DE3919110C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrich­ tung zum Prüfen eines transparenten Behälters auf das Vorhandensein eines Defekts an dem Behälterboden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 31 24 949 A1).

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, ein optisches Abtastverfahren zum Erkennen eines Defekts oder einer Verschmutzung auf dem Boden eines transparenten Behäl­ ters, etwa einer Bierflasche, zu verwenden, wobei eine diffuse Beleuchtung durch den Behälterboden gerichtet wird, um eine Änderung der durch den Behälterboden ge­ führten Lichtenergie zu beobachten und zu analysieren und einen Defekt oder eine Verschmutzung zu erkennen, wenn eine kritische Änderung der Lichtenergie erkannt wird.

Dabei ergibt sich ein Problem, wenn es in einer Förderlinie, beispielsweise einer Waschstraße oder einer ähnlichen Verarbeitungsstraße, verwendet wird, in dem die sich mit einer hohen Geschwindigkeit entlang der Straße bewegenden Behälter nacheinander zu prüfen sind. Das sich ergebende Problem besteht in der Schwierigkeit, eine exakte Ausrichtung des beobachteten Sichtfeldes mit dem tatsächlichen Behälterboden, der sich durch die Prüfstation bewegt, zu erreichen. Fehlausrichtungen füh­ ren zu einem fehlerhaften Prüfergebnis, da das System nicht das genaue Bild des Behälterbodens erkennen kann und ein Bild bezüglich eines unerwünschten Abschnitts außerhalb des Behälterbodens verarbeitet. Wenn eine sol­ che Fehlausrichtung auftritt, kann das System das Bild des Abschnitts außerhalb des Behälterbodens als einen Defekt innerhalb des Behälterbodens erkennen, was zu ei­ ner Fehlerkennung führt. Dieses Problem gewinnt zuneh­ mend an Bedeutung, insbesondere wenn die Prüfung bei ei­ nem schnellen Passieren der Behälter entlang einer Ver­ arbeitungsstraße erfolgen muß.

Infolgedessen besteht ein erheblicher Bedarf an der De­ finition einer exakten Prüfzone in Überstimmung mit dem tatsächlichen Behälterboden, so daß die optische Analyse genau auf die optische Information lediglich innerhalb des tatsächlichen Behälterbodens und ohne Störung durch eine fehlerhafte Information, die von einem Bereich au­ ßerhalb des Behälterbodens kommt, beschränkt werden kann. Jedoch ist mit bekannten Prüfsystemen, etwa dem nach der japanischen Patentveröffentlichung 57-12 352 A, schwierig oder fast unmöglich, eine Prüfzone in genauer Überstimmung mit dem tatsächlichen Behälter­ boden zu definieren. Der Grund kann unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 erläutert werden, die schematisch das bekannte Behälterboden-Prüfsystem zeigen, in dem eine diffuse Beleuchtung L durch den Boden eines von einer oberhalb des Behälters 1 angeordneten Kamera 40 beobachteten Behäl­ ters gerichtet ist. Bei dem üblichen System wird die diffuse Beleuchtung so gewählt, daß sie über den Behäl­ terboden eine gleichförmige Intensität hat. Fig. 15A zeigt, daß das Licht, das zu der Außenkante des Behäl­ terbodens gerichtet ist, an dieser erheblich abgelenkt wird und das weiter auf die Seitenwand des Behälters ge­ richtetes Licht an dieser reflektiert wird, da der Auf­ treffwinkel klein ist, so daß eine erhebliche Reduktion des durch den Randbereich des Behälterbodens dringenden Lichts und der Abschnitt außerhalb von diesem in bezug auf die durch den mittleren Bereich des Behälterbodens dringende Lichtenergie festzustellen ist (siehe Fig. 15B). Obwohl eine solche Verringerung der Lichtenergie an dem Abschnitt außerhalb der Peripherie des Behälter­ bodens geeignet sein soll, die Grenze des Behälterbodens anzugeben und verwendet werden könnte, um eine tatsäch­ liche Prüfzone in Übereinstimmung mit dem Behälterboden zu definieren, wird eine solche Reduktion tatsächlich nicht auftreten wegen der inneren Reflexion von Licht in dem Behälter 1, wie dies in Fig. 16A gezeigt ist. Das Licht, das nach dem Passieren des Behälterbodens auf die Innenfläche der Behälterseitenwand gerichtet ist, wird an dieser reflektiert und in Richtung auf die Kamera 40 abgelenkt, so als wenn es durch den Umfangsbereich oder von einer Seitenwand außerhalb des Behälters kommt. Da die Kamera 40 reflektiertes Licht nicht von nicht­ reflektiertem Licht unterscheiden kann, addiert sich das intern reflektierte Licht auf die Lichtenergie auf, die Kamera 40 erkennt dieses als von einem anderen Bereich als dem Mittelbereich des Behälterbodens kommend. Dies führt dazu, daß die Kamera 40 eine sich ergebende Ver­ teilung der Lichtenergieintensität schafft, wie sie in Fig. 16B angegeben ist, die keine klare optische Charak­ teristik hat zur Angabe der Grenze des Behälterbodens. Es wird so keine Prüfzone in genauer Überstimmung mit dem tatsächlichen Behälterboden erreicht.

Aus der DE 31 24 949 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der der Mittelpunkt des zu prüfenden Behälters zur Festlegung der Prüfzone unter Verwendung von Minima der Intensität des von einer Kamera empfangenen, durch den Behälterboden hindurchgetretenen Lichts ermittelt wird, wobei die genannten Minima im Randbereich des zu prüfenden Behälters auftreten. Rühren jedoch die genannten Intensitätsminima von Verschmutzungen oder Rissen her, kann es zu einer fehlerhaften Festlegung der Prüfzone kommen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die in dessen kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Aus der DE 29 09 061 A1 ist es bekannt, zu prüfende Gegenstände derart zu beleuchten, daß eine Gleichverteilung des durch den Behälterbodens hindurchtretenden Lichts erreicht wird. Dazu wird eine Vielzahl von Lichtquellen verwendet, deren Verteilungsdichte im Randbereich größer als im Mittelbereich ist.

Aus der DE 30 29 678 A1 ist es bekannt, zur Unterdrückung von negativen Auswirkungen von Unebenheiten am Behälterboden das zur Durchleuchtung des Behälterbodens dienende Licht in unterschiedlichen Winkeln bezüglich der Behälterachse anzustellen, wodurch gleichzeitig auch eine Vergleichmäßigung des durch den Behälterboden hindurchtretenden Lichts erreicht wird.

Die GB 20 78 940 A beschreibt eine Vorrichtung, bei der zum Diffundieren von Licht mehrere Diffusorplatten mit unterschiedlichen Diffusionseigenschaften verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Ränder einer Prüfzone in genauer Übereinstimmung mit den Rändern des Behälterbodens definiert werden zur zuverlässigen Prüfung mit verbesserter Erken­ nung von Defekten an dem Umfangsbereich des Behälterbo­ dens.

Bei der Erfindung wird ein Behälter aufrecht gestellt, wobei der unter Verwendung einer oberhalb des Behälters angeordneten Kamera zu prüfende Behälterboden einer Quelle diffusen Lichts benachbart angeordnet ist. Die Quelle diffusen Lichts wird durch den Behälterboden derart gerichtet, daß die diffuse Beleuchtung in der Intensität an dem Umfangsbereich größer ist als an einem Zentralbereich des Behälterbodens. Die durch den Behälter­ boden transmittierte Lichtenergie wird beobachtet, um ein Verteilungsmuster der Lichtenergie entlang wenigstens einer Richtung entsprechend eines Streifens oder eines Bandes, der sich in der Ebene des Behälterbodens erstreckt, zu schaffen. Aufgrund des höheren Lichtpegels an dem Umfangsbereich gegenüber dem inneren Bereich er­ gibt sich, daß das Verteilungsmuster ein Paar von spit­ zen Werten mit Abstand entlang der Richtung entsprechend den Umfangsrändern des Behälterbodens hat. Aus diesen Diskriminationspositionen wird ein Mittelpunkt ermit­ telt, der sodann verrechnet wird, um einen Mittelpunkt für den Behälterboden zu ermitteln. Der Mittelpunkt wird sodann zur Definition einer Inspektionszone in genaue Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Behälterboden ver­ wendet innerhalb der Grenzen, in der die Lichtenergie zur Erkennung eines Defekts an dem Behälterboden analy­ siert wird.

Die Analyse des durch den Behälterboden gesandten Lichts kann bewirkt werden ausschließlich aber vollständig über den Bereich des tatsächlichen Behälterbodens zur zuver­ lässigen Erkennung eines Defekts an dem Boden ohne eine Interferenz durch eine Belichtung, die durch Abschnitte oder aber einen unerwünschten Bereich anders als demje­ nigen des Behälterbodens stammt.

Eine solche Prüftechnik kann einfach bewirkt werden ohne ein besonderes Schema für ein Prüfsystem durchzuführen für Behälter, die sich entlang einer kontinuierlichen Verarbeitungsstraße schnell bewegen. Durch die Ver­ wendung einer diffusen Beleuchtung, bei der die Intensi­ tät an dem Randbereich des Behälterbodens größer ist, ist es möglich, die Erkennung von Defekten in dem Umfangsbereich zu erkennen, die ansonsten einen unzurei­ chenden Belichtungspegel haben aufgrund eines unvermeid­ lichen Betrags der Reflexion, der möglich ist durch das Vorhandensein eines Sprungs oder von kleineren Fehlern.

Dabei kann die Lichtenergieverteilung bezüglich einer ersten und einer zweiten Richtung beobachtet werden, die so gewählt sind, daß sie sich in dem Prüffeld in entsprechender Beziehung mit zwei Linien, die senkrecht zueinander über den Behälter­ boden verlaufen, erstrecken. Sodann werden aus den jeweiligen Verteilungen der Lichtenergie erste und zwei­ te Mittelpunkte zwischen einem Paar von beabstandeten Positionen mit Spitzenwerten der beobachteten Licht­ energie ermittelt. Der wahre Mittelpunkt des Behälterbo­ dens wird aus den gewonnenen ersten und zweiten Mittel­ punkten durch Ermittlung des Schnittpunkts zwischen den Mittelsenkrechten, die durch den ersten bzw. den zweiten Mittelpunkt verlaufen, ermittelt.

Die Quelle für die diffuse Beleuchtung kann dabei im wesentli­ chen parallel zu dem Behälterboden angeordnet sein, so daß das meiste des auf die Innenwandung des Behälters ge­ richteten Lichts aufgrund des kleinen Auffallwinkels reflektiert wird, wodurch die durch die Behälterseiten­ wand dringende, die Kamera erreichende Lichtenergie erheblich reduziert wird. Die beobachtete Lichtenergie­ verteilung zeigt so einen erheblichen Abfall an den Ab­ schnitten, die den Umfangsrändern des Behälterbodens entsprechen, wodurch die Spitzenwerte der Lichtenergie deutlich vorhanden sind in Übereinstimmung mit der oben angegebenen Anordnung der Ausrichtung des diffusen Lichts, die in der Intensität an dem Umfangsbereich größer ist als in dem Zentralbereich des Behälterbodens.

Durch die Erfindung wird daher eine Vorrichtung geschaffen, die zwischen Licht unterscheiden kann, das nur durch den Behälterboden oder die gewünschte Prüfzone fällt, und Umgebungslicht, zur zuverlässigen Definition einer Prüfzone auf dem beobachteten Sichtfeld und zur Verbesserung der Erkennung von Defekten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele in Verbindung mit einer Zeichnung erläutert wird. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Prüfsystems;

Fig. 2 eine Seitenansicht, die eine Prüfstation in dem System verdeutlicht;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Prüfstation;

Fig. 4 eine Seitenansicht, die eine Vorrichtung zum Prüfen eines transparenten Behälters in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verdeutlicht;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Quel­ le diffusen Lichts, wie sie bei dem er­ sten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer al­ ternativen Anordnung des Diffusors, wie er bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden kann;

Fig. 7 eine photographische Wiedergabe, die in der oberen Hälfte eine Hälfte des beo­ bachteten Bildes des Behälterbodens ver­ deutlicht und in der unteren Hälfte die Energieverteilung wiedergibt, ausgewählt entlang eines Bandes zwischen einem Paar von in der Figur gezeigten weißen Linien;

Fig. 8 bis 12 jeweils schematische Darstellung verschiedener Quellen diffusen Lichts, wie sie bei dem zweiten bis sechsten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung verwendet werden;

Fig. 13 eine schematische Darstellung einer Vor­ richtung zum Prüfen von transparenten Be­ hältern in Übereinstimmung mit einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 14 eine Darstellung der Verschiebung der Wellenlänge an einem Interferenz-Filter, wie es bei dem siebten Ausführungsbei­ spiel verwendet wird;

Fig. 15A, 15B, 16A und 16B Darstellungen, einer Beleuchtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 17 eine photographische Darstellung, die bei Anwendung eines Verfahrens nach dem Stand der Technik erhalten wurde.

Ein System zum Prüfen von transparenten Behältern in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 7 dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Prüf­ einheit des Systems, die eine Quelle 20 aufweist, die diffuses Licht auf den Boden des Behälters 1 richtet. Eine Kamera 40 beobachtet das durch den Behälter 1 wan­ dernde Licht. Weiter sind in der Zeichnung die verschie­ denen Arbeitsschritte zum Erkennen eines Defekts an dem Behälterboden dargestellt.

Die Prüfeinheit ist in einer Verarbeitungslinie für ei­ nen solchen Behälter, beispielsweise einer Behälter­ waschstraße angeordnet, um einen nicht-akzeptablen De­ fekt an dem Behälterboden zu erkennen und einen Behälter 1 mit einem solchen Defekt aus der Linie auszusondern. Der zu prüfende Behälter 1 ist ein transparenter oder halbtransparenter Behälter, beispielsweise eine Bierfla­ sche mit einer kreisförmigen Ausbildung des Bodens. Die Fig. 2, 3 und 4 verdeutlichen, daß das System eine Prüf­ station 10 aufweist, durch die die Behälter 1 nacheinan­ der zur Prüfung auf das Vorhandensein eines Defekts an dem Behälterboden geführt werden. Die Prüfstation weist eine Basis 11 auf, die die Quelle 20 für diffuses Licht und die Kamera 40 an dem oberen Ende einer Säule 12 trägt. Ein Sternrad 13 ist an der Basis 11 zur Drehung um die aufrechtstehende Antriebsachse 14 befestigt, um die Behälter 1 an dem Behälterhals zu ergreifen, wodurch die Behälter 1 nacheinander durch die Prüfstation 1 geführt werden. Fig. 1 verdeutlicht, daß das Sternrad 13 die Be­ hälter 1 von einer Förderlinie 6 an einem Eingang 16 aufnimmt, durch die Prüfstation 10 hindurchführt und wieder auf die Förderlinie 6 an einem Ausgang 17 aufbringt, wo­ bei das Sternrad sich in der Zeichnung im Uhrzeigersinn dreht. Ein Paar von Gurten 18 ist in der Prüfstation 10 zum Stützen der Behälter an ihren Seiten dem Sternrad 13 ge­ genüberliegend angeordnet. Mit dem Sternrad 13 wirkt ei­ ne Saugstange 15 zusammen, die den Behälter 1 an dem un­ teren Seitenabschnitt durch eine Saugkraft hält, um den Behälter in einer richtigen Position zwischen der Quelle 20 für diffuses Licht und der Kamera 40 zu halten. Wenn in der Prüfstation 10 kein Defekt erkannt worden ist, wird der Behälter 1 durch das Sternrad 13 zu dem Ausgang 17 geführt, wodurch die Saugstange 15 den Behälter 1 frei­ gibt, woraufhin dieser wieder auf die Förderlinie 6 auf­ gebracht wird. Wenn, auf der anderen Seite, ein nicht- akzeptabler Fehler erkannt worden ist, wird der Behälter 1 durch das Sternrad 13 durch eine sich erstreckende Winkelverlagerung transportiert zu einem Aussonderungs­ ausgang 19, wo er von der Saugstange 15 freigegeben wird und als zurückgewiesener Behälter abgelegt wird.

Es wird jetzt wieder auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Ka­ mera 40 ist oberhalb des Behälters 1 in axialer Ausrich­ tung mit einer vertikalen Mittelachse des Behälters 1 und der Quelle 20 für diffuses Licht angeordnet, um durch eine optische Linse oder ein Linsensystem 41 durch den Behälter fallendes Licht zu beobachten. Die Kamera 40 ist eine Festkörper-Kamera mit einem CCD-Feld mit 256 × 256 Bildpunkten zur Beobachtung eines Bildes des Be­ hälterbodens. Die Fig. 4 und 5 zeigen, daß die Quelle 20 für eine diffuse Beleuchtung in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Lampe 21, nämlich eine Xenon-Blitzlampe, einen Reflektor 22 und ein Paar von ersten und zweiten Diffusorplatten 23 und 24 mit unterschiedlichen Diffusorflächenbereichen, aufweist. Fig. 4 zeigt, daß die Lampe 21 und der Reflektor 22 in einer unteren Trommel 25 in der Basis 11 aufgenommen werden, während die Diffusorplatten 23 und 24 in einer oberen Trommel 26, die auf der Basis 11 montiert ist, aufgenommen werden. Der Re­ flektor 22 reflektiert das Licht von der Lampe 21 zum Ausrichten von parallelen Strahlen von Licht nach oben in Richtung auf die Diffusorplatten 23 und 24. Die erste und die zweite Diffusorplatte 23, 24 sind vertikal voneinander beabstandet, wobei die erste Diffu­ sorplatte 23 näher an dem Behälterboden ist. Die erste Diffusorplatte 23 hat eine Diffusorfläche mit einem größeren Bereich als der Behälterboden zum Richten des diffusen Lichts über den ganzen Behälterboden, während die zweite Diffusorplatte eine Diffusorfläche aufweist, de­ ren Bereich kleiner ist als diejenige der ersten Diffu­ sorplatte 23. Es ist hier zu beachten, daß die zweite Diffusorplatte einen Umfangsabschnitt hat, der trans­ parent ist, um das Licht in Richtung auf die erste Dif­ fusorplatte 23 zu richten, ohne eine erhebliche Ab­ schwächung. Fig. 5 zeigt schematisch, daß die erste Dif­ fusorplatte an ihrem mittleren Abschnitt das diffuse Licht aufnimmt, das bereits von der zweiten Diffusor­ platte 24 diffus gemacht worden ist. An ihrem Außen­ abschnitt dagegen fällt Licht von der Lampe 21 auf, das nicht diffus ist, so daß die erste Diffusor­ platte 23 in dem Umfangsbereich Licht erzeugt, daß weni­ ger diffus ist als in dem Mittelabschnitt der ersten Diffusorplatte 23. Dies führt zu einer diffusen Be­ leuchtung des Bodens des Behälters 1 unterschiedlicher Intensität zur Beleuchtung des Umfangsbereichs des Be­ hälterbodens bei einer größeren Intensität als in dem mittleren Bereich. Entsprechend nimmt die Kamera 40 durch den Behälter 1 fallendes Licht auf, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Dabei zeigt Fig. 7 in der oberen Hälfte eine Hälfte eines beobachteten Bildes und in ei­ ner unteren Hälfte die Lichtenergieverteilung ausgewählt bezüglich einer Richtung des Sichtfeldes entlang eines Bandes, das durch ein Paar von weißen Linien angegeben ist. Das beobachtete Bild stellt ein durchschnittliches Bild der Lichtenergie dar, wobei die Lichtenergie oder die Intensität jedes Bildpunktes als ein Mittelwert zwi­ schen solchen benachbarten Bildpunkten ermittelt ist. Aus der Photographie ergibt sich, daß die durch den Umfangs­ bereich der Behälterwandung fallende Lichtintensität größer ist als die Lichtintensität des durch den Mittelbereich fallen­ den Lichts, unter Ausbildung eines Paares von Spitzenwer­ ten mit Abstand entlang der gewählten Richtung. Dies steht im Gegensatz zu der entsprechenden Photographie nach Fig. 17, die gewonnen worden ist bei einem üblichen System unter Verwendung einer Lichtquelle für diffuses Licht, bei dem das diffuse Licht mit gleicher Intensität auf den Behälterboden ausgestrahlt wird und bei dem kei­ ne charakteristische Änderung in der beobachteten Licht­ intensität zur Angabe der Grenzen des Behälterbodens er­ kennbar ist.

Die zweite Diffusorplatte 24 ist in der oberen Trommel 26 vertikal bewegbar, um den Bereich des abgeschwächten Lichts in dem Mittelabschnitt der ersten Diffusorplat­ te oder derjenigen des Behälterbodens auszurichten. Die obere Öffnung der oberen Trommel wird durch eine trans­ parente Glasplatte 28 abgedichtet, auf der die erste Diffusorplatte 23 angeordnet ist. Ein Schirm 27 mit einer mittigen Öffnung ist über der ersten Diffusor­ platte 23 angeordnet, um die Beleuchtung in Richtung auf den Behälterboden wirksam zu begrenzen.

Fig. 6 zeigt einen alternativen Aufbau zur Erzeugung ei­ ner entsprechend diffusen Beleuchtung unterschiedlicher Intensität, wobei eine Mehrzahl von Diffusorplatten 30, 31, 32 unterschiedliche Diffusorbereiche haben, wobei die Platten in der Art und Weise zusammengesetzt werden, wie Fig. 6 zeigt.

Eine Abfolge zum Erkennen eines Defekts an dem Behälter­ boden unter Zugrundelegung des beobachteten Bildes des Bodens wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 7 erläu­ tert. Das analoge Ausgangssignal von der Kamera 40 wird in einem Analog/Digital-Wandler 51 in ein entsprechendes Digitalsignal gewandelt und in einen Speicher 52 abge­ legt. In einem Abschnitt 53 zum Erkennen der Bodenform wird der wahre Mittelpunkt des Bildes ermittelt, der ge­ nau dem Mittelpunkt des Behälterbodens entspricht. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß ein Paar von Linien zu­ nächst ausgewählt wird, von denen angenommen wird, daß sie sich durch oder nahe dem Mittelpunkt des Bildes er­ strecken, wobei sich die beiden Linien überschneiden. Sodann wird eine Lichtenergieverteilung entsprechend derjenigen, wie sie in der unteren Hälfte von Fig. 7 ge­ zeigt wird, gewonnen bezüglich jeder der Linien. Wie oben beschrieben worden ist, gibt die Lichtenergiever­ teilung deutlich ein Paar von Spitzenwerten an beabstan­ deten Orten jeweils entsprechend den gegenüberliegenden Rändern des Behälterbodens an aufgrund der unterschiedli­ chen Beleuchtungsintensitäten an dem Umfangsabschnitt gegenüber dem Mittelbereich des Behälterbodens. Der Mit­ telpunkt zwischen den beabstandeten Positionen mit den Spitzenwerten bezüglich jeder Linie kann leicht bestimmt werden. Danach wird der wahre Mittelpunkt bestimmt als Schnittpunkt der Mittelsenkrechten, die jeweils durch den Mittelpunkt der beiden Linien verläuft. Basierend auf dem derart ermittelten wahren Mittelpunkt des Bildes wird ein einen Bereich definierender Abschnitt 54 be­ trieben zur Definition einer Prüfzone mit einem bekann­ ten Parameter, etwa einem Radius des zu prüfenden Behäl­ ters, wobei die Zone in genauer Übereinstimmung mit dem Behälterboden ist und den gesamten Bereich des Behälter­ bodens beinhaltet, jedoch die unnötige Umgebung aus­ schließt. Innerhalb der Grenzen dieser definierten Zone wird die Defekterkennung durchgeführt in einem Defekt­ erkennungsabschnitt 55 anhand des in dem Speicher 52 ab­ gelegten, erfaßten Bildes. Eine solche Erkennung wird durch eine übliche Abtasttechnik durchgeführt zum Prüfen der Unterschiede zwischen der Größe der Signale von be­ nachbarten Bildpunkten und zum Erkennen eines Defekts, wenn die Differenz einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Bei der Erfindung eines Defekts spricht die Aussonde­ rungsstation 56 zur Betätigung der Saugstange 15 der Prüfstation 10 zum Halten des defekten Behälters 1 an, bis dieser von dem Sternrad 13 ausgetragen wird zu dem Aussonderungsauslaß 19 zum Entladen des Behälters 1 in einen Aussonderungsbehälter.

Fig. 8 zeigt eine weitere Quelle 20A für diffuses Licht, die eine gleichartige diffuse Beleuchtung bewirkt, wobei ein größeres Ausmaß der Beleuchtung auf den Umfangsbe­ reich als auf den Zentralbereich des Behälterbodens er­ folgt. Die Quelle 20A weist eine entsprechende Lam­ pe 21A einen Reflektor 22A und eine Diffusorplatte 23A auf, die in dem Mittelbereich dicker bzw. stärker ist als in dem Au­ ßenbereich, so daß das Licht durch Absorption in dem Zentralbereich stärker abgeschwächt wird, wodurch die gewünschte diffuse Beleuchtung einer sich ändernden In­ tensität erfolgt.

In dem in Fig. 9 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel wird eine Quelle 20B diffusen Lichts verwendet mit einer Vielzahl von kleinen Lampen 21B aus Licht ausstrah­ lenden Dioden (LED), wobei lediglich eine Diffu­ sorplatte 23B zwischen den Lampen 21B und dem Boden des Behälters 1 angeordnet ist. Die LEDs 21B sind in ei­ ner Ebene angeordnet, die im wesentlichen parallel zu der Diffusorplatte 23B und dem Behälterboden liegt, wobei eine größere Verteilungsdichte im Bereich der Pe­ ripherie als in dem mittleren Bereich gegeben ist, wo­ durch eine entsprechende diffuse Beleuchtung unter­ schiedlicher Intensität erreicht wird.

Eine Quelle 20C zur Erzeugung diffusen Lichts nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 verwendet ein Paar von ersten und zweiten konvergierenden Linsen 34 und 35 zwischen einer Lampe 21C und einer Diffusorplatte 23C. Die erste Lin­ se 34 sammelt das Licht von der Lampe 21C zur Schaffung von parallelen Strahlen, die sodann von der zweiten Linse 35 konvergiert werden zur Schaffung von konvergenten Lichtstrahlen, die in Richtung auf die Ka­ mera durch die Diffusorplatte 23C und den Behälter­ boden gerichtet ist. Bei dieser Anordnung nimmt die Dif­ fusorplatte 23C an ihren Umfangsabschnitt dichtere auf die Kamera gerichtete Lichtstrahlen auf als an dem Mittelabschnitt, wodurch eine diffuse Beleuchtung mit einer größeren Lichtintensität erreicht wird an dem Um­ fangsbereich als in dem mittleren Bereich des Behälter­ bodens.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel, das in Fig. 11 ge­ zeigt ist, wird eine Quelle 20D diffusen Lichts verwendet, mit einer ersten Lampe 21D, einem Reflektor 22D und einer Diffusorplatte 23D sowie einer Hilfslichtquelle. Die Hilfslichtquelle weist eine Vielzahl von zweiten Lam­ pen 29 auf, die um den Umfang der Diffusorplatte 23D nä­ her als die Lampe 21D zur Intensivierung der diffusen Beleuchtung in Richtung auf den Umfangsbereich des Be­ hälterbodens angeordnet sind.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten sechsten Ausführungsbei­ spiel weist die Quelle 20E zur Erzeugung diffusen Lichts eine Lampe 21E, einen Reflektor 22E und eine Diffusorplatte 23E auf. Die Diffusorplatte 23E ist positioniert und dimensioniert zum Richten einer diffusen Beleuchtung im wesentlichen auf den mittleren Bereich des Behälterbodens. Der Re­ flektor 22E ist wenigstens an einem Umfangsbereich mit einer Diffusorfläche 37 versehen, die das Licht von der Lampe 21E reflektiert, das an dieser diffundiert wird, wobei das sich ergebende diffuse Licht in Richtung auf den Behälterboden ohne Passieren der Diffusorplatte 23D gerichtet wird. Die diffuse Beleuchtung, die von dem Reflektor 22E gewonnen wird und den Umfangs­ bereich des Behälterbodens erreicht, ist frei von einer Absorption in der Diffusorplatte 23E, wodurch der Umfangsbereich des Behälterbodens mit einer größeren Intensität als der mittlere Bereich beleuchtet wird. Der zentrale Abschnitt des Reflektors 22E, der das Licht zu der Diffusorplatte 23E erzeugt, kann zur Erzeugung von diffusem Licht bearbeitet sein, dies ist jedoch nicht erforderlich.

In Fig. 13 ist ein siebentes Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung gezeigt, bei dem ein Interferenz- Filter 42 verwendet wird zum Ausschließen der Übertra­ gung von Licht durch einen anderen Bereich als durch den Behälterboden. Eine Lichtquelle für diffuses Licht kann ausgebildet sein nach einem der vorangehend beschrie­ benen Ausführungsbeispiele und wird in Fig. 13 schema­ tisch wiedergegeben durch eine Diffusorfläche 20F. Das Interferenz-Filter 42 ist benachbart der Kamera 40 ange­ ordnet und so ausgewählt, daß es ein Bandpaßfilter bildet bzw. Wellenlänge durchläßt entsprechend dem Licht oder der Beleuchtung, die einmal transmittiert ist und dabei von dem Behälter 1 farbig geworden ist, während Umgebungslicht an dem Erreichen der Kamera 40 gehindert wird. Es ist bekannt, daß das Interferenzfilter 42 eine erhebliche Verschiebung der Bandpaßfiltercharakteristik bewirkt, wenn der Auftreffwinkel einen kritischen Wert, d. h. ±20° hat, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. Das Interferenz-Filter 42 läßt somit nur Licht einer bestimmten Wellenlänge durch, wenn das Licht das Filter in einem Auftreffwinkel erreicht, der nicht größer als der kritische Wert ist. Das heißt, daß in Fig. 14 ein Frequenzband X ausgewählt wird, das Interferenz-Filter eine maximale Transmissi­ onsfähigkeit nur für Licht hat, dessen Wellenlänge innerhalb des Bereiches liegt und das Filter in einem Auftreffwinkel von weniger als dem kritischen Winkel erreicht. Es hat daher keine Durchlässigkeit für Licht mit einem Auftreffwinkel, der den kritischen Wert erreicht aufgrund der Verschiebung des Bandpasses, wie dies durch die gepunkteten Linien in der Figur angegeben ist. Durch eine geeignete Verwendung der genannten Eigenschaften des Interferenz-Filters kann erfolgreich Licht ausgeschlossen werden, das durch die Seitenwandung dringt und einen größeren Auf­ treffwinkel hat bezüglich des Interferenz-Filters 42 als das Licht, das durch den Behälterboden transmittiert ist. Aufgrunddessen wird das Filter 42 geeignet angeord­ net in Beziehung auf den Behälterboden, so daß nur Licht, das durch den Behälterboden fällt, durch das Fil­ ter dringen kann, und somit nur dieses Licht von der Ka­ mera 40 erfaßt wird. Bei dieser Anordnung kann ein ver­ bessertes Signal-Rausch-Verhältnis bei der Bildverarbei­ tung erwartet werden, was weiter die Definition der Prüfzone und die Fehlererkennung verbessert. Bei der obigen Diskussion wurde angenommen, daß der zu prüfende Behälter 1 ein farbiger Behälter ist, so daß farbiges Licht erzeugt wird, nachdem dieses den Behälter passiert hat, so daß dieses von anderem Licht, das nicht durch den Behälter gefallen ist, unterschieden werden kann zur selektiven Erkennung durch die Kamera 40 über das Interferenz-Filter 42. Dieselbe Technik kann jedoch in gleicher Weise verwendet werden zur Prüfung von nicht­ farbigen Behältern durch eine farbige Beschichtung auf dem Reflektor der Lichtquelle, der Diffuserplatte oder durch Verwenden einer Lichtquelle, die Licht einer ge­ wünschten Wellenlänge erzeugt, oder aber durch Vorsehung eines Farbfilters beispielsweise zwischen einer Lampe und einer Diffusionslampe.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Prüfen eines transparenten Behälters auf das Vorhandensein eines Defektes an dem Behälterboden, mit:

• - Mitteln zum Positionieren des Behälters (1) an einer Prüfstation (10),
• - einer Quelle (20) zur Erzeugung diffusen Lichts zum Durchstrahlen des Bodens des an der Prüfstation (10) angeordneten Behälters (1),
• - einer Kamera (40) zum Empfangen des durch den Behälterboden hindurchgetretenen Lichts,
• - Mitteln zum Analysieren der Verteilung der Intensität des durch den Behälterboden hindurchgetretenen Lichts entlang mindestens einer sich in der Ebene des Behälterbodens erstreckenden geraden Linie,
• - Mitteln zum Bestimmen des wahren Mittelpunkts des Behälterbodens aus der Verteilung der Intensität des von der Kamera (40) empfangenen Lichts aus dem Randbereich des Behälterbodens,
• - Mitteln zum Definieren einer Prüfzone um den wahren Mittelpunkt herum in genauer Übereinstimmung mit dem Behälterboden zur Analyse der Verteilung der Intensität nur innerhalb der Prüfzone und
• - Mitteln zum Aussondern eines Behälters (1), bei dem ein Defekt festgestellt worden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• die Quelle (20) zum Erzeugen diffusen Lichts Mittel aufweist zum Bewirken stärkeren Lichteinfalls auf den Randbereich des Behälterbodens als auf dessen Zentralbereich, um bei dem Verteilungsmuster des von der Kamera (40) empfangenen Lichts Intensitätsmaxima im Randbereich zu erhalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (20) zur Erzeugung diffusen Lichts eine Lampe (21) und ein Paar von Diffusorplatten, bestehend aus einer ersten Diffusorplatte (23) und einer zweiten Diffusorplatte (24), die zwischen der Lampe (21) und dem Boden des Behälters (1) angeordnet sind, aufweist, wobei die erste Diffusorplatte (23) im Bereich des Bodens des Behälters (1) angeordnet und zur Abdeckung des ganzen Behälterbodens dimensioniert ist, während die zweite Diffusorplatte (24) so angeordnet und dimensioniert ist, daß sie eine kleinere Diffusorfläche hat als die erste Diffusorplatte (23) und nur den Zentralbereich des Behälterbodens abdeckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Diffusorplatte (24) relativ zu der ersten Diffusorplatte (23) in einer Richtung zum Ändern des Abstandes zwischen den beiden Diffusorplatten (23, 24) beweglich ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (20A) zur Erzeugung diffusen Lichts eine Lampe (21A) und eine parallel zu dem Boden des Behälters (1) angeordnete Diffusorplatte (23A) aufweist, wobei die Dicke der Diffusorplatte (23A) im Zentralbereich größer ist als im Randbereich.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (20B) zur Erzeugung diffusen Lichts aus einer Vielzahl von kleinen Lampen (21B) besteht, die in einer parallel zu dem Boden des Behälters (1) verlaufenden Ebene angeordnet sind, wobei eine Diffusorplatte (23B) zwischen den Leuchtelementen (21B) und dem Behälter (1) angeordnet ist, und die in dem Randbereich des Bodens des Behälters (1) angeordneten Leuchtelemente (21B) eine größere Dichte haben als im Zentralbereich des Bodens des Behälters (1).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (20C) zur Erzeugung diffusen Lichts eine Lampe (21C), konvergierende Linsen (34, 35) und eine Diffusorplatte (23C) aufweist, wobei die konvergierenden Linsen (34, 35) die Lichtstrahlen der Lampe (21C) in Richtung auf die Diffusorplatte (23C) konvergieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (20D) zur Erzeugung diffusen Lichts eine erste Lampe (21D) im Zentralbereich des Bodens des Behälters (1), eine Mehrzahl von zweiten Lampen (29) im Randbereich des Bodens des Behälters (1) und eine Diffusorplatte (23D) zum Richten diffusen Lichts von der ersten Lampe (21D) und der zweiten Lampen (29) auf den Boden des Behälters (1) aufweist, wobei die zweiten Lampen (29) näher an dem Boden des Behälters (1) angeordnet sind als die erste Lampe (21D).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (20E) zur Erzeugung diffusen Lichts eine Lampe (21E), einen Reflektor (22E) und eine Diffusorplatte (23E) aufweist, wobei das Licht von der Lampe (21E) die Diffusorplatte (23E) zur Schaffung von diffusen Licht im Zentralbereich des Bodens des Behälters (1) passiert und der Reflektor eine Diffusorfläche (37) hat, die das Licht von der Lampe (21E) derart ausrichtet, daß sich eine diffuse Beleuchtung des Randbereichs des Bodens des Behälters (1) ohne Passieren der Diffusorplatte (23E) ergibt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart der Kamera (40) ein Interferenz-Filter (42) zum Richten des durch den Behälter (1) fallenden Lichts auf die Kamera vorgesehen ist, wobei das Interferenz-Filter (42) derart ausgewählt ist, daß es einen Bandpaß zum Hindurchlassen einer Wellenlänge nur von durch den Boden des Behälters (1) hindurchgetretenen Lichts bildet, wobei das Interferenz-Filter (42) Licht, das durch den Behälter hindurchgetreten ist und auf die Kamera mit einem Auftreffwinkel von mehr als einem vorgegebenen Wert fällt, unterdrückt, um den Einfall von Licht, das nicht durch den Behälterboden gefallen ist, zu reduzieren.