JP2001108633A - 蓋のない飲料容器を光学的に検査するための装置および方法 - Google Patents
蓋のない飲料容器を光学的に検査するための装置および方法Info
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- G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 損傷および/または汚れに関して危険な個所
である首部の内壁範囲を適切に結像することが可能な装
置ならびに方法を提示する 【構成】 蓋のない飲料容器(D)を光学的に検査する
は、容器の外に位置決めされた光源(Q、Q’)と、該
光源と容器開口部の間に容器内部からの反射光のために
配置された反射器(R)と、該反射器にアラインメント
されたカメラ(E)と、光学装置(P)を備えている。
該光学装置により光源(Q、Q’)の光(11)が容器
開口部(4)を通して上から直接容器の底(B)へ投射
可能であり、且つ、容器の首部(K)が内側で容器の底
(B)から照明可能である。この方法では光が反射器の
隘路によって集束されて放射され、該隘路の後ろで拡張
されて、光源(Q、Q’)を容器の中に移す光スポット
(13、13’)として直接容器の底(B)の中心に投
射されるので、首部の内壁は、下の光スポット(13、
13’)から照明され、且つ、反射光を介して結像され
る。
である首部の内壁範囲を適切に結像することが可能な装
置ならびに方法を提示する 【構成】 蓋のない飲料容器(D)を光学的に検査する
は、容器の外に位置決めされた光源(Q、Q’)と、該
光源と容器開口部の間に容器内部からの反射光のために
配置された反射器(R)と、該反射器にアラインメント
されたカメラ(E)と、光学装置(P)を備えている。
該光学装置により光源(Q、Q’)の光(11)が容器
開口部(4)を通して上から直接容器の底(B)へ投射
可能であり、且つ、容器の首部(K)が内側で容器の底
(B)から照明可能である。この方法では光が反射器の
隘路によって集束されて放射され、該隘路の後ろで拡張
されて、光源(Q、Q’)を容器の中に移す光スポット
(13、13’)として直接容器の底(B)の中心に投
射されるので、首部の内壁は、下の光スポット(13、
13’)から照明され、且つ、反射光を介して結像され
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓋のない飲料容器を光
学的に検査するための装置および方法に関するものであ
る。
学的に検査するための装置および方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】蓋のない飲料容器の光学的検査は、例え
ば瓶詰産業において損傷した容器とか欠陥のある容器と
か汚れた容器を選別するために行われる。
ば瓶詰産業において損傷した容器とか欠陥のある容器と
か汚れた容器を選別するために行われる。
【0003】WO96/31768から周知のこの種の
装置では、容器の首部は内側が外側斜め上から照明さ
れ、且つ、光軸が容器の軸にアラインメントされたカメ
ラで反射器を経て結像されるので、首部の湾曲具合は間
延びして見えてしまう。同時に容器の周縁フランジが別
に結像される。この装置のさらに別のステーションで
は、照明された容器の底が結像され、容器の下部内壁範
囲の結像と一緒に検査される。光源は、反射器の上方と
外側の発光ダイオード(LED)の円錐台配置(Kegelstumpfa
nordnung)である。
装置では、容器の首部は内側が外側斜め上から照明さ
れ、且つ、光軸が容器の軸にアラインメントされたカメ
ラで反射器を経て結像されるので、首部の湾曲具合は間
延びして見えてしまう。同時に容器の周縁フランジが別
に結像される。この装置のさらに別のステーションで
は、照明された容器の底が結像され、容器の下部内壁範
囲の結像と一緒に検査される。光源は、反射器の上方と
外側の発光ダイオード(LED)の円錐台配置(Kegelstumpfa
nordnung)である。
【0004】底とフランジの結像のためにはビームスプ
リッター鏡と横に配置されたカメラが使用される。反射
器へ反射されるのは取り込まれた光の小部分にすぎな
い。外向きに下へ向かう首部の内側面は、適切に結像す
ることができない。なぜならば、外側斜め上から内側の
首部内壁に向けられた光の大部分が下へ反射され、多重
反射(Vielfach-reflexion)によって吸収されるからであ
る。
リッター鏡と横に配置されたカメラが使用される。反射
器へ反射されるのは取り込まれた光の小部分にすぎな
い。外向きに下へ向かう首部の内側面は、適切に結像す
ることができない。なぜならば、外側斜め上から内側の
首部内壁に向けられた光の大部分が下へ反射され、多重
反射(Vielfach-reflexion)によって吸収されるからであ
る。
【0005】WO91/06846から周知の装置で
は、底が内側へアーチ形に湾曲した容器が、ドーム状の
立体的な発光ダイオード配置の光源によって外から照明
される。光源の範囲内には魚眼レンズが配置されてい
る。容器の内部ではそれぞれ異なる部分が異なる強さで
照明されるが、そのさい、多重反射のために容器の底に
おける照度は容器の首部の内壁における照度よりも小さ
い。斜め下へ向けられた光線は容器の底に至るまでに多
重反射される。垂直方向に向けられた光線は直接容器の
底に当たる。容器の底に当たる直接光と反射光は軸方向
に外へ反射されるが、そのさい、内側の底から斜め上の
外へ反射された光は、多重反射により首部の内壁を経て
レンズへ導かれる。そのため、差し向けられた光のうち
のかなりの部分は失われる。首部の内壁範囲の結像が十
分に適切なものにならない。光が容器の内部で迷走(vag
abundieren)し、著しく吸収され、欠陥部分を散乱的に
照明するので、欠陥部分は結像においてほとんど確認で
きない。
は、底が内側へアーチ形に湾曲した容器が、ドーム状の
立体的な発光ダイオード配置の光源によって外から照明
される。光源の範囲内には魚眼レンズが配置されてい
る。容器の内部ではそれぞれ異なる部分が異なる強さで
照明されるが、そのさい、多重反射のために容器の底に
おける照度は容器の首部の内壁における照度よりも小さ
い。斜め下へ向けられた光線は容器の底に至るまでに多
重反射される。垂直方向に向けられた光線は直接容器の
底に当たる。容器の底に当たる直接光と反射光は軸方向
に外へ反射されるが、そのさい、内側の底から斜め上の
外へ反射された光は、多重反射により首部の内壁を経て
レンズへ導かれる。そのため、差し向けられた光のうち
のかなりの部分は失われる。首部の内壁範囲の結像が十
分に適切なものにならない。光が容器の内部で迷走(vag
abundieren)し、著しく吸収され、欠陥部分を散乱的に
照明するので、欠陥部分は結像においてほとんど確認で
きない。
【0006】WO98/19150から周知の瓶検査用
装置では、非透光性の瓶が外側からのみ照明され、口の
密封面 や、口近くの外側ねじ山範囲が検査される。反
射光は、ピラミッド形または受け皿形の丸い光学的円錐
反射器から、カメラの対物レンズへ投射される。その円
錐反射器は全反射という光学原理に従って機能するの
で、好都合にも、損傷しやすい非透光性鏡面を必要とし
ない。
装置では、非透光性の瓶が外側からのみ照明され、口の
密封面 や、口近くの外側ねじ山範囲が検査される。反
射光は、ピラミッド形または受け皿形の丸い光学的円錐
反射器から、カメラの対物レンズへ投射される。その円
錐反射器は全反射という光学原理に従って機能するの
で、好都合にも、損傷しやすい非透光性鏡面を必要とし
ない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、損傷
および/または汚れに関して危険な個所である首部の内
壁範囲を適切に結像することが可能な装置ならびに方法
を提示することである。
および/または汚れに関して危険な個所である首部の内
壁範囲を適切に結像することが可能な装置ならびに方法
を提示することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明による装置では、光学装置によって、容器の
底へ向かう途上の光を容器内壁の照明のためにさほど浪
費せずに、光源が容器開口部を通って容器の底へ仮想変
位される。容器の底の反射特性により、容器の底へ仮想
変位された光源によって首部の内壁が下から集中的に且
つ均等に照明され、その結果、首部の内壁から来る反射
光で適切な結像が作り出される。この方法では、差し向
けられた光のかなりの部分が利用できる。首部にある欠
陥とか汚れとか残留物が簡単かつ迅速に確認できるので
あり、このことは、特に時計歩度(Taktrate)の高い容器
詰プラントにとっては、損傷したおよび/または汚れた
容器を、それが運転中断を引き起こす前に、除去できる
ようにするかあるいは少なくともマーキングできるよう
にするために重要である。
め、本発明による装置では、光学装置によって、容器の
底へ向かう途上の光を容器内壁の照明のためにさほど浪
費せずに、光源が容器開口部を通って容器の底へ仮想変
位される。容器の底の反射特性により、容器の底へ仮想
変位された光源によって首部の内壁が下から集中的に且
つ均等に照明され、その結果、首部の内壁から来る反射
光で適切な結像が作り出される。この方法では、差し向
けられた光のかなりの部分が利用できる。首部にある欠
陥とか汚れとか残留物が簡単かつ迅速に確認できるので
あり、このことは、特に時計歩度(Taktrate)の高い容器
詰プラントにとっては、損傷したおよび/または汚れた
容器を、それが運転中断を引き起こす前に、除去できる
ようにするかあるいは少なくともマーキングできるよう
にするために重要である。
【0009】本方法による処置は、容器の本来結像され
るべき部分(つまり、首部の内壁)には照明において格
別の注意は払われずに基本的に、差し向けられた光、外
から入射 された光が反射器の隘路 によって集束され、
さらに容器の開口部を通って容器の底にのみ向けられる
というものである。その場合、均等に照らされ且つ幾何
学的に厳密に規定された光スポットを容器の底に作り出
し、放射状に内側へ傾斜した首部の内壁がその光スポッ
トによって効果的に下から照明されるように、まずもっ
て集束された光は相応に拡張される。下から来て、首部
の内壁で反射させられた光がカメラへ導かれ、カメラ
は、光源が容器の底に位置しているかのような照明の質
のおかげで、首部の危険な内壁範囲を適切に結像するこ
とができる。
るべき部分(つまり、首部の内壁)には照明において格
別の注意は払われずに基本的に、差し向けられた光、外
から入射 された光が反射器の隘路 によって集束され、
さらに容器の開口部を通って容器の底にのみ向けられる
というものである。その場合、均等に照らされ且つ幾何
学的に厳密に規定された光スポットを容器の底に作り出
し、放射状に内側へ傾斜した首部の内壁がその光スポッ
トによって効果的に下から照明されるように、まずもっ
て集束された光は相応に拡張される。下から来て、首部
の内壁で反射させられた光がカメラへ導かれ、カメラ
は、光源が容器の底に位置しているかのような照明の質
のおかげで、首部の危険な内壁範囲を適切に結像するこ
とができる。
【0010】合目的的に、中心に位置する円形または環
形の光スポットが容器の底に作り出されるのであるが、
光源の役を果たすこの光スポットは、容器の底の外径よ
りも大きくないものであるべきであろう。
形の光スポットが容器の底に作り出されるのであるが、
光源の役を果たすこの光スポットは、容器の底の外径よ
りも大きくないものであるべきであろう。
【0011】高い反射光効率を考慮して反射器のできる
だけ大きな横断面を利用することができるように、集束
された光を容器の底に照射するのに、反射器に設けられ
た小さな開口部だけが使用されるが、しかし、隘路を経
てのちその光は、内側へアーチ形に湾曲した容器の底に
均等に照らされた光スポットを形成し且つその底の反射
特性を役立てるために、光学的に拡張される。
だけ大きな横断面を利用することができるように、集束
された光を容器の底に照射するのに、反射器に設けられ
た小さな開口部だけが使用されるが、しかし、隘路を経
てのちその光は、内側へアーチ形に湾曲した容器の底に
均等に照らされた光スポットを形成し且つその底の反射
特性を役立てるために、光学的に拡張される。
【0012】小さな隘路によっても十分な光強度をもた
らすためには、容器底の輪郭形状に光線輪郭を集束およ
び/または適合させるための光線構成手段(strahlforme
ndesMittel)が、光源と隘路の間に設けられているべき
であろう。
らすためには、容器底の輪郭形状に光線輪郭を集束およ
び/または適合させるための光線構成手段(strahlforme
ndesMittel)が、光源と隘路の間に設けられているべき
であろう。
【0013】従来の光源の場合、光が 5mmから10mm程度
の大きさの穴を楽に通り抜けられるように集束されたと
き、達成可能な光強度は弱すぎるであろう。それとは逆
に在来式光源の場合、光強度が十分に強いと、光は著し
く発散し、反射器の光学素子に当たることになるであろ
うし、それは反射と著しい過度露光/ゴーストを引き起
こすことになろう。それゆえ、光源はレーザー、特に反
射器の一つ又はそれ以上の隘路を損失なく通過する集束
光線を放射する半導体レーザーであるのが、目的に合
う。
の大きさの穴を楽に通り抜けられるように集束されたと
き、達成可能な光強度は弱すぎるであろう。それとは逆
に在来式光源の場合、光強度が十分に強いと、光は著し
く発散し、反射器の光学素子に当たることになるであろ
うし、それは反射と著しい過度露光/ゴーストを引き起
こすことになろう。それゆえ、光源はレーザー、特に反
射器の一つ又はそれ以上の隘路を損失なく通過する集束
光線を放射する半導体レーザーであるのが、目的に合
う。
【0014】レーザー光源の場合は、レーザー光線を集
束ないしは焦点合わせするために、コリメーターレンズ
が用意されるべきであろう。そのあとに円柱レンズが配
置されて、非点収差の光線輪郭が、容器の底の光スポッ
トに必要とされる円い形状に変えられるのが、合目的で
ある。焦点合わせのさい焦点は調節しだいで円柱レンズ
と反射器の内部空間の間の範囲内にある。その場合に隘
路は例えば直径 5mmから10mm程度の円形開口部であるこ
とが可能である。最新のレーザー光源は非常に小さく造
られているので、レーザー光源が隘路の上方ないしは中
で中心に位置決めされることが考えられ得るであろう。
束ないしは焦点合わせするために、コリメーターレンズ
が用意されるべきであろう。そのあとに円柱レンズが配
置されて、非点収差の光線輪郭が、容器の底の光スポッ
トに必要とされる円い形状に変えられるのが、合目的で
ある。焦点合わせのさい焦点は調節しだいで円柱レンズ
と反射器の内部空間の間の範囲内にある。その場合に隘
路は例えば直径 5mmから10mm程度の円形開口部であるこ
とが可能である。最新のレーザー光源は非常に小さく造
られているので、レーザー光源が隘路の上方ないしは中
で中心に位置決めされることが考えられ得るであろう。
【0015】しかし、カメラへと向けられた反射光−光
路の外の横にレーザー光源が位置決めされ、集束かつ焦
点合わせされたレーザー光線が偏向鏡を経て隘路を通る
ように反射されるのが好ましい。
路の外の横にレーザー光源が位置決めされ、集束かつ焦
点合わせされたレーザー光線が偏向鏡を経て隘路を通る
ように反射されるのが好ましい。
【0016】そのさい、結像の評価を妨げる結像中央の
まぶしさ(Blendung)を回避するには、中心に位置決めさ
れた光源または偏向鏡を遮光素子として利用するかある
いは形成するのが好ましい。
まぶしさ(Blendung)を回避するには、中心に位置決めさ
れた光源または偏向鏡を遮光素子として利用するかある
いは形成するのが好ましい。
【0017】集束かつ焦点合わせされた光線を相応に拡
張するためには、隘路の後ろに、とくに反射器の範囲内
に、発散レンズを設置すべきであろう。偏向鏡が設置さ
れる場合には、その偏向鏡は構造上簡単に、取り付け具
を用いて、隘路を規定する反射器の開口部の上方の位置
で反射器に固定することができ、場合によっては嵌め込
むことができる。
張するためには、隘路の後ろに、とくに反射器の範囲内
に、発散レンズを設置すべきであろう。偏向鏡が設置さ
れる場合には、その偏向鏡は構造上簡単に、取り付け具
を用いて、隘路を規定する反射器の開口部の上方の位置
で反射器に固定することができ、場合によっては嵌め込
むことができる。
【0018】円錐反射器であるのが合目的である反射器
は、汚れを防ぐために合目的に保護ガラスによってカバ
ーされる。発散レンズはその保護ガラスに簡単に取り付
けることができる。しかしレンズと偏向鏡は中空細管に
固定しておく(上端に鏡、下端にレンズ)こともできる
が、そのさい該細管は反射器の開口部の中に固定されて
おり、横に偏向鏡と並んでレーザー光線のための入射口
を有している。
は、汚れを防ぐために合目的に保護ガラスによってカバ
ーされる。発散レンズはその保護ガラスに簡単に取り付
けることができる。しかしレンズと偏向鏡は中空細管に
固定しておく(上端に鏡、下端にレンズ)こともできる
が、そのさい該細管は反射器の開口部の中に固定されて
おり、横に偏向鏡と並んでレーザー光線のための入射口
を有している。
【0019】本方法により、集束かつ構成されたレーザ
ー光線は、隘路の後ろではじめて光学的に拡張される
が、規定の大きさと形の均等に照らされた光スポットが
容器の底の中央に生じる程度に拡張される。拡張が隘路
の後ろではじめて行われることによって、隘路への光路
において反射や著しい過度露光/ゴーストは回避でき
る。
ー光線は、隘路の後ろではじめて光学的に拡張される
が、規定の大きさと形の均等に照らされた光スポットが
容器の底の中央に生じる程度に拡張される。拡張が隘路
の後ろではじめて行われることによって、隘路への光路
において反射や著しい過度露光/ゴーストは回避でき
る。
【0020】
【実施の形態】以下、図1を参照して本発明対象の実施
形態を説明する。ただし図面における破線は細部の変更
を示唆している。
形態を説明する。ただし図面における破線は細部の変更
を示唆している。
【0021】例えば瓶詰プラント(図に示されていな
い)において蓋のない飲料容器Dを光学的に逐次検査す
るための装置Vには、少なくとも1つの電子カメラEが
設けられており、該カメラの光軸は、図1に示された実
施形態の場合には、撮像の瞬間に容器Dの中心軸と一致
し、該カメラは、検査すべき容器Dの上方に位置決めさ
れている。カメラEと容器Dの間には反射器Rが設けら
れている。カメラEと反射器Rの間で、反射器Rからカ
メラEへの反射光−光路の範囲の外の横に光源Qは位置
決めされ、全体的にPで示された光学装置のうち反射器
Rの上に配置された偏向鏡Sにアラインメントされてい
る。光源Qは例えばレーザー光源10、例えば、光11
の集束のためにコリメーターレンズCを有する半導体レ
ーザーであり、該コリメーターレンズの後ろには円柱レ
ンズZが配置されており、該円柱レンズが光11の非点
収差の輪郭を円形状にする。レンズC、Zは、容器Dの
内部の照明に使われる光11のための最初の光線構成手
段である。
い)において蓋のない飲料容器Dを光学的に逐次検査す
るための装置Vには、少なくとも1つの電子カメラEが
設けられており、該カメラの光軸は、図1に示された実
施形態の場合には、撮像の瞬間に容器Dの中心軸と一致
し、該カメラは、検査すべき容器Dの上方に位置決めさ
れている。カメラEと容器Dの間には反射器Rが設けら
れている。カメラEと反射器Rの間で、反射器Rからカ
メラEへの反射光−光路の範囲の外の横に光源Qは位置
決めされ、全体的にPで示された光学装置のうち反射器
Rの上に配置された偏向鏡Sにアラインメントされてい
る。光源Qは例えばレーザー光源10、例えば、光11
の集束のためにコリメーターレンズCを有する半導体レ
ーザーであり、該コリメーターレンズの後ろには円柱レ
ンズZが配置されており、該円柱レンズが光11の非点
収差の輪郭を円形状にする。レンズC、Zは、容器Dの
内部の照明に使われる光11のための最初の光線構成手
段である。
【0022】ハウジング5内に全反射表面6が施された
円錐反射器かまたは透明ガラス体あるいは透明プラスチ
ック体であるのが好ましい反射器Rの中には、さらに別
の光線構成手段Lとして発散レンズが設けられており、
該発散レンズは合目的に反射器Rの保護ガラス9の上に
配置されている。
円錐反射器かまたは透明ガラス体あるいは透明プラスチ
ック体であるのが好ましい反射器Rの中には、さらに別
の光線構成手段Lとして発散レンズが設けられており、
該発散レンズは合目的に反射器Rの保護ガラス9の上に
配置されている。
【0023】容器Dはその反射底Bが、飲料容器におい
て一般に行われているように、圧縮強さ向上のために内
側へアーチ形に湾曲されており、容器の上側で斜め内に
窄められた首部Kは上部開口部4へと行き着き、その開
口部には、飲料が満たされた後に、蓋が嵌め込まれて、
フランジング(Umbordeln)によって固定される。
て一般に行われているように、圧縮強さ向上のために内
側へアーチ形に湾曲されており、容器の上側で斜め内に
窄められた首部Kは上部開口部4へと行き着き、その開
口部には、飲料が満たされた後に、蓋が嵌め込まれて、
フランジング(Umbordeln)によって固定される。
【0024】容器の底Bの表面1はすでに述べたように
反射面であり、場合によっては容器本体の内壁2や首部
Kの傾斜した内壁3ないし肩面も反射面である。反射器
Rの中心には隘路7、例えば 5mmから10mm程度の大きさ
の開口部が設けられており、光源Qから発して偏向鏡S
を経た光11はこの開口部を通って下へ入射される。光
線構成手段C、Zによって光11は焦点合わせされる
が、そのさい焦点Fは例えば偏向鏡Sのすぐ前に位置す
るか、あるいは少なくとも円柱レンズZと発散レンズL
の間の範囲内に位置する。
反射面であり、場合によっては容器本体の内壁2や首部
Kの傾斜した内壁3ないし肩面も反射面である。反射器
Rの中心には隘路7、例えば 5mmから10mm程度の大きさ
の開口部が設けられており、光源Qから発して偏向鏡S
を経た光11はこの開口部を通って下へ入射される。光
線構成手段C、Zによって光11は焦点合わせされる
が、そのさい焦点Fは例えば偏向鏡Sのすぐ前に位置す
るか、あるいは少なくとも円柱レンズZと発散レンズL
の間の範囲内に位置する。
【0025】入射された光は発散レンズLによって拡張
されて、光円錐12を形成し、該光円錐は上から直接、
容器の底Bに向けられており、均等に明るい中央光スポ
ット13を底に作り出す。これによって言うなれば、光
源Qが光学装置Pを介して容器の底Bに移される。光ス
ポット13は円形で、できるだけ容器の底Bよりも大き
くないものにすべきであろう。それどころか場合によっ
ては該光スポットは容器の底よりも小さい(破線により
13‘で示唆されている箇所)。容器の底Bから(もし
くは光スポット13ないし13’へ移された光源Qか
ら)光14は上へ、そして首部Kの内壁3に対して斜め
に外方へ反射され、さらに(15で示唆されているよう
に)そこから斜めに外方へ、反射器Rの中へと反射され
る。この反射光は、全反射表面6で(16と17で示唆
されているように)偏向され、さらに最終的には、集束
された反射光線18となってカメラEの対物レンズ19
へと導かれる。
されて、光円錐12を形成し、該光円錐は上から直接、
容器の底Bに向けられており、均等に明るい中央光スポ
ット13を底に作り出す。これによって言うなれば、光
源Qが光学装置Pを介して容器の底Bに移される。光ス
ポット13は円形で、できるだけ容器の底Bよりも大き
くないものにすべきであろう。それどころか場合によっ
ては該光スポットは容器の底よりも小さい(破線により
13‘で示唆されている箇所)。容器の底Bから(もし
くは光スポット13ないし13’へ移された光源Qか
ら)光14は上へ、そして首部Kの内壁3に対して斜め
に外方へ反射され、さらに(15で示唆されているよう
に)そこから斜めに外方へ、反射器Rの中へと反射され
る。この反射光は、全反射表面6で(16と17で示唆
されているように)偏向され、さらに最終的には、集束
された反射光線18となってカメラEの対物レンズ19
へと導かれる。
【0026】偏向鏡Sはホルダー8を用いて反射器Rの
上側に取り付けることができる。発散レンズLは都合よ
く保護ガラス9上に堅く貼りつけられている。光源Qか
らの光11のための保護としてカバーリングを施すこと
ができるが、そのカバーリングは場合によっては光線構
成手段C、Zをも支えている。
上側に取り付けることができる。発散レンズLは都合よ
く保護ガラス9上に堅く貼りつけられている。光源Qか
らの光11のための保護としてカバーリングを施すこと
ができるが、そのカバーリングは場合によっては光線構
成手段C、Zをも支えている。
【0027】隘路7のすぐ上にかさもなければ隘路7の
中に位置決めしておくことのできる光源Q’は、破線で
示唆されている。偏向鏡Sかまたは中心に位置決めされ
た光源Q’が、光スポット13ないしは13’のもしか
するとまぶしく輝くかもしれない中心部に対する遮光素
子になっているのが好ましい。
中に位置決めしておくことのできる光源Q’は、破線で
示唆されている。偏向鏡Sかまたは中心に位置決めされ
た光源Q’が、光スポット13ないしは13’のもしか
するとまぶしく輝くかもしれない中心部に対する遮光素
子になっているのが好ましい。
【0028】隘路は、直径 5mmから10mmまでの開口部で
あることが可能である。この大きさは、レーザー光源1
0を用いて光スポット13ないしは13’において十分
な光度と均等な放射照度を達成するのに十分である。
あることが可能である。この大きさは、レーザー光源1
0を用いて光スポット13ないしは13’において十分
な光度と均等な放射照度を達成するのに十分である。
【0029】首部Kの内壁3と開口部周縁4が下から集
中的に且つ少ない損失で照明されるので、この範囲の非
常に適切な結像がカメラEにおいて達成することがで
き、その結像は(例えば基準結像との比較で)首部や開
口部周縁の製造上の破損あるいは汚れや残留物を明瞭に
示す。結像の質はレーザー光源Qの強さと、焦点Fの位
置と、発散レンズLによる容器底Bの光スポット13な
いし13’の大きさの調節と、反射器Rの高さ位置によ
って最適化することができるが、カメラ画像の増強、絞
り調節、露出時間等も重要である。カメラ画像の増強の
さいに増大するノイズはレーザー光のスペックルパター
ン(Speckle)によって重畳される。しかしスペックルパ
ターンは、容器の動きが取るに足らぬ動きであれば、ぼ
やける。それゆえにスペックルパターンのぼやけによっ
て画質を良くするためには、容器がいずれにせよまだ取
るに足らぬ動きであるときに、そのつど容器の検査を行
うことが好ましい。容器の底の中心に位置し且つ均等な
明度を有する光スポットが画質にとって最適であること
は実証されているが、そのさい、光スポットの直径は容
器底の外径よりも完全に小さいことが可能である。その
大きさが容器底の外径よりも大きい光スポットは容器の
内壁をも照らす。それにより拡散の増加のために光の望
ましくない弱まりが生じる可能性がある。
中的に且つ少ない損失で照明されるので、この範囲の非
常に適切な結像がカメラEにおいて達成することがで
き、その結像は(例えば基準結像との比較で)首部や開
口部周縁の製造上の破損あるいは汚れや残留物を明瞭に
示す。結像の質はレーザー光源Qの強さと、焦点Fの位
置と、発散レンズLによる容器底Bの光スポット13な
いし13’の大きさの調節と、反射器Rの高さ位置によ
って最適化することができるが、カメラ画像の増強、絞
り調節、露出時間等も重要である。カメラ画像の増強の
さいに増大するノイズはレーザー光のスペックルパター
ン(Speckle)によって重畳される。しかしスペックルパ
ターンは、容器の動きが取るに足らぬ動きであれば、ぼ
やける。それゆえにスペックルパターンのぼやけによっ
て画質を良くするためには、容器がいずれにせよまだ取
るに足らぬ動きであるときに、そのつど容器の検査を行
うことが好ましい。容器の底の中心に位置し且つ均等な
明度を有する光スポットが画質にとって最適であること
は実証されているが、そのさい、光スポットの直径は容
器底の外径よりも完全に小さいことが可能である。その
大きさが容器底の外径よりも大きい光スポットは容器の
内壁をも照らす。それにより拡散の増加のために光の望
ましくない弱まりが生じる可能性がある。
【0030】レーザー光源が最低 30mW の光出力を放射
するのが好ましい。出力増大はパルス処理によって可能
であろう。容器の検査のために、容器を例えばコンベヤ
ーベルトのような搬送手段によって単線式ラインで連続
的に高速で反射器の下を通過させることができるが、そ
のさい、容器の垂直軸が本質的にカメラの光軸とアライ
メントされたときに、照明と撮像は行われる。評価装置
によって画像分析が行われるが、その評価装置は欠陥の
ある容器を認識した場合に、信号を送り、場合によって
は、自動的な除去を作動させる。
するのが好ましい。出力増大はパルス処理によって可能
であろう。容器の検査のために、容器を例えばコンベヤ
ーベルトのような搬送手段によって単線式ラインで連続
的に高速で反射器の下を通過させることができるが、そ
のさい、容器の垂直軸が本質的にカメラの光軸とアライ
メントされたときに、照明と撮像は行われる。評価装置
によって画像分析が行われるが、その評価装置は欠陥の
ある容器を認識した場合に、信号を送り、場合によって
は、自動的な除去を作動させる。
【0031】反射器Rに設けられる上述の隘路7は、必
ずしも図示どおりボーリング穴とか空所として設計され
ている必要はなく、透明材料でできた反射器を使用する
場合は、例えば光線に対して直角に向けられた平行平面
の入射面と射出面を有するゾーンによって形成すること
ができる。円錐形反射器Rの代わりに、別の適当な光学
的手段、例えば、適切に位置決めされた光ファイバー管
なども使用することができる。
ずしも図示どおりボーリング穴とか空所として設計され
ている必要はなく、透明材料でできた反射器を使用する
場合は、例えば光線に対して直角に向けられた平行平面
の入射面と射出面を有するゾーンによって形成すること
ができる。円錐形反射器Rの代わりに、別の適当な光学
的手段、例えば、適切に位置決めされた光ファイバー管
なども使用することができる。
【0032】中心にボーリング穴の施された傾斜配置さ
れた円形標的状の偏向鏡がレーザー光線のために使用さ
れるならば、上述の実施形態とは異なって、レーザー光
源の位置とカメラの位置は取り替えることができる。
れた円形標的状の偏向鏡がレーザー光線のために使用さ
れるならば、上述の実施形態とは異なって、レーザー光
源の位置とカメラの位置は取り替えることができる。
【図1】本発明による容器の検査装置を図解的に示した
図である。
図である。
2: 内壁 3: 内壁 4: 上部開口部 5: ハウジング 6: 全反射表面 7: 隘路 9: 防護ガラス 10: レーザー光源 11: 光 12: 光円錐 13: 光スポット 18: 反射光線 19: 対物レンズ
Claims (16)
- 【請求項1】蓋がなく、底と窄めされた首部(K)がそ
れぞれ反射特性を備えている飲料容器(D)を光学的に
検査するための装置であって、容器内部を照明するため
に容器の外に位置決めされた少なくとも1つの光源
(Q、Q’)と、容器内部からの反射光のために該光源
と容器開口部の間に配置された反射器(R)と、該反射
器にアラインメントされ且つ評価装置と結合されたカメ
ラ(E)とを有する装置(V)において、 光学装置(P)が設けられており、該光学装置によっ
て、容器の底(B)への光源(Q、Q’)の仮想変位の
ために光源(Q、Q’)からの光(11)が容器開口部
(4)を通して上から直接容器の底(B)へ投射可能で
あり、且つ、首部(K)が内側で容器の底(B)から照
明可能であることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 請求項1による装置において、前記光学
装置(P)によって容器の底(B)にほぼ円形ないしは
環形の、中心に位置する光スポット(13、13’)を
作り出すことができ、該光スポットの外径が最大でも容
器の底の外径に相当することを特徴とする装置。 - 【請求項3】 請求項1による装置において、反射器
(R)が光(11)の通り抜けのための隘路(7)を有
し、且つ、隘路(7)の後の光線の進路に光線の拡張の
ための光線構成手段(L)が設けられていることを特徴
とする装置。 - 【請求項4】 請求項3による装置において、光源
(Q)と隘路(7)の間に容器の底(B)の輪郭形状へ
の光線輪郭の集束および/または適合のための光線構成
手段(C、Z)が設けられていることを特徴とする装
置。 - 【請求項5】 請求項1による装置において、光源
(Q、Q’)がレーザー光源(10)、とりわけ半導体
レーザーであることを特徴とする装置。 - 【請求項6】 請求項4又は5による装置において、レ
ーザー光源(10)の場合にコリメーターレンズ(C)
と少なくとも1つの円柱レンズ(Z)が設けられている
か、あるいは円柱効果のあるコリメーターが設けられて
いることを特徴とする装置。 - 【請求項7】 請求項5による装置において、レーザー
光源(10、Q’)が隘路(7)の上方かまたは中で中
心に位置決めされていることを特徴とする装置。 - 【請求項8】 請求項5による装置において、レーザー
光源(10)が反射器(R)からカメラ(E)への反射
−光路(18)の範囲の外の横に位置決めされており、
且つ、隘路(7)を規定する反射器(R)の開口部の上
方に偏向鏡(S)が配置されていることを特徴とする装
置。 - 【請求項9】 請求項5又は8による装置において、レ
ーザー光源(Q’)ないしは偏向鏡(S)が光スポット
(13、13’)の中心範囲に対する遮光素子になって
いることを特徴とする装置。 - 【請求項10】 請求項3による装置において、光線構
成手段(L)が、隘路(7)の後ろの反射器(R)の範
囲内に位置決めされた少なくとも1つの発散レンズであ
ることを特徴とする装置。 - 【請求項11】 請求項8による装置において、取り付
け具(8)を用いて偏向鏡(S)が隘路(7)の上方の
位置で、円錐反射器として設計された反射器(R)に固
定されていることを特徴とする装置。 - 【請求項12】 請求項11による装置において、容器
(D)の方を向いた円錐反射器が保護ガラス(9)によ
って覆われており、且つ、該保護ガラス(9)上に発散
レンズ(L)が配置されていることを特徴とする装置。 - 【請求項13】 蓋のない飲料容器を光学的に検査する
ための方法であって、容器の開口部を通して容器内部が
少なくとも一つの光源からの光で照明され、かつ上に位
置する窄められた首部の内壁の結像が反射器を経た反射
光から作り出される方法において、 a) 光が反射器の透光性隘路(7)によって集束され
て放射されることと、 b) 隘路(7)を通過した光が拡張されて、光源を容
器の中に移す光スポット(13、13’)として直接容
器の底(B)の中心に投射されることと、 c) 首部(K)の内壁(3)が下の光スポット(1
3、13’)から照明されることと、 d) 首部(K)の内壁(3)から上方の外へ反射され
た光(15)が、円錐の反射器(R)から、結像カメラ
(E)へ導かれることと、を備えたことを特徴とする方
法。 - 【請求項14】 請求項13による方法において、集束
かつ構成されたレーザー光が、とりわけ最大でも容器の
底(B)の外径に相当する光スポットの大きさにまで光
学的に拡張されることを特徴とする方法。 - 【請求項15】 請求項13による方法において、レー
ザー光が側面から隘路(7)の中へ入射されることを特
徴とする方法。 - 【請求項16】 請求項13による方法において、レー
ザー光が光路において拡張の前に焦点合わせされること
を特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19940363A DE19940363C2 (de) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | Vorrichtung und Verfahren zur optischen Inspektion offener Getränkebehälter |
DE19940363.5 | 1999-08-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001108633A true JP2001108633A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=7919594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000253642A Pending JP2001108633A (ja) | 1999-08-25 | 2000-08-24 | 蓋のない飲料容器を光学的に検査するための装置および方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6654116B1 (ja) |
EP (1) | EP1079228B1 (ja) |
JP (1) | JP2001108633A (ja) |
DE (2) | DE19940363C2 (ja) |
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JP2005024548A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Emhart Glass Sa | 容器検査機 |
KR101366195B1 (ko) * | 2013-07-25 | 2014-02-25 | 주식회사 서울금속 | 팬너트 비전 검사 장치 |
KR101366204B1 (ko) * | 2013-08-29 | 2014-02-25 | 주식회사 서울금속 | 조명을 이용한 팬너트 비전 검사 장치 |
KR101376273B1 (ko) | 2013-11-04 | 2014-03-26 | 주식회사 서울금속 | 경면 영역을 가진 대상물을 검사하기 위한 비전 검사 장치 및 방법 |
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DE102007031749A1 (de) | 2007-07-06 | 2009-01-08 | Syscona Kontrollsysteme Gmbh | Erkennungssystem für Markierungen im Schulter- und Halsbereich von Flaschen |
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- 2000-07-22 DE DE50005124T patent/DE50005124D1/de not_active Expired - Lifetime
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- 2000-08-09 US US09/634,508 patent/US6654116B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-24 JP JP2000253642A patent/JP2001108633A/ja active Pending
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