FR2538113A1

FR2538113A1 - Appareil pour la detection de defauts dans des objets transparents

Info

Publication number: FR2538113A1
Application number: FR8320385A
Authority: FR
Inventors: Tsukasa Watanabe
Original assignee: Yamamura Glass KK
Current assignee: Yamamura Glass KK
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1983-12-20
Publication date: 1984-06-22
Also published as: US4547067A; DE3345851A1; GB8333236D0; JPH0310065B2; GB2135769B; CA1205886A; FR2538113B1; DE3345851C2; JPS59114445A; GB2135769A

Abstract

DANS UN SYSTEME DESTINE A DETECTER DES CORPS ETRANGERS QUI CONSTITUENT DES DEFAUTS DANS UNE BOUTEILLE DE VERRE, ENTRE UN TRAJET DE PROJECTION D'UNE LUMIERE DIFFUSEE VERS L'OBJET 1 A INSPECTER ET L'OBJET, UNE PLAQUE DE POLARISATION PLANE 3A D'UN POLARISEUR CIRCULAIRE 3 QUI COMPREND LA PLAQUE DE POLARISATION PLANE 3A COMBINEE A UNE PLAQUE QUART D'ONDE 3B EST DISPOSEE DU COTE DE LA LUMIERE DIFFUSEE ALORS QUE, DANS UN TRAJET LUMINEUX QUI A POUR EFFET QUE LA LUMIERE TRAVERSANT L'OBJET 1 FORME UNE IMAGE SUR UN DETECTEUR PHOTO-ELECTRIQUE 6 APRES PASSAGE DANS UNE LENTILLE 4, UN POLARISEUR CIRCULAIRE 7 DU COTE DE DETECTION QUI COMPORTE UNE PLAQUE QUART D'ONDE 7B ET UNE PLAQUE DE POLARISATION PLANE 7A EST PLACE. UN SIGNAL ELECTRIQUE 8 DE SORTIE DU DETECTEUR PHOTO-ELECTRIQUE 6 EST SOUMIS A UN TRAITEMENT ANALOGIQUE.

Description

253811 v 1, La présente invention concerne un appareil pour

la détection de défauts et,plus particulièrement, un ap-

pareil pour la détection de défauts dans des corps ou objets transparents tels que des bouteilles en verre et analogue. Parmi les appareils permettant d'effectuer la détection de défauts du type décrit ci Sdessus, on connaît

un type classique qui fait appel à un système à obscuri-

té, et un autre type qui est basé sur un système à lumiè-

re polarisée.

Le système à obscurité est agencé de manière à projeter des parties sombres correspondant à des corps étrangers et analogues sur un plan de détection grâce à l'utilisation de la propriété qu'ont les corps étrangers mélangés à un matériau brut d'un corps transparent à faire

écran à la lumière, cet objet transparent étant inspecté.

Cependant, dans le système à obscurité, les ar-

ticles à inspecter sont limités à des corps étrangers tels

que des morceaux de briques ou des métaux, etc, Par exem-

ple, dans le cas o l'article à inspecter est une bouteil-

253811 X

2. le en verre, le mélange d'un corps étrangers tel que du verre finement cristallisé dans le matériau brut n'est pas permis à caus e de la formation de contraintes ou de

déformations indésirables, mais dans le système à obscu-

rité il est impossible de détecter des corps étrangers transparents de cette nature, En outre, dans ce système, si on a l'intention d'augmenter la sensibilité de façon

à pouvoir détecter des corps étrangers même de petite tail-

le, une couture, un fini du type satiné, une gravure, etc.

qui ne doivent pas être considérés comme des corps étran-

gers sont inévitablement détectés sans être différenciés

des corps étrangers, et ainsi l'objet est jugé à tort com-

me un article défectueux Les agencements basés sur le système précédent sont décrits dans l'art antérieur, par exemple dans les brevets des EtatsUnis d'Amérique N O 3 727 068 et N O 4 280 624, D'autre part, le système à lumière polarisée comporte des plaques de polarisation qui sont disposées respectivement à un côté d'incidence de la lumière, o la lumière est projetée sur l'objet à inspecter, et de plus, à un côté de détection o la lumière transmise à travers

l'objet à inspecter est détectée, avec les axes princi-

paux de ces plaques de polarisation disposées de manière à se couper à angle droit (comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 963 348) Dans le cas o aucun corps étranger ou analogue n'est présent dans la

matière brute de l'objet à inspecter, comme la lumière po-

larisée en plan sortant de la plaque de polarisation du

côté incident est transmise telle quelle à travers l'ob-

jet à inspecter, cette lumière transmise est masquée par

la plaque de polarisation du côté détection de sorte qu'el-

le n'atteint pas la plaque de détection Par ailleurs, dans le cas o des corps étrangers sont présents dans la matière brute pour y créer des efforts, une composante de lumière polarisée dans le plan transmise par la plaque de 3,

polarisation du caté détection est formée dans la lu-

mière transmise à travers l'objet & inspecter, par l'ef-

fet photo-élastique à la partie soumise à un effort En détectant une telle composante dans le plan de détection, la détection de la présence de corps étrangers, c'està- dire la détection d'un défaut doit être effectuée,

Cependant, la plupart des corps étrangers mélan-

gés à une matière brute sont généralement exempts d'ef-

forts, même s'ils sont de grande taille, et, en outre,

de tels corps étrangers ont dans la plupart des cas la proprié-

té d'agir en écran de protection contre la lumière Par conséquent, la lumière transmise correspondant aux corps étrangers ne peut être détectée dans la plupart des cas, et seule la lumière transmise qui est formée aux parties périphériques des corps étrangers due aux efforts peut être quelque peu détectée Par conséquent, la précision de détection des systèmes à lumière polarisée, tels qu'ils ont été décrits jusqu'ici, est considérablement faible par rapport aux systèmes à obscurité, Si l'on doit

2 Q augmenter la pr écis&on de détection d'un système à lumiè-

re polarisée, on doit utiliser un détecteur photo-élec-

trique coeteux, tout en devant accroltre l'intensité lumi-

neuse d'une source de lumière etpar conséquent, il est nécessaire de prendre diverses contre\mesures telles que l'installation d'un dispositif de refroidissement pour éviter que la plaque de polarisation ne fonde à la chaleur due à la lumière, ou de prévoir un système de distribution d'eau, ce qui se traduit par des inconvénients tels que

la construction devient ftcheusement compliquée, avec com-

3 Q me autre conséquence, l'incommodité des manipulations et les difficultés d'entretien, etc, En dibors des agencements précédentsf comme exemple de système à obscurité, celuti ci peut être agencé de manière qu'une paire de plaques de polarisation planes dont les axes principaux ont la même direction, soient 4,

disposées aux côtés avant et arrière de l'objet à inspec-

ter de sorte que la lumière puisse être transmise jus-

qu'au côté de détection seulement lorsqu'aucun corps étranger n'est présent dans l'objet a inspecter, pour la détection de défauts dans des corps transparents Cepen- dant, dans le cas précédent, il est fastidieux de régler

l'alignement des axes principaux des plaques de polarisa-

tion, alors qu'on n'a pas encore obtenu des résultats suf-

fisamment favorables.

Par conséquent, un objet principal de la pré-

sente invention est un appareil perfectionné de détec-

tion de défauts dans des objets transparents, qui présen-

te une précision de détection élevée grace à une construc-

tion simple de manitère à sensiblement éliminer tous les inconvénients inhérents aux appareils classiques de cette sorte. Selon la présente invention, on prévoit un

système ayant les caractéristiques suivantes.

Plus spécifiquement, l'appareil de détection

de défauts pour objets transparents selon la présente in-

vention est agencé de façon que, en projetant une lumière diffusée vers un objet à inspecter, la lumière transmise à travers l'objet forme une image par l'intermédiaire d'un système de lentille de manière a transformer l'image

optique en signal électrique dans un détecteur photo-élec-

trique disposé sur une surface de formation d'image dans

le but de juger la qualité de l'objet à inspecter en sou-

mettant le signal électrique à un système de traitement

de signal, et est caractérisé en ce qu'on prévoit un po-

lariseur circulaire du côté incidentl qui comprend une plaque de polarisation comebinée à une plaque quart d'on de et est disposé entre la source de lumière diffusée et l'objet à inspecter de manière à recevoir la lumière diffusée par la plaque polarisée dans la direction d'un côté de la source lumineuse pour sortir une lumière , monochromatique correspondant à la plaque quart d'onde

à partir d'un côté de cette plaque, comme lumière pola-

risée circulairement dans une direction de rotation pré-

déterminée, et un polariseur circulaire du côté détection qui comprend une plaque quart d'onde combinée à une pla-

que de polarisation et est disposé entre l'objet à ins-.

pecter et le détecteur photoélectrique de manière à re-

cevoir une lumière polarisée circulairement de la lumiè re transmise par l'objet à inspecter et dans le même sens de rotation que la lumière polarisée circulairement au côté incident, par la plaque quart d'onde dirigée vers le côté de l'objet à inspecter pour sortir comme lumière polarisée dans un plan à partir du cité de la plaque de polarisation. Selon la présente invention, on peut obtenir les

effets suivants, sur la base des principes décrits précé-

demment. (a) Au lieu de détecter les corps étrangers masquant la lumière qui sont mélangés dans l'objet à inspecter

comme parties obscures telles qu'elles le sont dans le sys-

tème classique à obscurité, les parties obscures corres, pondant à des parties soumises à effort, contiguës aux corps étrangers,sont formées autour des parties sombres

par les corps étrangers, en plus des parties sombres cor-

respondant aux corps étrangers eux-mêmes, et, par consé-

quent, la surface des parties obscures détectées comme ima-

ge défectueuse est accrue par rapport à celle du cas classique, avec comme conséquence une notable amélioration de la précision de détection, (b) Bien qu'on puisse détecter les corps étrangers transparents,tels que le verre finement cristallisé dans

le système classique obscurité ces corps tels que le ver-

re finement cristallisé peuvent être facilement détectés comme image défectueuse constituant les parties sombres selon l'appareil de détection de la présente invention, et 6; en outre, comme les corps étrangers sans effort peuvent

être détectés de la manière similaire au système classi-

que à obscurité, la gamme des corps étrangers pouvant

être détectée peut être agrandie dans une large mesure.

(c) Par ailleurs, la couture, le fini du type satiné et la gravure, etc sur la surface d'une bouteille en verre et analogue, ne doivent pas être détectés comme défaut, et selon l'appareil de détection de défauts de la présente inventionde telles parties transparentes ne supportant aucun effort ne sont pas détectées comme défauts et, donc, on peut éviter de faire un jugement erronné sur

la qualité du produit.

La présente invention sera bien comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les des-

sins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un diagramme expliquant un mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 2 est un schéma sous forme de blocs représentant un système de traitement de signal; La figure 3 est une vue schématique en élévation avant d'un exemple spécifique de détecteur photo-électrique;

Les figures 4 (a) et 4 (b) sont des diagrammes ex-

pliquant la relation entre axes principaux de polariseurs circulaires, respectivement;

Les figures 5 (a) et 5 (b) sont également des dia-

grammes expliquant une autre relation entre axes princi-

paux de polariseurs circulaires; La figure 6 est un graphique représentant les

caractéristiques de filtrage de la lumière d'une structu-

re de filtrage de lumière monochromatique Les figures 7 et 8 sont des schémas représentant respectivement des images défectueuses;

La figure 9 est un diagramme représentant un au-

tre agencement de détection; La figure 10 est une vue schématique en élévation 7,

avant d'un exemple spécifique de détecteur photo-électri-

que selon tun second mode de réalisation de la présente in-

vention; et Les figures 11 à 15 sont des vues schématiques en élévation avant représentant respectivement des exem- ples spécifiques de détecteurs photo électriques selon

un troisième mode de réalisation de la présente invention.

En liaison maintenant avec les dessins, en par-

ticulier avec les figures 1 à 8, on a représenté en figu-

re 1, un appareil de détection de défauts pour objets transparents selon un mode de réalisation préféré de la

présente invention, qui a pour but d'inspecter des bouteil-

les en verre comme objets à inspecter pour l'examen des

défauts présents dans une de leurs parties A un côtê in-

cident, o de la lumière diffusée est projetée à partir d'une plaque de diffusion 2 agissant en source de lumière diffusée, vers l'objet 1 à inspecter, on a disposé un polariseur circulaire du cô 8 té incident 3 qui comporte une plaque de polarisation en plan 3 a combinée à une plaque quart d'onde 3 h de manière à recevoir la lumière diffusée

par la plaque 3 a qui est dirigée vers le côté source lumi-

neuse pour sortir de la lumière monochromatique correspon-

dant à la plaque quart d'onde 3 b à partir du côté de cet-

te plaque comme lumière polarisée circulairement dans une

direction de rotation prédéterminée Par ailleurs, au cô-

té de détection disposé de manière à recueillir la lumiè-

re transmise par l'objet 1 à inspecter, par un système de lentille 4 afin de former une image optique qui est

transformée en signal électrique par un détecteur photo-

électrique 6 monté sur un plan-image 5, on a disposé un polariseur circulaire 7 du côté détection qui comprend une plaque quart d'onde 7 h similaire à la plaque quart d'onde

3 b du côté incident et combinée à une plaque de polarisa-

tion plane 7 a de façon qu'il y ait réception de la lumière polarisée circulairement ayant traversé l'objet 1 dans la même di, 8, rectionde rotation que la lumière polarisée circulairement au côté incident, par la plaque 7 b dirigée vers le côté de l'objet 1, pour sortir comme lumière polarisée en

plan du côté de la plaque 7 a, Ainsi, le signal électri-

que produit par -le détecteur 6 par la lumière pola- risée en plan provenant du polariseur 7 est soumise à un traitement analogique dans un système de traitement de signal 8 lors d'un stade ultérieur, d'on il résulte la détection des défauts dans l'objet 1 a inspecter, Comme décrit antérieurement, dans le cas o un polariseur circulaire droit, dans lequel un axe principal Q 1 de la plaque quart d'onde 3 b est dévié de r/4 dans

le sens des aiguilles d'une montre vu du côté de la pla-

que quart d'onde 3 b, par rapport à un axe principal Pl de la plaque de polarisation en plan 3 a placée (ou en regard) au côté de la source lumineuse, comme représenté en figure 4 (a), est employé comme polariseur circulaire 3 du côté incident, un autre polariseur circulaire droit, dans lequel un axe principal Q 2 de la plaque quart d'onde

7 b est dévié de w/4 dans le sens des aiguilles d'une mon-

tre observé à partir du côté de la plaque 75 (figure 4 (a)) montre l'état tel qu'il est observé à partir du côté de

la plaque 7 b par rapport à un axe principal P 2 de la pla-

que de polarisation 7 a en regard du côté du détecteur

photo-électrique 6, est employé comme polariseur circulai-

re 7 du côté détection Inversement, dans le cas o un polariseur circulaire gauche, dans lequel l'axe principal Q 1 de la plaque quart d'onde 3 b est dévié de w/4 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à l'axe principal Pl de la plaque de polarisation plane 3 a en regard du cité de la source lumineuse tel que vu' en figure 5 (a),est employé comme polariseur circulaire 3 du côté incident, un autre polariseur circulaire gauche dans lequel l'axe principal-Q 2 de la plaque quart d'onde

7 b est dévié de w/4 dans le sens inverse des aiguilles -

g,

d'une montre par rapport à l'axe principal p 2 de la pla-

que de polarisation plane 7 a tel qu'observé du côté de la plaque quart d'onde 7 b, est employé comme polariseur circulaire 7 du cité détection comme en figure 5 (b) représentant l'état tel qu'il est vu du cité de la plaque quart d'onde 7 b, Bien que le polariseur 7 soit disposé dans une

position proche du détecteur photo-électrique 6 de maniè-

re à réduire l'influence des épaisseurs ou des erreurs de réglage, etc de la plaque de polarisation 7 a, de la

plaque quart d'onde 7 b et analogue dans la mesure du pos-

sible, le polariseur circulaire 7 peut être disposé en

tout autre endroit en matière de principe dans la mesu-

re o elle se trouve entre l'objet 1 à inspecter et le dé-

tecteur photoélectrique 6 et, par exemple, il peut être

prévu au côté avant du système optique 4.

Comme les plaques quart d'onde 3 b et 7 b des polariseurs 3 et 7 sont destinées à correspondre à de la lumière monochromatique avec une longueur d'onde à 800 nm, il est nécessaire de choisir la lumière monochromatique ayant la longueur d'onde de 800 nm à partir de la lumière

devant être employée pour la détection.

Le choix de la lumière monochromatique, comme dé-

crit ci-dessus, peut être effectué immédiatement après l'émission de la lumière diffusée par la plaque 2, mais

dans le présent mode de réalisation, un filtre de comman-

de de longueur d'onde,9,ayant une caractéristique de fil-

trage de lumière représentée par "a" en figure 6 est dispo-

sé à l'avant du polariseur circulaire 7, Simultanément à ce qui précède, une plaque de polarisation d'infrarouge ayant la caractéristique de filtrage de lumière représentée

par "b" en figure 6 eat employée comme plaque de polarisa-

tion 7 a du polariseur 7 pour réglage de manière que la lumiè-

re monochromatique ayant une longueur d'onde d'environ 800 nm puisse être filtrée au côté de détection, l Q, Comme la lumière filtrée dans un tel agencement n'est pas une lumière monochromatique au sens strict du mot mais est une lumière ayant une certaine largeur

de bande par rapport à la longueur d'onde de 800 nm consi-

dérée comme le centre, comme représenté par les hachures de la figure 6, de la lumière polardsée circulairement

correcte ne peut être obtenueavec la lumière ayant ten-

dance à donner une lumière polarisée elliptiquement dans

une certaine mesure Cependant, la lumière polarisée ellip-

tiquement à un tel degré n'a pas beaucoup d'effet sur la précision de la détection, et une certaine largeur de bande peut être fournie sans inconvénient En outre, une intensité de lumière suffisante pour la détection peut

ainsi être obtenue On notera ici que le filtre 9 de com-

mande de longueur d'onde n'est pas nécessaire à l'avant de la plaque quart d'onde 7 b, mais peut être disposé en n'importe quel endroit entre la source lumineuse et une

position située immédiatement à l'avant du détecteur photo-

électrique 6, et si le filtrage de la lumière monochroma-

tigue est effectué au côté de détection, il est possi-

ble d'éviter l'influence par la lumière perturbante qui

peut tomber éventuellement sur un trajet lumineux.

Comme représenté en figure 3, le détecteur photo-

électrique 6 comprend un réseau de photodiodes dans le-

quel une pluralité d'éléments unitaires rectangulaires Al, A 2, et An sont alignés Les éléments Al, A 2, et An respectifs sont disposés, par exemple suivant un pas de 1,5 mm, avec une largeur morte ou zone non sensible réglée à 0,3 mm, et une telle largeur de zone est prévue pour être aussi étroite que possible,

Dans le présent mode de réalisation qui est des-

tiné à être appliqué à l'examen du corps de bouteilles en

verre, la direction longitudinale du réseau de photodion-

des est alignée avec la direction de la hauteur de la

bouteille qui constitue l'objet 1 à inspecter.

L'objet 1 est soumis à un baly Mage de lumière

des fins d'inspection en étant soumis à une rotation.

Le système 8 de traitement de signal comprend un circuit 10 qui soumet le signal électrique produit par le détecteur photo'électrique 6 à un traitement analogique, un filtre passe-haut 11 qui élimine les signaux basse fréquence d'une sortie du circuit 10, un filtre passe-has 12 qui élimine les signaux haute fréquence d'une sortie du filtre passe-haut 11, un circuit de valeur absolue 13, un comparateur 14 pour comparer une sortie de ce circuit à une tension de référence prédéterminée, et un généras teur de tension de référence 15 qui fournit la tension de référence.

On procèdera maintenant à l'explication des fonc-

tions de l'appareil de détection de défauts, Au polariseur circulaire 3 du côté incident, la

lumière polarisée circulairement dans la direction de ro-

tation prédéterminée est obtenue lors de la réception de

la lumière diffusée émise par la plaque de diffusion 2.

La lumière polarisée circulairement est projetée sur le corps de la bouteille en verre qui constitue l'objet 1 à inspecter En l'absence de corps étrangers dans le matériau de l'objet 1, la lumière polarisée circulairement traverse l'objet 1 telle quelle Comme le polariseur circulaire 3

du côté incident et le polariseur circulaire 7 du côté dé-

tection sont disposés de façon que les plaques quart d'onde respectives 3 b et 7 b soient en regard, la lumière polarisée circulairement transmise à travers l'objet 1 est reçue par le polariseur 7 de manière à sortir du coté de

la plaque de polarisation 7 a sous forme de lumière polari-

sée en plan En d'autres termes, dans le cas o aucun corps étranger n'est mélangé à l'objet 1 à inspecter, la

lumière est transmise directement au détecteur photowélec-

trique 6, Au contraire, dans le cas ot des corps étrangers 12, sont mélangés au matériau de l'objet 1 et confèrent la propriété de masquage de la lumière, la lumière tombant contre les corps étrangers n'est pas transmise quelle que soit la fonction de transmission de lumière polarisée circulairement, dans le cas du polariseur circulaire 7 du côté détection, et au plan de formation d'image o le

détecteur photo-électrique 6 est disposé, la partie cor-

respondant aux corps étrangers forme une image sombre, comme représenté par le symbole D en figure 7,

D'autre part, dans le cas o un effort est pré-

sent à la partie périphérique du corps étranger dans l'ob-

jet 1 par suite du mélange d'un tel corps, la lumière polarisée circulairement projetée sur l'objet 1 à partir du côté incident est soumise à une double réfraction par l'effet photo-élastique de la partie soumise à effort

de manière à être transmise par l'objet 1 Comme la lumiè-

re quittant l'objet 1 passe d'une lumière polarisée cir-

culairement à une lumière polarisée elliptiquement selon

le degré de l'effort, la transmission de lumière est gê-

née au polariseur circulaire 7 du côté détection selon le degré de l'effort, et au plan de formation d'image, comme représenté par le symbole F en figure 7, la partie

périphérique de la partie sombre D est entourée de la par-

tie sombre correspondant à la partie à effort Par consé-

quent, par rapport à la partie sombre D correspondant au corps étranger lui-même telle qu'elle est obtenue dans le système classique à obscurité, la surface de la partie

sombre a détecter est augmentée de la quantité correspon-

dant à la partie sombre E due à la partie soumise à effort, avec comme conséquence une amélioration de la précision

de la détection.

Dans le cas o du verre fin cristallisé est mélan-

gé à la matière de départ dans le mode de réalisation

présent o l'objet 1 est une bouteille en verre, le mélan-

ge d'un tel verre doit être considéré comme un défaut, 13. comme dans le mélange de corps étrangers Dans le cas précédent, la lumière polarisée circulairement tombant sur l'objet 1 est soumise à une double réfraction par le verre finement cristallisé Par conséquent, la lumière quittant l'objet 1 est empêchée d'être transmise par le polariseur 7 selon le degré de l'état de fusion du verre

et au plan image, la partie sombre correspondant au ver-

re se forme comme représenté par le symbole F en figure 8, Dans le détecteur photo-électrique 6 constitué

du réseau de photodiodes, le signal lumineux est transfor-

mé en signal électrique, qui est soumis à un traitement

analogique dans le circuit 10 de l'étage suivant.

Si l'on suppose que les sorties respectives des éléments unitaires Al, A 2 et An disposées suivant une

rangée pour constituer le réseau de photodiodes de la fi-

gure 3, sont représentées par EA 1, EA 2, EA 3 et E An, le

traitement pour IE An E An+ 1 i (n = 1, 2, 3,) est effec-

tué au circuit 10 etdonc, les lignes correspondant à la jonction des parties du moule de bouteille,etc o l'image est étendue suivant une direction longitudinale

par rapport au réseau de photodiodes, sont effacées, c'est-

à-dire ne sont pas détectées, car la relation devient

l EA 1 EA 21 = 0, l EA 2 EA 31 = 0,, JE An E An+ 1 I = 0.

Le signal de sortie du circuit 10 est appliqué au filtre passe-haut 11, dans lequel, par exemple, les

effets dus à la variation d'épaisseur du corps de la bou-

teille,les configurations linéaires s'étendant suivant de longs tronçons de la direction circonférentielle etc. peuvent être élimninés, Plus spécifiquementf la variation d'épaisseur constitue des ondes basseffréquence en soi, alors que les images dues aux configurations linéaires

s'étendant sur de longs tronçons de la direction circon-

férentielle ou dues à certaines coutures sont formées en long par rapport au réseau de diodes de manière à le

traverser, et par conséquentf les formes d'ondes consti-

tuent des ondes basse fréquence, Par conséquent, grâce à un agencement préliminaire destiné à couper les ondes basse fréquence inférieures à un niveau prédéterminé,de tels effets dus aux variations d'épaisseur, lignes, bandes, etc qui ne sont pas des défauts,p euvent être éliminés Ensuite, la sortie du filtre passe-haut 11 est appliqué* au filtre passe-bas 12, dans lequel l'effet dû à la configuration "satinée" de la surface de la bouteille

peut être éliminé Cela est basé sur le principe selon le-

quel, dans le cas d'une configuration en "satiné"',son image est petite et formée suivant des intervalles courts, la forme d'onde de sortie à une telle partie constitue des ondes haute fréquence Le signal provenant du filtre passe-bas 12 est en outre appliqué au comparateur 14 par l'intermédiaire du circuit de valeur absolue 13 A ce

comparateur 14, le signal est comparé à une tension de ré-

férence produite par le générateur 15 de manière à donner un signal de réjection En faisant en sorte que la tension de référence provenant du générateur 15 soit variable, on peut régler correctement la sensibilité, La sortie du comparateur 14 est appliquée à un circuit OU 16, d'oe le denier signal de réjection est appliqué à un circuit de

réjection 17 pour la bouteille.

Dans le mode de réalisation précédent, la descrip-

tion a été faite en liaison avec le cas ot l'on procède à l'examen de défauts présents au corps de la bouteille en verre servant d'objet 1 à inspecter, mais dans le cas o l'on doit rechercher des défauts présents au fond de la bouteille, comme représenté en figure 9, on peut s'arran, l ger pour qu avec la lumière deffusée projetée à partir du voisinage de la partie inférieure de la bouteille, le polariseur circulaire 3 du côté incident et le polariseur circulaire 7 du côté de détection, etc, soient disposés dans la direction longitudinale de la bouteille Dans ce

cas, le réseau de diodes constituant le détecteur photo-

Q

électrique 6 peut êtae alienéf dans sa direction longitu-

ginale, avec la direction radiale de la pa rtie inférieure de labouteille, En liaison maintenant ave c la figure 10, on décrira un second mode de réalisation de tla présente inven- tion, Dans l'appareil de détection de défauts de ce second mode de réalisation, la construction du détecteur

photo-électrique 6 du premier mode de réalisation est mo-

îO difiée de façon que chacun des éléments Ai, A 2, et An du réseau de photodiodes soit formé en parallélogramme,

avec un côté de ce parallélogramme aligné sur la même li-

gne rectiligne, de sorte que la zone aveugle W est incli-

née suivant un angle prédéterminé par rapport à la direc-

tion de passage X d'une image J de défaut, d'o il résulte la réduction de l'effet de la zone W,

* En figure 10, ot la-description est faite en

liaison avec le cas ot l'image J d'un défaut traverse le réseau de diodes 6 dans le sens indiqué par la flèche

X, la sortie JEA 4 4 A 51 a une valeur voisine de zéro lors-

que l'image J est située A la position J', mais lors de l'arrivée de l'image J A une position J", la sortie

|EA 4 4 A 51 prend une valeur correspondant approximative-

ment à la surface de l'image J, et, ainsi, l'effet de la zone aveugle W peut Etre réduit, Comme d'autres constructions de ce second mode de réalisation sont généralement semblables à celles du

premier mode de réalisation, on se contentera d'une des-

cription succinte.

En liaison avec les figures ll à 15, un troisième mode de réliaa tion de la présente invention sera décrit ci-après, Dans l'appareil de détection de défauts de ce

troisième mode de réalisation, la construction du détec-

teur photo-électrique 6 du premier mode de réalisation est 16, modifiée d'une manière telle que les éléments unitaires respectifs Al, A 2 o et An pour le réseau de diodes se présentent sous forme de deux rangées comme cela est re? présenté Dans ce cas, il est préférable de disposer les rangées A et B,avec décalage, par exemple, d'un demi pas. Dans l'exemple de la figure 11, dans le cas o une image K de défaut traverse le circuit de diodes dans le sens de la flèche X, -la sortie IEA 2 EP 31 O l EA 3 v E 41,1 EA 4 _ EA 5 I

dans la rangée A prend une valeur considérablement inférieu-

re à celle correspondant à la surface de l'image de dé-

faut K, mais entre-temps, la sortie JEB 2, EB 31,IEB 3 EB 41 dans la rangée B devient une valeur correspondant à la surface de l'image de défaut K, ce qui rend possible l'élimination de l'effet de la zone aveugle W Cependant,

on notera que, dans le cas o l'image de défaut représen-

tée par le symbole L passe dans le sens de la flèche X, les deux sorties JEA 6 EA 7 l, l EA 7 EA 8 et IEB 5 EB 61, JEB 6 EB 71 sont inférieures à la sortie correspondant à la surface de l'image de défaut L, et un léger effet de la zone W peut se produire A titre d'exemples permettant d'éviter l'effet de la zone B, des réseaux de diodes tels

que représentés en figures 12 à 15 peuvent être considé-

rés en dehors de l'exemple de la figure ll décrit précédem-

ment. La figure 12 représente un réseau de diode dans

lequel les rangées A et B sont écartées d'un pas La figu-

re 13 représente un autre réseau de diodes dans lequel les éléments unitaires en parallélogramme A 1, A 2,, Bl, B 2, sont agencés symétriquement en deux rangées, Dans cet

agencement de la figure 13, les éléments unitaere$ A 1, A 2,o.

pour la rangée A et legs éléments unita res BI, B 2,,, pour

la rangée B gont dispo sés symétriquement les uns par rap-

port aux autres de manière à éviter des écarts de signaux

dus aux directions d'inclinaison des défauts en pen-

te Dans l'agencement de la figure 14, les éléments unitai-

17. res A 1, A 2,, B 1 r B 2 C du parallélogramme sont déviés d'un demi pas entre la rangée A et la rangée B, alors

que dans l'agencement de la figure 15, les éléments uni-

taires sont également déviés d'un pas entre la rangée A et la rangée B.

Dans la description faïte jusqu'ici, dans le

but d'éviter l'effet de la zone aveugle W, on dispose de moyens tels que le rétrécissement de la largeur de la zone W elles-même, la formation d'éléments unitaires Ai, A 2 en parallélogrammes et l'emploi de deux rangées,

mais comme moyen permettant de réduire le nombre d'auxi-

liaires tels qu'amplificateurs, etc requis pour l'ins-

pection, il est possible d'effectuer des traitements

comme indiqué ci-après.

Plus spécifiquement, pour la seule détection des défauts, les formules de calcul analogique peuvent avoir la forme suivante IEA 1 EA 21, l EA 2 EA 31, lEA 3 EA 41 |, IE An E An+ll, JEB 1 EB 21, JEB 2 v EB 3 I IE Bn E Bn+ li pour chaque rangée entre les éléments unitaires supérieur et inférieur, mais dans ce casle système de traitement de signal 8 doit avoir un nombre d'éléments équivalent

à celui des éléments unitaires, avec une pluralité de dis-

positifs de traitement nécessaires à chacun des systèmes de traitement 8 En outre, dans le cas o une opération d'amplification ou analogue est requise pour chacun des

dispositifs de traitement, le nombre d'amplificateurs équi-

valent au nombre de dispositifs de traitement x le nom-

bre d'éléments unitaires est requis,et ainsi,l'appareil ré-

sultant devient encombrant et occupe une place importante,

3 Q et a tendance à être conteux, Par conséquent,dans les pré-

sents modes de réalisationf on s'est arrangé pour que l'opé-

18, ration analogique soit effectuée parmi quatre éléments unitaires contigus entre les deux rangées A et B du

réseau de diodes Pour l'expression de l'opération ana-

logique, on peut employer, par exemple, une expression telle que la suivante I (E An+E Bn) (E An+l + E Bn+l)I (n = 1,3, 5), I(E An + E Bn+l) (E An+l E Bn)I

(n = 1,3,5).

Maintenant, à titre d'exemple réel, l'expres-

sion j (E An + E Bn) (E An+l + E Bn+l)l est appliquée au ré-

seau de photodiodes représenté en figure 15 pour expliquer le cas o une image de défaut M traverse le réseau de photodiodes dans la direction de la flèche X, La sortie j(EA 1 + E Bl) (EA 2 + EB 2)j est nulle, et la sortie j (EA 3 + EB 3) (EA 4 + EB 4)I prend une valeur o la pointe de la forme d'onde correspond à la surface de l'image de défaut M En outre, la sortie j (EA 5 + EB 5) (EA 6 + EB 6)| prend également une valeur correspondant à la surface de l'image de défaut M Par ailleurs, même lorsque l'image de défaut M passe par les autres positions, n'importe laquelle des sorties prend une valeur correspondant à la

surface de l'image de défaut M et dans un tel cas, le nom-

bre de calculs nécessaires peut être le quart du nombre

des éléments unitaires.

A titre d'autre exemple, on a représenté le cas o l'expression I (E An + E Bn+l) ( E An+l + E Bn) j (n = 1, 3,5) est appliquée au réseau de diodes de la figure 11, En premier lieu, lorsque l'image de défaut K traverse le réseau de diodes dans le sens de la flèche X, la sortie I(EA 1 + EB 2) (EA 2 + EB 1)I est nulle, et la sortie I (EA 3 + EB 4) (EA 4 + Ea 3) correspond dans la pointe de sa forme d'onde, à la surface de l'image de défaut K Par ailleurs, dans le cas o l'image de défaut L se déplace dans le sens de la flèche X, la sortie j (EA 5 + EB 6) (EA 6 BB 5) et la sortie I(EA 7 + EB 8) (EA 8 + EB 7)I correspondent à la surface ig., del'image de déf Aut L La même situation s'applique au cas ot les images de défauts K et L passent par d'aux

tres positions.

Même dans ces cas, -le nombre de calculs requis peut n'être que le quart du nombre d'éléments unitaires, Naturellement, par l'opération analogique faite parmi ces quatre éléments unitaires, certaines erreurs peuvent être dues à la sortie correspondant à la surface de l'image de défaut, mais une précision extrêmement élevée peut être ainsi obtenue, Par exemple, dans le cas o l'expression de l'opération analogique j(E An + E Bn) (E An+l + E Bn + 1 >) (n = 1, 3 5,,) est employée pour le réseau de diodes de la figure 15, la plage d'erreur est d'environ 20 % théoriquement, et inférieure à 10 %

dans les données à la suite de facteurs dus aux caracté-

ristiques électriques des filtres 11 et 12 Les circuits de diodes représentés en-figures 12 et 13 ne sont pas

très bons en termes de précision.

La raison pour laquelle le nombre d'opérations

requises peut être le quart du nombre d'éléments unitai-

res est que, en employant des éléments unitaires situés dans des positions déviées entre les rangées A et B pour les quatre éléments unitaires liés à l'opération

analogique, la sortie correspondant à la surface de l'ima-

ge de défaut peut être obtenue sans effectuer une opéra-

tion double En outre, comme autre méthode d'utilisation,

on peut s'arranger pour que, dans le réseau de photo-

diodes o le nombre d'éléments uni taires est disposé en deux rangées, la soustraction soit effectuée entre les sorties des éléments unitaire: aux côtés gauche et droit Une telle méthode est efficace, par exemple, dans

le cas o un c Oté des éléments unitaires voisins est uti.

lisé comme coté factice pour éviter l'effet d U à la va-

riation d'épaisseur, par exemple dans la direction cir-

conférentielle d'une bouteille, 2 Q, Grace à l'agencement décrit cidessus, seul un système de traitement de signal 8 pour quatre éléments unitaires suffit à cette fin et donc, les dispositifs respectifs constituant le système de traitement 8 peuvent être réduits au quart,

En outre, dans le cas o, par exemple, le nom-

bre total d'amplificateurs à utiliser pour les disposi-

tifs respectifs dans chacun des systèmes de traitement 8 est représenté par m, les amplificateurs nmnm/4, c'est-à-dire 3 nm/4 pièces, peuvent être réduits selon la

présente invention par rapport aux agencements classiques.

La valeur précédente de 3 nm 14 est très grande En Outre, en employant des éléments de commutation, il est possible:

par exemple en figure 2, de traiter le trajet après le fil-

tre passe-haut I 1 l dans une simple rangée Cependant, dans

le cas précédent, il est nécessaire d'employer des dispo-

sitifs de haute sensibilité ayant une réponse rapide.

On notera ici que l'agencement semblable à celui de chacun des modes de réalisation précédentsou le réseau

de photodiodes est employé comme détecteur photo-électri-

que 6 peut être remplacé par une camera TV ou une caméra à réseau de diodes du type à auto-balayage Une telle caméra TV n'est pas limitée au type dans lequel une partie de prise d'image est constituée d'un tube à vide, mais peut naturellement comporter un élément à semi-conducteur

tel qu'un dispositif couplé par charge.

D'après la description précédente, il apparattra

que la présente invention est capable de remplir les ob-

jets décrits précédemment.

En outre, dans la mesure o l'on miaintient la relation de position entre le polariseur circulaire du côté incident (Pl +Q 1) et le polariseur circulaire du côté détection (P 2 + Q 2) comme représenté en figures 4 et , la relation des positions entre les axes principaux Pl et P 2 et entre les plaques de polarisation, c'est-à-dire la 21, relation entre les angles des axes principaux entre la plaque de polarisation du polariseur circulaire du côté

incident et la plaque de polarisation plane du polari-

seur circulaire du côté détection peut être réglée de n'importe quelle façon, et par conséquent, les caractéx ristiques sont telles que le réglage et l'entretien de

l'appareil peuvent être effectués facilement, avec simul-

tanément une commodité de manipulation.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits,elle

est au contraire susceptible de modifications et de va-

riantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

22.

Claims

REVENDICATIONS

1 Appareil de détection de défauts dans des objets transparents qui sont tels que, par projection

d'une lumière diffusée vers l'objet à inspecter, la lumiè-

re transmise à travers l'objet donne une image après pas

sage dans un système de lentille, de manière à transfor-

mer l'image optique en signal électrique par un détecteur

photoélectrique ( 6) prévu sur le plan de formation d'ima-

ge, de manière à soumettre le signal électrique à un sys-

tème de traitement de signal ( 8), de façon à juger de

la qualité de l'objet à inspecter, cet appareil de détec-

tion de défauts comprenant un polariseur circulaire du côté incident ( 3) qui comporte une plaque de polarisation plane ( 3 a) combinée à une plaque quart d'onde ( 3 b) et est disposé entre la source de lumière diffusée et l'objet ( 1) à inspecter de manière que la lumière diffusée soit reçue par la plaque polarisée dirigée vers un côté de la

source lumineuse afin de donner une lumière monochromati-

que correspondant à la plaque quart d'onde à partir d'un côté de la plaque quart d'onde sous forme de lumière polarisée circulaire dans une direction de rotation prédéterminée, et un polariseur circulaire ( 7) du côté

détection qui comprend une plaque quart d'onde ( 7 b) com-

binée à une plaque de polarisation ( 7 a) et est disposé entre l'objet à inspecter et le détecteur photoélectrique

de manière qu'une lumière polarisée circulaire de la lu-

mière transmise par l'objet et ayant le même sens de ro-

tation que la lumière polarisée circulaire du coté inci-

dent soit reçue par la plaque quart d'onde dirigée vers le côté de l'objet à inspecter pour obtenir une lumière

polarisée plane provenant du côté de la plaque de pola-

risation plane, 2 Appareil selon la revendication 1, ot le détecteur photo-électrique ( 6) est constitué d'un réseau

de photodiodes dans lequel une pluralité d'éléments uni-

23. taires (A 1, A 2,,, An) sont alignés ivec une largeur

de zone aveugle (W) entre eux rétrécie,' le sys-

tème de traitement de signal ( 8) comprenant un circuit effectuant une opération analogique ( 10) entre des élé& ments unitaires vois'ins, 3 D Appareil selon la revendication 2, o le réseau de photodiodes a ses éléments unitaires ayant chacun la forme d'un parallélogramme, et disposés sui'

vant une rangée (A, B) de façon que les éléments unitai-

res aient chacun un de leur c 8 té en alignement suivant une ligne droite, 4 Appareil selon la revendication 2, o le réseau de photodiodes a ses éléments unitaires disposes

suivant deux rangées (A, B).

5 Appareil selon la revendication 4, o le

réseau de photodiodes a ses éléments unitaires ayant cha-

cun la forme d'un parallélogramme, ces éléments étant disposés de manière qu'un de leurs côtés se trouve sur la

même droite rectiligne.

6 Appareil selon la revendication 4 ou 5, o les éléments unitaires ont leur position d&calée-entre

les deux rangées.

7 Appareil selon l'une quelconque des reven-

dications 2 à 6, o le traitement analogique ( 10) est agen-

cé de manière à être effectué entre les sorties respecti-

ves de deux éléments unitaires supérieur et inférieur voi-

sins.

8 Appareil selon l'une quelconque des reven-

dications 4 6, o l'opération analogique ( 10) est agen-

cée de manière à être effectuée entre des sorties respec-

tives de deux éléMents unitaires gauche et droit voisins,

g Appareil selon l'une quelconque des reven-

dications 4 à 6 p o l'opération analogique ( 10) est agen-

cée de manière à être effectuée sans duplication pour chacun de quatre éléments unitaires supérieur et inférieur, 24. gauche et dr Qoit,voisinsl Appareil selon la revendication 9, o l'opération analogique ( 10) est effectuée d'une manière telle que le résultat de la soustraction entre les sorties des éléments unitaires supérieur et inférieur pour chaque rangée est soumis à une addition, 11 Appareil selon la revendication 1, o D le

détecteur photo-électrique-(&) est une caméra de TV.

12 Appareil selon la revendication 11, o la caméra de TV emploie un élément de prise d'image à l'état solide, 13 Appareil selonla revendication 1, ot le détecteur photo-électrique ( 6)-est une caméra à réb seau de diodes du type à autobalayage,