DE2909061A1

DE2909061A1 - Anordnung zum pruefen von bewegten gegenstaenden mittels einer fernsehkamera

Info

Publication number: DE2909061A1
Application number: DE2909061A
Authority: DE
Inventors: Hans-Helmut Dipl Phy Marguerre
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-03-08
Filing date: 1979-03-08
Publication date: 1980-09-11

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 ρ 3 5 Q '/

Anordnung zum Prüfen von bewegten Gegenständen mittels einer Fernsehkamera

Die Blitzeinrichtungen derartiger bekannter Anordnungen enthalten eine nahezu punktförmige oder fadenförmige Lichtquelle, z. B. eine Blitzlampe oder einen Laser, wie es in der DE-AS 22 53 445 oder der DE-OS 28 48 316 beschrieben ist. Für eine gleichmäßige Ausleuchtung des zu prüfenden Gegenstandes ist zusätzlich ein Reflektor mit diffuser Reflexion oder ein Kondensorsystem erforderlich.

Außerdem ist die Blitzlampe in einem Lampengehäuse unterzubringen. Bei der Prüfung von Flaschenböden auf Reinheit und Unversehrtheit werden die Flaschen auf einem transparenten Transportband oder auf einer Scheibe so an der Fernsehkamera vorbeigeführt, daß deren Objektiv, wenn auch nur kurzzeitig, auf die lichtempfindliche Schicht der Aufnahmeröhre ein Bild des Flaschenbodens projiziert. Eine Steuereinrichtung sorgt dafür, daß in diesem Augenblick die unterhalb der Transportscheibe oder des Transportbandes befindliche Blitzeinrichtung einen Lichtblitz ausgibt. Wird für die Kamera eine bildspeichernde Aufnahmeröhre verwendet, so kann das aufgenommene Bild ausgewer-

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tet werden, während die Flasche weitertransportiert wird. Bei derartigen Anlagen ist unterhalb des Transportbandes bzw. der Transportscheibe häufig nur wenig Raum vorhanden, so daß es schwierig ist, dort einen Laser mit Gehäuse oder eine Lampe und ein Kondensorsystem bzw. einen Reflektor unterzubringen. Auch erfordern Blitzlampen eine aufwendige Ansteuerung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung eier eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich durch eine einfache Ansteuerung bei hoher i< Zuverlässigkeit auszeichnet. L

Erfj.ndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ;^:j die Blitzeinrichtung aus mehreren, gleichzeitig ansteuerbaren, in einer zur Beleuchtungsrichtung senkrecht angeordneten Fläche befindlichen Lumineszenzdioden besteht. · \

Es sind also mehrere Lumineszenzdioden vorgesehen, die j vorzugsweise in einer Ebene angeordnet sind, die paral- ;! IeI zu der zu beleuchtenden Fläche liegt. Eine Zwischen- ;· optik ist nicht erforderlich. Es ist somit eine sehr flache Blitzeinrichtung geschaffen, die nur wenig Raum erfordert. Dies gilt auch dann noch, wenn zwischen den , Lumineszenzdioden und dem zu prüfenden Gegenstand eine Streuscheibe angeordnet ist, damit die Ausleuchtung vergleichmäßigt wird. Der Abstand zwischen Streuscheibe und Lumineszenzdioden kann abhängig vom Abstrahlwinkel der einzelnen Dioden einige Zentimeter betragen.

Da mehrere Lumineszenzdioden vorgesehen sind, macht der Ausfall einer Diode die Anordnung nicht funktionsunfähig. Die ausgefallene Diode kann gelegentlich einer ohnedies routinemäßig erforderlichen Stillsetzung der Einrichtung ausgetauscht werden.

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Zweckmäßig ist die Form der Fläche, in der die Lumineszenzdioden angeordnet, sind, etwa gleich der Form der zu beleuchtenden Fläche des zu prüfenden Gegenstandes. Sollen z. B. Flaschenböden geprüft werden, so liegen die bei je-5 dem Blitz eingeschalteten Lumineszenzdioden zweckmäßig in :.- einer Kreisfläche. Dies kann dadurch erreicht werden, daß

h eine Anzahl von Lumineszenzdioden vorhanden ist, die in

l}'_: einer Fläche enthalten sind, die größer als die größte zu •t beleuchtende Fläche der Prüf gegenstände ist, und daß die

I 10 Lumineszenzdioden einzeln oder gruppenweise einschaltbar S sind, so daß von den vorhandenen Lumineszenzdiode^ ,^J _;e-

%, weils nur die zum Aufleuchten gebracht werden, welche in ^?i einer Fläche liegen, deren Form etwa gleich der Form der |j zu beleuchtenden Fläche ist. In einer Anlage zum Prüfen

Vl 15 von Flaschenböden können demnach die vorhandenen Lumi- $ neszenzdioden in einer Kreisfläche angeordnet sein, deren ^;i Durchmesser dem Flaschentyp mit dem größten Bodendurch-

■ messer angepaßt ist. Wird dieser Flaschentyp geprüft, wer-V den alle Lumineszenzdioden eingeschaltet, wird ein FIa- ;i 20 schentyp mit kleinerem Bodendurchmesser geprüft, bleiben Γ: die äußeren Lumineszenzdioden ausgeschaltet. Zum Prüfen

■ von kreisförmigen Objekten, wie z. B. Flaschenböden, sind die Lumineszenzdioden vorteilhaft in konzentrischen Rin-

:. gen angeordnet, so daß das Anpassen an unterschiedlich ;i 25 große Prüfgegenstände durch Aus- oder Zuschalten von äu-Ü ßeren Lumineszenzdiodenringen erreicht werden kann.

i,| Zum Ausgleich einer etwaigen Vignettierung, die von dem Ü Kameraobjektiv herrühren kann oder davon, daß die Mitte

^(; 30 des zu prüfenden Gegenstandes eine größere Transmission ■^; für das von unten eintretende Licht aufweist als die Randbereiche, kann der gegenseitige Abstand der Dioden in den § äußeren Bereichen kleiner gewählt werden als in den mitt-1 leren Bereichen. Da die Lichtemission der Diode mit dem

|| 35 Strom zunimmt, kann die Vignettierung auch dadurch vermie-

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den werden, daß durch die äußerem Dioden ein größerer Strom geschickt wird als durch die inneren.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, wird im folgenden die Erfindung näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine Anlage zum Prüfen von Flaschenböden auf Verunreinigungen,

Figur 2 eine Aufsicht auf eine Blitzeinrichtung mit

Lumineszenzdioden und
Figur 3 eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern der Lumineszenzdioden.

In Figur 1 ist mit PR eine Flasche bezeichnet, deren Boden auf Reinheit geprüft werden soll. Sie sitzt auf einer transparenten Transportscheibe TS. Die Halterung der Flasche sowie der Antrieb der Transportscheibe sind, da für die Erfindung unwesentlich, nicht gezeichnet.

Eine Fernsehkamera KA ist so angeordnet, daß sie den Boden der Flasche PR aufnehmen kann, und zwar dann, wenn die Flasche in einer Position ist, in der ihr Boden von einer Blitzeinrichtung, bestehend aus einer Blitzsteuerung BLS, einer Vielzahl von Lumineszenzdioden LED und einer Streuscheibe STS, beleuchtet werden kann. Diese Position stellt ein Sensor SE fest und gibt dann einen Steuerimpuls auf die Blitzsteuerung BLS, welche daraufhin einen impulsförmigen Strom durch die Lumineszenzdioden LED schickt, so daß der Flaschenboden durch die Streuscheibe STS und die Transportscheibe TS kurzzeitig beleuchtet wird. Der Flaschenboden wird auf der lichtempfindlichen Schicht der Aufnahmeröhre der Kamera KA, die z. B. vom Fotoleitfähigkeitstyp ist, abgebildet, und es wird ein Ladungsbild'erzeugt und gespeichert.· Das während einer. Bildperiode durch Abtasten des Ladungs-

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bildes entstehende Videosignal wird über Leitungen BAS einer Auswerteschaltung AWS und einem Monitor MO zugeführt. Die Auswerteschaltung AWS erhält ferner über eine Leitung SES den Ausgangsimpuls des Sensors SE, der den Auswertevorgang auslöst.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, sind die Lumineszenzdioden LED innerhalb einer Kreisscheibe angeordnet, also innerhalb einer Fläche, die dem zu prüfenden Flaschenboden angepaßt ist. In der in Figur 1 gezeigten Anordnung ist der Durchmesser der Fläche, innerhalb deren die Lumineszenzdioden LED angebracht sind, etwa gleich dem Durchmesser des Boder.s der Flasche PR. Aus diesem Grunde wird, wenn die Lumineszenzdioden gleiche Abstände haben und mit gleicher Helligkeit leuchten, die Streuscheibe STS ungleichmäßig beleuchtet sein, und zwar wird sie in der Mitte am stärksten und nach außen abnehmend beleuchtet werden, so daß auch der Flaschenboden ungleichmäßig beleuchtet wird, Die von Leuchtdioden belegte Fläche kann daher etwas größer gewählt werden als die Bodenfläche der zu prüfenden Flasche, damit ein Randabfall der Lichtintensität vermieden wird. Ferner können die äußeren Dioden LED einen kleineren Abstand haben als die inneren, damit der Flaschenboden etwa gleichmäßig ausgeleuchtet ist. Mit derselben Maßnahme kann auch die Vignettierung ausgeglichen werden, die durch die Kamera oder dadurch bedingt ist, daß Flaschenböden am Rande dicker sind als in der Mitte. Anstelle von unterschiedlichen Abständen der Dioden LED oder ergänzend dazu können die äußeren Dioden von einem größeren Strom als die inneren durchflossen sein und so zu stärkerer Lichtemission angeregt werden. Hierzu ist erforderlich, daß die Dioden LED einzeln oder zumindest gruppenweise getrennt ansteuerbar sind. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Blitzeinrichtung in einfacher Weise an Flaschentypen unterschiedlichen Durchmessers angepaßt werden kann.

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Figur 3 zeigt das Schaltbild der Ansteuerschaltung für die Lumineszenzdioden LED, die den wesentlichen Teil der Blitzsteuerung BLS (Figur 1) bilden. Der Impuls vom Sensor SE gelangt gegebenenfalls über einen nicht gezeichneten Impulsformer und über einen Spannungsteiler · R1, R2 auf die Basis eines Transistors TS1, an dessen Kollektor über einen nicht bezeichneten Widerstand die Steuerelektrode eines Treibertransistors TS2 angeschlossen ist. Mit dessen Kollektor sind Leistungstransistoren TL1, TL2 verbunden, in deren Kollektorkreise Je eine ;:; Gruppe von Lumineszenzdioden LED geschaltet ist. Im Aus- i| führungsbeispiel.sind zwei Leistungstransistoren vorge- . | sehen, zwischen deren Kollektoren und den Lumineszenz- ^ dioden LED Schalter S1, S2 liegen. In der gezeichneten Stellung dieser Schalter sind den Lumineszenzdioden außer den nicht bezeichneten Vorwiderständen gemeinsame Vorwiderstände R3 und R5 zur Strombegrenzung vorgeschaltet. In der zweiten Schalterstellung liegt im Kollektorkreis des Transistors TL1 ein Vorwiderstand R4, dessen Widerstandswert kleiner sei als der des Widerstandes R3, und im Kollektorkreis des Transistors TL2 ist kein zusätzlicher Vorwiderstand enthalten. In der dritten Stellung ist keiner der Diodengruppen ein Widerstand vorgeschaltet. Mit den Schaltern S1 und S2, die gekoppelt sein können, kann daher die Lichtemission der einzelnen Diodengruppen eingestellt werden, wobei die Widerstände R3, R4 und R5 so bemessen sind, daß sich eine für den jeweiligen Prüfgegenstand günstige Verteilung der Lichtemission über die Kreisfläche ergibt.

Anstelle der im Ausführungsbeispiel vorgesehenen zwei Diodengruppen mit zwei Leistungstransistoren TL1, TL2 können auch weitere Gruppen vorgesehen sein, sei es, um die Verteilung der Lichtemission weiter zu verbessern, sei os, um die Belastung der Leistungstransistoren zu

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verringern. Eine Herabsetzung des Stromes kann auch durch Reihenschalten von Lumineszenzdioden erreicht werden.

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Claims

• An

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Patentansprüche

|| ΥΏ Anordnung zum Prüfen von bewegten Gegenständen mit ff einer Fernsehkamera und einer Blitzeinrichtung, welche

■| 5 die zu prüfenden, von der Fernsehkamera aufgenommenen Il Gegenstände kurz beisuchtet, wenn sie in einer zur Aufnahme durch die Fernsehkamera geeigneten Stellung sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blitzeinrichtung mehrere, gleichzeitig ansteuerbare, § 10 in einer zur Beleuchtungsrichtung senkrecht angeordneten Fläche befindliche Lumineszenzdioden (LED) aufweist.

p 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e -

kennzeichnet, daß zwischen den Lumineszenz-

15 dioden (LED) und dem zu prüfenden Gegenstand (PR) eine Streuscheibe (STS) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Fläche, in der die Lumineszenzdioden (LED) angeordnet sind, etwa die Form der zu beleuchtenden Fläche des zu prüfenden Gegenstandes (PR) hat.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß die

Lumineszenzdioden (LED) einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a durch gekennzeichnet, daß zum

Prüfen von kreisförmigen Gegenständen die Lumineszenzdioden (LED) in konzentrischen Ringen angeordnet sind und der gegenseitige Abstand der äußeren Ringe von dem der inneren Ringe verschieden ist.

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6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rande der Fläche angeordneten Lumineszenzdioden (LED) von einem Strom durchflossen sind, der von dem die inneren Dioden durchfließenden Strom verschieden ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Lumineszenzdioden (LED) in konzentrischen Ringen angeordnet sind, daß die in den einzelnen Ringen enthaltenen Dioden von Jeweils gleichem Strom und daß die in unterschiedlichen Ringen enthaltenen Dioden von unterschiedlichen Strömen durchflossen sind.

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