Ausgang Q
positiv und der Ausgang φ low. Der positiv werdende Ausgang des monostabilen Multivibrators 465 liegt des
weiteren an dem in F i g. 11 dargestellten Schaltkreis für
die Beleuchtungseinrichtung (strobe fire circuitry).
Gemäß der Schaltungsdarstellung von F i g. 11 liegt
das positive Signal bzw. das Signal der Wertigkeit high am Eingang 471 und unmittelbar über einen Schalter 473
an der Basis des Transistors 475 über einen Kondensator 477. Der Transistor 477 schaltet durch, so daß ein
Strom von der Fünf-Volt-Spannungsquelle an die
Primärwindungen eitles Transformators 479 gelegt ist.
Die Fünf-Volt werden nach Transformation einer Tor-Schaltung SCR des Schaltkreises 21 von Fig.3
zugeführt, d. h. also des Schaltkreises, der die Lampe zur Belichtung der Glasgegenstände kurzzeitig aufleuchten
läßt, so daß ein 2,5 Volt Wechselstrom die Lampe aufleuchten läßt.
Der monostabile Schaltkreis 465 ist gemäß Fig. 10
derart ausgelegt, daß er in seinem metastabilen Zustand
für eine ausreichend lange Zeit bleibt, die ausreicht,
einen von der Stroboskoplampe erzeugten elektrischen Brumm zu unterdrücken. Nachdem der monostabil
Multivibrator 465 in seinen stabilen Zustand zurückgekippt wird, steht am Ausgang ζ) desselben ein
Hig/?-lmpuls an, der einem zweiten monostabilen
Schallkreis 467 zugeführt ist, welcher hieraufhin ausgangsseitig am Ausgang Q auch die positive
Wertigkeit einnimmt. Diese liegt dann über den Ausgang 468 an dem Eingang 273 von Fig.8. Der
positive ode·· Η/^Λ-Ausgang liegt darüber hinaus am
NAND-Gatter 401, dessen Ausgang high ist, wenn der Ausgang des NAND-Gaiters 403 die Impulswertigkeit
low besitzt. Damit ist der Schaltkreis 391 für die Kennung von Fehlersignalen synchronisiert mit dem
Blitzlichtmechanismus, so daß sichergestellt ist, daß ein Signal, welches die Zurückweisungsvorrichtung betätigt, nur dann am Ausgang des NAND-Gatters 401
erscheint, wenn auch tatsächlich ein Fehler innerhalb des überwachten Glaskörpers festgestellt ist, während
die den Glaskörper beleuchtende Lampe brennt Der Ausgang des NAND-Gatters 401 ist verbunden mit
einer Verzögerungsschaltung 471 für den Zurückweisungs- bzw. Ausscheidungsmechanismus schafhafter
Gegenstände, wobei dieser aus einer Reihe von
monostabilen Multivibratoren 473, 475, 477 und 479
zusammengesetzt ist. Bei Vorgabe eines Zurückweisungssignals am Ausgang des NAND-Gatters 401 wird
der Multivibrator 473 in seinen metastabilen Zustand gekippt und bleibt hier für eine vorbestimmte
Zeitperiode. Nach dem Zurückkippen des Multivibrators 473 in seinen Grundzustand geht der Multivibrator
475 in seinen meti stabilen Zustand für die ihnen innewohnenden Zeitperioden usw., bis das Ausgangssignal des ^Ausgangs des Multivibrators 479 einen
positiven Wert einnimmt, also auf high liegt. Dieses Signal erregt einen Auswerfmechpnismus für eine
Flasche, wie er etwa aus Fig. 12 zu entnehmen ist und welcher dafür sorgt, daß die für schadhaft befundene
Flasche von dem Förderorgan 11 entnommen wird.
so Es soll in diesem Zusammenhang Erwähnung finden,
daß die Gesamtheit zum Kippen der genannten Multivibratoren so bemessen ist, daß sie der Zeit
entspricht, die die schadhafte Flasche von der Überwachungsposition bis zur Auswurfklappe oder
dergleichen Zurückweisungsorgan an Transportzeit benötigt Hierfür können die Zeitperioden, während der
die Mult'vibratoren in ihrem metastabilen Zustand verbleiben, über ein Potentiometer 481 und ein direkt
damit verbundenen Verstärkerkreis 483 eingestellt
werden. Bewegt man den Mittelabgriff des Potentiometers in Richtung auf diejenige Anschlußklemme des
Potentiometers 481, die mit der Fünf-Volt-Spannungsquelle verbunden ist dann wird die Zeitdauer bis zur
Auslösung der Auswerfvorrichtung herabgesetzt wäh
rend dann, wenn der Mittelabgriff in Richtung auf die
Erdverbindung des Potentiometers verschoben wird, die Verzögerungszeit sich verlängert
Schaltung zur Auslösung des Auswerfmechanismus. Ein
Transformator 485 transportiert eine Spannung von 120
Volt herunter auf 24 Volt. Diese Spannung wird über einen Zweiweg-Gleichrichter 487 gleichgerichtet. Der
Ausgang des Gleichrichters 487 ist mit einer Relaisspule 67 verbunden, die den Antriebsmechanismus des
Auswerforgans schaltet, und es sind in der dargestellten Weise in die Schaltung Begrenzungswiderstände 489,
der Widerstand 491 und der Kondensator 493 eingeschleift Eine Lampe 495 dient der Anzeige des
Auswerfvorganges. Ein SCR 497 liegt zu den Ausgangsklemmen des BrUckengleichrichters 487 parallel und in
Reihe mit der Parallelschaltung des Widerstands 491 und des Kondensators 493 sowie mit dem Solenoid 67.
Die Verbindung mit der Sekundärspule des Transformators 499 ist in der aus der Zeichnung in Fig. 12
ersichtlichen Weise hergestellt. Eine Fünf-Volt-Spannungsquelle liegt an einer Anschlußklemme der
Primärspule des Transformators 499 über eine Parallelschaltung eines Kondensators 501 mit einem Widerstand
503, während das andere Ende der Primärwicklung über die Klemme 507 an dem Q-Ausgang des
Multivibrators 479 des Verzögerungskreises für den Zurückweisungsvorgang gemäß Fig. 10 liegt. Der
Kondensator 501 sorgt für eine ausreichende Filterwirkung, so daß Br/mm-Spannungen nicht in der Lage sind,
das SCR 497 durchzuschalten. Die Diode 505 begrenzt die Spannungsspitzen der Primärwicklung des Transformators
499.
Die Aufladung des Kondensators 493 erfolgt über den Strombegrenzungswiderstand 489. Das Solenoid 67
bestimmt die Aufladung des Kondensators 493, wobei die Spannung über den Transformator 485 und die
ίο Dioden-Brückenschaltung bzw. den Vierweg-Gleichrichter
487 bestimmt ist. Bei normaler Arbeitsweise wird der Kondensator 492 positiv aufgeladen, wobei kein
Strom durch das Solenoid fließt.
Wenn ein Zurückweisungssignal auftritt, geht das Potential an der Klemme 507 des Transformators 499 auf Erdungspotential und der in der Primärspule fließende Strom triggert über die Sekundärspule üas SCR 497. Dieses entlädt den Kondensator 493 über djs Solenoid 67, d. h., das die Zurückweisung einer schadhaften Flasche bewirkende Solenoid wird erregt. Der Widerstand 491 begrenzt den Stromfluß durch die Lampe 495 während der Betätigung der Auswerfvorrichtung.
Wenn ein Zurückweisungssignal auftritt, geht das Potential an der Klemme 507 des Transformators 499 auf Erdungspotential und der in der Primärspule fließende Strom triggert über die Sekundärspule üas SCR 497. Dieses entlädt den Kondensator 493 über djs Solenoid 67, d. h., das die Zurückweisung einer schadhaften Flasche bewirkende Solenoid wird erregt. Der Widerstand 491 begrenzt den Stromfluß durch die Lampe 495 während der Betätigung der Auswerfvorrichtung.
Hierzu K) Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Elektronische Einrichtung zur Erfassung optisch
erkennbarer Fehler in durchsichtigen Gegenständen, wie Glasflaschen, mit einer Lichtquelle, die von
einer einen vorgebbaren Abschnitt der Gegenstände abtastenden Fernsehkamera aus gesehen, hinter den
Gegenständen angeordnet ist, und diese während ihrer Vorbeibewegung an der Fernsehkamera
blitzartig für die Dauer eines Abtastintervalls
durchleuchtet, mit einem Videodetektorkreis, dem die während jeder Abtastung einer Zeile von der
Fernsehkamera wahrgenommenen Kantenimpulse der in Bewegungsrichtung vorderen und hinteren
Randkanten jedes Gegenstandes zugeführt sind, mit einem an den Videodetektor angeschlossenen
elektronischen Entscheidungs- und Verarbeitungskreis, der Videosignale für die Gut- oder Schlecht-Kennung der durchsichtigen Gegenstände derart
verarbeitet, <Jaß bestimmte Teile des empfangenen
Videosignals, wozu die Kantenimpulse gehören, während eines Abtastvorgangs einer Zeile unterdrückt werden, und daß nur dann ein Fehlersignal
während eines Abtastvorgangs einer Zurückweisungsvorrichtung für fehlerhafte Gegenstände zugeführt wird, wenn dieses innerhalb eines nicht
unterdrückten Teils des empfangenen Videosignals für die Abtastzeile liegt, wobei der elektronische
Entscheidungs- und Verarbeitungskreis einen an die Kamera angeschlossenen Zeitimpulsgeberkreis aufweist, der zur Erzeugung eines Abtastfensters
unmittelbar nach dem Beginn und unmittelbar vor dem Ende einer jede» horizontalen Abtastzeile
Bezugssignale abgibt irud weitere zugeordnete Schaltorgane zur Erzeugung von zwei weiteren, zu
den genannten Bezugssignalen komplementären Bezugssignalen vorhanden sind, die dem Videodetektorkreis zugeführt werden, der dann auf ein
Ausgangssignal der Kamera nicht anspricht, wenn die letztgenannten Bezugssignale sich auf ihrem
niedrigen Niveau befinden sowie entsprechend den Schaltkreisen für die horizontale Abtastung ausgebildete Schaltkreise für die vertikale Abtastung zur
Erzeugung von vier weiteren entsprechenden Bezugssignalen, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Entscheidungs- und Verarbeitungskreis eine als Filter wirkende Zeitverzögerungsschaltung
(43) zugeordnet ist, die ein Widerstandsnetzwerk (155) aufweist, welches mit einem Eingang eines
Verstärkers (153) verbunden ist, der ausgangsseitig über eine Diodenkette an einen komplementären
Symmetrieverstärker (157) angeschlossen ist, der seinerseits mit in Reihe geschalteten Verzögerungsleitungen (159, 161, 163) gekoppelt ist, von denen
zwei (159,163) eine Mehrzahl von mit jeweils einem gemeinsamen Ausgang (160,162) verbundenen eine
bestimmte Verzögerungszeit darstellenden Abgriffen aufweisenden und mit den Eingängen eines
Differentialverstärkers (165) verbunden sind, der Änderungen der Signalamplitude nur während eines
bestimmten Zeitintervalls vergleicht und dem ein Trennverstärker (167) nachgeschaltet ist, dessen
Ausgangssignale einem Breiten- und Spitzendetektor (45) zugeführt werden, welcher Komparatoren
(169,189,195,209 und 217) aufweist, von denen ein
Komparator (169) die über einen Kondensator (171) abfallende Spannung, welche der durchschnittlichen
Gleichspannung eines Videosignals während der Abtastung einer horizontalen Zeile durch die
Fernsehkamera (25) entspricht, mit der über eine Leitung (197) vom Trennverstärker (167) zugeführten verzögerten Videosignalspannung vergleicht, ein
weiterer (209) dieser Komparatoren einen Impulsbreitendiskriminator (201) darstellt, der nur bei
Überschreiten einer einstellbaren Impulslänge ein Ausgangssignal abgibt und einen zweiten weiteren
dieser Komparatoren (217) dem über die geuannte Leitung (197) zugeführte verzögerte Videosignale
die Ausgangssignale eines Zeitimpulsgeberkreises (39, 41) für eine Videosignalweitergabe nur innerhalb des Abtastfensters zugeführt werden, und daß
der Ausgang des Breiten- und Spitzendetektors (45) über einen Inverter (220) mit einer Ausgangsleitung
(221) an dem Schaltkreis (47) für die Diskriminierung des durch die Kanten entstehenden Impulses liegt,
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Filter wirkende Verzögerungsleitungsschaltung (43) eingangsseitig mit einem
Ausgang der Fernsehkamera (25) verbunden ist, die jeweils noch einen Ausgang für einen Zeitgeberkreis
für ein rechteckiges und ein rundes Bildfenster (39, 41) und für den Kantendetektor (49) aufweist
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitendiskriminator
(201) zur Erzeugung einer Spannung mit einer der Zeitdauer eines einer Veränderung in dem Brechungsverhalten des Gegenstands entsprechenden
Videosignals proportionalen Amplitude mit dem Komparator (195) über einen Inverter (203)
verbunden ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberkreise
(39, 41) zur Vorgabe des rechteckigen bzw. runden Bildfensters monostabile Multivibratoren (73,75,77,
79) beziehungsweise Transistorschaltungen (103, 113, 112, 126) aufweisen, die mit zugehörigen
Kondensatoren (111 bzw. UO) die Fenstergröße bestimmen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentiometer (133) zur
Veränderung des Durchmessers des Rundfensters in Übereinstimmung mit dem gegebenen Bodendurchmesser einer runden Flasche vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Abtastung der Videokamera (25) entlang der vertikalen
Kanten des Prüfgegenstands die von der Kamera erfaßten und von den vertikalen Kanten des
Gegenstands durch die Verarbeitung des Videosignals hervorgerufenen Änderungen der Lichtintensität eliminierend verläuft.
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