DE102019205653A1 - Transmitted light inspection device and transmitted light inspection method for side wall inspection of containers - Google Patents

Transmitted light inspection device and transmitted light inspection method for side wall inspection of containers Download PDF

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Abstract

Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) zur Seitenwandinspektion von Behältern (2), mit einem Transporteur (3) zum Transport der Behälter (2), und mit wenigstens einer an dem Transporteur (3) angegliederten Inspektionsstation (4,5) zum Durchleuten der Behälter (2) mit polarisiertem Licht (L), wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (4, 5) eine Beleuchtungseinrichtung (4) mit einer Lichtquelle (4.1) und mit einem nachgeschalteten Polarisator (4.2) und ein Kamerasystem (5) mit wenigstens einem Analysator (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2) umfasst, wobei das Kamerasystem (5) und der wenigstens eine Analysator (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2) dazu ausgebildet sind, wenigstens vier unterschiedliche lineare Polarisationsrichtungen gleichzeitig zu erfassen.Transmitted light inspection device (1) for side wall inspection of containers (2), with a conveyor (3) for transporting the containers (2), and with at least one inspection station (4,5) attached to the conveyor (3) for routing the containers (2) with polarized light (L), the at least one inspection station (4, 5) having a lighting device (4) with a light source (4.1) and a downstream polarizer (4.2) and a camera system (5) with at least one analyzer (5.M , 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2), the camera system (5) and the at least one analyzer (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2 ) are designed to simultaneously detect at least four different linear polarization directions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchlichtinspektionsvorrichtung und ein Durchlichtinspektionsverfahren zur Seitenwandinspektion von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 10.The invention relates to a transmitted light inspection device and a transmitted light inspection method for the side wall inspection of containers with the features of the preamble of claims 1 and 10, respectively.

Üblicherweise werden derartige Durchlichtinspektionsvorrichtungen und -verfahren in Getränkeverarbeitungsanlagen dazu eingesetzt, transparente Fremdkörper, wie beispielsweise Folienreste, in Behältern zu erkennen. Die Behälter könne beispielsweise Flaschen sein, in die nach der Durchlichtinspektion ein Getränk abgefüllt wird.Such transmitted light inspection devices and methods are usually used in beverage processing plants to detect transparent foreign bodies, such as, for example, film residues, in containers. The containers could, for example, be bottles into which a drink is filled after the transmitted light inspection.

Die Durchlichtinspektionsvorrichtung umfasst üblicherweise einen Transporteur zum Transport der Behälter und wenigstens eine daran angegliederte Inspektionsstation, um die Behälter mit polarisiertem Licht zu durchleuchten. Die Behälter werden bei der Inspektion zwischen einer Beleuchtungseinrichtung mit einem nachgeschalteten Polarisator und einem Kamerasystem mit einem vorgeschalteten Analysator geführt und so mit dem polarisierten Licht durchleuchtet und mit dem Kamerasystem erfasst.The transmitted light inspection device usually comprises a conveyor for transporting the containers and at least one inspection station attached to it in order to illuminate the containers with polarized light. During the inspection, the containers are guided between a lighting device with a downstream polarizer and a camera system with an upstream analyzer and are thus illuminated with the polarized light and recorded with the camera system.

Da die transparenten Fremdkörper oft Spannungsdoppelbrechung und/oder molekülbedingte Doppelbrechung aufweisen, können sie beim Durchleuchten mit polarisiertem Licht besser erkannt werden und bilden sich im Kamerabild als dunklere Bereiche ab. Sie können dann im Kamerabild mit an sich bekannten Bildverarbeitungsalgorithmen identifiziert werden.Since the transparent foreign bodies often have stress birefringence and / or molecule-related birefringence, they can be better recognized when transilluminated with polarized light and are shown in the camera image as darker areas. They can then be identified in the camera image using image processing algorithms known per se.

Die naheliegende Verwendung von linearen Polarisationsfiltern wird in der Praxis vermieden, weil alle transparenten Fremdkörper, deren spannungsoptischen Hauptachsen parallel oder senkrecht zu den Polarisationrichtungen der linearen Polarisationsfilter sind, nicht abdunkeln und damit nicht erkannt werden können. Um die Erkennung von der Orientierung eines transparenten Fremdkörpers möglichst unabhängig zu halten, werden daher üblicherweise zirkulare Polarisationsfilter verwendet.The obvious use of linear polarization filters is avoided in practice, because all transparent foreign bodies whose stress-optical main axes are parallel or perpendicular to the polarization directions of the linear polarization filters do not darken and therefore cannot be recognized. In order to keep the detection as independent as possible from the orientation of a transparent foreign body, circular polarization filters are therefore usually used.

Allerdings hat sich herausgestellt, dass manche Fremdkörper nur schwach polarisierend und/oder nur in einem Teil des Spektrums polarisierend wirken. Folglich ist deren Erkennung mit einem einzigen zirkularen Analysator besonders schwierig.However, it has been found that some foreign bodies only have a weakly polarizing effect and / or only have a polarizing effect in part of the spectrum. As a result, their detection is particularly difficult with a single circular analyzer.

Beispielsweise ist aus der DE 20 2013 100 834 U1 eine Vorrichtung zur Erfassung von Verschmutzungen an Behältern bekannt, bei der der Polarisator zur zirkularen oder elliptischen Polarisation des von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlten Lichts ausgebildet ist und die Behälter mit zwei Kameras erfasst werden, denen Analysatoren mit unterschiedlichen Polarisationsdrehrichtungen vorgeschaltet sind, um Verschmutzungen hinter Etiketten besonders gut zu erkennen. Allerdings sind derartige Aufbauten kompliziert und teuer.For example, from the DE 20 2013 100 834 U1 a device for detecting soiling on containers is known in which the polarizer is designed for circular or elliptical polarization of the light emitted by the lighting device and the containers are detected with two cameras, which are preceded by analyzers with different directions of polarization to detect soiling behind labels particularly well to recognize. However, such structures are complicated and expensive.

Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Durchlichtinspektionsvorrichtung und ein Durchlichtinspektionsverfahren bereitzustellen, mit dem in einer Behälterverarbeitungsanlage eine Erkennung von transparenten Fremdkörpern in Behältern noch zuverlässiger möglich ist.The object of the present invention is therefore to provide a transmitted light inspection device and a transmitted light inspection method with which a detection of transparent foreign bodies in containers is possible even more reliably in a container processing system.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung eine Durchlichtinspektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.To solve this problem, the invention provides a transmitted light inspection device with the features of claim 1. Advantageous embodiments are mentioned in the subclaims.

Bei umfangreichen Untersuchungen der Anmelderin hat sich herausgestellt, dass die transparenten Fremdkörper am besten erkannt werden können, wenn mit dem wenigstens einen Analysator wenigstens vier unterschiedliche lineare Polarisationsrichtungen erfasst werden, beispielsweise 0°, 45°, 90° und 135°. Dadurch, dass das Kamerasystem und der wenigstens eine Analysator dazu ausgebildet sind, die vier unterschiedlichen lineare Polarisationsrichtungen gleichzeitig zu erkennen, ist es auch bei einem hohen Durchsatz einer Behälterverarbeitungsanlage mit geringen Aufwand möglich, die Durchlichtinspektion durchzuführen. Zudem können schwach polarisierende Fremdkörper besonders zuverlässig erkannt werden.Extensive investigations by the applicant have shown that the transparent foreign bodies can best be recognized if at least four different linear polarization directions are recorded with the at least one analyzer, for example 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °. Because the camera system and the at least one analyzer are designed to detect the four different linear polarization directions simultaneously, it is possible to carry out the transmitted light inspection with little effort even with a high throughput of a container processing system. In addition, weakly polarizing foreign bodies can be detected particularly reliably.

Die Durchlichtinspektionsvorrichtung kann in einer Behälterverarbeitungsanlage angeordnet sein. Ebenso kann die Durchlichtinspektionsvorrichtung in einer Anlage zur Herstellung der Behälter angeordnet sein. Der Durchlichtinspektionsvorrichtung kann einer Weiche nachgeordnet sein, um Behälter auszusortieren, bei denen durch die wenigstens eine Inspektionsstation ein oder mehrere transparente Fremdkörper erkannt wurden. Die aussortierten Behälter können gereinigt oder recycelt werden. Ferner kann die Weiche dazu ausgebildet sein, Behälter ohne transparente Fremdkörper einer Behälterbehandlungsmaschine, beispielsweise einem Füller zuzuführen.The transmitted light inspection device can be arranged in a container processing system. The transmitted light inspection device can also be arranged in a system for producing the containers. A switch can be arranged downstream of the transmitted light inspection device in order to sort out containers in which one or more transparent foreign bodies have been recognized by the at least one inspection station. The rejected containers can be cleaned or recycled. Furthermore, the switch can be designed to feed containers without transparent foreign bodies to a container treatment machine, for example a filler.

Die Behälter können insbesondere Glasflaschen sein, denkbar sind jedoch auch Kunststoffflaschen. Vorzugsweise können die Behälter dazu vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Im Allgemeinen können die Behälter für jegliche fließfähige bzw. abfüllbare Medien vorgesehen sein. Bei den Behälter kann es sich um leere Behälter oder mit einem Produkt befüllte Behälter handeln.The containers can in particular be glass bottles, but plastic bottles are also conceivable. The containers can preferably be provided to hold beverages, hygiene articles, pastes, chemical, biological and / or pharmaceutical products. In general, the containers can be provided for any flowable or fillable media. The containers can be empty containers or containers filled with a product.

Die transparenten Fremdkörper können beispielsweise Folienreste, Kunststoffteile und dergleichen umfassen.The transparent foreign bodies can include, for example, film scraps, plastic parts and the like.

Der Transporteur kann vorzugsweise als Lineartransporteur ausgebildet sein, wobei an einer Seite die Beleuchtungseinrichtung mit dem Polarisator und auf der gegenüberliegenden Seite das Kamerasystem mit dem wenigstens einen Analysator angeordnet sind. Denkbar ist auch, dass der Transporteur als Karussell ausgebildet ist, mit dem die Behälter zwischen der Beleuchtungseinrichtung mit dem Polarisator und dem Kamerasystem mit dem wenigstens einen Analysator transportiert werden.The conveyor can preferably be designed as a linear conveyor, the lighting device with the polarizer being arranged on one side and the camera system with the at least one analyzer being arranged on the opposite side. It is also conceivable that the conveyor is designed as a carousel with which the containers are transported between the lighting device with the polarizer and the camera system with the at least one analyzer.

Die Beleuchtungseinrichtung kann die Lichtquelle, eine Linse, einen Diffusor und/oder eine Blende umfassen. Die Lichtquelle kann als Leuchtmittel eine Glühlampe, eine Gasentladungslampe, eine Leuchtstoffröhre und/oder LEDs umfassen. Vorzugsweise wird die Lichtquelle durch mindestens eine Platine mit einer Matrixanordnung aus LEDs gebildet.The lighting device can comprise the light source, a lens, a diffuser and / or a diaphragm. The light source can comprise an incandescent lamp, a gas discharge lamp, a fluorescent tube and / or LEDs as the lighting means. The light source is preferably formed by at least one circuit board with a matrix arrangement of LEDs.

Die Lichtquelle kann ein sichtbares Lichtspektrum und/oder ein infrarotes Lichtspektrum abstrahlen. Das sichtbare Lichtspektrum kann in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm, vorzugsweise von 440 nm bis 650 nm, und/oder das infrarote Lichtspektrum kann in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 3 µm, vorzugsweise von 800 nm - 1 µm liegen. Denkbar ist auch, dass das sichtbare Lichtspektrum und/oder das infrarote Lichtspektrum jeweils nur ein monochromatisches Lichtspektrum sind.The light source can emit a visible light spectrum and / or an infrared light spectrum. The visible light spectrum can be in a wavelength range from 380 nm to 780 nm, preferably from 440 nm to 650 nm, and / or the infrared light spectrum can be in a wavelength range from 780 nm to 3 μm, preferably from 800 nm-1 μm. It is also conceivable that the visible light spectrum and / or the infrared light spectrum are each only a monochromatic light spectrum.

Der Polarisator kann innerhalb der Beleuchtungseinrichtung oder im Bereich eines Lichtaustritts der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sein. Der Polarisator und/oder der Analysator können wenigstens abschnittsweise scheiben- oder folienartig ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Polarisator und/oder dem Analysator um eine Polarisationsfolie handeln.The polarizer can be arranged within the lighting device or in the area of a light exit of the lighting device. The polarizer and / or the analyzer can be designed at least in sections in the manner of a disk or film. For example, the polarizer and / or the analyzer can be a polarizing film.

Der Polarisator und/oder der Analysator können unabhängig voneinander einen zirkularen Polfilter umfassen. Dadurch können Folien in allen Drehlagen erkannt werden.. Aus praktischen Gründen kann dadurch vermieden werden, 4 Beleuchtungseinrichtungen mit verschieden ausgerichteten Linearpolfiltern einzusetzen. Vorzugsweise wird deshalb die Beleuchtungseinrichtung mit einem zirkularen Polfilter als der Polarisator ausgestattet, so dass zirkulares Licht in Richtung Behälter und Kamera ausgestrahlt wird.The polarizer and / or the analyzer can independently comprise a circular polarizing filter. This means that foils can be recognized in all rotational positions. For practical reasons, it is possible to avoid using 4 lighting devices with differently aligned linear pole filters. The lighting device is therefore preferably equipped with a circular polarizing filter as the polarizer, so that circular light is emitted in the direction of the container and the camera.

Das Kamerasystem kann eine Kamera und ein Objektiv umfassen. Die Kamera kann einen Zeilen- oder Matrixsensor umfassen, beispielsweise einen CCD-Sensor oder CMOS-Sensor. Das Kamerasystem kann über eine Datenleitung mit einer Bildverarbeitungseinheit verbunden sein, um Kamerabilder der durchleuchteten Behälter hinsichtlich der transparenten Fremdkörper auszuwerten. Denkbar ist jedoch auch, dass die Bildverarbeitungseinheit in das Kamerasystem integriert ist.The camera system can include a camera and a lens. The camera can comprise a line or matrix sensor, for example a CCD sensor or CMOS sensor. The camera system can be connected to an image processing unit via a data line in order to evaluate camera images of the transilluminated containers with regard to the transparent foreign bodies. However, it is also conceivable that the image processing unit is integrated into the camera system.

Die mit dem wenigstens einen Analysator und dem Kamerasystem erfassten linearen Polarisationsrichtungen können 0°, 45°, 90° und 135° umfassen. Anders ausgedrückt können die vier unterschiedlichen lineare Polarisationsrichtungen um jeweils 45° gegeneinander verdreht sein. Bei dem wenigstens einen Analysator kann es sich um wenigstens einen linearen Polarisationsfilter handeln. Anders ausgedrückt kann der wenigstens eine Analysator als wenigstens ein linearer Polarisator ausgebildet sein.The linear polarization directions detected with the at least one analyzer and the camera system can include 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °. In other words, the four different linear polarization directions can each be rotated by 45 ° with respect to one another. The at least one analyzer can be at least one linear polarization filter. In other words, the at least one analyzer can be designed as at least one linear polarizer.

Denkbar ist, dass dem Kamerasystem ein Spiegelkabinett vorgeschaltet ist, um mehrere Behälterseiten eines Behälters nebeneinander als Bildsektoren eines Kamerabilds zu erfassen.It is conceivable that a mirror cabinet is connected upstream of the camera system in order to capture several container sides of a container next to one another as image sectors of a camera image.

Die Durchlichtinspektionsvorrichtung kann eine Steuerungseinrichtung umfassen, um die Beleuchtungseinrichtung und/oder das Kamerasystem zu steuern. Zudem kann die Steuerungseinrichtung eine Bildverarbeitungseinheit umfassen, um Kamerabilder des Kamerasystems zu empfangen und auf transparente Fremdkörper hin auszuwerten. Zudem kann die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet sein, den Transporteur zu steuern und/oder Transportpositionen der Behälter zu erfassen. Denkbar ist, dass die Steuerungseinrichtung einen digitalen Prozessor (CPU), eine Speichereinheit, eine Schnittstelleneinheit, eine Eingabe- und/oder eine Ausgabeeinheit umfasst.The transmitted light inspection device can comprise a control device in order to control the lighting device and / or the camera system. In addition, the control device can comprise an image processing unit in order to receive camera images from the camera system and to evaluate them for transparent foreign bodies. In addition, the control device can be designed to control the transporter and / or to detect transport positions of the containers. It is conceivable that the control device comprises a digital processor (CPU), a memory unit, an interface unit, an input and / or an output unit.

Das Kamerasystem kann ein Objektiv und einen Matrixsensor umfassen, wobei der wenigstens eine Analysator als Analysatormatrix ausgebildet ist, die zwischen dem Objektiv und lichtempfindlichen Sensorelementen des Matrixsensors angeordnet ist, um die wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen mit dem Matrixsensor gleichzeitig zu erfassen. Dadurch kann das Kamerasystem besonders einfach aufgebaut werden, da die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen mit genau einem Matrixsensor und nicht mit mehreren Matrixsensoren erfasst werden. „wobei der wenigstens eine Analysator als Analysatormatrix ausgebildet ist, die zwischen dem Objektiv und lichtempfindlichen Sensorelementen des Matrixsensors angeordnet ist“ kann hier bedeuten, dass die Analysatormatrix unmittelbar vor einem Bayer-Filter und/oder den lichtempfindlichen Sensorelementen des Matrixsensors angeordnet ist. Der Matrixsensor kann den als Analysatormatrix ausgebildeten Analysator als vor den lichtempfindlichen Sensorelementen integriertes Element umfassen. Dadurch ist der Aufbau des Kammersystems noch kompakter und einfacher. Denkbar ist, dass der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator zwischen einem Mikrolinsenarray und lichtempfindlichen Sensorelementen des Matrixsensors angeordnet ist. Dadurch ist der Einsatz von besonders vielen Objektivtypen möglich, ohne die Abbildungsqualität zu beeinträchtigen. Denkbar ist jedoch auch, dass der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator unmittelbar vor einem Mikrolinsenarray des Matrixsensors angeordnet ist.The camera system can comprise an objective and a matrix sensor, the at least one analyzer being designed as an analyzer matrix which is arranged between the objective and light-sensitive sensor elements of the matrix sensor in order to simultaneously detect the at least four different linear polarization directions with the matrix sensor. As a result, the camera system can be constructed in a particularly simple manner, since the four different linear polarization directions are recorded with exactly one matrix sensor and not with several matrix sensors. “Where the at least one analyzer is designed as an analyzer matrix which is arranged between the lens and light-sensitive sensor elements of the matrix sensor” can mean here that the analyzer matrix is arranged directly in front of a Bayer filter and / or the light-sensitive sensor elements of the matrix sensor. The matrix sensor can comprise the analyzer embodied as an analyzer matrix as an element integrated in front of the light-sensitive sensor elements. The structure of the Chamber system even more compact and simple. It is conceivable that the analyzer designed as an analyzer matrix is arranged between a microlens array and light-sensitive sensor elements of the matrix sensor. This enables a particularly large number of lens types to be used without impairing the image quality. However, it is also conceivable that the analyzer designed as an analyzer matrix is arranged directly in front of a microlens array of the matrix sensor.

Der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator kann eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Polarisatorelementen umfassen, die jeweils einem der lichtempfindlichen Sensorelemente zugeordnet sind und die vorzugsweise alternierend in den wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet sind. Dadurch ist jedem lichtempfindlichen Sensorelement des Matrixsensors ein anderes Polarisatorelement des Analysators zugeordnet, so dass damit eine besonders hochauflösende Abbildung des Behälters unter Berücksichtigung der Polarisation jedes Pixels möglich wird. Jedes lichtempfindliche Sensorelement kann einem Pixel eines vom Matrixsensor ausgegebenen Kamerabilds entsprechen, insbesondere wobei jedem lichtempfindlichen Sensorelement ein Polarisatorelement des Analysators zugeordnet ist. Die in der Matrix angeordneten Polarisatorelemente können jeweils als Polarisationsfilter ausgebildet sein, wobei die derart gegeneinander verdreht in der Matrix angeordnet sind, dass die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen damit erfasst werden. Beispielsweise sind die linearen Polarisationsrichtungen 0°, 45°, 90° und 135°.The analyzer designed as an analyzer matrix can comprise a multiplicity of polarizer elements arranged in a matrix, which are each assigned to one of the light-sensitive sensor elements and which are preferably aligned alternately in the at least four different linear polarization directions. As a result, each light-sensitive sensor element of the matrix sensor is assigned a different polarizer element of the analyzer, so that a particularly high-resolution image of the container is possible, taking into account the polarization of each pixel. Each light-sensitive sensor element can correspond to a pixel of a camera image output by the matrix sensor, in particular each light-sensitive sensor element being assigned a polarizer element of the analyzer. The polarizer elements arranged in the matrix can each be designed as polarization filters, wherein they are arranged rotated relative to one another in the matrix in such a way that the four different linear polarization directions are detected with them. For example, the linear polarization directions are 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °.

Die in der Matrix angeordneten Polarisatorelemente können derart gruppiert sein, dass jeweils vier benachbart angeordnete Polarisatorelemente in den wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet sind und eine Gruppe bilden. Dadurch werden die unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen alternierend mit den lichtempfindlichen Sensorelementen des Matrixsensors erfasst, wodurch sich eine hohe Ortsauflösung im Kamerabild unter Berücksichtigung der Polarisation ergibt. Denkbar ist, dass die Gruppen selbst matrixartig am Matrixsensor angeordnet sind. Dadurch werden die unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen alternierend entlang beider Achsen des Matrixsensors erfasst.The polarizer elements arranged in the matrix can be grouped such that in each case four adjacent polarizer elements are aligned in the at least four different linear polarization directions and form a group. As a result, the different linear polarization directions are recorded alternately with the light-sensitive sensor elements of the matrix sensor, which results in a high spatial resolution in the camera image, taking the polarization into account. It is conceivable that the groups themselves are arranged in a matrix-like manner on the matrix sensor. As a result, the different linear polarization directions are recorded alternately along both axes of the matrix sensor.

Beispielsweise kann es sich bei dem Matrixsensor um einen Bildsensor vom Typ Sony IMX250MZR oder IMX250MYR handeln, insbesondere wobei der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator zwischen einem Mikrolinsenarray und einem Pixelarray des Matrixsensors angeordnet ist. Denkbar ist jedoch auch, dass der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator in einem Strahlengang des Kamerasystems unmittelbar vor dem Mikrolinsenarray eines Matrixsensors angeordnet ist.For example, the matrix sensor can be an image sensor of the Sony IMX250MZR or IMX250MYR type, in particular wherein the analyzer designed as an analyzer matrix is arranged between a microlens array and a pixel array of the matrix sensor. However, it is also conceivable that the analyzer designed as an analyzer matrix is arranged in a beam path of the camera system directly in front of the microlens array of a matrix sensor.

Alternativ ist auch denkbar, dass das Kamerasystem wenigstens vier Kameras mit jeweils einem Analysator, einem Objektiv und mit einem Matrixsensor umfasst, wobei die Analysatoren der wenigstens vier Kameras in den wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet sind, um sie in mehreren Kamerabildern zu erfassen. Dadurch sind zwar mehr Kameras notwendig, allerdings ist die Erfassung der Behälter örtlich noch hochauflösender. Denkbar ist, dass die Analysatoren jeweils einen linearen Polarisationsfilter umfassen. Die linearen Polarisationsfilter können derart gegeneinander verdreht sein, dass die linearen Polarisationsrichtungen 0°, 45°, 90° und 135° erfassbar sind.Alternatively, it is also conceivable that the camera system comprises at least four cameras, each with an analyzer, an objective and a matrix sensor, the analyzers of the at least four cameras being aligned in the at least four different linear polarization directions in order to capture them in several camera images. This means that more cameras are necessary, but the detection of the containers is even more high-resolution locally. It is conceivable that the analyzers each include a linear polarization filter. The linear polarization filters can be rotated relative to one another in such a way that the linear polarization directions 0 °, 45 °, 90 ° and 135 ° can be detected.

In einer weiteren Alternative ist ebenfalls denkbar, dass das Kamerasystem wenigstens vier Kameras mit einem Objektiv und mit einem Matrixsensor umfasst, wobei der wenigstens eine Analysator zwei Polarisationsteiler umfasst, um jeweils zwei der wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen auf zwei der wenigstens vier Kameras aufzuteilen. Dadurch können die Bildfelder jeweils von zwei Kameras übereinander gelegt werden, sodass die Bildperspektive in den entsprechenden Kamerabi-Idern ähnlich oder sogar genau gleich sind. Dadurch kann die Zuordnung von Bildbereichen auf dem Behälter im Kamerabild bei der Auswertung unterstützt werden. Bei einem Polarisationsteiler kann es sich um ein optisches Element handeln, das eine erste lineare Polarisationsrichtung durchlässt und eine dazu um 90° verdrehte, zweite lineare Polarisationsrichtung reflektiert.In a further alternative, it is also conceivable that the camera system comprises at least four cameras with an objective and with a matrix sensor, the at least one analyzer comprising two polarization splitters in order to divide two of the at least four different linear polarization directions into two of the at least four cameras. As a result, the image fields can be superimposed by two cameras so that the image perspective in the corresponding camera images is similar or even exactly the same. This allows the assignment of image areas on the container in the camera image to be supported during the evaluation. A polarization splitter can be an optical element that allows a first linear polarization direction to pass through and reflects a second linear polarization direction that is rotated by 90 °.

Vorzugsweise kann der Polarisator der Beleuchtungseinrichtung einen zirkularen oder elliptischen Polarisationsfilter umfassen. Bei umfangreichen Untersuchungen der Anmelderin hat sich herausgestellt, dass dies in Kombination mit der Fassung der vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen zu einer besonders zuverlässigen Erkennung der transparenten Fremdkörper führt. Grundsätzlich denkbar ist jedoch auch ein linearer Polarisationsfilter als Polarisator der Beleuchtungseinrichtung.The polarizer of the lighting device can preferably comprise a circular or elliptical polarization filter. Extensive investigations by the applicant have shown that this, in combination with the setting of the four different linear polarization directions, leads to particularly reliable detection of the transparent foreign bodies. In principle, however, a linear polarization filter is also conceivable as the polarizer of the lighting device.

Denkbar ist auch, dass das Kamerasystem mit Filtern zur getrennten Erfassung von unterschiedlichen Lichtwellenlängen ausgebildet ist, insbesondere mit wenigstens einem Bayer-Filter oder mit wenigstens einem pixelweisen Farbfilter, um zusätzlich zu den unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen auch unterschiedliche Lichtwellenlängen des polarisierten Lichts zu erfassen. Dadurch wird die Erkennung besonders zuverlässig, da die polarisierende Wirkung der transparenten Fremdkörper auch von der Lichtwellenlänge abhängen kann. Dadurch kann die Erkennung in farblosen Behältern verbessert werden. Beispielsweise kann es sich um einen Matrixsensor vom Typ Sony IMX250MYR handeln, der zusätzlich zur Polarisation auch eine Farberfassung möglich macht.It is also conceivable that the camera system is designed with filters for the separate detection of different light wavelengths, in particular with at least one Bayer filter or with at least one pixel-by-pixel color filter in order to also detect different light wavelengths of the polarized light in addition to the different linear polarization directions. This makes the detection particularly reliable, since the polarizing effect of the transparent foreign bodies is also can depend on the light wavelength. This can improve recognition in colorless containers. For example, it can be a Sony IMX250MYR matrix sensor which, in addition to polarization, also enables color detection.

Darüber hinaus stellt Erfindung ein Durchlichtinspektionsverfahren zur Seitenwandinspektion von Behältern mit den Merkmalen des Anspruchs 10 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.In addition, the invention provides a transmitted light inspection method for the side wall inspection of containers with the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Bei umfangreichen Untersuchungen der Anmelderin hat sich herausgestellt, dass die transparenten Fremdkörper am besten erkannt werden können, wenn mit dem wenigstens einen Analysator wenigstens vier unterschiedliche lineare Polarisationsrichtungen erfasst werden. Dadurch, dass das Kamerasystem mit dem wenigstens einen Analysator die vier unterschiedlichen lineare Polarisationsrichtungen gleichzeitig erfasst, ist es auch bei einem hohen Durchsatz einer Behälterverarbeitungsanlage mit geringen Aufwand möglich, die Durchlichtinspektion zuverlässig durchzuführen. Zudem können schwach polarisierende Fremdkörper besonders zuverlässig erkannt werden.Extensive investigations by the applicant have shown that the transparent foreign bodies can best be recognized if at least four different linear polarization directions are recorded with the at least one analyzer. Because the camera system with the at least one analyzer detects the four different linear polarization directions simultaneously, it is possible to reliably carry out the transmitted light inspection even with a high throughput of a container processing system with little effort. In addition, weakly polarizing foreign bodies can be detected particularly reliably.

Das Durchlichtinspektionsverfahren kann die zuvor in Bezug auf die Durchlichtinspektionsvorrichtung beschriebenen Merkmale einzelnen oder in beliebigen Kombinationen sinngemäß umfassen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1- 9. Denkbar ist, dass das Durchlichtinspektionsverfahren mit der zuvor beschriebenen Durchlichtinspektionsvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-9 durchgeführt wird.The transmitted light inspection method can include the features described above in relation to the transmitted light inspection device individually or in any combination, in particular according to one of claims 1-9. It is conceivable that the transmitted light inspection method is carried out with the transmitted light inspection device described above, in particular according to one of claims 1-9 becomes.

Vorzugsweise kann das Durchlichtinspektionsverfahren bei der Leerflascheninspektion, insbesondere bei der Boden- und/oder Seitenwandinspektion eingesetzt werden. Denkbar ist jedoch auch, dass das Durchlichtinspektionsverfahren bei der Vollflascheninspektion zur Erkennung von schwebenden Kunststoffteilen, insbesondere bei der Seitenwandinspektion eingesetzt wird.The transmitted light inspection method can preferably be used for the inspection of empty bottles, in particular for the inspection of the bottom and / or side walls. It is also conceivable, however, that the transmitted light inspection method is used in the full bottle inspection to detect floating plastic parts, in particular in the side wall inspection.

Der wenigstens eine Analysator kann als Analysatormatrix die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen nach einem Objektiv und vor lichtempfindlichen Sensorelementen eines Matrixsensors derart aufteilen, dass die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen in einem Kamerabild des Matrixsensors erfasst werden. Dadurch kann das Kamerasystem besonders einfach aufgebaut werden, da die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen mit genau einem Matrixsensor und nicht mit mehreren Matrixsensoren erfasst werden.As an analyzer matrix, the at least one analyzer can divide the four different linear polarization directions after an objective and in front of light-sensitive sensor elements of a matrix sensor in such a way that the four different linear polarization directions are recorded in a camera image of the matrix sensor. As a result, the camera system can be constructed in a particularly simple manner, since the four different linear polarization directions are recorded with exactly one matrix sensor and not with several matrix sensors.

Alternativ ist auch denkbar, dass die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen durch wenigstens vier Kameras mit jeweils einem Analysator, einem Objektiv und jeweils mit einem Matrixsensor erfasst werden. Dadurch sind zwar mehr Kameras notwendig, allerdings ist die Erfassung der Behälter örtlich noch hochauflösender.Alternatively, it is also conceivable that the four different linear polarization directions are recorded by at least four cameras each with an analyzer, an objective and each with a matrix sensor. This means that more cameras are necessary, but the detection of the containers is even more high-resolution locally.

Weiterhin alternativ ist denkbar, dass die unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen durch wenigstens vier Kameras mit jeweils einem Objektiv und mit jeweils einem Matrixsensor erfasst werden, wobei der wenigstens eine Analysator zwei Polarisationsteiler umfasst, mit denen jeweils zwei der wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtung auf zwei der wenigstens vier Kameras aufgeteilt werden. Dadurch können die Bildfelder jeweils von zwei Kameras übereinander gelegt werden, sodass die Bildperspektive in den entsprechenden Kamerabildern ähnlich oder sogar genau gleich sind. Furthermore, alternatively, it is conceivable that the different linear polarization directions are recorded by at least four cameras, each with an objective and each with a matrix sensor, the at least one analyzer comprising two polarization splitters, with which two of the at least four different linear polarization directions are assigned to two of the at least four Cameras are divided. As a result, the image fields can be superimposed by two cameras so that the image perspective in the corresponding camera images is similar or even exactly the same.

Dadurch kann die Zuordnung von Bildbereichen auf dem Behälter im Kamerabild bei der Auswertung unterstützt werden.This allows the assignment of image areas on the container in the camera image to be supported during the evaluation.

Denkbar ist auch, dass mit dem Kamerasystem durch Filter unterschiedliche Lichtwellenlängen des polarisierten Lichts erfasst werden. Dadurch wird die Erkennung besonders zuverlässig, da die polarisierende Wirkung der transparenten Fremdkörper auch von der Lichtwellenlänge abhängen kann. Dadurch kann die Erkennung in farblosen Behältern verbessert werden.It is also conceivable that different light wavelengths of the polarized light can be detected with the camera system through filters. This makes detection particularly reliable, since the polarizing effect of the transparent foreign bodies can also depend on the light wavelength. This can improve recognition in colorless containers.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektionsvorrichtung in einer seitlichen Ansicht;
  • 2 eine Detaildarstellung des Matrixsensors mit einem als Analysatormatrix ausgebildeten Analysator in einer frontalen Ansicht;
  • 3 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektionsvorrichtung mit vier Kameras vor denen jeweils ein Analysator angeordnet ist, in einer seitlichen Ansicht; und
  • 4 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektionsvorrichtung mit vier Kameras und zwei Polarisationsteilern in einer seitlichen Ansicht.
Further features and advantages of the invention are explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. It shows:
  • 1 an embodiment of a transmitted light inspection device according to the invention in a side view;
  • 2 a detailed representation of the matrix sensor with an analyzer designed as an analyzer matrix in a front view;
  • 3 a further exemplary embodiment according to the invention of a transmitted light inspection device with four cameras in front of each of which an analyzer is arranged, in a side view; and
  • 4th a further exemplary embodiment according to the invention of a transmitted light inspection device with four cameras and two polarization splitters in a side view.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Zu sehen ist der Transporteur 3 und die daran angegliederte Inspektionsstation 4, 5 zum Durchleuchten der Seitenwand 2a des Behälters 2 mit dem polarisierten Licht L.In the 1 is an inventive embodiment of a transmitted light inspection device 1 shown in a side view. You can see the transporter 3 and those about it attached inspection station 4th , 5 to illuminate the side wall 2a of the container 2 with the polarized light L. .

Der Transporteur 3 ist hier beispielsweise als Lineartransporteur ausgebildet, um die Behälter 2 zwischen der Beleuchtungseinrichtung 4 und dem Kamerasystem 5 hindurch zu transportieren. Die Behälter 2 können dabei vorzugsweise kontinuierlich transportiert und fortlaufend von dem Kamerasystem 5 erfasst werden.The transporter 3 is designed here, for example, as a linear conveyor to the container 2 between the lighting device 4th and the camera system 5 to transport through. The containers 2 can preferably be transported continuously and continuously by the camera system 5 are recorded.

Die Beleuchtungseinrichtung 4 umfasst eine Lichtquelle 4.1 zur Abgabe eines sichtbaren und/oder infraroten Lichtspektrums. Beispielsweise ist die Lichtquelle 4.1 mit einer Vielzahl von LEDs ausgebildet, die weißes Licht abstrahlen, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm. Vorzugsweise werden LEDs, die mehrere Chips für verschiedene Farben enthalten eingesetzt. Das ermöglicht eine Abstimmung der Lichtfarbe an die Farbe der Behältnisse. Denkbar ist auch, dass die Lichtquelle 4.1 mit einer Vielzahl von LEDs ausgebildet, die infrarotes Licht abstrahlen, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 3 µm.The lighting device 4th includes a light source 4.1 for emitting a visible and / or infrared light spectrum. For example is the light source 4.1 formed with a plurality of LEDs that emit white light, preferably in a wavelength range from 380 nm to 780 nm. Preferably, LEDs that contain several chips for different colors are used. This enables the light color to be matched to the color of the containers. It is also conceivable that the light source 4.1 formed with a plurality of LEDs that emit infrared light, preferably in a wavelength range of 780 nm to 3 μm.

Weiterhin ist der Lichtquelle 4.1 der Polarisator 4.2 nachgeschaltet, der zur zirkularen Polarisation des von der Lichtquelle 4.1 abgegebenen Lichtspektrums ausgebildet ist. Durch den Polarisator 4.2 wird das unpolarisierte Licht der Lichtquelle 4.1 zirkular polarisiert und so als polarisiertes Licht L abgegeben. Denkbar ist jedoch auch, dass es sich um einen linearen oder elliptischen Polarisator handelt.Furthermore is the light source 4.1 the polarizer 4.2 downstream of the circular polarization of the light source 4.1 emitted light spectrum is formed. Through the polarizer 4.2 becomes the unpolarized light of the light source 4.1 circularly polarized and so as polarized light L. submitted. However, it is also conceivable that it is a linear or elliptical polarizer.

Ferner ist zu sehen, dass das Kamerasystem 5 ein Objektiv 5.3, einen Analysator 5.M und einen Matrixsensor 5.2 umfasst, wobei der Analysator 5.M als Analysatormatrix ausgebildet ist, die zwischen dem Objektiv 5.3 und lichtempfindlichen Sensorelementen (5.21) des Matrixsensors 5.2 angeordnet ist. Dadurch können vier unterschiedliche Polarisationsrichtungen in einem Kamerabild des Matrixsensors 5.2 erfasst werden. Ferner ist der als Analysatormatrix ausgebildeten Analysator 5.M als integriertes Element des Matrixsensors 5.2 ausgebildet. Beispielsweise kann es sich bei dem Matrixsensor 5.2 und den als Analysatormatrix ausgebildeten Analysator 5.M um den Sony Bildsensor vom Typ IMX250MZR (Monochrom) oder IMX250MYR (Farbe) handeln. Der genauere Aufbau des Matrixsensors 5.2 sowie des Analysators 5.M wird weiter unten anhand der 2 näher erläutert.It can also be seen that the camera system 5 a lens 5.3 , an analyzer 5 M and a matrix sensor 5.2 comprises, wherein the analyzer 5 M is designed as an analyzer matrix between the lens 5.3 and light-sensitive sensor elements ( 5.21 ) of the matrix sensor 5.2 is arranged. This enables four different polarization directions in a camera image of the matrix sensor 5.2 are recorded. Furthermore, the analyzer is designed as an analyzer matrix 5 M as an integrated element of the matrix sensor 5.2 educated. For example, the matrix sensor can be 5.2 and the analyzer designed as an analyzer matrix 5 M the Sony IMX250MZR (monochrome) or IMX250MYR (color) image sensor. The more precise structure of the matrix sensor 5.2 as well as the analyzer 5 M is explained below using the 2 explained in more detail.

Mit dem Objektiv 5.3 wird der Behälter 2 über den Analysator 5.M auf den Matrixsensor 5.2 des Kamerasystems 5 abgebildet. Folglich kann mit dem Kamerasystem 5 die Seitenwand 2a des Behälters 2 ortsaufgelöst in vier unterschiedlichen Polarisationsrichtungen gleichzeitig erfasst werden.With the lens 5.3 becomes the container 2 through the analyzer 5 M on the matrix sensor 5.2 of the camera system 5 pictured. Consequently, with the camera system 5 the side wall 2a of the container 2 spatially resolved in four different polarization directions are detected simultaneously.

Denkbar ist auch, dass dem Kamerasystem 5 ein hier nicht genauer dargestelltes Spiegelkabinett vorgeschaltet ist. Dadurch ist es möglich, mehrere Behälterseiten nebeneinander als Bildsektoren in das Kamerasystem 5 hinein abzubilden. Mit dem Spiegelkabinett und dem Objektiv 5.3 können beispielsweise mindestens zwei Ansichten des Behälters 2 aus verschiedenen Blickwinkeln nebeneinander auf den Matrixsensor 5.2 abgebildet werden und so in einem Kamerabild erfasst werden.It is also conceivable that the camera system 5 a mirror cabinet (not shown here) is connected upstream. This makes it possible to have several sides of the container side by side as image sectors in the camera system 5 map into it. With the mirror cabinet and the lens 5.3 can, for example, have at least two views of the container 2 from different angles side by side onto the matrix sensor 5.2 can be mapped and captured in a camera image.

Des Weiteren ist die Steuerungseinrichtung 6 zu sehen, mit der die Beleuchtungseinrichtung 4 und das Kamerasystem 5 steuerbar ist. Denkbar ist, dass die Steuerungseinrichtung 6 eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Auswertung der Kamerabilder vom Kamerasystem 5 umfasst. Zudem ist auch denkbar, dass die Steuerungseinrichtung 6 die Beleuchtungseinrichtung 4 beispielsweise aufgrund des Signals einer Lichtschranke derart steuert, dass sie einen Lichtpuls in dem Moment abgibt, wenn sich der Behälter 2 vor der Beleuchtungseinrichtung 4 in einem Sichtfeld des Kamerasystems 5 befindet.Furthermore, the control device 6 to see with the lighting device 4th and the camera system 5 is controllable. It is conceivable that the control device 6 an image processing device for evaluating the camera images from the camera system 5 includes. In addition, it is also conceivable that the control device 6 the lighting device 4th for example, based on the signal of a light barrier, controls such that it emits a light pulse at the moment when the container 2 in front of the lighting device 4th in a field of view of the camera system 5 is located.

In der 2 ist eine Detaildarstellung des Matrixsensors 5.2 mit einem als Analysatormatrix ausgebildeten Analysator 5.M in einer frontalen Ansicht. Zu sehen ist der Matrixsensor 5.2, der in dem in der Figur eins dargestellten Kammersystem als Bildsensor dient.In the 2 is a detailed representation of the matrix sensor 5.2 with an analyzer designed as an analyzer matrix 5 M in a frontal view. You can see the matrix sensor 5.2 , which serves as an image sensor in the chamber system shown in FIG.

Der Matrixsensor 5.2 entspricht dem üblichen Aufbau von CMOS- oder CCD-Bildsensoren, bei denen die lichtempfindlichen Sensorelemente 5.21 in einem matrixartigen Gitter angeordnet sind, um ein Kamerabild aufzunehmen. Denkbar ist jedoch auch eine hexagonalen Anordnung der lichtempfindlichen Sensorelemente 5.21.The matrix sensor 5.2 corresponds to the usual structure of CMOS or CCD image sensors, in which the light-sensitive sensor elements 5.21 are arranged in a matrix-like grid in order to record a camera image. However, a hexagonal arrangement of the light-sensitive sensor elements is also conceivable 5.21 .

Des Weiteren ist den lichtempfindlichen Sensorelementen 5.21 der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator 5.M vorgeordnet, der eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Polarisatorelementen 5.M1 - 5.M4 umfasst. Die Matrix der Polarisatorelemente 5.M1 - 5.M4 entspricht dabei der Position der lichtempfindlichen Sensorelemente 5.21 des Matrixsensors 5.2. Die Polarisatiorelemente 5.M1 - 5.M4 sind jeweils einem der lichtempfindlichen Sensorelemente 5.21 zugeordnet und, wie im Detail D zu sehen ist, alternierend in vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet. Beispielsweise sind die Polarisatiorelemente 5.M1 - 5.M4 entsprechend in den Polarisationsrichtungen 0°, zum 40°, 90° und 135° angeordnet. Denkbar ist, dass der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator 5.M zwischen einem Mikrolinsenarray und den lichtempfindlichen Sensorelementen 5.21 des Matrixsensors 5.2 angeordnet ist.Furthermore, the light-sensitive sensor elements 5.21 the analyzer designed as an analyzer matrix 5 M upstream of the plurality of polarizer elements arranged in a matrix 5.M1 - 5.M4 includes. The matrix of the polarizer elements 5.M1 - 5.M4 corresponds to the position of the light-sensitive sensor elements 5.21 of the matrix sensor 5.2 . The polarizer elements 5.M1 - 5.M4 are each one of the light-sensitive sensor elements 5.21 assigned and, as in detail D. can be seen, aligned alternately in four different linear polarization directions. For example, the polarizer elements 5.M1 - 5.M4 arranged accordingly in the polarization directions 0 °, 40 °, 90 ° and 135 °. It is conceivable that the analyzer designed as an analyzer matrix 5 M between a microlens array and the light-sensitive sensor elements 5.21 of the matrix sensor 5.2 is arranged.

Zudem sind die in der Matrix angeordneten Polarisatorelemente 5.M1 - 5.M4 derart gruppiert, dass jeweils vier benachbart angeordnete Polarisatiorelemente 5.M1 - 5.M4 in den vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet sind und eine Gruppe G bilden. die Gruppen G sind jeweils ebenfalls matrixartig angeordnet.In addition, the polarizer elements arranged in the matrix are 5.M1 - 5.M4 grouped in such a way that in each case four adjacent polarizer elements 5.M1 - 5.M4 are aligned in the four different linear polarization directions and a group G form. the groups G are each also arranged like a matrix.

Denkbar ist auch, dass der Matrixsensor 5.2 einen Bayer-Filter umfasst, um zusätzlich zur Polarisation auch Farben im Kamerabild zu trennen und damit unterschiedliche Lichtwellenlängen getrennt zu erfassen. Dadurch kann die Erkennung der transparenten Fremdkörper F auf Basis der Farbinformation noch zuverlässiger erfolgen.It is also conceivable that the matrix sensor 5.2 includes a Bayer filter in order to separate colors in the camera image in addition to polarization and thus to capture different light wavelengths separately. This allows the detection of the transparent foreign body F. even more reliably based on the color information.

Dadurch können mit dem in der 2 dargestellten Matrixsensor alle vier Polarisationsrichtungen in einem Kamerabild erfasst werden. Folglich kann die in der 1 dargestellte Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 besonders einfach mit nur einer Kamera aufgebaut werden.This allows you to use the 2 matrix sensor shown, all four polarization directions can be captured in one camera image. Consequently, the 1 illustrated transmitted light inspection device 1 can be set up particularly easily with just one camera.

Mit der in den 1 und 2 dargestellten Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 werden die Behälter 2 mit dem Transporteur 3 zu der daran angegliederten Inspektionsstationen 4, 5 transportiert und dort mit polarisierten Licht L durchleuchtet. Dazu wird das zunächst unpolarisierte Licht der Lichtquelle 4.1 mit dem Polarisator 4.2 beispielsweise zirkular polarisiert und als das polarisierte Licht L abgegeben. Durch die transparenten Fremdkörper F wird die Polarisation des Lichts beim Durchleuchten beeinflusst, beispielsweise durch Spannungsdoppelbrechung gedreht. Der so durchleuchtete Behälter 2 wird mit dem Kamerasystem 5 erfasst, das den Matrixsensor 5.2 und den als Analysatormatrix ausgebildeten Analysator 5.M umfasst. Dadurch werden in einem Kamerabild des Kamerasystems 5 unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen gleichzeitig erfasst. Je nach Anordnung und Eigenschaften der transparenten Fremdkörper F erscheinen diese dann bei einer bestimmten linearen Polarisationsrichtung im Kamerabild dunkler oder heller als übrige Bereiche der Seitenwand 2a der Behälter 2, so dass sie mit an sich üblichen Bildverarbeitungsverfahren erkannt werden können.With the in the 1 and 2 illustrated transmitted light inspection device 1 become the container 2 with the carrier 3 to the inspection stations attached to it 4th , 5 transported and there with polarized light L. x-rayed. For this purpose, the initially unpolarized light is used by the light source 4.1 with the polarizer 4.2 for example, circularly polarized and as the polarized light L. submitted. Through the transparent foreign body F. the polarization of the light during transillumination is influenced, for example rotated by stress birefringence. The container illuminated in this way 2 is with the camera system 5 detects that the matrix sensor 5.2 and the analyzer designed as an analyzer matrix 5 M includes. As a result, in a camera image of the camera system 5 different linear polarization directions detected simultaneously. Depending on the arrangement and properties of the transparent foreign bodies F. With a certain linear polarization direction, these appear darker or lighter in the camera image than other areas of the side wall 2a the container 2 so that they can be recognized with image processing methods that are customary per se.

In der 3 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 mit vier Kameras 5A - 5D in einer seitlichen Ansicht dargestellt, vor denen jeweils ein Analysator 5.F1 - 5.F4 angeordnet ist. Das in der 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der 1 lediglich durch den Aufbau des Kamerasystems 5. Die Merkmale der Beleuchtungseinrichtung 4 und des Transporteurs 3 des Ausführungsbeispiels in der 1 gelten daher entsprechend auch für die 3 bzw. auch weiter unten für die 4.In the 3 is a further embodiment of a transmitted light inspection device according to the invention 1 with four cameras 5A-5D shown in a side view, in front of each of which an analyzer 5.F1 - 5.F4 is arranged. That in the 3 The illustrated embodiment differs from that in FIG 1 only through the structure of the camera system 5 . The features of the lighting device 4th and the carrier 3 of the embodiment in the 1 therefore also apply to the 3 or below for the 4th .

Zu sehen ist, das den Objektiven 5.3 der Kameras 5A - 5D jeweils ein Analysator 5.F1 - 5.F4 vorgeordnet ist. Hierbei handelt es sich beispielsweise um lineare Polarisationsfilter, die in unterschiedlichen Drehstellungen um die Achse des Objektivs 5.3 derart verdreht sind, dass sie jeweils eine unterschiedliche lineare Polarisationsrichtung durchlassen, beispielsweise die Richtungen 0°, 45°, 90° und 135°. Dadurch kann mit jeweils einer der Kameras 5A - 5D eine der linearen Polarisationsrichtungen erfasst werden. Folglich ist der Aufbau zwar aufwändiger, jedoch ermöglicht er eine noch höhere Ortsauflösung in den Kamerabildern.You can see that the lenses 5.3 the cameras 5A-5D one analyzer each 5.F1 - 5.F4 is upstream. These are, for example, linear polarization filters that are in different rotational positions around the axis of the lens 5.3 are rotated in such a way that they each allow a different linear polarization direction to pass through, for example the directions 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °. This allows one of the cameras at a time 5A-5D one of the linear polarization directions can be detected. As a result, although the structure is more complex, it enables an even higher spatial resolution in the camera images.

In der 4 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 mit vier Kameras 5A - 5D und zwei Polarisationsteilern 5.T1 - 5.T2 in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel in der 4 unterscheidet sich von dem in der 3 lediglich durch den Typ der Analysatoren 5.T1 - 5.T2. Hierbei werden die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen nicht durch Polarisationsfilter sondern durch die dargestellten Polarisationsteiler 5.T1 - 5.T2 auf die vier Kameras 5A - 5D aufgeteilt, wodurch die Bildfelder der Kameras 5A, 5B bzw. 5C, 5D übereinandergelegt werden können, sodass die Bildperspektive in den entsprechenden Kamerabildern ähnlich oder sogar genau gleich ist. Dadurch kann die Zuordnung von Bildbereichen des Behälters 2 im Kamerabild bei der Auswertung unterstützt werden.In the 4th is a further embodiment of a transmitted light inspection device according to the invention 1 with four cameras 5A-5D and two polarization dividers 5.T1 - 5.T2 shown in a side view. The embodiment in the 4th differs from that in the 3 only by the type of analyzer 5.T1 - 5.T2 . The four different linear polarization directions are not determined by polarization filters but by the polarization splitter shown 5.T1 - 5.T2 on the four cameras 5A-5D split, reducing the fields of view of the cameras 5A , 5B or. 5C , 5D can be superimposed so that the image perspective in the corresponding camera images is similar or even exactly the same. This enables the assignment of image areas of the container 2 are supported in the evaluation in the camera image.

Mit den in den 3 und 4 dargestellten Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 werden die Behälter 2 mit dem Transporteur 3 zu der daran angegliederten Inspektionsstationen 4, 5 transportiert und dort mit polarisierten Licht L durchleuchtet. Dazu wird das zunächst unpolarisierte Licht der Lichtquelle 4.1 mit dem Polarisator 4.2 beispielsweise zirkular polarisiert und als das polarisiertes Licht L abgegeben. Durch die transparenten Fremdkörper F wird die Polarisation des Lichts beim Durchleuchten beeinflusst, beispielsweise durch Spannungsdoppelbrechung gedreht oder in einer bestimmten Richtung absorbiert. Der so durchleuchtete Behälter 2 wird mit den vier Kameras 5A - 5D in den vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen erfasst. Dazu sind den Kameras 5 A-5 B entweder die Polarisationsfilter 5.F1 - 5.F4 oder die Polarisationsteiler 5.T1 - 5.T2 vorgeordnet. Dadurch werden in vier Kamerabildern des Kamerasystems 5 jeweils unterschiedliche linearen Polarisationsrichtungen gleichzeitig erfasst. Je nach Anordnung und Eigenschaften der transparenten Fremdkörper F erscheinen diese dann bei einer bestimmten linearen Polarisationsrichtung in einem der Kamerabilder dunkler als übrige Bereiche der Seitenwand 2a des Behälters 2, so dass sie mit an sich üblichen Bildverarbeitungsverfahren erkannt werden können.With those in the 3 and 4th illustrated transmitted light inspection device 1 become the container 2 with the carrier 3 to the inspection stations attached to it 4th , 5 transported and there with polarized light L. x-rayed. For this purpose, the initially unpolarized light is used by the light source 4.1 with the polarizer 4.2 for example, circularly polarized and as the polarized light L. submitted. Through the transparent foreign body F. the polarization of the light is influenced during transillumination, for example rotated by stress birefringence or absorbed in a certain direction. The container illuminated in this way 2 will be with the four cameras 5A-5D recorded in the four different linear polarization directions. These are the cameras 5 A-5 B. either the polarizing filter 5.F1 - 5.F4 or the polarization splitter 5.T1 - 5.T2 upstream. This results in four camera images of the camera system 5 each different linear polarization directions detected simultaneously. Depending on the arrangement and properties of the transparent foreign bodies F. With a certain linear polarization direction, they then appear darker in one of the camera images than other areas of the side wall 2a of the container 2 so that they can be recognized with image processing methods that are customary per se.

Dadurch, dass bei den Ausführungsbeispielen der 1 - 4 das Kamerasystem 5 und der wenigstens eine Analysator 5.M, 5.F1 - 5.F4 bzw. 5.T1 - 5.T2 dazu ausgebildet sind, die vier unterschiedlichen lineare Polarisationsrichtungen gleichzeitig zu erkennen, ist es auch bei einem hohen Durchsatz einer Behälterverarbeitungsanlage mit geringen Aufwand möglich, die Durchlichtinspektion der Seitenwand 2a der Behälter 2 durchzuführen. Zudem können schwach polarisierende Fremdkörper F besonders zuverlässig erkannt werden.The fact that in the exemplary embodiments of 1 - 4th the camera system 5 and the at least one analyzer 5 M , 5.F1 - 5.F4 or. 5.T1 - 5.T2 are designed to detect the four different linear polarization directions at the same time, it is possible to carry out the transmitted light inspection of the side wall with little effort even with a high throughput of a container processing system 2a the container 2 perform. In addition, weakly polarizing foreign bodies can occur F. can be recognized particularly reliably.

Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese Merkmalskombination beschränkt sind, sondern auch einzelnen oder in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It goes without saying that features mentioned in the exemplary embodiments described above are not limited to this combination of features, but are also possible individually or in any other combinations.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 202013100834 U1 [0007]DE 202013100834 U1 [0007]

Claims (14)

Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) zur Seitenwandinspektion von Behältern (2), mit - einem Transporteur (3) zum Transport der Behälter (2), und - mit wenigstens einer an dem Transporteur (3) angegliederten Inspektionsstation (4,5) zum Durchleuten der Behälter (2) mit polarisiertem Licht (L), wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (4, 5) eine Beleuchtungseinrichtung (4) mit einer Lichtquelle (4.1) und mit einem nachgeschalteten Polarisator (4.2) und ein Kamerasystem (5) mit wenigstens einem Analysator (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem (5) und der wenigstens eine Analysator (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2) dazu ausgebildet sind, wenigstens vier unterschiedliche lineare Polarisationsrichtungen gleichzeitig zu erfassen.Transmitted light inspection device (1) for side wall inspection of containers (2), with - a conveyor (3) for transporting the containers (2), and - with at least one inspection station (4,5) attached to the conveyor (3) for routing the containers ( 2) with polarized light (L), the at least one inspection station (4, 5) having a lighting device (4) with a light source (4.1) and a downstream polarizer (4.2) and a camera system (5) with at least one analyzer (5 .M, 5.F1-5.F4, 5.T1-5.T2), characterized in that the camera system (5) and the at least one analyzer (5.M, 5.F1-5.F4, 5th. T1-5T2) are designed to simultaneously detect at least four different linear polarization directions. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Kamerasystem (4) ein Objektiv (5.3) und einen Matrixsensor (5.2) umfasst, und wobei der wenigstens eine Analysator (5.M) als Analysatormatrix ausgebildet ist, die zwischen dem Objektiv (5.3) und vor der lichtempfindlichen Sensorelementen (5.21) des Matrixsensors (5.2) angeordnet ist, um die wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen mit dem Matrixsensors (5.2) gleichzeitig zu erfassen.Transmitted light inspection device (1) according to Claim 1 , wherein the camera system (4) comprises an objective (5.3) and a matrix sensor (5.2), and wherein the at least one analyzer (5.M) is designed as an analyzer matrix which is placed between the objective (5.3) and in front of the light-sensitive sensor elements (5.21 ) of the matrix sensor (5.2) is arranged to simultaneously detect the at least four different linear polarization directions with the matrix sensor (5.2). Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Matrixsensor (5.2) den als Analysatormatrix ausgebildeten Analysator (5.M) als vor den lichtempfindlichen Sensorelementen (5.21) integriertes Element umfasst.Transmitted light inspection device (1) according to Claim 2 , wherein the matrix sensor (5.2) comprises the analyzer (5.M) designed as an analyzer matrix as an element integrated in front of the light-sensitive sensor elements (5.21). Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der als Analysatormatrix ausgebildete Analysator (5.M) eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Polarisatorelementen (5.M1 - 5.M4) umfasst, die jeweils einem der lichtempfindlichen Sensorelemente (5.21) zugeordnet sind und die vorzugsweise alternierend in den wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet sind.Transmitted light inspection device (1) according to Claim 2 or 3 , wherein the analyzer (5.M) designed as an analyzer matrix comprises a plurality of polarizer elements (5.M1-5M4) arranged in a matrix, each of which is assigned to one of the light-sensitive sensor elements (5.21) and which preferably alternate in the at least four are aligned with different linear polarization directions. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die in der Matrix angeordneten Polarisatorelemente (5.M1 - 5.M4) derart gruppiert sind, dass jeweils vier benachbart angeordnete Polarisatiorelemente (5.M1 - 5.M4) in den wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet sind und eine Gruppe (G) bilden.Transmitted light inspection device (1) according to Claim 4 , the polarizer elements (5.M1-5M4) arranged in the matrix being grouped in such a way that four adjacent polarizer elements (5.M1-5M4) are aligned in the at least four different linear polarization directions and one group (G ) form. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Kamerasystem (5) wenigstens vier Kameras (5A-5D) mit jeweils einem Analysator (5.F1 - 5.F4), einem Objektiv (5.3) und mit einem Matrixsensor (5.2) umfasst, und wobei die Analysatoren (5.F1 - 5.F4) der wenigstens vier Kameras (5A - 5D) in den wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen ausgerichtet sind, um sie in mehreren Kamerabildern zu erfassen.Transmitted light inspection device (1) according to Claim 1 , wherein the camera system (5) comprises at least four cameras (5A-5D) each with an analyzer (5.F1 - 5.F4), an objective (5.3) and with a matrix sensor (5.2), and wherein the analyzers (5. F1-5F4) of the at least four cameras (5A-5D) are aligned in the at least four different linear polarization directions in order to capture them in a plurality of camera images. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Kamerasystem (5) wenigstens vier Kameras (5A - 5D) mit einem Objektiv (5.3) und mit einem Matrixsensor (5.2) umfasst, und wobei der wenigstens eine Analysator (5.T1 - 5.T2) zwei Polarisationsteiler umfasst, um jeweils zwei der wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen auf zwei der wenigstens vier Kameras aufzuteilen.Transmitted light inspection device (1) according to Claim 1 , wherein the camera system (5) comprises at least four cameras (5A - 5D) with an objective (5.3) and with a matrix sensor (5.2), and wherein the at least one analyzer (5.T1 - 5.T2) comprises two polarization splitters to to divide two of the at least four different linear polarization directions on two of the at least four cameras. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Polarisator (4.2) der Beleuchtungseinrichtung (4) einen zirkularen oder elliptischen Polarisationsfilter umfasst.Transmitted light inspection device (1) according to one of the preceding claims, wherein the polarizer (4.2) of the lighting device (4) comprises a circular or elliptical polarization filter. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kamerasystem (5) mit Filtern zur getrennten Erfassung von unterschiedlichen Lichtwellenlängen ausgebildet ist, insbesondere mit wenigstens einem Beyer-Filter oder mit wenigstens einem pixelweisen Farbfilter, um zusätzlich zu den unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen auch unterschiedliche Lichtwellenlängen des polarisierten Lichts (L) zu erfassen.Transmitted light inspection device (1) according to one of the preceding claims, wherein the camera system (5) is designed with filters for the separate detection of different light wavelengths, in particular with at least one Beyer filter or with at least one pixel-by-pixel color filter in order to also use different linear polarization directions in addition to the different linear polarization directions Detect light wavelengths of polarized light (L). Durchlichtinspektionsverfahren zur Seitenwandinspektion von Behältern (2), wobei die Behälter (2) mit einem Transporteur (3) zu wenigstens einer daran angegliederten Inspektionsstation (4, 5) transportiert und mit der wenigstens einen Inspektionsstation (4, 5) mit polarisiertem Licht (L) durchleuchtet werden, wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (4, 5) eine Beleuchtungseinrichtung (4) mit einer Lichtquelle (4.1) und mit einem nachgeschalteten Polarisator (4.2) umfasst, die das polarisierte Licht (L) abgibt, und wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (4, 5) ein Kamerasystem (5) mit wenigstens einem Analysator (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2) umfasst, mit der die durchleuchteten Behälter (2) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem (5) mit dem wenigstens einen Analysator (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2) die wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen gleichzeitig erfasst.Transmitted light inspection method for the side wall inspection of containers (2), the containers (2) being transported with a conveyor (3) to at least one inspection station (4, 5) attached to it and with the at least one inspection station (4, 5) with polarized light (L) be x-rayed, the at least one inspection station (4, 5) comprising a lighting device (4) with a light source (4.1) and a downstream polarizer (4.2) which emits the polarized light (L), and the at least one inspection station ( 4, 5) comprises a camera system (5) with at least one analyzer (5.M, 5.F1 - 5.F4, 5.T1 - 5.T2) with which the x-rayed containers (2) are recorded, characterized in that, that the camera system (5) with the at least one analyzer (5.M, 5.F1-5.F4, 5.T1-5.T2) detects the at least four different linear polarization directions simultaneously. Durchlichtinspektionsverfahren nach Anspruch 10, wobei der wenigstens eine Analysator (5.M) als Analysatormatrix die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen nach einem Objektiv (5.3) und vor lichtempfindlichen Sensorelementen (5.21) eines Matrixsensors (5.2) derart aufteilt, dass die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen in einem Kamerabild des Matrixsensors (5.2) erfasst werden.Transmitted light inspection method according to Claim 10 , the at least one analyzer (5.M) as an analyzer matrix dividing the four different linear polarization directions after an objective (5.3) and in front of light-sensitive sensor elements (5.21) of a matrix sensor (5.2) in such a way that the four different linear polarization directions in a camera image of the matrix sensor (5.2) can be recorded. Durchlichtinspektionsverfahren nach Anspruch 10, wobei die vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen durch wenigstens vier Kameras (5A - 5D) mit jeweils einem Analysator (5.F1 - 5.F4), einem Objektiv (5.3) und jeweils mit einem Matrixsensor (5.2) erfasst werden.Transmitted light inspection method according to Claim 10 , the four different linear polarization directions being recorded by at least four cameras (5A - 5D) each with an analyzer (5.F1 - 5.F4), an objective (5.3) and each with a matrix sensor (5.2). Durchlichtinspektionsverfahren nach Anspruch 10, wobei die unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen durch wenigstens vier Kameras (5A - 5D) mit jeweils einem Objektiv (5.3) und mit jeweils einem Matrixsensor (5.2) erfasst werden, und wobei der wenigstens eine Analysator (5.T1 - 5.T2) zwei Polarisationsteiler umfasst, mit denen jeweils zwei der wenigstens vier unterschiedlichen linearen Polarisationsrichtungen auf zwei der wenigstens vier Kameras (5A - 5D) aufgeteilt werden.Transmitted light inspection method according to Claim 10 , the different linear polarization directions being recorded by at least four cameras (5A-5D) each with an objective (5.3) and each with a matrix sensor (5.2), and the at least one analyzer (5.T1-5T2) having two polarization splitters includes, with which two of the at least four different linear polarization directions are divided between two of the at least four cameras (5A-5D). Durchlichtinspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 10-13, wobei mit dem Kamerasystem (5) durch Filter unterschiedliche Lichtwellenlängen des polarisierten Lichts erfasst werden.Transmitted light inspection method according to one of the Claims 10 - 13 , wherein different light wavelengths of the polarized light are detected with the camera system (5) through filters.
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