DE2738569A1 - TESTING DEVICE - Google Patents
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Description
Behälterprüfsystem zur Erfassung identifizierender Eigenschaften mit einer Energiequelle, die relativ zum Behälter so angeordnet ist, daß sie Energie auf ihn richten kann, einer ersten auf die vom Behälter abgehende Energie ansprechenden Einrichtung, die fortschreitende Teile der Energie radial abtastet, um die Energie nur entsprechend den identifizierenden Eigenschaften des Behälters zu modulieren, einer zweiten, auf die vom Bebälter abgehende Energie ansprechenden Einrichtung, die eine Querabtastung fortschreitender Teile der Energie liefert, um die Energie nur entsprechend den identifizierenden Eigenschaften des Behälters zu modulieren, und mit einer dritten Einrichtung, die auf die von der ersten und der zweiten Einrichtung modulierte Energie ansprechend ein Ausgangssignal entsprechend den identifizieren den Eigenschaften des Behälters liefert.Energy scans container inspection system for detecting identifying characteristics to a power source, which is arranged relative to the container so as to direct energy to it can, a first responsive to said outgoing from the container energy device, the progressive portions radially to the energy only in accordance with the to modulate the identifying properties of the container, a second device responsive to the energy emanating from the container which provides a transverse scan of progressive portions of the energy to modulate the energy only in accordance with the identifying properties of the container , and a third device responsive to the energy modulated by the first and second means responsively provides an output signal corresponding to the identifying characteristics of the container.
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Industrial Dynamics Company, Ltd., Torrance, California, V.St.ΛIndustrial Dynamics Company, Ltd., Torrance, California, V.St.Λ
PrüfvorrichtungTesting device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung und insbesondere eine Prüfeinrichtung zum Prüfen von Behältern wie Flaschen auf das Vorliegen von Etiketten oder zum Prüfen von leeren Flaschen auf Sauberkeit. Eine solche Vorrichtung, wenn nach einer Etikettiermaschine angeordnet, kann bestimmen, ob das Etikett einwandfrei auf den Behälter aufgebracht worden ist und ob das richtige Etikett verwendet wurde. Weiterhin ist es !erwünscht, eine leere Flasche vor dem Füllen zu reinigen, um zu 'gewährleisten, daß sämtliche Fremdkörper aus ihr entfernt wordenThe present invention relates to testing apparatus, and more particularly a testing device for testing containers such as bottles for the presence of labels or for testing empty bottles for cleanliness. Such a device, when placed after a labeling machine, can determine whether the label has been properly applied to the container and whether the correct label has been used. Furthermore it is ! Desired to clean an empty bottle before filling to ensure that all foreign objects have been removed from it
i sind.i are.
Entsprechend Prüfungen hat man nach dem Stand der Technik mit photoelektrischen Abtastberfahren durchgeführt, um eine Etiketterkennung oder Ermittlung von Fremdkörpern in der Flasche durch-Corresponding tests have been carried out in the prior art with photoelectric scanning in order to detect a label or detection of foreign bodies in the bottle
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zuführen. Espw. liegen mehrere Systeme nach dem Stand der Technik vor, bei denen die etiketterkennung oder Premdteilchenermittlung mit einer zentrierten Gitterscheibe ("reticle") als Teil eines photoelektrischen Erfassungssystem erfolgt.respectively. Espw. There are several prior art systems that use label detection or particle detection with a centered reticle as part of a photoelectric detection system.
im allgemeinen findet bei diesen Systemen nach dem Stand der Technik eine radiale Abtastung mit einer zentrierten und drehenden Einrichtung statt, die auf durch eine flasche geworfenes Licht arbeitet und es auf eine Photozelle richtet. Diese drehende zentrierte Einrichtung weist mindestens ein Paar aus transparenten und opaken Flächenteilen auf und kann sogar eine einzelne Speiche sein, so daß der opake und der transparente H'lächenteil auf einer gemeinsamen optischen Mittellinie zwischen dem Etikett oder Fremdteilchen in der Flaschen und der Photozelle hindurchdrehen. V/enn in dem Abtastfeld ein Gegenstand auftritt, wird das Ausgangssignal der Photozelle zu einem Wechselsignal, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit des Abtasters und der Anzahl der Abwechselnd opaken und transparenten Flächenteile entspricht. Liegt im Abtastfeld kein Gegenstand vor oder fehlt das Etikett, ist die Ausgangsspannung der Pbotozelle im wesentlichen eine Gleichspannung. Ist das Etikett aufgebracht oder sind Fremdkörper vorhanden, geht ein anderes, unterschiedliches Signal ab, das dem Gegenstand bzw. dem Etikett entspricht.generally takes place in these prior art systems Technique a radial scanning with a centered and rotating device instead, which is thrown on by a bottle Light works and directs it to a photocell. This rotating centered device comprises at least one pair transparent and opaque surface parts and can even be a single spoke, so that the opaque and the transparent Surface part on a common optical center line between the label or foreign particles in the bottle and the photocell turn through. If an object appears in the scanning field, the output signal of the photocell becomes an alternating signal, the frequency of which corresponds to the rotational speed of the scanner and corresponds to the number of alternately opaque and transparent surface parts. If there is no object in the scanning field or If the label is missing, the output voltage of the Pbotozelle is im essentially a DC voltage. Is the label applied or if foreign bodies are present, another, different signal is emitted that corresponds to the object or the label.
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Kin weiteres Kadialabtastungssystem, das verwendet worden ist, um eine Objekterfassung durchzuführen, weist ein Trapezprisma auf, bei dem eine Radialabtastung der flasche ein Wechselsignal entsprechend der gewünschten Hustererkennung der jeweiligen Eigenschaften der Flasche ergibt. Eine weitere Einrichtung enthält einen Drehspiegel mit einer radial verlaufenden Speiche, der das gleiche Ergebnis wie die oben erwähnte Einrichtung erbringt.Another cadial scanning system that has been used to perform object detection includes a trapezoidal prism on, in which a radial scan of the bottle generates an alternating signal according to the desired cough detection of the respective Properties of the bottle. Another device includes a rotating mirror with a radially extending spoke, which gives the same result as the above mentioned facility.
Das zentrierte Radialabtastungssystem, das die Mustererkennung der gewünschten Eigenschaften der Flasche ergibt, ist zwar allgemein zufriedenstellend, unterliegt aber einer Anzahl von Einschränkungen hinsichtlich der Empfindlichkeit des Abtastfeldes. Bspw. variiert die Empfindlichkeit normalerweise innerhalb des Abtastfeldes und ist im allgemeinen in der Flascbenmitte am geringsten, wenn man annimmt, daß die Radialabtastung auf der Piaschenachse zentriert ist. Befindet sich bspw. ein Fremdkörper auf der Mitte der Flasche oder auch ein verhältnismäßig großer runder Fremdkörper zentriert*in der !''lasche, wird er u. U. nicht erfaßt, da die Radialabtastung für einen solchen Körper ein stetiges Ausgangssignal liefert, weiterhin haben einige Etiketten ein gleichmäßiges symmetrisches Muster am erforderlichen Prüfort (bspw. entsprechend dem Buchstaben "0")» so daß ein solches Etikett ein stetiges Ausgangssignal liefert.The centered radial scanning system that does pattern recognition the desired properties of the bottle is generally satisfactory, but is subject to a number of Limitations regarding the sensitivity of the scanning field. For example, the sensitivity usually varies within of the scanning field and is generally in the center of the bottle least if it is assumed that the radial scan is centered on the Piaschenachse. If, for example, there is a foreign body in the middle of the bottle or a relatively large one large round foreign body centered * in the! '' tab, if it is possibly not detected, since the radial scanning provides a steady output signal for such a body, then it continues some labels have a uniform symmetrical pattern at the required test location (e.g. according to the letter "0") »so that such a label has a steady output signal supplies.
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Allgemein gesagt, sind Flaschenprüfanlagen mit nur einer zentrierten Radialabtastung Einschränkungen hinsichtlich des Vorliegens der identifizierenden Eigenschaften im Mittelteil des Abtastmusters ausgesetzt und für die Erfassung bestimmter identifizierender Eigenschaften, die zum Mittelpunkt des Abtastmusters symmetrisch liegen, nur bedingt tauglich.Generally speaking, bottle inspection systems are centered with only one Radial scanning restrictions on the presence of the identifying properties in the central part of the Sampling pattern exposed and for the detection of certain identifying properties that are the center of the sampling pattern lying symmetrically, only partially suitable.
Es ist versucht worden, diese Einschränkungen zu überwinden, indem man Abtastsysteme erstellte, die verhältnismäßig komplex strukturiert sind, indem unsymmetrische bzw. nutierende Abtaster die identifizierenden Eigenschaften im Mittelteil des Abtastfeldes ermitteln sollen. Diese Systeme des Standes der Technik sind nur unter Schwierigkeiten zu implementieren und enthalten im allgemeinen nicht die sehr wirksame Nutzung eines verhältnismäßig einfachen Radialabtastung insbesondere an den Feldkanten. Die vorliegende Erfindung weist die Redialabtastung des Standes der Technik unter Benutzung entweder eines zentrier ten drehenden Fadenkreuzes, eines Trapezprismas oder eines Drebspiegels auf, zusätzlich aber auch eine Rasterabtastung oder Abtastung in segmentierten Querzeilen, um den Mittelteil des Abtastfeldes zu erfassen. Dieser zusätzliche Mittenabtaster liegt vor, obgleich die Flasche mit nur einer einzelnen Lichtquelle und von einem einzigen Lichtfeld von der Flasche her ausgeleuch tet wird. Die Mehrfachverbundabtastung nach der vorliegenden Er- Attempts have been made to overcome these limitations by creating scanning systems which are structured in a relatively complex manner , in that asymmetrical or nutating scanners are intended to determine the identifying properties in the central part of the scanning field. These prior art systems are difficult to implement and generally do not include the very effective use of relatively simple radial scanning, particularly at the field edges. The present invention includes the Re dialsampling of the prior art using either a centered rotating crosshair, a trapezoidal prism or a Dreb mirror, but also a raster scan or scanning in segmented transverse lines to capture the central part of the scanning field. This additional center scanner is present, although the bottle is illuminated with only a single light source and a single light field from the bottle. The multiple composite scanning according to the present invention
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findung wird in einer einzigen Abtastposition durchgeführt und erfolgt innerhalb der gleichen Abtastperiode, die zuvor für nur die Radialabtastung erforderlich war.Finding is performed in a single sampling position and takes place within the same sampling period that was previously used for only radial scanning was required.
Die Haster- oder Querzeilenabtastung kann nach einer Vielzahl von Verfahren durchgeführt werden und die vorliegende Erfindung wird hier an mehreren speziellen Ausführungsformen beschrieben. Bspw. kann man die Hasterabtastung mittels einer Laufstabmechanik oder eines Schwenkspiegel durchführen, die beide in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung erläutert werden. Es ist jedoch einzusehen, daß die Zeilenabtastung sich auch nach anderen Verfahren durchführen läßt - bspw. mit einer Hiniatur-FS-Kamera, wie sie allgemein als Ikonoskop bekannt ist; desgl. kann die Abtastung auch durch einen der verschiedenen handels- ; üblichen Festkörper-Mosaikdetektoren erfolgen. Hierbei kann die Rasterabtastung eine Vollzeilenabtastung oder auch eire Teilabtastung über jede Zeile sein, die zeilenweise fortschreitet wie bei einer herkömmlichen FS-Kamera oder den mehrelementigen Festkörper-Mosaikdetektoren. The raster or cross-line scan can be performed by a variety of methods and the present invention is described herein in terms of several specific embodiments. For example, the scanner can be scanned by means of a rod mechanism or a swivel mirror, both of which are explained in the description of the present application. It is to be understood, however, that the line scan can also be carried out by other methods - for example with a Hiniatur FS camera, as it is generally known as an iconoscope; Likewise, the scanning can also be done by one of the various commercial ; common solid-state mosaic detectors. Here, the raster scan can be a full line scan or a partial scan over each line, which progresses line by line as with a conventional FS camera or the multi-element solid-state mosaic detectors.
Allgemein gesagt, weist die Flaschenprüfanlage nach der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtungsquelle, die Lichtenergie auf die Flasche und auf eine Linse wirft, und einen Strahltei-Generally speaking, the bottle inspection system according to the present Invention of a lighting source that throws light energy onto the bottle and onto a lens, and a beam part
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ler auf, der einen Teil der Lichtenergie auf das Radialabtastsystem richtet. Eine erste Photozelle liefert dann Äusgangssighale entsprechend der Erfassung spezieller identifizierender Eigenschaften wie bspw. von Fremdkörpern in der Flasche oder speziellen Etiketten auf der flasche, und zwar durch das Radialabtastsystem. Der Strahlteiler sorgt weiterhin dafür, daß ein Teil der Lichtenergie auf ein zweites Rasterabtastsystem gerichtet wird, das die Erfassung spezieller identifizierender Eigenschaften besorgt, d.h. bspw. Fremdkörper in der Flasche oder spezieller Etiketten auf der Flasche, und zwar mittels einer Rasterabtastung. Zur Ermittlung der Fremdkörper ist das oichtfeld der Rasterabtastung im allgemeinen auf die lutte der Flasche beschränkt. Zur Ermittlung von Etiketten können die Sichtfelder einander entsprechen oder die Rasterabtastung kann ein größeres Sichtfeld aufweisen, üie Kombination der Raster- und der Radialabtastung ergibt daher ein Flaschenprüfsystem mit gleichmäßiger llust erkennung bestimmter Eigenschaften unabhängig von der Lage der identifizierenden Eigenschaften oder der Symmetrie der identifizierenden Eigenschaften. ler on which part of the light energy on the radial scanning system directs. A first photocell then delivers output signals corresponding to the detection of specific identifying ones Properties such as foreign bodies in the bottle or special labels on the bottle, through the Radial scanning system. The beam splitter also ensures that part of the light energy is directed to a second raster scanning system is directed, which takes care of the detection of special identifying properties, i.e. e.g. foreign bodies in the Bottle or special labels on the bottle, by means of a raster scan. To identify the foreign body the field of view of the raster scan is generally limited to the length of the bottle. To identify labels the fields of view can correspond to each other or the raster scan can have a larger field of view, a combination the raster and the radial scan therefore result in a bottle inspection system recognition of certain properties with even pleasure regardless of the location of the identifying properties or the symmetry of the identifying properties.
In der ersten ausführungsform der Erfindung kann die Lichtenergie aus dem otrahlteijer, die der Rasterabtastung zugeführt wird, auf einen auf der Vorderfläche reflektierenden SpiegelIn the first embodiment of the invention, the light energy from the otstrahlteijer, which is fed to the raster scan on a mirror reflecting on the front surface
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gerichtet sein, der die Lichtenergie auf den iiasterabtastdetektor wie bspw. eine Photozelle reflektiert. Bspw. kann man diesen Spiegel hin- und herschwenken, wobei die Lichtenergie vom Schwenkspiegel auf einen einzigen Schlitz gerichtet wird, um die Rasterabtastung durchzuführen. In einer weiteren jlusführungsform der Erfindung kann ein Stab vor dem Photozellendetektor bewegt werden, der das Bild eines Gegenstandes im Abtastfeld "zerhackt" und damit den Rasterabtastteil des Systems darstellt, wie oben erwähnt, lassen sich auch andere Verfahren zur Rasterabtastung verwenden, bspw. mit einem Ikonoskop oder einem i^estkörper-Kosaikdetektor, und die Erfindung ist nicht auf ein spezielles Laster- oder Segmentabtastverfahren eingeschränkt.be directed, which the light energy on the iiasterabtastdetektor such as a photocell reflected. For example, this mirror can be swiveled back and forth, whereby the light energy directed by the oscillating mirror onto a single slit to perform the raster scan. In a further form of implementation According to the invention, a rod can be moved in front of the photocell detector, which takes the image of an object "Chopped up" in the scanning field and thus representing the raster scanning part of the system, as mentioned above, can also be others Use method for raster scanning, for example. With an iconoscope or an i ^ estbody Kosaikdetektor, and the invention is not limited to a particular truck or segment scanning method.
Öle Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich erläutert xirerden. Oils invention will now be explained in detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt das Verbundabtastfeld für die vorliegende Erfindung mit sowohl dem Radialabtastfeld und dem Rasterabtastfeld für die Ermittlung von Objekten vor einem gleichmäßigen Hintergrund; -''ig. 1 ist dabei eine Überlagerung der I'nig. 1 a und Ij.;Fig. 1 shows the compound scan field for the present invention with both the radial scan field and the raster scan field for the detection of objects against a uniform background; - '' ig. 1 is an overlay of the I ' n ig. 1 a and Ij .;
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. 1 a zeigt das Abtastfeld für ein zentriertes Fadensystem mit einer einzelnen Speiche, wobei der Kittelbereicb mit reduzierter Empfindlichkeit gestrichelt umrissen ist;. 1 a shows the scanning field for a centered thread system with a single spoke, the smock area is outlined in dashed lines with reduced sensitivity;
.'ig. 1 b zeigt ein typisches Abtastfeld für die Stikettenerfassung, in dem der Rasterabtastteil größer als der fladialabtastteil ist;.'ig. 1 b shows a typical scanning field for label detection, in which the raster scanning part is larger than the fladial scanning part;
Fi g. 2 zeigt ein© Leerf laschenprüf einrichtung, die nach der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und eine Verbundabtastung des Flaschenbodens auf Fremdkörper durchführt;Fi g. 2 shows an © empty bottle testing device, which is used according to the Teaching of the present invention is constructed and a composite scanning of the bottle bottom for foreign bodies carries out;
Fig. 3 zeigt eine spezielle Gitterscheibenstruktur für den j Radialabtastteil des allgemeinen Systems; jFig. 3 shows a specific grating structure for the j radial scanning portion of the general system; j
Fig. 3 a zeigt eine mehrspeichige Gitterscheibe, die für das Radialabtastsystem eingesetzt werden kann;Fig. 3 a shows a multi-spoke lattice washer which is used for the Radial scanning system can be used;
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Pig. Ι4 zeigt ein Hasterabtastfeld für den Kasterabtastteil des Systems allgemein;Pig. Ι4 shows a raster scan field for the raster scan part of the Systems in general;
Pig. [|. a zeigt ein Festkörper-Stabmosaikabtaster für die Rasterabtastung; Pig. [|. a shows a solid state bar mosaic scanner for raster scanning;
Fig. i| b zeigt einen mehrsegnentigen Festkörper-liosaikdetektor, der waagerecht und senkrecht schrittgeschaltet werden kann, tun ein in Quersegmenten verlaufendes Abtastmuster darzustellen;Fig. I | b shows a multi-segregated solid-state liosaik detector, which can be stepped horizontally and vertically do a scanning pattern running in transverse segments to represent;
Fig. 5 zeigt einen Schwenkspiegel zur Darstellung des hasterabtastmusters in dem System der vorliegenden Erfindung;Fig. 5 shows a swing mirror for displaying the hasterabtastmuster in the system of the present invention;
Fig. 6 zeigt die Struktur der Gitterscheibe, die mit dem Schwenkspiegel zusammen verwendet wird, um die Hasterabtastung zu ermöglichen;Fig. 6 shows the structure of the grid plate which is used in conjunction with the oscillating mirror for scanning the scanner to enable;
Fig. 6 a zeigt eine Schlitz-Photozelle, die anstelle der Gitterscheibe und der Photozelle der Fig. 5 verwendet werden kann; Fig. 6 a shows a slit photocell, which instead of the grid plate and the photocell of Figure 5 can be used;
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■'ig. 7 zeigt eine Stababtasteinrichtung zur Darstellung des Rasterabtastmusters in dem allgemeinen System nach der vorliegenden Erfindung;■ 'ig. Fig. 7 shows a rod scanning device to illustrate the Raster scan patterns in the general system of the present invention;
Vig. 8 zeigt in einer Seitenansicht eine spezielle Ausführungsform einer Stabmechanik zur Durchführung der Stababtastung; Vig. 8 shows a side view of a special embodiment of a rod mechanism for carrying out the rod scanning;
i'ig. 8 a zeigt die Einzelheiten der Antriebsmechanik für die Stabmechanik der Fig. 8;i'ig. 8 a shows the details of the drive mechanism for the Rod mechanism of FIG. 8;
Fig. 9 zeigt die Mechanik der Fig. 8 in einer Draufsicht;FIG. 9 shows the mechanism of FIG. 8 in a top view;
Fig. 1o zeigt eine spezielle Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer Stababtastung zur Darstellung der Rasterabtastung in Verbindung mit einer Radialabtastung;Fig. 10 shows a particular embodiment of the invention using a rod scan to represent the raster scan in conjunction with a radial scan;
Fig. 11 zeigt das Radialabtastverfahren unter Verwendung eines Prismas mit Trapezquerschnitt;Fig. 11 shows the radial scanning method using a prism having a trapezoidal cross section;
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. 1? zeigt eine Photozellenlagerung zum Einsatz mit der Konstruktion der Fig. 11;. 1? shows a photocell storage for use with the Construction of Fig. 11;
I1Ig. 12 a zeigt eine weitere Version einer Photozellenlagerung zur Verwendung mit der Konstruktion der ['1Ig. 11;I 1 Ig. Figure 12a shows another version of a photocell storage for use with the construction of the [' 1 Ig. 11;
Fig. 13 zeigt ein Radialabtastverfahren mit einer Drehspiegelanordnung; Fig. 13 shows a radial scanning method with a rotating mirror assembly;
Fig. Mi zeigt eine typische Konstruktion des im System der Fig. 13 verwendeten Drehspiegels;Fig. 12 shows a typical construction of the rotating mirror used in the system of Fig. 13;
Pig· 15 zeigt einen Abtastkopf für die Radial- und auch die Rasterabtastung zur Prüfung auf Etiketten;Pig 15 shows a scanning head for the radial and also the Raster scanning for checking labels;
Fig. 16 zeigt ein Rasterabtastfeld mit überlagertem Fremdkörper;Fig. 16 shows a raster scan field with superimposed foreign matter;
Fig. 17 zeigt ein Diagramm des typischen Feldempfindlichkeitsverlaufs eines Radialabtasters mit einem runden Gegenstand; 17 shows a diagram of the typical field sensitivity curve a radial scanner with a round object;
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Fig. 18 zeigt ein Diagramm des typischen Feldempfindlichkeitverlaufs eines Rasterabtasters mit einem runden Gegenstand, und18 shows a diagram of the typical field sensitivity curve a raster scanner with a round object, and
Fig. 19 zeigt die überlagerten Feldempfindlichkeitsdiagramme der Fig. 17 und 18.19 shows the superimposed field sensitivity diagrams of FIGS. 17 and 18.
In der ?ig. 1 sind die überlagerten Sichtfelder der beiden Abtaatsysteme, des radialen in Fig. 1 a und des Rasterabtastsystemes in Fig. I4., zur Erfassungvm Fremdkörpern gezeigt. Zur Erfassung von Etiketten können die Sichtfelder entsprechend oder kann das Rasterabtastfeld größer als das Sichtfeld der Radialabtastung ausgebildet werden - vgl. Fig. 1 b. Es ist erwünscht, daß das Radialabtastsystem die Randteile des Behälters untersucht, daß diese spezielle Abtastform ein minimales.Ausgangssignal liefert, wenn es die Übergangsstelle des Flaschenbodens zur Flaschenwand überlappt.In the? Ig. 1 are the superimposed fields of view of the two defensive systems, the radial in Fig. 1 a and the raster scanning system in Fig. I4., shown for the detection of foreign objects. To capture of labels, the fields of view can be made accordingly or the raster scan field can be made larger than the field of view of the radial scan - see Fig. 1b. It is desirable that the radial scanning system examines the edge parts of the container, that this special form of scanning produces a minimal output signal delivers when it overlaps the transition point of the bottle bottom to the bottle wall.
Im allgemeinen hat die Fig. 1 das Radialabtastfeld die mit dem Kreis 1o gezeigte Größe, dessen Durchmesser D etwa dem doppelten Durchmesser des Flaschenbodens entspricht.In general, Fig. 1 has the radial scan field with the Circle 1o size shown, whose diameter D is about double Corresponds to the diameter of the bottom of the bottle.
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Der Mittelteil des radial abgetasteten Feldes wird mit einer Querzeilenabtastung erfaßt; diese Abtastung ist mit dem Quadrat 12 innerhalb des Kreisfeldes 1o gezeigt. Normalerweise sind die Breite W und die Länge L bei der Rasterabtastung identisch; es ist jedoch einzusehen, daß hier Unterschiede möglich sind und die Länge braucht nicht gleich der Breite zu sein. In dem in Fig. 1 gezeigten speziellen Beispiel ist die Breite des Quadrats 12 gleich dem halben Durchmesser des Kreises 12, so daß ein Verhältnis von 2 : 1 zwischen den Abtastfeldern besteht. Im allgemeinen ist dieses Verhältnis 2 : 1 ein sinnvoller Kompromiß und verhindert, daß das Querabtastfeld infolge der Bewegung der Flasche bei der Inspektion, den Schwankungen der Behälterabmessungen und einer Fehlausrichtung der Flasche innerhalb des Prüffeldes bis an die Kantenkontur der Flasche heranreicht. Hierbei würde ein Fehlsignal erzeugt werden, das fälschlicherweise einen Fremdkörper vortäuscht.The central part of the radially scanned field is marked with a Cross line scan detected; this scanning is shown with the square 12 within the circular field 1o. Usually are the width W and the length L are identical in the raster scan; however, it is to be understood that differences are possible here and the length need not be equal to the width. In the specific example shown in Fig. 1, the width of the Square 12 equal to half the diameter of the circle 12, see above that there is a 2: 1 ratio between the scan fields. In general, this 2: 1 ratio is a reasonable compromise and prevents the cross-scan field from being affected by movement the bottle during inspection, the fluctuations in container dimensions and a misalignment of the bottle within the test field reaches up to the edge contour of the bottle. This would generate a false signal that falsely simulates a foreign body.
Obgleich die Radial- mit der Rasterabtastung nach mehreren unterschiedlichen Verfahren verknüpft werden kann, wird im allgemeinen ein einzelner optischer Eingangsweg mit einem Strahlteiler oder Filter verwendet, um das Licht für die beiden Abtastsysteme aufzuteilen. Im allgemeinen zeigt die Fig. 2 die Anordnung des Abtastsystems zur Erfassung von Fremdkörpern nach der vorliegenden Erfindung. In der Fig. 2 ist eine Flasche Hj. so ange-Although the radial with the raster scan according to several different Processes can generally be linked to a single optical input path with a beam splitter or filters are used to split the light for the two scanning systems. In general, Figure 2 shows the arrangement the scanning system for detecting foreign objects according to the present invention. In Fig. 2, a bottle Hj. Is shown in this way.
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ordnet, daß sie Lichtenergie von einer Lichtquelle 16 durch ein Streuelement 18 hindurch aufnimmt. Das Streuelement 18 ist als Scheibe ausgebildet und wird von einem Motor 118 gedreht. Dieses Streuelement 18 ist für die Prüfung von Leerflaschen meistens erforderlich; es stellt eine Quelle diffusen Lichtes dar, mit dem der Piaschenboden beleuchtet wird und das Glasbuchstaben oder j'ormmarken auf dem Boden "verwäscht", die sonst der Abtasteinrichtung als Fremdkörper erscheinen würden. In der Praxis verursacht dieses Streuelement Schwierigkeiten, da vom Förderer mitgeführter oder sich auf andere weise dort ansammelnder Schmutz oder dergl. dem Abtaster als ein Fremdkörper im Behälterboden erscheint. Diesee Abtastelement muß nahe genug am Flaschenboden liegen, um als echtes Streuelement zu wirken; es befindet sich also innerhalb der Brennweite des Piaschenbodens. Wischblätter 119 aus Gummi sind auf der oberen und der unteren Fläche der Scheibe aufliegend gelagert, um beim Durchdrehen des Elements mit dem Motor 118 Schmutz von ihm abzuwischen. Die Behälter werden von unter Federdruck stehenden Haltern 12o getragen.arranges that it absorbs light energy from a light source 16 through a diffuser 18 through. The scattering element 18 is as Disc and is rotated by a motor 118. This Diffuser element 18 is mostly used for testing empty bottles necessary; it represents a source of diffuse light with which the Piaschenboden is illuminated and the glass letter or j'ormmarken "washed out" on the floor, otherwise the scanning device would appear as a foreign body. In practice, this scattering element causes difficulties because of the conveyor entrained or otherwise accumulating there dirt or the like. The scanner as a foreign body in the container bottom appears. This sensing element must be close enough to the bottom of the bottle lying to act as a real scattering element; it is therefore within the focal length of the Piaschenboden. Wiper blades 119 made of rubber are on the upper and lower surfaces of the Disk supported on top to wipe dirt from it when the element is spinning with the motor 118. The containers are carried by holders 12o which are under spring pressure.
Die Flasche kann mit einem Förderer in die Prüflage gebracht werden, wobei eine Vielzahl solcher Flaschen mit hoher Geschwindigkeit in das Ausleuchtfeld der Lichtquelle und des Streuelements hinein und aus ihm hinausgeführt werden; zur Prüfung der Flasche steht daher nur eine kurze Zeit zur Verfügung. DieThe bottle can be brought into the test position with a conveyor, with a large number of such bottles at high speed are guided into and out of the illuminated area of the light source and the diffusing element; to check the The bottle is therefore only available for a short time. the
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Lichtenergie läuft aus der Lichtquelle durch das otreuelement, durch den Flascbenboden und von diesem zu einer Primärobjektivlinse 2o.Light energy runs from the light source through the otreuelement, through the bottom of the bottle and from there to a primary objective lens 2o.
Die Linse 2o bündelt die Lichtstrahlen vom Boden der flasche auf einen strahlteilenden Spiegel 22. Bei dem Strahlteilerspiegel kann es sich um ein teilversilberten Spiegel oder einen Spezialfilter handeln, der bzw. das ein Teil der Lichtenergie hindurchläßt und den Rest der Lichtenergie reflektiert. Die reflektierte Lichtenergie wird vom Strahlteiler 22 auf einen vollreflektierenden Spiegel 2\\ gerichtet. Die Lichtenergie, die den Eigenschaften des Bodens der !''lasche 11; entspricht, ist nun in zwei getrennte liege aufgeteilt worden, die jeweils ein vollständiges Bild des KLaschenbodens enthalten. Eine erste Sekundärobjektivlinse 26 bündelt das Licht v/eiter für das Radialabtastsystem, das eine zentrierte Drehgitterscheibe 28, eine Konsensorlinse 3o und eine Photozelle32 aufweist. Die Linsen 2o, 26 fokussieren gemeinsam das Abbild des KLaschenbodens auf die Gitterscheibe 28.The lens 2o bundles the light rays from the bottom of the bottle onto a beam-splitting mirror 22. The beam-splitting mirror can be a partially silvered mirror or a special filter that lets part of the light energy through and reflects the rest of the light energy. The reflected light energy is directed by the beam splitter 22 onto a fully reflecting mirror 2 \\ . The light energy that corresponds to the properties of the bottom of the! '' Tab 11; corresponds, has now been divided into two separate beds, each containing a complete picture of the bottom of the bottle. A first secondary objective lens 26 bundles the light for the radial scanning system, which has a centered rotary grating disk 28, a consensor lens 3o and a photocell 32. The lenses 2o, 26 together focus the image of the bottom of the flap onto the lattice disk 28.
Die Gitterscheibe 28 kann eine einzelne Speiche, wie in .flg. 3The lattice disk 28 can be a single spoke, as in .flg. 3
gezeigt, enthalten, die opak oder transparent ist. Auch eineshown, which is opaque or transparent. Also one
mehrspeichige Gitterscheibe kann eingesetzt werden, wie in i'ig.multi-spoke lattice disk can be used, as in i'ig.
3 a gezeigt. Die Photozelle 32 erfaßt die Energie, die durch3 a shown. The photocell 32 detects the energy generated by
die Gitterscheibe tritt, und erzeugt Ausgangssignale entspre-the grid plate steps, and generates output signals according to
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cbend im Boden der Flasche 1l| vorhandenen Fremdkörpern. Die Photozelle 32 kann mit abgeschaltetem Mittelteil ausgeführt sein. Da jedoch das Radialabtastsystem in der Mitte verhältnismäßig unempfindlich ist, kann man die Photozelle und die Gitterscheibe unabgedeckt lassen, wobei die Unempfindlichkeit des Radialabtastsystems in der Mitte den gleichen Effekt wie ein speziell vorgesehenes Abdeckelement hat.cbend in the bottom of the 1l bottle | existing foreign bodies. the Photocell 32 can be designed with the middle part switched off. However, since the radial scanning system in the middle is relatively is insensitive, you can leave the photocell and the grille uncovered, whereby the insensitivity of the Radial scanning system in the center has the same effect as a specially provided cover element.
Der Rasterabtastteil der Leerflaschenprüfanordnung, wie in den Flg. 2 und l\. gezeigt, weist eine zweite Sekundärobjektivlinse 36 auf, die weiterhin Lichtenergie vom Boden der Flasche auf das Rasterabtastsystem mit dem Abtastelement 38 und der Photozelle I4.0 bündelt. Die Linsen 2o, J,G fokussieren gemeinsam das Abbild des Flaschenbodens in der Ebene des Abtastelements 38. Die Feidgröße der Rasterabtastung auf dem Flaschenboden wird so eingestellt, daß sie kleiner als die Fläche der Pbotozelle 1|O ist. Das Abtastelement 38 besteht aus einer Einrichtung, die einen Stab \\2 hin- und herbewegt, so daß er das Bild eines Gegenstandes im Rasterabtastfeld "zerhackt". Die Fig. 7 zeigt speziell einen Stab 1|2, mit dem das Bild zerhackt wird. Das entsprechend zerhackte bzw. Impulssignal wird dann von der Photozelle \\o aufgenommen. Es ist wichtig, daß der Stab \\2 während seines Abtastzyklus die Grenzen der Pbotozelle nie verläßt; ist dies der Fall, werden in die Photozelle Signale ein- The raster scanning part of the empty bottle inspection arrangement, as shown in Figs. 2 and l \. as shown, has a second secondary objective lens 36 which continues to focus light energy from the bottom of the bottle onto the raster scanning system with the scanning element 38 and the photocell I4.0. The lenses 2o, J, G together focus the image of the bottle bottom in the plane of the scanning element 38. The field size of the raster scan on the bottle bottom is set so that it is smaller than the area of the Pbotozelle 1 | O. The scanning element 38 consists of a device which reciprocates a rod 2 so that it "chops" the image of an object in the raster scanning field. Fig. 7 specifically shows a stick 1 | 2 with which the image is chopped up. The appropriately chopped or pulse signal is then received by the photocell \\ o. It is important that the rod \\ 2 during his scan never leaves the boundaries of Pbotozelle; if this is the case, signals are sent to the photocell.
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geführt, die diese als Fremdkörper im Sichtfeld interpretiert. Es ist einzusehen, daß das Stabelement \]2 aus einer opaken Maske mit transparentem Schlitz mit dem Stab entsprechenden Abmessungen bestehen kann; auf diese Weise erhält man entsprechende Ergebnisse. Es ist weiterhin einzusehen, daß zusätzlich zu der zeilenweisen Abtastung durch den Stab \\2 die Rasterabtastung auch eine segmentierte Abtastung entlang der Zeile und dann zeilenweise über das Feld sein kann. Bspw. kann man die Photozelle und die Gitterscheibe durch eine kleine Abtaströhre ersetzen, wie sie als Ikonoskop bekannt ist; es handelt sich dabei um eine billige PS-Kamera, mit der sich dieser Teil des Abtastsystems darstellen läßt. Weiterhin kann man die hasterabtastung durch Festkörper-Mosaikanordnungen durchführen, wie sie in den Fig. l\. a und [μ b gezeigt sind.out, which interprets this as a foreign body in the field of vision. It can be seen that the rod element 2 can consist of an opaque mask with a transparent slit with dimensions corresponding to the rod; corresponding results are obtained in this way. It will also be appreciated that in addition to the line-by-line scan by the rod \\ 2, the raster scan can also be a segmented scan along the line and then line-by-line across the field. For example, you can replace the photocell and the grille with a small scanning tube known as an iconoscope; it is a cheap PS camera with which this part of the scanning system can be displayed. Furthermore, you can perform the hasterabtastung by solid-state mosaic arrangements, as shown in FIGS . a and [μ b are shown.
j Die Ausgangs Signale der Photozellen 32, I4.0 gehen auf Resonanz-I Verstärker i|4» 1+6. Die Verstärker L[l±, !4.6 verstärken Signale innerhalb eines bestimmten Durchlaßbandes. Bspw. kann die Bandbreite der Verstärker l]l±, ij.6 groß genug sein, um die Frequenzen der von den Photozellen 32, l\.o erzeugten Signale aufzunehmen, die beim Vorliegen von Fremdkörpern in der Flasche II4. entstehen. Die Bandbreite der Verstärker i|4» k& ermöglicht den Durchgang von Frequenzen, die dem Vorliegen von Fremdkörpern entsprechen; gleichzeitig bewirkt sie eine Sperrung von Frequenzen, diej The output signals of the photocells 32, I4.0 go to the resonance I amplifier i | 4 »1 + 6. The amplifiers L [l ± ,! 4.6 amplify signals within a certain pass band. For example, the bandwidth of the amplifiers l] l ±, ij.6 can be large enough to pick up the frequencies of the signals generated by the photocells 32, l \ .o , which when foreign bodies are present in the bottle II4. develop. The bandwidth of the amplifiers i | 4 » k & enables the passage of frequencies which correspond to the presence of foreign bodies; at the same time it causes a blocking of frequencies that
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Fremd- oder Störeinflüssen im System entsprechen. Die Ausgangssignale der Verstärker l\l\.f l\.6 werden auf eine Signalverarbeitungseinheit und Auswurf mechanik 1^8 gegeben. Die Auswerfmechanik, wenn sie die dem Vorliegen von Fremdkörpern in einer Flasche M\. entsprechende Signale aufnimmt, bewirkt ein Auswerfen dieser Flasche 11;. Normalerweise wird dann die Flasche M\. vom Förderer in eine Auswerfstation umgelenkt. Eine Auslöseeinrichtung bestimmt, wann die Flasche sich einwandfrei in der Prüfanlage befindet; es handelt sich hier im allgemeinen um eine Photozelle. Correspond to external or interference influences in the system. The output signals of the amplifiers l \ l \. f l \ .6 are given to a signal processing unit and ejection mechanism 1 ^ 8. The ejection mechanism when it detects the presence of foreign objects in a bottle M \. picks up appropriate signals, causes this bottle 11 to be ejected. Normally the bottle M \. diverted by the conveyor to an ejection station. A triggering device determines when the bottle is properly in the test system; it is generally a photocell.
Der Rasterabtastteil des Systems kann vielerlei Formen annehmen, wie oben erläutert, und die Fig. 5 und 6 zeigen eine spezielle Ausführungsform der Erfindung mit einem Schwenkspiegel 5o, der als der in Fig. 2 gezeigte Spiegel 2i| dient. Der Spiegel So kann ein Metallelement 52 aufweisen, das mit einem Elektromagneten Sh zusammenwirkt, so daß der Spiegel um den Schwenkpunkt 56 schwenkt, wenn der Elektromagnet Sk erregt, bzw. abgeschaltet wird.The raster scanning portion of the system can take many forms, as discussed above, and FIGS. 5 and 6 show a particular embodiment of the invention having a swing mirror 50, which can be used as the mirror 2i | shown in FIG serves. The mirror So can have a metal element 52 which cooperates with an electromagnet Sh , so that the mirror pivots about the pivot point 56 when the electromagnet Sk is excited or switched off.
Der durch die Flasche 1 i+ verlaufende und vom strahlteilenden ; Spiegel 22 refelktierte Lichtanteil wird auf den Schwenkspiegel ι 5o gegeben. Die Lichtenergie geht vom Schwenkspiegel 5o auf eine ; The one running through the bottle 1 i + and from the beam splitting one; Mirror 22 reflected light component is given to the swivel mirror ι 50. The light energy goes from the oscillating mirror 5o to a ;
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ortfeste Gitterscheibe 58 wie in Pig. 6 gezeigt, die in der gleichen Ebene wie das in Pig. 2 gezeigte Abtastelement 38 liegt. Die Gitterscheibe 58 ist im allgemeinen opak - mit Ausnahme eines gradlinigen transparenten Teils 60. Dieser transparente Stab erlaubt nur einem Teil des Lichtfeldes vom Spiegel So, auf die Photozelle l\.o zu gelangen, die ihn erfaßt. Eine sehr schmale Photozelle - vgl. Pig. 6 a - kann verwendet werden, um die Zelle l\.o und die Maske 58 zu ersetzen. Fixed lattice disk 58 as in Pig. 6 shown being in the same plane as that in Pig. 2 scanning element 38 is shown. The grating plate 58 is generally opaque - with the exception of a straight, transparent part 60. This transparent rod allows only part of the light field from the mirror So to reach the photocell l \ .o that detects it. A very narrow photocell - see Pig. 6 a - can be used to replace cell l \ .o and mask 58.
'während der Spiegel in die Extremlage geschwenkt wird, wie von den gestrichelten Linien 62, 6I4. gezeigt, wird die unterschiedlichen Teile des Piaschenbodens entsprechende Lichtenergie über den Schlitz 60 hin- und hergeschwenkt und gelangt zur Photozelle lj.o. Auf diese Weise entsteht eine der Pig. l± gleichwertige Rasterabtastung. Dieses Querfeld wird von den gestrichelten Linien 66 und 68 dargestellt, die die Grenzen des Querabtastfeldes am Piaschenboden J\l\. darstellen. Es ist daher ersichtlich, daß beim Schwenken des Spiegels 5o an der Photozelle I4.0 ein Raster der Mitte der !«'lasche 1ij. zur Ermittlung von Verunreinigungen innerhalb des Rasterfeldes entsteht.'while the mirror is pivoted to the extreme position, as indicated by the dashed lines 62, 6I4. shown, the different parts of the Piaschenboden corresponding light energy is pivoted back and forth over the slot 60 and reaches the photocell lj.o. This creates one of the pig. l ± equivalent raster scan. This transverse field is represented by the dashed lines 66 and 68 which define the limits of the transverse scanning field at the Piaschenboden J \ l \. represent. It can therefore be seen that when the mirror 50 on the photocell I4.0 is swiveled, a grid is drawn in the middle of the tab 1ij. for the determination of impurities within the grid field.
Die Pig. 8, 8 a und 9 zeigen eine Seiten- und Draufsicht einerThe Pig. 8, 8 a and 9 show a side and plan view of a
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Konstruktion zur Darstellung einer Speiche hfi. für die Querbzw. Rasterabtastung. In den Fig. 8, 8 a und 9 ist die Speiche \\2 vor der Photozelle i|O und am Ende eines langen Armelements 76 mit sehr geringem Gewicht angeordnet gezeigt* Das Armelement 76 ist magnetisch mit einer elektromagnetischen Konstruktion gekoppelt, die einen Elektromagneten 7Θ enthält, der ein Element 80 anzieht und abstößt, das am Arm 76 befestigt ist. Ein am Rahmen 7k- befestigtes elastisches Element 82 beaufschlagt den Arm 76 mit einer Rückstellkraft. Wie also ersichtlich ist, bewegt die Speiche \\2 sich beim Erregen und Abschalten des Elektromagneten vor der Photozelle ί|ο und stellt damit den Abtastraster dar.Construction to represent a spoke hfi. for the cross or Raster scanning. In FIGS. 8, 8 a and 9, the spoke \\ 2 is shown in front of the photocell i | O and at the end of a long arm element 76 of very low weight. The arm element 76 is magnetically coupled to an electromagnetic structure, which is an electromagnet 7Θ that attracts and repels a member 80 attached to arm 76. An elastic element 82 fastened to the frame 7k acts on the arm 76 with a restoring force. As can be seen, the spoke \\ 2 moves when the electromagnet is excited and switched off in front of the photocell ί | ο and thus represents the scanning grid.
Die Fig. Io zeigt eine spezielle Ausführungsform der Erfindung in Form eines Abtastkopfes 95 mit einer solchen Speichen- oder Rasterabtastung mit Radialabtastung und den anderen Elementen des Systems, wie es oben beschrieben ist. In dem Abtastkopf der Fig. 1o verläuft bspw. die Lichtenergie von einem abzutastendem Feld durch die Objektivlinse 2o und von dort zum Strahlteilerspiegel 22. Der Strahlteiler 22 lenkt einen Teil de» Lichtenergie auf den mit der Vorderfläche reflektierenden Spiegel 2Ij.; der andere Teil des Lichts verläuft durch die sekundäre Objektivlinse 26. Die Lichtenergie geht vom Spiegel auf eine sekundäre Objektivlinse 36. Figure Io shows a particular embodiment of the invention in the form of a scanning head 95 having such radial or radial scanning scanning and the other elements of the system as described above. In the scanning head of FIG. 1o, for example, the light energy from a field to be scanned runs through the objective lens 2o and from there to the beam splitter mirror 22. The beam splitter 22 directs part of the light energy onto the mirror 2Ij which is reflective with the front surface; the other part of the light passes through the secondary objective lens 26. The light energy goes from the mirror to a secondary objective lens 36.
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Die aus der Objektivlinse 26 austretende Lichtenergie fällt auf eine Gitterscheibe 28 mit einer einzelnen Radialspeiche, die sich am unteren Ende einer hohlen Motorwelle 86 befindet. Diese hohle Motorwelle befindet sich im Läufer des Motors 88. Der Läufer dreht die Gitterscheibe und die Lichtenergie aus dem abgetasteten Feld, fällt durch die Gitterscheibe auf die Photozelle 32, wo die Erkennung der identifizierenden Eigenschaften von Gegenständen innerhalb des Sichtfeldes erfolgt. Die Linsen 8I4., 72 in der Motorhohlwelle bündeln die Lichtstrahlen von der Gitterscheibe zur Photozelle, um den Wirkungsgrad des optischen Systems zu erhöhen. Die Linsen 2o und 26 fokussieren gemeinsam den Piaschenboden auf die Gitterscheibe 28.The light energy emerging from the objective lens 26 falls on a grating plate 28 with a single radial spoke, the is at the lower end of a hollow motor shaft 86. This hollow motor shaft is located in the rotor of the motor 88. The The rotor rotates the grille and the light energy from the scanned field falls through the grille onto the photocell 32, where the recognition of the identifying properties of objects within the field of view takes place. The lenses 8I4., 72 in the motor hollow shaft bundle the light beams from the grating to the photocell in order to increase the efficiency of the optical system. Focus lenses 2o and 26 together the Piaschenboden on the grid plate 28.
Lichtenergie von dem auf der Vorderfläche reflektierenden s Spiegel 2l\. tritt durch die Sekundärobjektivlinse 36 und die Ebene der Speiche \\Z, um von der Photozelle \\o aufgefangen zu : werden. Das ortsfeste Element 9o hält die Photozelle \yo in der Light energy from the mirror 2l \ reflecting on the front surface. passes through the secondary objective lens 36 and the plane of the spoke \\ Z to be picked up by the photocell \\ o :. The stationary element 9o holds the photocell \ yo in the
!Sollage. Die Kombination aus den Linsen 2o, 36 fokussiert den Flaschenboden in die Ebene der Speiche \\2. Wie ersichtlich,! Sollage. The combination of lenses 2o, 36 focuses the bottom of the bottle in the plane of the spoke \\ 2. As can be seen
j ist die Speiche \\2 gegen das Armelement 76 unter einem solchen Winkel gekröpft, daß die Speiche 1+2 sich bequem vor die Photozelle 1μ> bringen läßt.j the spoke \\ 2 is cranked against the arm element 76 at such an angle that the spoke 1 + 2 can be conveniently brought in front of the photocell 1μ>.
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Die Ausgangssignale der Pbotozellen 32, I4.0 durchlaufen dann zwei Kesonanzverstärker L|i|., 1;6, die Signale liefern, die die identifizierenden Kennzeichen von Gegenständen innerhalb der Sichtfelder enthalten. Diese Ausgangssignale der Verstärker i|4» k& laufen zur elektronischen Verarbeitungsschaltung 92.The output signals of the Pboto cells 32, I4.0 then pass through two resonance amplifiers L | i |., 1; 6, which supply signals which contain the identifying characteristics of objects within the fields of view. These output signals from amplifiers i | 4 » k & go to electronic processing circuit 92.
Da die Rasterabtastung sich auf unterschiedliche Art und Weise erreichen läßt, kann auch der Radialabtastteil eine Variation des dargestellten sein, wie bereits erwähnt, Die Fig. 11, 12, 12 a, 13 und 11). zeigen alternative Mittel zur Erzeugung radialer Abtastmuster. Die Pig. 11, 12 zeigen eine Radialabtastung unter Verwendung eines Trapezprismas nach dem Stand der Technik. Ein Trapezprisma 97 und zwei Kollimatorlinsen 98, 99 befinden sich in einem Drehelement Ιοί. Die Lichtenergie aus dem Sichtfeld fällt durch die Linse 2o und den Strahlteiler 22 auf die Kollimatorlinse 98, durch das Trapezprisma 97 und von dort auf die zweite Kollimatorlinse 99. Bei der Drehung des Trapezprismas dreht sich das zu untersuchende Feld mit der doppelten Geschwindigkeit. Das Abbild des zu prüfenden Feldes wird auf die Photozellenanordnung 100 in der Fig. 12 a fokussiert. Dieses Feld wird also radial über die Photozelle 1o5 ausgelenkt, während das Trapezprisma dreht. Auf diese V/eise erhält man das gleiche Radialabtastmuster wie von einer drehenden Gitterscheibe. Die !■'ig. 12 zeigt ein Verfahren, bei dem anstelle einer einzigenSince the raster scan can be achieved in different ways, the radial scan part can also vary of the illustrated, as already mentioned, Figs. 11, 12, 12 a, 13 and 11). show alternative means of generating radial Scanning pattern. The Pig. 11, 12 show a radial scan below Use of a prior art trapezoidal prism. A trapezoidal prism 97 and two collimator lenses 98, 99 are located in a rotary element Ιοί. The light energy from the field of view falls through the lens 2o and the beam splitter 22 onto the collimator lens 98, through the trapezoidal prism 97 and from there onto the second collimator lens 99. When the trapezoidal prism is rotated, the field to be examined rotates twice as much Speed. The image of the field to be tested is focused on the photocell array 100 in FIG. 12 a. This The field is thus deflected radially via the photocell 1o5 while the trapezoidal prism rotates. In this way the same thing is obtained Radial scanning pattern as if from a rotating grating disk. The! ■ 'ig. 12 shows a method in which instead of a single
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mehrere Photozellen 1o2, 1o3» 1 ol| verwendet v/erden, um das abzutasten. Auf diese V/eise erhält man eine größere Vielseitigkeit bei der Auswahl der Empfindlichkeiten für unterschiedliche Teile des abgetasteten Feldes, eliminiert jedoch nicht die geringere Empfindlichkeit im Mittelteil, die für diese Systemart kennzeichnend ist. Die i'lg. 13 zeigt eine Radi al abtastung mit einem Drehspiegel nach dem Stand der Technik. Hierbei richtet eine Linse 2o die Lichtenergie aus dem zu prüfenden ireld auf den Strahlteiler 22 und fokussiert das Abbild des J/eldes auf ein vom Motor 1o7 gedrehtes Element 1o6. Das versetzte Drehelement 106 ist allgemein eine konkave Scheibe mit einem reflektierenden Schlitz 1 o9 - vgl. Fig. 11;. Die konkave -''lache fokussiert das einfallende Licht auf die Photozelle 108 infolge der Winkellage. Auch hier erhält man die gleiche Hadialabtastung wie mit einer Sp ei chens cheibe.several photocells 1o2, 1o3 »1 ol | uses v / earth to do the to feel. In this way there is greater versatility in the choice of sensitivities for different ones Parts of the scanned field, but does not eliminate the lesser Sensitivity in the middle part, which is characteristic of this type of system. The i'lg. 13 shows a radial scan with a rotating mirror according to the prior art. Here, a lens directs the light energy from the ireld to be tested onto the Beam splitter 22 and focuses the image of the J / elde on one of the Motor 1o7 rotated element 1o6. The offset rotary member 106 is generally a concave disc with a reflective slot 109 - see Figure 11; The concave - '' smile focuses that incident light on the photocell 108 due to the angular position. Here, too, one obtains the same hadial scan as with a spoke disk.
In der iig. 15 ist der Abtastkopf 95 zur Prüfung eines Etiketts 11o auf dem Behälter 111 eingerichtet. Eine Lichtquelle 112 leuchtet das Etikett für den Abtastkopf aus. Die Primärobjektivlinse 2o des Abtastkopfes 95 ist auf das Etikett an dem zu prüfenden Punkt gerichtet. Der Kopf 95 tastet da3 Etikett 116-ab und sendet die entsprechenden Daten an die Elektronik 113, wo sie verarbeitet werden. Wenn das Etikett vorliegt, gibt der abtaster Wechselsignalθ ab; ohne Etikett ist die Wechseiausgangs-In the iig. 15 is the scanning head 95 for checking a label 11o set up on the container 111. A light source 112 the label for the readhead lights up. The primary objective lens 2o of the scanning head 95 is on the label on the test head Point directed. The head 95 scans the label 116- and sends the corresponding data to the electronics 113, where they are processed. When the label is present, the scanner gives Alternating signal θ ab; without a label, the alternate output
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spannung des Abtasters im wesentlichen gleich Null.voltage of the scanner is essentially zero.
Wie einzusehen ist, führen unterschiedliche Eigenschaften des Gegenstandes zu unterschiedlichen Ausgangssignalen der Verstärker IjIj., I4.6 der Fig. 1o. Wird bspw. ein Etikett geprüft und enthält die Lage des abgetasteten Etiketts ein symmetrisches Kennzeichen - wie bspw. den Buchstaben "O" -, ergibt die Radialabtastung ein verhältnismäßig konstantes Ausgangssignal, während bei der Querabtastung ein Wechselausgangssignal entsteht. Wenn andererseits die Lage des abgetasteten Etiketts ein in Vertikalrichtung verlaufende kennzeichnende Eigenschaft - bspw. den in Fig. 16 gezeigten Buchstaben "I" - aufweist, ergibt die Querabtastung ein verhältnismäßig konstantes Ausgangssignal, die Radialabtastung jedoch ein Wechseiausgangssignal. Es ist zu ersehen, daß man durch Wahl der Abtastung der Etikettposition und der unterschiedlichen identifizierenden Eigenschaften der Etiketten Signale erzeugen kann, die sich zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Etiketten auswerten lassen.As can be seen, different properties of the Subject to different output signals of the amplifier IjIj., I4.6 of Fig. 1o. For example, if a label is checked and contains the position of the scanned label, a symmetrical identifier - such as, for example, the letter "O" - results in the radial scan a relatively constant output signal while an alternating output signal arises during transverse scanning. On the other hand, if the position of the scanned label is in the vertical direction running characteristic property - for example the letter "I" shown in FIG. 16 - results in the transverse scan a relatively constant output signal, but the radial scanning an alternating output signal. It can be seen that by choosing the scanning of the label position and the different identifying properties of the labels Can generate signals that can be evaluated to distinguish between different labels.
Wie weiterhin einzusehen ist, schafft die vorliegende Erfindung ein Abtastsystem mit infolge der neuartigen Kombination eines Radialabtasters mit einem Quersegment- bzw. Rasterabtaster über das Abtastfeld gleichmäßiger Empfindlichkeit.As can also be seen, the present invention provides a scanning system as a result of the novel combination a radial scanner with a cross-segment or raster scanner uniform sensitivity across the scanning field.
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Bisher warf jedes dieser Systeme einzelne Probleme bei der arfassung von Gegenständen an speziellen Stellen des Prüffeldes auf und beschränkte damit die Leistungsfähigkeit des Systems insgesamt ein. Die Vielseitigkeit des hier offenbarten Systems erlaubt fast jede Art eines Sichtfeldes mit gleichmäßigen Eigenschaften zu untersuchen, indem man das für den Radialabtaster geeignete Gitter und für den Raster- bzw. Quersegmentabtaster das geeignete Abtastmuster wählt und die relative Abtastfeldgrößen entsprechend einstellt. Ein Beispiel hierfür ist in den Pig. 17, 18, 19 gezeigt. Die Fig. 17 zeigt ein Empfindlichkeitsdiagramm 11l| für ein kleines rundes Objekt radial abgetastetes Feld. Es handelt sich hierbei um einen Querschnitt über den Durchmesser der Flasche, wobei die Mitte der Flasche in der Mitte der Kurve liegt. Die radiale Abtastempfindlichkeit nimmt zur Mitte des abgetasteten Feldes hin rasch ab und sinkt genau ;im Mittelpunkt auf KuIl. Die Fig. 18 zeigt eine Empfindlichkeitsjkurve 115 für ein rasterabgetastetes Feld unter Verwendung einer !Speiche nach Fig. 1o bei einer relativen Feldgröße nach Fig. 1.So far, each of these systems has posed individual problems with the acquisition objects at special points in the test field and thus limited the performance of the system total one. The versatility of the system disclosed here allows almost any type of field of view with uniform To investigate properties by choosing the grid suitable for the radial scanner and for the raster or cross-segment scanner selects the appropriate scan pattern and adjusts the relative scan field sizes accordingly. An example of this is in the Pig. 17, 18, 19 shown. 17 shows a sensitivity diagram 111 for a small round object scanned radially Field. This is a cross-section across the diameter of the bottle, with the center of the bottle in the In the middle of the curve. The radial scanning sensitivity decreases rapidly towards the center of the scanned field and decreases exactly ; focus on KuIl. Fig. 18 shows a sensitivity curve 115 for a raster scanned field using a Spoke according to FIG. 1o with a relative field size according to FIG. 1.
Wie ersichtlich, ist die Empfindlichkeit im Mittelbereich desAs can be seen, the sensitivity is in the middle range of the
Behälters im wesentlichen konstant. Bei der optischen Überlagerung und entsprechenden Auswertung erhält man die Kurven 116, 117 der Empfindlichkeit über alles, die in Fig. 19 enthalten sind. Man erreicht also auf diese Weise eine konstante Empfindlichkeit über den gesamten Flaschenboden. Die radial abgetasteten Teile 116 vereinen sich mit den rasterabgetasteten Teilen 117 zu demThe container is essentially constant. With the optical overlay and corresponding evaluation one obtains the curves 116, 117 of the sensitivity over all contained in FIG. In this way, a constant sensitivity is achieved over the entire bottom of the bottle. The radially scanned parts 116 combine with the raster scanned parts 117 to form the
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gewünschten Ergebnis.desired result.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine solche Doppelabtastung unter Verxtfendung einer einzigen Lichtquelle, die Lichtenergie auf die ^'lasche in nur einer Prüf lage richtet. Das aufgenommene Licht wird mit einem Strahlteiler in zwei Strahlwege aufgeteilt, wobei die Abtastung nach den beiden Abtastverfahren ohne jegliche Änderung des Durchlaufförderers erfolgt. M. a. to.: Fördereranlagen, die auf eine j7laschenprüfung an einem einzigen Ort eingerichtet sind, lassen sich mit der vorliegenden Erfindung auch für eine solche Prüfung verwenden, ohne daß eine Prüfung an einer Vielzahl von Punkten vorgesehen werden muß. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher eine vollständige undThe present invention enables such double scanning using a single light source, the light energy aimed at the tab in just one test position. The recorded light is split into two beam paths with a beam splitter, scanning according to the two scanning methods without any Change of the through conveyor takes place. M. a. to .: conveyor systems, that are set up for tab testing in a single location can be implemented with the present invention can also be used for such a test without having to provide a test at a large number of points. The present Invention therefore enables a complete and
IT*IT *
gleichmäßige Untersuchung der flaschen mittels einer Mustererkennung, ohne den Betrieb der Förderanlage wesentlich zu beeinträchtigen. uniform examination of the bottles by means of pattern recognition, without significantly impairing the operation of the conveyor system.
Obgleich die Erfindung oben unter Bezug auf bestimmte Ausführungs-: formen beschrieben worden ist, ist einzusehen, daß sich an den beschriebenen Einzelheiten Änderungen durchführen lassen. Bspw. ; kann man die Rasterabtastung mit anderen Mitteln wie bspw. einen \ Although the invention has been described above with reference to certain embodiments, it will be appreciated that changes can be made in the details described. E.g. you can do the raster scanning with other means such as a \
\ Ikonoskop oder einem Pestkörper-Mosaikabtaster durchführen. Die \ Iconoskop or a plague body mosaic scanner. the
Erfindung soll nur durch die Ansprüche beschränkt sein. Invention is intended to be limited only by the claims .
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