CN104949997A - 用于对容器进行透射光检查的检查装置和检查方法 - Google Patents

用于对容器进行透射光检查的检查装置和检查方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于对容器进行透射光检查的检查装置和检查方法，其具有用于输送容器的输送线(3)，以及两个拍摄单元(4、5)，拍摄单元分别包括摄像机(41、51)、镜柜(42、52)以及相对于摄像机和镜柜对置地布置在输送线(3)旁的、具有光出射板(43a、53a)的光屏(43、53)，其特征在于，两个光屏(43、53)的光出射板(43a、53a)基本上平行于输送线(3)地延伸，并且横向于输送方向(R)对置地布置，并且光出射板(43a、53a)在以扩散方式散射的状态与透明的状态之间能电动切换地构造。

Description

用于对容器进行透射光检查的检查装置和检查方法
技术领域
本发明涉及具有权利要求1或8的前序部分的特征的用于对容器进行透射光检查的检查装置和检查方法。
背景技术
在饮料填充设备中使用到了这种检查装置，以便在填充之前识别并挑出受损或不洁的瓶。
例如，由EP 0 663 069 B1中公知了这种用于对容器进行透射光检查的检查装置。在其中，利用第一拍摄单元以透射光法对容器进行透视，并且从多个方向同时借助镜柜和摄像机进行拍摄。在此，利用在透视光中的拍摄基本上对两个相对置的容器侧进行检查。接着，容器在两个皮带之间进一步运输并且在此转动90°。容器在如此转动的情况下利用随后的第二拍摄单元再一次被透视，以便可靠地检查在前面提及的容器侧之间的剩余的区域。
在这种检查装置中偶尔会发生如下情况，即，不能可靠地识别在容器的背离摄像机的侧上的污物颗粒。为了解决该问题，此外还公知的是，两个另外的拍摄单元分别相对于之前提及的拍摄单元是错开的，并且转动了180°地被安装在输送线上。由此，分别利用摄像机的到容器的外侧上的观察方向检查四个象限。
在这种检查装置中不利的是，拍摄单元沿着输送线对位置需求要求很高。
此外，由DE 10 2012 100 987 B3公知了一种针对已填充了的并且已封闭了的容器的检查装置，利用该检查装置以反射光法检查标签，并且以透射光法检查液位或封闭件的正确的所在位置。为了在反射光法与透射光法之间进行转换，在这里提出了能切换的玻璃元件。当然，该检查装置沿着输送线同样需要很高的位置需求。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种用于对容器进行透射光检查的检查装置，该检查装置沿输送线构造得特别紧凑。
该任务在具有权利要求1的前序部分的特征的用于对容器进行透射光检查的检查装置的情况下，利用区分性的部分的特征来解决，根据该区分性的部分，两个光屏的光出射板基本上平行于输送线地延伸，并且横向于输送方向相对置地布置，并且光出射板在以扩散方式散射的与透明的状态之间能电动转换地构造。
由于两个光屏的光出射板基本上平行于输送线地延伸并且横向于输送方向相对置地布置，所以两个拍摄单元不必彼此错开地沿着输送线布置，而是相互间直接相对地放置。由此，沿着输送线的结构空间可以缩短了大致一半。因为光出射板在以扩散方式散射的与透明的状态之间能电动转换地构造，所以这些光出射板对于光屏来说一方面可以用作以扩散方式发射的面，而另一方面用作透明的板，穿过透明的板，镜柜可以将容器的多个侧成像到摄像机中。
如果现在利用其中一个拍摄单元对容器进行透视，那么光屏的光出射板被切换到以扩散方式散射的状态中，并且这样看起来像在容器后面的发光的面。附加地，另外的拍摄单元的光屏的光出射板被切换到透明的状态中，从而穿过该光出射板可以实现对容器的成像。
为了接着利用另外的拍摄单元来透视容器，这两个光出射板分别转换到相应的另一状态中。因为摄像机图像的拍摄以及光出射板的转换在极短的时段内进行是可能的，所以两个拍摄单元可以横向于输送方向对置地布置，并且因此沿着输送线构造得特别紧凑。
检查装置可以布置在容器制造设备和/或饮料处理设备中。检查装置可以布置在用于将产品填充到容器中的填充设备之前。检查装置也可以布置在用于PET瓶的拉伸吹塑机之后。检查装置可以布置在拉伸吹塑机与填充机之间。
容器设置用于容纳饮料、化妆品、膏、化学的、生物的和/或医药的产品。容器可以是塑料瓶、玻璃瓶、罐和/或管。具体地，塑料容器可以指的是PET、HD-PE或PP容器或瓶。
在检查装置中可以布置有相同结构类型的另外的拍摄单元，以便从另外的侧对容器进行检查。检查装置可以包括转动机构，该转动机构构造用于使容器围绕其纵向轴线以预先确定的角度，例如90°转动。转动机构可以包括两个皮带，这些皮带在侧面上接纳容器，并且这些皮带以不同的速度运转。检查装置可以包括针对容器底部、颈部和/或入口的另外的检查单元。由此，也可以检查容器在这些区域中的污物。
输送线可以包括输送带，以便输送容器。也能想到的是，输送线在容器颈部处接纳容器并且进行输送(颈部处理)。
摄像机可以是CCD或CMOS摄像机。也能想到的是，摄像机构造为行扫描摄像机。镜柜可以包括多个镜，以便在摄像机图像中从至少两个方向对容器进行成像。可选地，镜柜可以构造用于在摄像机图像中从恰好三个方向对容器进行成像。
光屏可以包括光学元件，如光导体、镜或透镜，以便对光出射板进行照明。光屏可以包括至少一个光源，例如荧光灯管和/或LED或闪光灯。光学元件和光源可以布置在光出射板的背离输送线的侧上。
光出射板平行于输送线地延伸在此意味着，光出射板基本上平行于容器纵向轴线和/或输送方向地布置。输送方向可以是如下方向，沿着该方向容器在运行中利用输送线被输送。
以扩散方式散射的状态在此可以意味着，光出射板在该状态下将光朝向不同的方向散射，例如像在奶白玻璃板的情况下那样。以扩散的方式散射也可以意味着，入射的光束以射束锥体的形式被散射。透明的状态在此可以意味着，光出射板在该状态下基本上对入射的光没有散射作用。
光出射板能够在0ms至10ms的范围内，可选地在0ms至5ms的范围内并且此外可选地在0ms至1ms的范围内进行转换。由此，容器在转换过程期间运动了特别短的路程，由此两个容纳单元的透射光拍摄之间的偏移特别短。由此，沿着输送线的结构空间更为紧凑。
为了进行转换，光出射板可以包括液晶层或PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)层。这种层在市场上已可大量获得并且因此成本特别低廉。
其中一个拍摄单元的光屏的照明光路的一部分可以与另一拍摄单元的成像光路交叠和/或折叠。由此，同样的结构空间不仅可以用于照明光路也可以用于成像光路，并且拍摄单元由此构造得特别紧凑。交叠在此可以意味着，照明光路与成像光路至少相交一次。折叠在此可以意味着，照明光路和成像光路经由相同的镜折叠并且因此而缩短。
其中一个拍摄单元的照明光路和另外的拍摄单元的成像光路可以在另外的拍摄单元的镜柜之内交叠和/或折叠。由此可以特别有效地利用在镜柜中的结构空间。
其中一个拍摄单元的光源可以直接在另外的拍摄单元的摄像机旁边布置。由此，镜柜的镜不仅可以用于其中一个拍摄单元的光屏而且可以用于另外的拍摄单元的摄像机。由此，光学部件可以共同地不仅用于照明光路而且用于成像光路，并且因此需要较少的部件。
光源可以构造为围绕摄像机物镜的环形灯。由此，对光出射板的照明是特别均匀的。环形灯在此可以意味着，围绕摄像机物镜以均匀的间距布置有至少四个光源。环形灯的光源可以是LED。在每个LED之前都可以布置有自己的用于使光成束的附加透镜。
此外，本发明利用权利要求8提供了一种用于对容器进行透射光检查的检查方法，其中，在检查之前、期间和/或之后容器利用输送线进行输送，其中，容器利用两个分别带有具有光出射板的光屏的拍摄单元来透视，并且利用在输送线上对置地布置的镜柜和摄像机来拍摄，其特征在于，两个拍摄单元的拍摄通过将两个光出射板在透明的与以扩散方式散射的状态之间进行电动转换地从横向于输送方向的对置的方向来实现。
由于两个拍摄单元的拍摄通过将两个光出射板在透明的与以扩散方式散射的状态之间进行电动转换地从横向于输送方向的对置的方向来实现，所以容器可以近似同时地被检查。由此，用于拍摄单元的结构空间沿着输送线变得特别紧凑。
检查方法可以利用根据权利要求1至7中至少一项所述的检查装置来执行。检查方法可以在饮料处理设备中执行，以便检查容器。检查方法可以针对空的容器使用，以便探测其中的异物。
可以横向于输送方向地基本上在相同的输送位置上实现两次拍摄。在相同的输送位置上在此可以意味着，容器在运行中在两个拍摄单元的两次拍摄之间被输送线进一步输送了小于20mm，可选地小于10毫米，此外可选地小于5毫米。由此，在两个拍摄单元之间沿着输送线的错位可以保持得特别小，由此使得结构空间特别紧凑。
光出射板可以在0ms至10ms的范围中，可选地在0ms至5ms的范围中并且此外可选地在0ms至1ms的范围中进行转换。由此保证了，容器可以从相对置的方向横向于输送方向地被检查，并且使得沿着输送方向的结构特别紧凑。
此外，检查方法可以单独地或组合地具有前面所述的检查装置的任意特征。
附图说明
以下结合示例性的附图阐述本发明的另外的特征和优点。其中：
图1以俯视图示出检查装置的实施例的图示；并且
图2以细节图示出图1的检查装置的两个拍摄单元。
具体实施方式
在图1中以俯视图示出了检查装置1的实施例。可看到，容器2在检查装置1中借助输送线3沿着输送方向R进行输送。在此，容器2在两个拍摄单元4与5之间从横向于输送方向的方向被透视，并且生成朝向两个拍摄单元的那些容器侧的相应的透射光拍摄照。接着，通过转动机构8借助两个皮带8a和8b将容器转动90°，其中，该容器附加地利用在容器底部处的底部检查单元9就异物进行探查。接着，容器2在转动90°之后在输送线3上被进一步输送，并且在两个拍摄单元6与7之间重新从两侧被透视。在此，检查容器在前面利用两个拍摄单元4和5探查的区域之间的区域。两个拍摄单元6和7与拍摄单元4和5恰好相同地构建，并且利用同样的检查方法来工作。
以下结合图2更为详细地阐述拍摄单元4和5的结构。
可看到，两个拍摄单元4和5相同地构建，并且相互间扭转了180°地在输送线3旁对置地布置。当然能想到的是，这两个拍摄单元相对于输送方向R成镜像对称地构建。
在图2的上部分中可看到，第一拍摄单元4包括摄像机41和镜柜42。摄像机41在此构造有物镜和CMOS芯片。由此，容器2在摄像机图像中清晰成像。
镜柜42将摄像机41的视域划分成成像路径44，由此，容器2的容器侧S4的各自不同的子区域在摄像机图像中被捕获。由此保证了，这些子区域分别大致垂直于成像路径44的观察方向地被透视。容器侧S4的第一子区域在此经由镜42g、42f和主镜42a在摄像机41中成像。摄像机41在此与上方倾斜地或者垂直地望向主镜42a，该主镜围绕水平轴线倾斜，用以对摄像机视域进行转向。容器侧S4的第二子区域经由镜42c、42b和主镜42a被摄像机41捕获。第三区域经由镜42e、42d和主镜42a被捕获。由于容器侧S4的三个子区域都经由多个镜来成像，所以成像光路是被折叠的，并且因此构建紧凑。
此外，可看到，光屏43布置在输送线3的对置的侧上。在此，第一拍摄单元4的照明光路与第二拍摄单元5的成像光路是交叠并折叠的。为了照明，设置有光源43b至43e。两个光源43b和43c作为LED照明阵列在光出射板43侧向布置，并且从该侧照明该光出射板。此外，光源43d构造为具有附加透镜的LED，并且经由第二拍摄单元5的镜柜52的主镜52a和另外的镜52b至52g对光出射板53a进行照明。附加地，围绕摄像机51的物镜布置有具有多个LED的环形灯43e。环形灯43e基本上沿着摄像机的观察方向射出光，于是光经由镜柜52的镜52a至52g向着光出射板43a被引导。通过不同的光源43b至43e对光出射板43a特别均匀地进行照明。当然也能想到的是，仅需要光源43b至43e中的一个或多个来均匀地照亮光出射板43a。
利用第二拍摄单元5对与容器侧S4相对置的容器侧S5进行透视。在摄像机51前面设置有具有镜52a至52g的镜柜52，以便利用尽可能垂直的观察方向来捕获容器侧S5的各个子区域。该结构相应于第一拍摄单元4的镜柜42的前面所述的结构。
此外，第二拍摄单元5包括具有光出射板53a和光源53b至53e的光屏53。光屏53与前面参照第一拍摄单元4所述的光屏43完全一样地构建。
因此，容器2的侧S4于是利用光屏43沿着方向l4被透视，并且经由镜柜42利用摄像机41进行拍摄。相反，容器侧S5利用光屏53沿着方向l5被透视，并且经由镜柜52利用摄像机51进行拍摄。
现在为了使两个拍摄单元4和5的拍摄不相互干扰，发光板53a在利用拍摄单元4进行拍摄时电动切换到透明的状态中。为此，发光板53a构造有液晶层。该液晶层可以通过加载或卸载电压来转换到以扩散方式散射的或透明的状态中。在透明的状态中，光出射板53a释放了镜柜42和摄像机41朝着容器侧S4的视线。为了特别均匀地从后面照亮容器2，光出射板43被转换到以扩散方式散射的状态中。由此，光出射板43a看起来类似奶白玻璃板地以白色扩散的方式散射。通过光源43b至43e均匀地从后面照亮以扩散方式散射的光出射板43a，并且从摄像机41的观察方向看起来像在容器2后面的发光面。为了降低光污染，光源43b至43e实施为闪光灯，也就是说，光源43b至43e在柜43中仅发出如摄像机41那样长的闪光。这也适用于摄像机51和光源53b至53e。由此，可以特别良好地识别在容器2的侧S4上的异物颗粒。
为了利用拍摄单元5执行透射光拍摄，光出射板43a和53a同时被转换到各自的另一(互补的)状态中。亦即从以扩散方式地散射切换到透明的状态，并且反之亦然。随后，光出射板43a处于透明的状态中，而光出射板53a处于以扩散方式散射的状态中。相应地，现在容器侧S5可以沿着方向l5被透视，并且经由镜柜52成像到摄像机51中。
总之，如下地使用检查装置1以及拍摄单元4和5：
容器利用输送线3在检查期间被连续输送。如果容器2大致居中地位于两个拍摄单元4与5之间，那么容器2首先利用拍摄单元4借助光屏43、镜柜42和摄像机41对容器进行透视。在此，光出射板53a处于透明的状态中，而光出射板43a处于以扩散方式散射的状态中。因此，容器侧S4沿着方向l4被透视。接着，这两个光出射板42a、53a被电动转换到各自的另一状态中。于是，利用第二拍摄单元5借助光屏53、镜柜52和摄像机51对容器2进行透视。
由于光出射板43a、53a可以在大约1ms内进行转换，所以容器2在两次拍摄之间沿着输送方向R运动了仅数毫米。由此，横向于输送方向R地基本上在相同的输送位置上实现了两次拍摄。于是在相应的视域中，在两个拍摄单元4与5之间不需要错位，并且检查装置1可以构建得特别紧凑。
前面参照两个拍摄单元4和5所述的特征也适用于转动90°地对容器2进行检查的图1的拍摄单元6和7。由此，在侧S4与S5之间的区域可以特别良好地被检查。
此外能想到的是，可以借助用于进行薄膜识别的偏振滤镜或用于避免光污染的另外的措施如定向薄膜和/或几何匹配的板来配备检查装置或拍摄单元4至7。
应理解，在前面所述的实施例中提到的特征并不局限于特定的组合，而以任意不同的组合也是可能的。

Claims (10)

1.用于对容器(2)进行透射光检查的检查装置(1)，所述检查装置具有用于输送所述容器的输送线(3)，以及
两个拍摄单元(4、5)，所述拍摄单元分别包括摄像机(41、51)、镜柜(42、52)以及相对于所述摄像机和所述镜柜对置地布置在所述输送线(3)旁的、具有光出射板(43a、53a)的光屏(43、53)，
其特征在于，
两个光屏(43、53)的光出射板(43a、53a)基本上平行于所述输送线(3)地延伸，并且横向于输送方向(R)对置地布置，并且
所述光出射板(43a、53a)在以扩散的方式散射的状态与透明的状态之间能电动转换地构造。
2.根据权利要求1所述的检查装置(1)，其中，所述光出射板(43a、53a)在0ms至10ms的范围中，可选地在0ms至5ms的范围中，并且此外可选地在0ms至1ms的范围中能进行转换。
3.根据权利要求1或2所述的检查装置(1)，其中，为了转换，所述光出射板(43a、53a)包括液晶层或PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的检查装置(1)，其中，其中一个拍摄单元(4)的光屏(43)的照明光路的至少一部分与另外的拍摄单元(5)的成像光路(54)是交叠和/或折叠的。
5.根据权利要求4所述的检查装置(4)，其中，所述拍摄单元(4)的照明光路和所述另外的拍摄单元(5)的成像光路(54)在所述另外的拍摄单元(5)的镜柜(52)之内是交叠和/或折叠的。
6.根据权利要求4或5所述的检查装置(4)，其中，所述拍摄单元(4)的光源(43d、43e)是直接布置在所述另外的拍摄单元(5)的摄像机(51)旁的。
7.根据权利要求6所述的检查装置(6)，其中，所述光源(43e)构造为围绕所述摄像机(51)的物镜的环形灯。
8.用于对容器(2)进行透射光检查的检查方法，
其中，所述容器(2)利用输送线(3)在检查之前、期间和/或之后进行输送，
其中，所述容器(2)借助两个拍摄单元(4、5)被透视，所述拍摄单元分别带有具有光出射板(43a、53a)的光屏(43、53)，并且借助在所述输送线(3)旁对置地布置的镜柜(42、52)和摄像机(41、51)被拍摄。
其特征在于，
两个拍摄单元(4、5)的拍摄通过将两个光出射板(43a、53a)在透明的状态与以扩散方式散射的状态之间进行电动转换地从横向于输送方向(R)的对置的方向(l4、l5)来实现。
9.根据权利要求8所述的检查方法，其中，横向于所述输送方向(R)地基本上在相同的输送位置上实现两次拍摄。
10.根据权利要求8或9所述的检查方法，其中，所述光出射板(43a、53a)在0ms至10ms的范围中，可选地在0ms至5ms的范围中，并且此外可选地在0ms至1ms的范围中进行转换。
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