EP4189370A1 - Dispositif et procede d'inspection en transmission de récipients comportant au moins une source de lumière à diode électroluminescente - Google Patents

Dispositif et procede d'inspection en transmission de récipients comportant au moins une source de lumière à diode électroluminescente

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EP4189370A1
EP4189370A1 EP21752580.7A EP21752580A EP4189370A1 EP 4189370 A1 EP4189370 A1 EP 4189370A1 EP 21752580 A EP21752580 A EP 21752580A EP 4189370 A1 EP4189370 A1 EP 4189370A1
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EP
European Patent Office
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light
spectral
transmission
emission
glass
Prior art date
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Pending
Application number
EP21752580.7A
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German (de)
English (en)
Inventor
Laurent COSNEAU
Pascal FILLON
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Tiama SA
Original Assignee
Tiama SA
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Publication date
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    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/062—LED's
    • G01N2201/0627—Use of several LED's for spectral resolution

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of transmission inspection of empty glass containers, such as for example bottles, jars, flasks in order to detect any defects.
  • the present invention relates more specifically to the light sources used in the context of transmission inspection of empty glass containers.
  • a light source emits light radiation which illuminates the container in such a way that the light penetrates the thickness of the wall of the container and then comes out, possibly undergoing a modification, the analysis of which makes it possible to deduce a quality of the container.
  • the light sources must make it possible to inspect containers having different shades of glass.
  • light sources must take into account the spectral absorption of the glass which is a function of the wavelength giving the percentage of light absorbed per mm of glass passed through, considering that the spectral absorption of the glass depends on the glass tint.
  • the inspection in transmission or by a passing light therefore consists in creating and observing the modifications such as, for example, the deviation of light by reflection on a defect such as a glaze, the deviation of light by refraction on a defect such as a fold or a bad distribution of glass creating differences in parallelism between the internal face and the external face, the absorption of light by dirt or an internal foreign body, the absorption of light by the glass varying with the thickness of the glass passed through.
  • At least one light sensor collects the light coming from the source and having penetrated the wall of the container.
  • Light sensors are generally linear or matrix cameras associated with optical systems such as lenses, prisms or mirrors for example.
  • the light sensor receives light only when a fault is present. In other cases, the light sensor receives light when there is no fault. In all cases, the light collected by the light sensor passes through a thickness of glass of the container corresponding to only part of the glass wall or to the whole of the glass wall.
  • [0007JII is thus known to observe “in a dark field” so that the light sensor only receives light in the presence of a defect, such as for detecting glazes, for example.
  • a region of the container is illuminated, under precise incidences, by means of projectors emitting, in the direction of said region, directed light beams (convergent or slightly divergent).
  • the directed light beams reach the surface of the container at a precise incidence so that the major part of the beam penetrates the glass wall and propagates in the glass.
  • the glaze reflects the beam which leaves in a modified direction to exit the wall according to a precise exit angle, which is a function of the incident angle and the position and shape of the glaze.
  • a precise exit angle which is a function of the incident angle and the position and shape of the glaze.
  • Headlamps emitting point or quasi-point directed light beams can be made in various ways.
  • patent EP 1 147 405 proposes implementing illumination heads each emitting a ray or a focused and/or colimated light beam. These illumination heads are each connected by optical fibers to a halogen lamp.
  • a large number of light sources and sensors are used. of images which cooperate by emitter/receiver pairs.
  • Patent EP 3 118 609 proposes making the light source using a first, a second and a third laser source of different wavelengths, associated with optical structures for redirection towards a zone of focus. The wavelengths are such that glass containers made of different colored glass can be inspected using these three laser sources.
  • the first wavelength of light is between 440-490 nm and more preferably between 440-460 nm and even more preferably is 450 nm (blue)
  • the second wavelength of light is between between 495-570 nm and more preferably between 510-530 nm and even more preferably is 520 nm (green)
  • the third wavelength of light is between 620-750 nm, more preferably between 625-665 nm, more preferably between 630-650 nm and even more preferably is 640 nm (red).
  • the containers are caused to scroll in translation between, on one side, one or more light sensors and, on the other side, a light source of the backlighting panel type, of preferably forming a diffuse luminous surface.
  • the camera(s) perceive the light coming from the source and passing completely through the containers inspected from side to side.
  • the luminous surface is of dimensions adapted to those of the container and to the type of inspection desired.
  • the source can be uniform or have continuous or discontinuous, monotonous or periodic, slow or fast, spatial variations of the level of light.
  • patent EP 1 143 237 describes a backlight panel type light source comprising a series of individually driven light emitting diodes to illuminate specific areas of illumination with variations in light.
  • the inspection in transmission of empty glass containers is also implemented in particular for the inspection of the appearance of the bottom of the glass containers, the reading of codes carried by the glass containers or the measurement of the thickness of the wall of glass containers.
  • patent application US 2006/092410 describes a transmission inspection device for containers comprising, according to a first embodiment, several light-emitting diodes and associated lenses focusing the light emitted by each of the diodes on the same region of the container to be inspected.
  • the light-emitting diodes are mounted on a heat sink and are each associated with lenses so that the lights emitted by the diodes converge to be adjacent to each other on the illuminated target surface.
  • the light-emitting diodes have identical or different transmission wavelengths. These light-emitting diodes cannot be focused together at a point on the illuminated object by means of a single lens, which would lead to shifts in the illuminated regions.
  • Such a device is not suitable for emitting light radiation suitable for transmission inspection of glass containers having a determined tint, without interference.
  • the Applicant has had the merit of expressing the need to have a relatively universal device for inspecting glass containers in transmission with a wide range of different colors while allowing its implementation for observation in a dark field. and a white field observation.
  • the present invention aims to satisfy this need by proposing a new device for inspecting in transmission glass containers having different tints over a wide range while allowing its implementation for dark field observation and field observation. White.
  • the object of the invention relates to a device for inspecting containers with glass walls comprising at least one light source emitting light radiation in the direction of the container and comprising at least one elementary source controlled, at least one light sensor recovering the light coming from the light source and having penetrated into the wall of the container and which comes out of the container.
  • At least one driven elementary source is constituted by a light-emitting diode with at least two blocks mounted juxtaposed on a common support and emitting light radiation in different emission spectral bands which are a function of the transmission spectra of families of shades of glass containers, each spectral emission band of a block being limited to a transmission spectral band suitable for transmission inspection for at least one family of tints of glass containers, by excluding the spectral bands of absorption for this family of tints of glass containers and in that the device comprises an electronic power supply device independently controlling each block of each elementary source so that for the inspection of glass containers belonging to a family of tints, emission is controlled, the block emitting in the spectral band of transmission adapted to transmission inspection for the tint of said containers.
  • a light-emitting diode has at least one block emitting light radiation in an emission spectral band comprised between 500 and 620 nm.
  • a light-emitting diode has at least one block emitting light radiation in an emission spectral band comprised between 700 and 1000 nm.
  • a light-emitting diode has at least one block emitting light radiation in an emission spectral band between 730 and 745 nm.
  • a light-emitting diode has at least one patch emitting light radiation in an emission spectral band between 830 and 870 nm.
  • a light-emitting diode has four juxtaposed blocks.
  • the four-block light-emitting diode comprises a first and a second block emitting light radiation in different emission spectral bands and a third and a fourth block emitting light radiation in the same emission spectral band. which is different from the emission spectral bands of the first and second tiles.
  • the blocks of the light-emitting diode are mounted on a common support to form an electronic component which is soldered to an electronic power supply and control circuit to form a controlled elementary source, the electronic circuit supply and control being itself connected to the electronic supply device controlling the operation of the blocks.
  • the light source comprises, in a box, the electronic supply and control circuit and an optical projection system able to project the light emitted by the blocks of the light-emitting diode so as to superimposing the areas illuminated by the blocks in a focusing region corresponding to a region of the container to be inspected.
  • the light source comprises several controlled elementary sources, mounted distributed on an electronic control circuit board to form a one- or two-dimensional light source.
  • Another object of the invention relates to a method for inspecting in transmission containers with glass walls using at least one light source and at least one light sensor. According to the invention, the method comprises the following steps:
  • - define for at least two families of tints of glass containers, and for each of them, a spectral transmission band suitable for inspection in transmission for the family of tints of glass containers and the spectral absorption bands for this family of tints of glass containers;
  • each spectral emission band of a block being limited to a spectral transmission band suitable for inspection in transmission for at least one family of shades of glass containers, excluding the spectral absorption bands for this family of glass container colors;
  • transmittance spectra are grouped together in a family of tints of glass containers for which are defined on the one hand, at least one common transmission spectral band suitable for transmission inspection for the family of tints of glass containers and comprising a maximum and on the other hand, outside this or these spectral bands of transmission, the spectral bands of absorption.
  • the method consists in comparing the transmission spectral bands suitable for transmission inspection for different families of tints of glass containers of so as to define for each block, an emission spectral band limited to a transmission spectral band suitable for inspection in transmission for different families of receptacle colors.
  • the spectral emission bands of the blocks are chosen according to the spectral response curve of the light sensor.
  • the emission spectral bands of the at least two blocks are chosen to include at least the following two emission spectral bands:
  • the emission spectral bands of the third and/or fourth squares are chosen to include at least one of the following two emission spectral bands:
  • the width of the spectral emission band of each patch is less than 150 nm.
  • FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of a transmission inspection device according to the invention, the light source of which is made in the form of a projector.
  • FIG. 2A is a schematic view of a light source implemented in an inspection device according to the invention and provided with a projection optical system.
  • FIG. 2B is a schematic view of a light source implemented in an inspection device according to the invention and provided with another projection optical system.
  • Figure 3 is a schematic view of a light source not implementing the object of the invention and showing the projection obtained with three light-emitting diodes with a single patch.
  • Figure 4 is a graphical representation of curves of transmittance (in %) at a thickness of 2 mm of glass, as a function of the wavelength (in nm), for an example of a family of tints of glass corresponding to the color amber.
  • Figure 5 is a graphical representation of curves of transmittance (in %) at a thickness of 2 mm of glass, as a function of the wavelength (in nm), for an example of a family of tints of glass corresponding to the color blue.
  • Figure 6 is a graphical representation of curves of the transmittance (in %) at a thickness of 2 mm of glass, as a function of the wavelength (in nm), for different shades of glass.
  • Figure 7 is a graphical representation of the curve of relative spectral power (P) of a light-emitting diode as a function of wavelength (nm) showing the width PcL of the emission spectral band of a light-emitting diode taken at the mid-height of the peak of the lobe of the curve.
  • Figure 8 is a graphical representation of the curve of spectral response R (V/s/W/m 2 ) as a function of wavelength (nm) for an example of a light sensor implemented in the inspection device according to the invention.
  • Figure 9A is a schematic plan view of a second embodiment of a transmission inspection device according to the invention, the light source of which is made in the form of a backlight panel .
  • Figure 9B is a schematic elevational sectional view of the second embodiment of the transmission inspection device according to the invention illustrated in Figure 9A.
  • the object of the invention relates to a device 1 suitable for inspecting in transmission empty containers 2 with glass walls of all types such as bottles, pots or bottles for example.
  • the inspection device 1 comprises at least one light source 3 emitting light radiation in the direction of the container 2 and at least one light sensor 4 recovering the light coming from the light source 3 and having penetrated the wall of the container and coming out of the container. It should be understood that the light sensor 4 collects the light coming from the light source having partially or completely crossed the wall of the container 2.
  • the inspection device 1 according to the invention is suitable for inspecting containers 2 with glass walls in transmission, in particular for checking the appearance of the containers, reading codes, for example datamatrix, carried by the containers or the vessel wall thickness measurement.
  • the inspection device 1 according to the invention is also suitable for inspecting receptacles 2 in transmission in order to detect defects such as glazes, folds or a poor distribution of glass.
  • the light sensor 4 such as a camera can be of any type known per se.
  • the light sensor 4 comprises a photoelectric sensor, which may for example be of the CCD type or of the CMOS type, and an optical conditioning device which may comprise one or more optical components from among optical lenses, mirrors, light guides (in particular fiber optics), fixed diaphragms such as masks or adjustable diaphragms such as iris diaphragms, etc.
  • the light source 3 comprises at least one driven elementary light source 5 consisting of a light-emitting diode 6 with at least two juxtaposed blocks 7 emitting light radiation in different emission spectral bands.
  • the light-emitting diode 6 (LED in English: light-emitting diode, or LED in French) is an opto-electronic device capable of emitting light when it is traversed by an electric current.
  • a light-emitting diode produces light radiation by converting electrical energy when a current passes through it.
  • each light-emitting diode 6 comprises several blocks 7, that is to say several PN junctions, so that the light-emitting diode 6 is a multi-block light-emitting diode.
  • Each block 7 or in English “die” is a small rectangular piece resulting from the cutting of a wafer on which an integrated circuit has been manufactured.
  • a pad designates the integrated circuit itself without its case and is synonymous with an electronic chip.
  • the blocks 7 are obtained by cutting semiconductor wafers on which one or even several electronic circuits have been reproduced identically by a succession of different photolithography steps, ion implants, deposition of thin layers, etc.
  • each block 7 is a parallelepiped having an upper surface delimited by two longitudinal edges parallel to each other and connected by two side edges parallel to each other.
  • the upper surface of a block 7 has a square or rectangular shape while the thickness of a block is less than one mm.
  • the blocks 7 of the light-emitting diode 6 are mounted on a common support 8 to constitute an electronic component which forms the driven elementary source 5.
  • This electronic component or driven elementary source 5 is soldered to an electronic power supply and steering 9.
  • the blocks 7 of the light emitting diode 6 are mounted juxtaposed on the common support 8, that is to say that the blocks are placed close to each other.
  • two blocks 7 are juxtaposed if the neighboring or opposite edges of the two blocks are separated by a difference of less than 0.5 mm and for example equal to 0.15 mm.
  • the light-emitting diode 6 has four blocks 7 juxtaposed, that is to say two blocks 7 located side by side and placed above close to a pair of blocks 7 also located side by side.
  • each block 7 has an upper surface having a length, for example, of 1 mm and a width, for example, of 1 mm.
  • the fourth blocks 7 of the light-emitting diode 6 present on the surface, a size, for example, in length of 2.5 mm and in width of 2.5 mm. This surface space takes into account the gap remaining between the neighboring edges of the blocks 7.
  • the light-emitting diode 6 can comprise a different number of blocks 7.
  • the light-emitting diode 6 can comprise for example two blocks 7 juxtaposed or three juxtaposed blocks 7 having the same configuration as the example illustrated in the Figures with four blocks, one of the blocks 7 of which is deleted.
  • each light-emitting diode 6 multi-patches 7 forms a quasi-point light source.
  • the light source 3 comprises a projection optical system 11 capable of projecting the light emitted by the blocks 7 of the diode electroluminescent 6 so as to superimpose the zones illuminated by the blocks 7 in a focusing region 12 corresponding to a region of the container to be inspected (FIGS. 1 and 2A).
  • the light source 3 is a projector projecting an image of the light-emitting diode onto a region of the container to be inspected.
  • Each light-emitting diode 6 multi-patches 7 thus forms a quasi-point light source intended by focusing to emit a directional light beam, that is to say a beam of light rays having a beam axis and the rays of which are contained in an angle weak solid around this beam axis.
  • the light source 3 comprises a casing 13 in which is mounted the electronic supply and control circuit 9 on which the common support 8 of the blocks 7 of the light-emitting diode 6 is welded.
  • the housing 13 also includes the projection optical system 11 which can be made in any suitable way.
  • the projection optical system 11 comprises a light guide 11a recovering the light emitted directly by the blocks 7 and leading the recovered light to a focusing lens 11b which superimposes the areas illuminated by the blocks 7 in a focus region 12.
  • 2B illustrates an alternative embodiment of the projection optical system 11 which comprises only a focusing lens 11c which superimposes the zones illuminated by the blocks 7 in a focusing region 12a presenting a common central zone of superposition of the light coming from the four blocks 7, with overflows of light around this common central zone, the surface overflows being markedly smaller than the common central zone, for example they represent less than 10% of the total illuminated surface.
  • FIGS. 2A and 2B A comparison of Figures 2A and 2B with Figure 3 clearly shows the advantage of the driven elementary source 5 in accordance with the invention comprising the common support 8 on which the blocks 7 of the light-emitting diode 6 are fixed.
  • 3 shows an exemplary embodiment of a light source not implementing the invention and comprising three light-emitting diodes D with a single block mounted close to each other on a common circuit C. The light emitted directly by the three blocks of the three light-emitting diodes D with a single block is recovered by a focusing lens L analogous to the focusing lenses illustrated in FIGS. 2A and 2B.
  • the controlled elementary source 5 can be implemented in a first embodiment for which the light source 3 is a projector.
  • the driven elementary source 5 in accordance with the invention can be implemented in a second embodiment for which the light source 3 is a backlight panel.
  • several driven elementary sources 5 are soldered to an electronic power supply circuit and driver 9 in front of which is generally placed a diffusing plate 14.
  • the light source 3 thus comprises several driven elementary sources 5, mounted on the electronic power supply and driver circuit being distributed over this circuit to form a mono light source or two-dimensional.
  • Each block 7 of the light-emitting diode 6 emits light radiation in a determined emission spectral band.
  • blocks 7 are selected or manufactured to produce lighting suitable for transmission inspection of glass containers falling within a wide range of tints.
  • the width PcL of the emission spectral band of a light-emitting diode is taken at the mid-height of the peak of the lobe of the curve of relative spectral power P as a function of wavelength l (nm).
  • each spectral band of emission of a block 7 is limited to a spectral band of transmission Zt suitable for inspection in transmission for at least one family of shades of glass containers, excluding the spectral absorption bands Za for this family of glass container tints.
  • the width PcL of the spectral emission band of each patch 7 is less than 150 nm. It is thus easy for each spectral band of emission of a box 7 to be limited to a spectral band of transmission Zt suitable for inspection in transmission for at least one family of shades of glass containers, while excluding the spectral bands Za absorption rate for this family of glass container shades.
  • the spectral absorption of glass A(l) is a function of the wavelength giving the % of light absorbed per mm of glass passed through.
  • the absorption of 2 or 3 mm glass slides is generally measured.
  • the spectral absorption defines the shades of the lens precisely. It is also possible to compare, for a given lens, the different portions of the spectrum: for example, it is possible to distinguish portions of the spectrum that are little absorbed (almost 0% for 2mm) or strongly absorbed (almost 100%).
  • Figure 4 gives an example of the transmittance curves (in %) at a thickness of 2 mm of glass, as a function of the wavelength (in nm), for a family of glass tints corresponding to the amber color.
  • This Figure 4 brings together seven examples of transmittance curves for glass tints of receptacles close to each other and belonging to the amber tint. These transmittance spectra that have been pooled show common patterns or concurrent evolution. Thus, these curves have a first transmittance maximum M1 framed by a first minimum m1 and by a second minimum m2 and a second transmittance maximum M2 framed by the second minimum m2 and a third minimum m3. Even if the transmittance values are different for the minimums and maximums of these different tints, these minimums and maximums can be defined for determined values of the wavelength.
  • the object of the invention aims to seek the maximum amount of light having passed through the container while not emitting in the absorbed wavelengths which are useless and likely to affect the quality of the inspection. .
  • the transmittance of the glass is to be considered in a relative way because the maximum of the transmittance for a tint of glass can be low as for a dark glass but remains not negligible compared to the rest of the spectrum.
  • At least one spectral transmission band Zt is defined suitable for transmission inspection for the family of glass receptacle shades and at least one spectral band of Za absorption for this family of glass container shades.
  • the transmission spectral band Zt comprises a maximum and advantageously the maximum possessing the greatest transmittance value, namely the maximum M2.
  • the transmission spectral band Zt is between 550 nm and 800 nm while the absorption spectral band Za is between 300 and 525 nm.
  • Figure 5 gives an example of transmittance curves (in %) at a thickness of 2 mm of glass, as a function of the wavelength (in nm), for an example of a family of glass tints corresponding to the color blue.
  • This Figure 5 brings together eight examples of transmittance curves for glass tints of receptacles close to each other and belonging to the blue tint. These transmittance spectra that have been pooled show common patterns or concurrent evolution. Thus, these curves have a first M1, a second M2 and a third maximum M3 of transmittance each framed by a pair of minima respectively m1-m2, m2-m3 and m3-m4.
  • the transmittance values are different for the minimums and maximums of these different tints, these minimums and maximums can be defined for determined values of the wavelength.
  • two spectral transmission bands Zt suitable for transmission inspection are defined for the family of glass receptacle tints comprising the first M1 and the third M3 maximum and a spectral band d absorption Za for this family of glass container colors (including the second maximum M2). It is thus possible to define a first transmission spectral band Zt comprising the first maximum M1 but also a second transmission spectral band Zt comprising the third maximum M3 whose transmittance value, although lower than the value of the first maximum, may be suitable for an inspection in transmission.
  • the Zt transmission spectral bands are between 325 nm and 410 nm and between 675 and 850 nm while the Za absorption spectral band is between 475 and 630 nm.
  • Figure 6 illustrates by way of example, the curves of the transmittance at a thickness of 2 mm of glass, as a function of the wavelength, for different families of glass shades Al, A2, A3, A4 corresponding respectively to extra white, blue, green and amber glass.
  • the spectral emission bands of the blocks 7 of a light-emitting diode are chosen depending on the transmittance for different families of glass tints.
  • each spectral emission band of a box 7 is limited to a transmission spectral band suitable for transmission inspection for at least one family of glass container tints, excluding the absorption spectral bands for this family of glass container tints.
  • the analysis of the transmittance spectra for a large number of glass tints has made it possible to define the spectral bands of the blocks 7 of a light-emitting diode 6.
  • the three bands are represented by way of example spectral Bl, B2, B3 of three blocks 7 of a light emitting diode 6.
  • the light-emitting diode 6 has at least one block 7 emitting light radiation in an emission spectral band comprised between 500 and 620 nm with a central value at 565 nm.
  • the light emitted by such a block 7 is particularly suitable for inspecting tinted glasses classified in the green category (curve A3) corresponding to tints, amber, oak, dead leaves, green for example.
  • light-emitting diode 6 has at least one block 7 emitting light radiation in an emission spectral band comprised between 700 and 1000 nm.
  • light-emitting diode 6 has at least one block 7 emitting light radiation in a spectral emission band comprised between 730 and 745 nm with a central value at 740 nm.
  • the light emitted by such a block 7 is particularly suitable for inspecting glasses with tints classified in the blue category (curve A2) and the amber category (curve A4) corresponding to blue or amber oak tints for example.
  • the light-emitting diode 6 has at least one block 7 emitting light radiation in a spectral emission band comprised between 830 and 870 nm with a central value at 850 nm.
  • the light emitted by such a block 7 is particularly suitable for inspecting glasses with tints classified in the blue category (curve A2) corresponding to dark tints such as black, purple, dark grey, blue or green for example.
  • the light-emitting diode has at least one block 7 emitting light radiation in a spectral emission band between 320 and 425 nm and preferably 370 and 390 nm with a central value at 385 nm.
  • the light emitted by such a block 7 is particularly suitable for inspecting glasses with tints classified in the blue category (curve A2) or the green category (curve A3) corresponding to dark tints such as blue or green for example.
  • the light-emitting diode 6 comprises at least two blocks 7 chosen to include at least the following two emission spectral bands:
  • the light-emitting diode 6 comprises three or four blocks 7.
  • the emission spectral bands of a third and/or fourth block 7 are chosen to include at least one of the two spectral bands of the following issues:
  • the light-emitting diode 6 has four blocks 7 comprising a first block and a second block emitting light radiation in different emission spectral bands and a third and a fourth block emitting light radiation in the same emission spectral band which is different from the emission spectral bands of the first and second blocks.
  • Such a variant embodiment makes it possible to increase the power of the light radiation in a specific emission spectral band corresponding to the inspection of widespread lens tints.
  • the light-emitting diode 6 may comprise several blocks 7 associated so as to emit light radiation in at least two different emission spectral bands, with some of the tiles capable of emitting light radiation in identical emission spectral bands.
  • a light-emitting diode 6 with four blocks 7 can comprise:
  • a first and second blocks 7 emitting an emission spectral band between 500 and 620 nm;
  • a third block 7 emitting an emission spectral band between 830 and 870 nm;
  • a fourth box 7 emitting an emission spectral band between 730 and 745 nm.
  • a light-emitting diode 6 with four blocks 7 can comprise:
  • a first and second blocks 7 emitting an emission spectral band between 500 and 620 nm;
  • a third and fourth blocks 7 emitting a spectral emission band between 830 and 870 nm.
  • a light-emitting diode 6 with four blocks 7 can comprise:
  • a first block 7 emitting a spectral emission band between 500 and 620 nm;
  • a second block 7 emitting an emission spectral band between 830 and 870 nm;
  • a third block 7 emitting an emission spectral band between 730 and 745 nm;
  • a fourth box 7 emitting an emission spectral band between 370 and 390 nm.
  • the inspection device 1 comprises an electronic power supply device 15 independently controlling each block 7 of each elementary source 6 so that for the inspection of containers in glass belonging to a family of tints, is controlled in emission, block 7 or blocks 7 emitting in the band spectral emission suitable for inspection in transmission for the tint of said containers.
  • the electronic supply device 15 controls the operation of the blocks 7 having the transmittance spectra adapted to this glass tint and only this or these blocks 7. It follows that the light source 3 emits light radiation in a limited spectrum suitable for transmission inspection without emitting wavelengths absorbed by the glass.
  • the electronic supply device 15 controls the operation of the block(s) 7 possessing the transmittance spectra adapted to this new glass tint and only this or these blocks 7.
  • the inspection in transmission for containers having different colors can be carried out without changing the light source 3.
  • the choice and selection of the spectral emission bands of the blocks 7 of the light-emitting diode makes it possible to increase the quantity of light having partially or completely passed through the wall of the container and consequently, to increase the quality of the signal from the light sensor 4.
  • the wavelengths likely to interfere with the inspection of the containers are not emitted. This in particular avoids the appearance of parasites by reflection on the glass when the glazes are detected by light sources 3 of the projector type (FIG. 1).
  • the light arriving in the container image zone reaches the sensor by crossing the container, undergoing the spectral absorption of the glass.
  • the light arriving in the source image zone is not absorbed whatever its spectrum. Thanks to the emission in the spectral transmission band Zt of the glass, a sufficient quantity of light will be received for the container image zone in order to produce an image to be analyzed, for example to detect defects refracting or absorbing the transmitted light.
  • the light coming from the light source and emitted in the spectral transmission band Zt will not be absorbed, but without the invention would be added the light emitted in the absorption band Za which would not be not absorbed either since it would not pass through the container.
  • the light emitted in the absorption band Za useless for detection in transmission, could increase the energy and the risk of parasitic reflections of the light emitted reflecting from a container to another, these reflections possibly being misinterpreted to lead to false rejections or, conversely, preventing the analysis of portions of containers masking potential defects.
  • the light source 3 forms a projector according to the first embodiment.
  • a series of projectors is implemented in association with one or more light sensors 4.
  • the switching on and off of these projectors are electrically controlled by the electronic power supply system 15.
  • the duration of an emitted pulse of light as well as optical characteristics such as intensity or spectral composition or color of the emitted light can be controlled electrically
  • the illumination parameters of the headlights 3 include for example:
  • trigger a delay or delay between the trigger signal (called trigger) and the start of illumination and/or
  • an illumination time which is the duration during which the light is emitted and/or
  • the set of illumination parameters constitutes a set of illumination parameters of a projector that can be collected in a table TAB of sets J1, J2, J3, ... of acquisition parameters, as illustrated in Figure 1.
  • the successive or distant illuminations in time of a projector for each container can be carried out with different sets of illumination parameters. This makes it possible, for example, to switch on certain projectors and not others during all image acquisitions by a light sensor, or even to adapt the incident light energy according to the regions illuminated or inspected, or even groups of projectors can illuminate the same area in different numbers depending on the type of image to be produced and/or the associated light sensor.
  • the electronic supply and control circuit 9 of each headlamp comprises a Cpp circuit controlling, for example, the storage, charging and discharging of electrical energy in the blocks of the light-emitting diode 6.
  • the storage of electric charge is a capacity.
  • Each projector is connected to an electrical power supply and to the electronic power supply system 15 by a connection, for example wired, via an interface circuit Cint.
  • a network is organized to link all the projectors to the electronic power supply system 15. The link operates according to a communication protocol of bus type, allowing the electronic power supply system to separately address each projector or each set of projectors to supply it with at least one set of illumination parameters and one trigger signal.
  • the electronic supply and control circuit 9 of each projector or assembly contains a memory capable of recording a list or a table of several sets of successive illumination parameters, and a sequencer such that at each trigger signal, the set of illumination settings applied is the next set in the list.
  • the electronic supply system 15 in a start-up phase or adjustment of the inspection, programs or saves for each projector, an equal number of sets of successive illumination parameters. Then, for each receptacle, depending on the movement of the receptacle in an inspection zone, the electronic supply system triggers the image acquisitions and the illuminations by sending a trigger signal to each light sensor and each projector. It can also be envisaged sending a single common trigger signal to all the projectors for each incremental movement of the container. Provision is made in the illumination parameter set lists for parameter sets indicating not to illuminate the projector on a trigger signal. Thus, the projectors are illuminated only to contribute to specific conditions of illumination of a region of the container for observation by a given light sensor in order to detect given defects.
  • the object of the invention is also advantageous when the light source 3 is of the backlight panel type.
  • the density of driven elementary sources 5 placed on a panel is greater than the density obtained by single-pad diodes, having different emission spectral bands and distributed over such a panel.
  • elementary sources driven 5 at different emission spectral bands it follows that the different optical configurations such as patterns, power variations and shapes generated by the backlight panel are the same whatever the composition of the chosen wavelengths (simultaneous activation of one or more blocks 7).
  • This light source also makes it possible to create a backlight source with spatial variations of the color, by creating for example a color gradient or bands of alternating colors.
  • Another object of the invention is to propose a new method for inspecting in transmission containers 2 with glass walls using at least one light source 3 and at least one light sensor 4.
  • the process includes the following steps:
  • At least one elementary source 3 comprising a light-emitting diode 6 with at least two juxtaposed blocks 7 emitting light radiation in different emission spectral bands which are a function of the transmission spectra of the families of shades of glass containers, each emission spectral band of a patch being limited to a transmission spectral band Zt suitable for transmission inspection for at least one family of glass container tints, excluding the absorption spectral bands Za for this family tints of glass containers;
  • the transmittance spectra of glass containers having similar colors are analyzed by identifying the maximum M1, M2, M3, ... and the minimum ml, m2, m3, m4, ... of the spectra as explained in relation to the Figures 4 and 5; - at least some of these transmittance spectra are grouped together in a family of tints of glass containers for which are defined on the one hand, at least one common transmission spectral band suitable for transmission inspection for the family of tints of glass containers and comprising a maximum and on the other hand, outside this or these spectral bands of transmission, the spectral bands of absorption.
  • the method consists in comparing the transmission spectral bands suitable for transmission inspection for different families of shades of glass containers so as to define for each block 7, a limited emission spectral band to a transmission spectral band Zt suitable for transmission inspection for different families of colors of receptacles, so as not to contain any absorption spectral band Za.
  • blocks 7 are selected according to the transmittance spectra of the different glass tints of the containers to be inspected.
  • the spectral emission bands of the blocks 7 are also chosen according to the spectral response curve of the light sensor 4, an example of which is given in FIG. 8. This makes it possible to perfect the choice of the spectral emission bands of the blocks 7 so that the light sensor 4 has good sensitivity for the chosen emission spectral bands.
  • Such a method of inspection by transmission can be implemented to detect in particular the glazes of the containers by the projectors.
  • the light source produced by the backlighting panel it can be implemented in particular, an inspection of the aspect of the containers to detect absorbent or strongly refracting defects, inspections of aspects with light gradient, an inspection stress defects by polarized light, reading the codes carried by the containers.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'inspection en transmission de récipients (2) à paroi en verre comportant au moins une source élémentaire pilotée (5) constituée par une diode électroluminescente (6) à au moins deux pavés (7) juxtaposés émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes qui sont fonction des spectres de transmission de familles de teintes de récipients en verre, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé étant limitée à une bande spectrale de transmission (Zt) adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption (Za) pour cette famille de teintes de récipients en verre et en ce que le dispositif comprend un dispositif électronique d'alimentation (15) commandant indépendamment chaque pavé (7) de chaque source élémentaire (3).

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif et procédé d'inspection en transmission de récipients comportant au moins une source de lumière à diode électroluminescente
Domaine Technique
[0001] La présente invention concerne le domaine technique de l'inspection en transmission de récipients vides en verre, tels que par exemple des bouteilles, des pots, des flacons en vue de déceler d'éventuels défauts.
[0002] La présente invention concerne plus précisément les sources de lumière utilisées dans le cadre de l'inspection en transmission de récipients vides en verre.
Technique antérieure
[0003] Dans l'état de la technique, il est connu d'inspecter des récipients en verre en transmission c'est-à-dire de les observer par une lumière traversante. Selon de telles méthodes d'inspection, une source de lumière émet un rayonnement lumineux qui illumine le récipient de manière que la lumière pénètre dans l’épaisseur de la paroi du récipient puis en ressorte, subissant éventuellement une modification dont l’analyse permet de déduire une qualité du récipient.
[0004]De plus, les sources de lumières doivent permettent d'inspecter des récipients présentant différentes teintes de verre. Ainsi, les sources de lumière doivent tenir compte de l'absorption spectrale du verre qui est une fonction de la longueur d'onde donnant le pourcentage de lumière absorbé par mm de verre traversé, en considérant que l'absorption spectrale du verre dépend de la teinte du verre.
[0005] L'inspection en transmission ou par une lumière traversante consiste donc à créer et à observer les modifications telles que par exemple, la déviation de la lumière par réflexion sur un défaut tel qu'une glaçure, la déviation de la lumière par réfraction sur un défaut tel qu'un pli ou une mauvaise répartition de verre créant des écarts de parallélisme entre la face interne et la face externe, l'absorption de la lumière par une salissure ou un corps étranger interne, l'absorption de la lumière par le verre variant avec l'épaisseur de verre traversée.
[0006]Typiquement, au moins un capteur de lumière récupère la lumière issue de la source et ayant pénétrée dans la paroi du récipient. Les capteurs de lumière sont généralement des caméras linéaires ou matricielles associées à des systèmes optiques tels que des objectifs, prismes ou miroirs par exemple. Dans certains cas, le capteur de lumière ne reçoit de la lumière qu'en présence d'un défaut. Dans d'autres cas, le capteur de lumière reçoit de la lumière en l'absence de défaut. Dans tous les cas, la lumière récupérée par le capteur de lumière traverse une épaisseur de verre du récipient correspondant à une partie seulement de la paroi en verre ou à la totalité de la paroi en verre.
[0007JII est ainsi connu d'observer « en champ noir » de sorte que le capteur de lumière ne reçoit de la lumière qu'en présence d'un défaut comme par exemple pour détecter des glaçures. Il est rappelé que pour détecter des glaçures, on illumine une région du récipient, sous des incidences précises, au moyen de projecteurs émettant, en direction de ladite région, des faisceaux lumineux dirigés (convergents ou peu divergents). Les faisceaux lumineux dirigés atteignent la surface du récipient selon une incidence précise de manière que la majeure partie du faisceau pénètre dans la paroi de verre et se propage dans le verre. Si une glaçure est présente sur le trajet de lumière dans la paroi, alors la glaçure réfléchit le faisceau qui repart dans une direction modifiée pour sortir de la paroi selon un angle de sortie précis, qui est fonction de l'angle incident et de la position et forme de la glaçure. On observe, selon des angles d'observation précis adaptés aux angles de sortie des faisceaux réfléchis par les glaçures, la région illuminée au moyen de capteurs de lumière.
[0008] Les projecteurs émettant des faisceaux lumineux dirigés ponctuels ou quasi ponctuels peuvent être réalisés de diverses manières. Par exemple, le brevet EP 1 147 405 propose de mettre en œuvre des têtes d'illumination émettant chacune un rayon ou un faisceau lumineux focalisé et/ou colimaté. Ces têtes d'illumination sont reliées chacune par des fibres optiques à une lampe halogène. Dans ce brevet, on utilise un grand nombre de sources de lumière et de capteurs d'images qui coopèrent par couples émetteur/récepteur. Afin d'éviter des interférences entre couples émetteur/récepteur, il est prévu d'utiliser plusieurs couleurs pour réaliser un découplage, par exemple rouge pour certaines sources, avec les récepteurs associés sensibles au rouge et bleu pour d'autres couples émetteur/récepteur. L'homme du métier comprend que ces deux couleurs sont choisies pour créer un découplage donc pour que leurs spectres respectifs soient disjoints. Ce brevet ne propose donc pas de solution pour inspecter des récipients de teintes différentes. Le brevet EP 3 118 609 propose de réaliser la source lumineuse à l'aide d'une première, d'une deuxième et d'une troisième sources laser de longueur d'ondes différentes, associées à des structures optiques de redirection vers une zone de focalisation. Les longueurs d'ondes sont telles que les récipients en verre formés de verre de couleurs différentes peuvent être inspectés à l'aide de ces trois sources laser.
[0009] Plus particulièrement, la première longueur d'onde de lumière est comprise entre 440-490 nm et plus préférentiellement entre 440-460 nm et encore plus préférentiellement est 450 nm (bleu), la deuxième longueur d'onde de lumière est comprise entre 495-570 nm et plus préférentiellement entre 510-530 nm et encore plus préférentiellement est 520 nm (vert), et la troisième longueur d'onde de la lumière est comprise entre 620-750 nm, plus préférentiellement entre 625-665 nm, plus préférentiellement entre 630-650 nm et encore plus préférentiellement est 640 nm (rouge).
[0010]II apparaît en pratique qu'une telle source de lumière n'est pas adaptée pour inspecter en transmission une large gamme de teintes de verre. De plus, la mise en oeuvre de cette source de lumière est relativement complexe par les moyens de combinaison de plusieurs faisceaux lasers. Par ailleurs, cette source de lumière qui est encombrante peut être exclusivement mise en oeuvre comme un projecteur.
[0011] Il est aussi connu d'observer « en champ blanc » notamment pour le contrôle d'aspect des récipients. Selon ce mode d'observation, les récipients sont amenés à défiler en translation entre d'un côté, un ou plusieurs capteurs de lumière et d'un autre côté, une source de lumière de type panneau de rétro-éclairage, de préférence formant une surface lumineuse diffuse. La ou les caméras perçoivent la lumière issue de la source et traversant totalement les récipients inspectés de part en part. La surface lumineuse est de dimensions adaptées à celles du récipient et au type d'inspection voulue. La source peut être uniforme ou présenter des variations spatiales continues ou discontinues, monotone ou périodique, lentes ou rapides, du niveau de lumière. Par exemple, le brevet EP 1 143 237 décrit une source de lumière de type panneau de rétro-éclairage comportant une série de diodes électroluminescentes pilotées individuellement pour éclairer des zones d'illumination spécifiques avec des variations de la lumière. De manière complémentaire, l'inspection en transmission de récipients vides en verre est mise en œuvre aussi notamment pour le contrôle d'aspect du fond des récipients en verre, la lecture de codes portés par les récipients en verre ou la mesure d'épaisseur de la paroi des récipients en verre.
[0012]Par exemple, pour lire des codes portés par les récipients en verre, la demande de brevet US 2006/092410 décrit un dispositif d'inspection en transmission de récipients comportant selon un premier mode de réalisation, plusieurs diodes électroluminescentes et des lentilles associées focalisant la lumière émise par chacune des diodes sur une même région du récipient à inspecter. Selon un autre mode de réalisation, les diodes électroluminescentes sont montées sur un dissipateur thermique et sont associées chacune à des lentilles de manière que les lumières émises par les diodes convergent pour être adjacentes les unes aux autres sur la surface cible éclairée. Les diodes électroluminescentes présentent des longueurs d'ondes de transmission identiques ou différentes. Ces diodes électroluminescentes ne peuvent pas être focalisées ensemble en un point sur l'objet éclairé au moyen d'une seule lentille, ce qui conduirait à des décalages des régions éclairées. Un tel dispositif n'est pas adapté pour émettre un rayonnement lumineux adapté à l'inspection en transmission de récipients en verre présentant une teinte déterminée, sans parasite.
[0013] Dans l'état de la technique, il est également connu par la demande de brevet US 2009/0301765 de fixer plusieurs diodes électroluminescentes sur une carte de circuit imprimé à l'aide d'une pâte adhésive thermo conductrice. Les diodes électroluminescentes présentent des longueurs d'ondes d'émission différentes.
Un tel document n'apporte pas de solution au problème d'inspection visuelle sans parasite des récipients adaptable à une large gamme de teintes de verre. De plus, ces diodes électroluminescentes ne peuvent pas être focalisées de manière simple ensemble en un point sur l'objet éclairé au moyen d'une seule lentille, ce qui conduit à des décalages des régions éclairées.
[0014]L'état de la technique conduit à constater que l'inspection en transmission de récipients vides en verre, requiert la mise en œuvre de différentes sources de lumière pour assurer en particulier une observation en champ noir et une observation en champ blanc, ces sources de lumière devant par ailleurs tenir compte notamment de l'absorption spectrale du verre pour pouvoir inspecter une large gamme de teintes de récipients.
Exposé de l'invention
[0015] Le Déposant a eu le mérite d'exprimer le besoin de disposer d'un dispositif relativement universel pour inspecter en transmission des récipients en verre présentant une large gamme de teintes différentes tout en permettant sa mise en œuvre pour une observation en champ noir et une observation en champ blanc.
[0016]La présente invention vise à satisfaire ce besoin en proposant un nouveau dispositif pour inspecter en transmission des récipients en verre présentant des teintes différentes sur une large gamme tout en permettant sa mise en œuvre pour une observation en champ noir et une observation en champ blanc.
[0017]Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention concerne un dispositif d'inspection de récipients à paroi en verre comportant au moins une source de lumière émettant un rayonnement lumineux en direction du récipient et comprenant au moins une source élémentaire pilotée, au moins un capteur de lumière récupérant la lumière issue de la source de lumière et ayant pénétré dans la paroi du récipient et qui ressort du récipient. Selon l'invention au moins une source élémentaire pilotée est constituée par une diode électroluminescente à au moins deux pavés montés de manière juxtaposée sur un support commun et émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes qui sont fonction des spectres de transmission de familles de teintes de récipients en verre, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé étant limitée à une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption pour cette famille de teintes de récipients en verre et en ce que le dispositif comprend un dispositif électronique d'alimentation commandant indépendamment chaque pavé de chaque source élémentaire de manière que pour l'inspection de récipients en verre relevant d'une famille de teintes, est commandée en émission, le pavé émettant dans la bande spectrale d'émission adaptée à l'inspection en transmission pour la teinte desdits récipients.
[0018]Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, une diode électroluminescente a au moins un pavé émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm.
[0019]Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, une diode électroluminescente a au moins un pavé émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 700 et 1000 nm.
[0020] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, une diode électroluminescente a au moins un pavé émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 730 et 745 nm.
[0021] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, une diode électroluminescente a au moins un pavé émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm.
[0022]Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, une diode électroluminescente à au moins un pavé émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 320 et 425 nm et de préférence 370 et 390 nm. [0023]Selon une variante avantageuse de réalisation, une diode électroluminescente a quatre pavés juxtaposés.
[0024] De préférence, la diode électroluminescente à quatre pavés comporte un premier et un deuxième pavés émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes et un troisième et un quatrième pavés émettant des rayonnements lumineux dans une même bande spectrale d'émission qui est différente des bandes spectrales d'émission du premier et du deuxième pavés.
[0025]Selon un exemple préféré de réalisation, les pavés de la diode électroluminescente sont montés sur un support commun pour constituer un composant électronique qui est soudé sur un circuit électronique d'alimentation et de pilotage pour former une source élémentaire pilotée, le circuit électronique d'alimentation et de pilotage étant lui-même relié au dispositif électronique d'alimentation commandant le fonctionnement des pavés.
[0026]Selon un premier mode de réalisation, la source de lumière comporte dans un boîtier, le circuit électronique d'alimentation et de pilotage et un système optique de projection apte à projeter la lumière émise par les pavés de la diode électroluminescente de manière à superposer les zones éclairées par les pavés dans une région de focalisation correspondant à une région du récipient à inspecter.
[0027]Selon un deuxième mode de réalisation, la source de lumière comprend plusieurs sources élémentaires pilotées, montées réparties sur une carte de circuit électronique de pilotage pour former une source de lumière mono ou bidimensionnelle.
[0028] Un autre objet de l'invention concerne un procédé pour inspecter en transmission des récipients à paroi en verre à l'aide d'au moins une source lumière et d'au moins un capteur de lumière. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes :
- définir pour au moins deux familles de teintes de récipients en verre, et pour chacune d'entre elles, une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre et les bandes spectrales d'absorption pour cette famille de teintes de récipients en verre ;
- mettre à disposition au moins une source élémentaire comportant une diode électroluminescente à au moins deux pavés montés de manière juxtaposée sur un support commun et émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes qui sont fonction des spectres de transmission des familles de teintes de récipients en verre, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé étant limitée à une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption pour cette famille de teintes de récipients en verre ;
- commander en émission, pour l'inspection de récipients en verre relevant d'une famille de teintes, uniquement les pavés de chaque source élémentaire émettant dans la bande spectrale d'émission adaptée à l'inspection en transmission des récipients de ladite famille de teinte ;
- et à récupérer par au moins un capteur de lumière, la lumière issue de la source élémentaire et ayant pénétrée dans la paroi du récipient et qui ressort du récipient, en vue d'assurer l'inspection des récipients.
[0029] Pour définir les familles de teintes de récipients en verre :
- on analyse les spectres de transmittance de récipients en verre présentant des teintes voisines en identifiant les maximums et les minimums des spectres ;
- on regroupe au moins certains de ces spectres de transmittance dans une famille de teintes de récipients en verre pour lesquels sont définies d'une part, au moins une bande spectrale de transmission commune adaptée à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre et comportant un maximum et d'autre part, en dehors de cette ou ces bandes spectrales de transmission, les bandes spectrales d'absorption.
[0030] Pour mettre à disposition au moins une source élémentaire constituée par une diode électroluminescente à au moins deux pavés, le procédé consiste à comparer les bandes spectrales de transmission adaptées à l'inspection en transmission pour différentes familles de teintes de récipients en verre de manière à définir pour chaque pavé, une bande spectrale d'émission limitée à une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour différentes familles de teintes de récipients.
[0031]Avantageusement, les bandes spectrales d'émission des pavés sont choisies en fonction de la courbe de réponse spectrale du capteur de lumière.
[0032]Selon une caractéristique préférée du procédé, les bandes spectrales d'émission des au moins deux pavés sont choisies pour inclure au moins les deux bandes spectrales d'émission suivantes :
- une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm ;
- une bande spectrale d'émission comprise entre 700 et 1000 nm.
[0033]Selon une autre caractéristique préférée du procédé, les bandes spectrales d'émission du troisième et/ou quatrième pavés sont choisies pour inclure au moins une des deux bandes spectrales d'émission suivantes :
- une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm ;
- une bande spectrale d'émission comprise entre 370 et 390 nm.
[0034]Avantageusement, la largeur de la bande spectrale d'émission de chaque pavé est inférieure à 150 nm.
Brève description des dessins
[0035][Fig. l]La Figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'inspection en transmission conforme à l'invention dont la source de lumière est réalisée sous la forme d'un projecteur.
[0036][Fig. 2 A] La Figure 2A est une vue schématique d'une source de lumière mise en oeuvre dans un dispositif d'inspection conforme à l'invention et pourvue d'un système optique de projection.
[0037] [Fig. 2B]La Figure 2B est une vue schématique d'une source de lumière mise en œuvre dans un dispositif d'inspection conforme à l'invention et pourvue d'un autre système optique de projection. [0038] [Fig. 3]La Figure 3 est une vue schématique d'une source de lumière ne mettant pas en œuvre l'objet de l'invention et montrant la projection obtenue avec trois diodes électroluminescentes à simple pavé.
[0039] [Fig. 4]La Figure 4 est une représentation graphique de courbes de la transmittance (en %) à une épaisseur de 2 mm de verre, en fonction de la longueur d'onde (en nm), pour un exemple d'une famille de teintes de verre correspondant à la couleur ambre.
[0040][Fig. 5]La Figure 5 est une représentation graphique de courbes de la transmittance (en %) à une épaisseur de 2 mm de verre, en fonction de la longueur d'onde (en nm), pour un exemple d'une famille de teintes de verre correspondant à la couleur bleue.
[0041] [Fig. 6]La Figure 6 est une représentation graphique de courbes de la transmittance (en %) à une épaisseur de 2 mm de verre, en fonction de la longueur d'onde (en nm), pour différentes de teintes de verre.
[0042] [Fig. 7]La Figure 7 est une représentation graphique de la courbe de la puissance spectrale relative (P) d'une diode électroluminescente en fonction de la longueur d'onde (nm) montrant la largeur PcL de la bande spectrale d'émission d'une diode électroluminescente prise à la mi-hauteur du pic du lobe de la courbe.
[0043] [Fig. 8]La Figure 8 est une représentation graphique de la courbe de la réponse spectrale R (V/s/W/m2) en fonction de la longueur d'onde (nm) pour un exemple de capteur de lumière mis en œuvre dans le dispositif d'inspection conforme à l'invention.
[0044] [Fig. 9 A] La Figure 9A est vue schématique en plan d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'inspection en transmission conforme à l'invention dont la source de lumière est réalisée sous la forme d'un panneau de rétro-éclairage.
[0045][Fig. 9 B] La Figure 9B est une vue schématique en coupe-élévation du deuxième mode de réalisation du dispositif d'inspection en transmission conforme à l'invention illustré à la Figure 9A.
Description des modes de réalisation [0046]Tel que cela ressort plus particulièrement des Figures 1 et 9B, l'objet de l'invention concerne un dispositif 1 adapté pour inspecter en transmission des récipients 2 vides à paroi en verre de tous types tels que des bouteilles, des pots ou des flacons par exemple. Le dispositif d'inspection 1 comporte au moins une source de lumière 3 émettant un rayonnement lumineux en direction du récipient 2 et au moins un capteur de lumière 4 récupérant la lumière issue de la source de lumière 3 et ayant pénétrée dans la paroi du récipient et qui ressort du récipient. Il doit être compris que le capteur de lumière 4 récupère la lumière issue de la source de lumière ayant traversé partiellement ou complètement la paroi du récipient 2.
[0047] Le dispositif d'inspection 1 conforme à l'invention est adapté pour inspecter en transmission des récipients 2 à paroi en verre notamment pour le contrôle d'aspect des récipients, la lecture de codes par exemple datamatrix portés par les récipients ou la mesure d'épaisseur de la paroi des récipients. Le dispositif d'inspection 1 conforme à l'invention est également adapté pour inspecter en transmission des récipients 2 pour détecter des défauts tels que les glaçures, les plis ou une mauvaise répartition de verre.
[0048] Le capteur de lumière 4 tel qu'une caméra peut être de tous types connus en soi. Le capteur de lumière 4 comporte un capteur photoélectrique, qui peut être par exemple de type CCD ou de type CMOS et un dispositif de conditionnement optique pouvant comporter un ou plusieurs composants optiques parmi des lentilles optiques, des miroirs, des guides de lumière (notamment des fibres optiques), des diaphragmes fixes tels que des masques ou réglables tels que des diaphragmes à iris, etc.
[0049] La source de lumière 3 comporte au moins une source lumineuse élémentaire pilotée 5 constituée par une diode électroluminescente 6 à au moins deux pavés 7 juxtaposés émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes. La diode électroluminescente 6 (LED en anglais : light- emitting diode, ou DEL en français) est un dispositif opto-électronique capable d'émettre de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Une diode électroluminescente produit un rayonnement lumineux par conversion d'énergie électrique lorsqu'un courant la traverse.
[0050]Selon l'invention, chaque diode électroluminescente 6 comporte plusieurs pavés 7 c'est-à-dire plusieurs jonctions PN de sorte que la diode électroluminescente 6 est une diode électroluminescente multi-pavés. Chaque pavé 7 ou en anglais « die » est un petit morceau rectangulaire résultant de la découpe d'un wafer sur lequel un circuit intégré a été fabriqué. Par extension, un pavé désigne le circuit intégré lui-même sans son boîtier et il est synonyme de puce électronique. Les pavés 7 sont obtenus par découpe des tranches de semi- conducteur sur lesquelles ont été reproduits à l'identique par une succession de différentes étapes de photo lithogravure, implants ioniques, dépôt de couches minces, etc., un ou même plusieurs circuits électroniques. Classiquement, chaque pavé 7 est un parallélépipède présentant une surface supérieure délimitée par deux bords longitudinaux parallèles entre eux et reliés par deux bords latéraux parallèles entre eux. Typiquement, la surface supérieure d'un pavé 7 possède une forme carrée ou rectangulaire tandis que l'épaisseur d'un pavé est inférieure au mm.
[0051] Les pavés 7 de la diode électroluminescente 6 sont montés sur un support commun 8 pour constituer un composant électronique qui forme la source élémentaire pilotée 5. Ce composant électronique ou source élémentaire pilotée 5 est soudé sur un circuit électronique d'alimentation et de pilotage 9.
[0052] Les pavés 7 de la diode électroluminescente 6 sont montés de manière juxtaposée sur le support commun 8 c'est-à-dire que les pavés sont placés à proximité les uns des autres. Typiquement, deux pavés 7 sont juxtaposés si les bords voisins ou en vis-à-vis des deux pavés sont distants d'un écart inférieur à 0.5 mm et par exemple égal à 0.15 mm. Selon un exemple préféré de réalisation illustré sur les dessins, la diode électroluminescente 6 a quatre pavés 7 juxtaposés c'est-à-dire deux pavés 7 situés côte à côte et placés au-dessus à proximité d'une paire de pavés 7 situés également côte à côte.
[0053] Par exemple, chaque pavé 7 possède une surface supérieure présentant une longueur par exemple de 1mm et une largeur par exemple de 1mm. Les quatre pavés 7 de la diode électroluminescente 6 présente en surface, un encombrement par exemple, en longueur de 2.5 mm et en largeur de 2.5 mm. Cet encombrement en surface tient compte de l'écart subsistant entre les bords voisins des pavés 7. Bien entendu, la diode électroluminescente 6 peut comporter un nombre différent de pavés 7. Ainsi, la diode électroluminescente 6 peut comporter par exemple deux pavés 7 juxtaposés ou trois pavés 7 juxtaposés présentant la même configuration que l'exemple illustré sur les Figures à quatre pavés dont l'un des pavés 7 est supprimé.
[0054]II ressort de la description ci-dessus que chaque diode électroluminescente 6 multi-pavés 7 forme une source lumineuse quasi ponctuelle. Selon un premier mode de réalisation du dispositif d'inspection 1 en transmission conforme à l'invention illustré à la Figure 1, la source de lumière 3 comporte un système optique de projection 11 apte à projeter la lumière émise par les pavés 7 de la diode électroluminescente 6 de manière à superposer les zones éclairées par les pavés 7 dans une région de focalisation 12 correspondant à une région du récipient à inspecter (Figures 1 et 2A). Selon ce premier mode de réalisation, la source de lumière 3 est un projecteur projetant une image de la diode électroluminescente sur une région du récipient à inspecter. Chaque diode électroluminescente 6 multi-pavés 7 forme ainsi une source lumineuse quasi ponctuelle destinée par focalisation à émettre un faisceau lumineux directif c'est- à-dire un faisceau de rayons lumineux ayant un axe de faisceau et dont les rayons sont contenus dans un angle solide faible autour de cet axe de faisceau.
[0055]Selon ce premier mode de réalisation, la source de lumière 3 comporte un boîtier 13 dans lequel est monté le circuit électronique d'alimentation et de pilotage 9 sur lequel est soudé le support commun 8 des pavés 7 de la diode électroluminescente 6. Le boîtier 13 comporte également le système optique de projection 11 qui peut être réalisé de toute manière appropriée. Dans l'exemple illustré aux Figures 1 et 2A, le système optique de projection 11 comporte un guide de lumière lia récupérant la lumière émise directement par les pavés 7 et conduisant la lumière récupérée vers une lentille de focalisation 11b qui superpose les zones éclairées par les pavés 7 dans une région de focalisation 12. La Figure 2B illustre une variante de réalisation du système optique de projection 11 qui comporte uniquement une lentille de focalisation 11c qui superpose les zones éclairées par les pavés 7 dans une région de focalisation 12a présentant une zone centrale commune de superposition de la lumière provenant des quatre pavés 7, avec des débordements de lumière autour de cette zone centrale commune, les débordements en surface étant nettement plus petits que la zone centrale commune, par exemple ils représentent moins de 10% de la surface éclairée totale.
[0056] Une comparaison des Figures 2A et 2B avec la Figure 3 montre clairement l'intérêt de la source élémentaire pilotée 5 conforme à l'invention comportant le support commun 8 sur lequel sont fixés les pavés 7 de la diode électroluminescente 6. La Figure 3 montre un exemple de réalisation d'une source de lumière ne mettant pas en œuvre l'invention et comportant trois diodes électroluminescentes D à simple pavé monté à proximité les unes des autres sur un circuit commun C. La lumière émise directement par les trois pavés des trois diodes électroluminescentes D à simple pavé est récupérée par une lentille de focalisation L analogue aux lentilles de focalisation illustrées aux Figures 2A et 2B. Dans la mesure où cette source de lumière à trois diodes électroluminescentes D à simple pavé ne forme pas une source lumineuse ponctuelle ou quasi ponctuelle, les zones éclairées par les pavés 7 sont disjointes dans la région de focalisation Z. Des études de la déposante ont montré que même avec des guides de lumière lia simples et compacts, la configuration de la Figure 3 ne permet pas la superposition des éclairages des différents pavés via une lentille 11b, dans la région de focalisation.
[0057]Ainsi, la source élémentaire pilotée 5 conforme à l'invention peut être mise en œuvre dans un premier mode de réalisation pour lequel la source de lumière 3 est un projecteur. Il est à noter que la source élémentaire pilotée 5 conforme à l'invention peut être mise en œuvre dans un deuxième mode de réalisation pour lequel la source de lumière 3 est un panneau de rétro-éclairage. Selon ce deuxième mode de réalisation illustré aux Figures 9A et 9B, plusieurs sources élémentaires pilotées 5 sont soudées sur un circuit électronique d'alimentation et de pilotage 9 devant lequel est généralement placée une plaque diffusante 14. La source de lumière 3 comprend ainsi plusieurs sources élémentaires pilotées 5, montées sur le circuit électronique d'alimentation et de pilotage en étant réparties sur ce circuit pour former une source de lumière mono ou bidimensionnelle.
[0058]Chaque pavé 7 de la diode électroluminescente 6 émet un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission déterminée. En d'autres termes, les pavés 7 sont sélectionnés ou fabriqués pour produire des éclairages adaptés à l'inspection en transmission de récipients en verre relevant d'une large gamme de teintes. Comme illustré à la Figure 7, la largeur PcL de la bande spectrale d'émission d'une diode électroluminescente est prise à la mi-hauteur du pic du lobe de la courbe de la puissance spectrale relative P en fonction de la longueur d'onde l (nm).
[0059] Conformément à l'invention, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé 7 est limitée à une bande spectrale de transmission Zt adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption Za pour cette famille de teintes de récipients en verre.
[0060]Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la largeur PcL de la bande spectrale d'émission de chaque pavé 7 est inférieure à 150 nm. Il est ainsi aisé que chaque bande spectrale d'émission d'un pavé 7 soit limitée à une bande spectrale de transmission Zt adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, tout en excluant les bandes spectrales d'absorption Za pour cette famille de teintes de récipients en verre.
[0061]II est rappelé que l’absorption spectrale du verre A(l) est une fonction de la longueur d’onde donnant le % de lumière absorbé par mm de verre traversé.
Pour comparer l’absorption des verres dans différentes portions du spectre, on mesure généralement l’absorption de lames de verre de 2 ou 3 mm. L’absorption spectrale définie les teintes du verre de manière précise. Il est également possible de comparer pour un verre donné, les différentes portions de spectre : par exemple on peut distinguer des portions de spectre peu absorbées (presque 0% pour 2mm) ou fortement absorbées (presque 100%). Le même raisonnement s'applique à la transmission T(l) = 1-A(l) ou T(l)% = 100-A(l)%.
[0062] La Figure 4 donne un exemple des courbes de la transmittance (en %) à une épaisseur de 2 mm de verre, en fonction de la longueur d'onde (en nm), pour une famille de teintes de verre correspondant à la couleur ambre. Cette Figure 4 rassemble sept exemples de courbes de transmittance pour des teintes de verre de récipients proches entre elles et relevant de la teinte ambre. Ces spectres de transmittance qui ont été regroupés présentent des profils communs ou une évolution concomitante. Ainsi, ces courbes présentent un premier maximum Ml de transmittance encadré par un premier minimum ml et par un deuxième minimum m2 et un deuxième maximum de transmittance M2 encadré par le deuxième minimum m2 et un troisième minimum m3. Même si les valeurs de transmittance sont différentes pour les minimums et maximums de ces différentes teintes, ces minimums et maximums peuvent être définis pour des valeurs déterminées de la longueur d'onde.
[0063] L'objet de l'invention vise à rechercher le maximum de quantité de lumière ayant traversé le récipient tout en n'émettant pas dans les longueurs d'onde absorbées qui sont inutiles et susceptibles de nuire à la qualité de l'inspection. Il est à noter que la transmittance du verre est à considérer de manière relative car le maximum de la transmittance pour une teinte de verre peut être faible comme pour un verre sombre mais reste non négligeable par rapport au reste du spectre.
[0064] Pour la famille de teintes de récipients qualifiées d'ambre, il est défini au moins une bande spectrale de transmission Zt adaptée à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre et au moins une bande spectrale d'absorption Za pour cette famille de teintes de récipients en verre. La bande spectrale de transmission Zt comprend un maximum et avantageusement le maximum possédant la plus grande valeur de transmittance à savoir le maximum M2. A titre d'exemple, la bande spectrale de transmission Zt est comprise entre 550 nm et 800 nm tandis que la bande spectrale d'absorption Za est comprise entre 300 et 525 nm. [0065] De la même manière, la Figure 5 donne un exemple de courbes de la transmittance (en %) à une épaisseur de 2 mm de verre, en fonction de la longueur d'onde (en nm), pour un exemple d'une famille de teintes de verre correspondant à la couleur bleue. Cette Figure 5 rassemble huit exemples de courbes de transmittance pour des teintes de verre de récipients proches entre elles et relevant de la teinte bleue. Ces spectres de transmittance qui ont été regroupés présentent des profils communs ou une évolution concomitante. Ainsi, ces courbes présentent un premier Ml, un deuxième M2 et un troisième maximums M3 de transmittance encadré chacun par une paire de minimums respectivement ml-m2, m2-m3 et m3-m4. Même si les valeurs de transmittance sont différentes pour les minimums et maximums de ces différentes teintes, ces minimums et maximums peuvent être définis pour des valeurs déterminées de la longueur d'onde. Pour cette famille de teintes de récipients qualifiées de bleues, il est défini deux bandes spectrales de transmission Zt adaptées à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre comportant le premier Ml et le troisième M3 maximums et une bande spectrale d'absorption Za pour cette famille de teintes de récipients en verre (comportant le deuxième maximum M2). Il peut ainsi être défini une première bande spectrale de transmission Zt comprenant le premier maximum Ml mais également une deuxième bande spectrale de transmission Zt comprenant le troisième maximum M3 dont la valeur de transmittance quoique inférieure à la valeur du premier maximum peut convenir pour une inspection en transmission. A titre d'exemple, les bandes spectrales de transmission Zt sont comprises entre 325 nm et 410 nm et entre 675 et 850 nm tandis que la bande spectrale d'absorption Za est comprise entre 475 et 630 nm.
[0066] La Figure 6 illustre à titre d'exemple, les courbes de la transmittance à une épaisseur de 2 mm de verre, en fonction de la longueur d'onde, pour différentes familles de teintes de verre Al, A2, A3, A4 correspondant respectivement à du verre extra blanc, bleu, vert et ambre. Aussi, en fonction de la transmittance pour différentes familles de teintes de verre, les bandes spectrales d'émission des pavés 7 d'une diode électroluminescente sont choisies. Comme expliqué en relation des Figures 4 et 5, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé 7 est limitée à une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption pour cette famille de teintes de récipients en verre.
[0067] L'analyse des spectres de transmittance pour un grand nombre de teintes de verre a permis de définir les bandes spectrales des pavés 7 d'une diode électroluminescente 6. Sur la Figure 6 ont été représentées à titre d'exemple les trois bandes spectrales Bl, B2, B3 de trois pavés 7 d'une diode électroluminescente 6.
[0068]Selon une variante avantageuse de réalisation, la diode électroluminescente 6 a au moins un pavé 7 émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm avec une valeur centrale à 565 nm. La lumière émise par un tel pavé 7 est particulièrement adaptée pour l'inspection de verres de teintes classées dans la catégorie verte (courbe A3) correspondant à des teintes, ambres, chêne, feuilles mortes, verte par exemple.
[0069]Selon une autre variante avantageuse de réalisation, la diode électroluminescente 6 a au moins un pavé 7 émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 700 et 1000 nm. Avantageusement, la diode électroluminescente 6 a au moins un pavé 7 émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 730 et 745 nm avec une valeur centrale à 740 nm. La lumière émise par un tel pavé 7 est particulièrement adaptée pour l'inspection de verres de teintes classées dans la catégorie bleue (courbe A2) et la catégorie ambre (courbe A4) correspondant à des teintes bleues ou ambres chênes par exemple.
[0070]Avantageusement, la diode électroluminescente 6 a au moins un pavé 7 émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm avec une valeur centrale à 850 nm. La lumière émise par un tel pavé 7 est particulièrement adaptée pour l'inspection de verres de teintes classées dans la catégorie bleue (courbe A2) correspondant à des teintes sombres comme noirs, violets, gris foncés, bleues ou vertes par exemple. [0071] Avantageusement, la diode électroluminescente à au moins un pavé 7 émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 320 et 425 nm et de préférence 370 et 390 nm avec une valeur centrale à 385 nm. La lumière émise par un tel pavé 7 est particulièrement adaptée pour l'inspection de verres de teintes classées dans la catégorie bleue (courbe A2) ou la catégorie verte (courbe A3) correspondant à des teintes sombres comme bleues ou vertes par exemple.
[0072]Selon une variante de réalisation, la diode électroluminescente 6 comporte au moins deux pavés 7 choisis pour inclure au moins les deux bandes spectrales d'émission suivantes :
- une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm ;
- une bande spectrale d'émission comprise entre 700 et 1000 nm.
[0073]Selon une autre variante de réalisation, la diode électroluminescente 6 comporte trois ou quatre pavés 7. Avantageusement, les bandes spectrales d'émission d'un troisième et/ou quatrième pavés 7 sont choisies pour inclure au moins une des deux bandes spectrales d'émission suivantes :
- une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm ;
- une bande spectrale d'émission comprise entre 370 et 390 nm.
[0074]Selon une autre variante de réalisation, la diode électroluminescente 6 a quatre pavés 7 comportant un premier pavé et un deuxième pavé émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes et un troisième et un quatrième pavés émettant des rayonnements lumineux dans une même bande spectrale d'émission qui est différente des bandes spectrales d'émission du premier et du deuxième pavés. Une telle variante de réalisation permet d'augmenter la puissance du rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission spécifique correspondant à l'inspection de teintes de verres largement répandues.
[0075]II doit être compris que la diode électroluminescente 6 peut comporter plusieurs pavés 7 associés de manière à émettre des rayonnements lumineux dans au moins deux bandes spectrales d'émission différentes, avec certains des pavés pouvant émettre des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission identiques.
[0076]Ainsi, selon un exemple de réalisation, une diode électroluminescente 6 à quatre pavés 7 peut comporter :
- un premier et deuxième pavés 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm ;
- un troisième pavé 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm ;
- un quatrième pavé 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 730 et 745 nm.
[0077]Selon un autre exemple de réalisation, une diode électroluminescente 6 à quatre pavés 7 peut comporter :
- un premier et deuxième pavés 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm ;
- un troisième et quatrième pavés 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm.
[0078]Selon un autre exemple de réalisation, une diode électroluminescente 6 à quatre pavés 7 peut comporter :
- un premier pavé 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm ;
- un deuxième pavé 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm ;
- un troisième pavé 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 730 et 745 nm ;
- un quatrième pavé 7 émettant une bande spectrale d'émission comprise entre 370 et 390 nm.
[0079]Selon une autre caractéristique de l'objet de l'invention, le dispositif d'inspection 1 comprend un dispositif électronique d'alimentation 15 commandant indépendamment chaque pavé 7 de chaque source élémentaire 6 de manière que pour l'inspection de récipients en verre relevant d'une famille de teintes, est commandée en émission, le pavé 7 ou les pavés 7 émettant dans la bande spectrale d'émission adaptée à l'inspection en transmission pour la teinte desdits récipients. Ainsi, pour l'inspection en transmission d'un lot de récipients présentant une teinte déterminée, le dispositif électronique d'alimentation 15 pilote le fonctionnement du ou des pavés 7 possédant les spectres de transmittance adaptés à cette teinte de verre et uniquement ce ou ces pavés 7. Il s'ensuit que la source de lumière 3 émet un rayonnement lumineux dans un spectre limité adapté à l'inspection en transmission sans émettre des longueurs d'ondes absorbées par le verre. Bien entendu, pour l'inspection en transmission pour un lot de récipients présentant une teinte différente, le dispositif électronique d'alimentation 15 pilote le fonctionnement du ou des pavés 7 possédant les spectres de transmittance adaptés à cette nouvelle teinte de verre et uniquement ce ou ces pavés 7. Ainsi, l'inspection en transmission pour des récipients présentant des teintes différentes peut être effectuée sans changement de la source de lumière 3.
[0080] Il ressort de la description qui précède que le choix et la sélection des bandes spectrales d'émission des pavés 7 de la diode électroluminescente permet d'augmenter la quantité de lumière ayant traversée partiellement ou complètement la paroi du récipient et par suite, d'augmenter la qualité du signal du capteur de lumière 4. En excluant les bandes spectrales d'absorption pour la teinte des récipients inspectés, les longueurs d'ondes susceptibles de nuire à l'inspection des récipients ne sont pas émises. Cela évite en particulier l'apparition des parasites par réflexion sur le verre lors de la détection des glaçures par des sources de lumière 3 de type projecteurs (Figure 1).
[0081] De même dans le cas de l'inspection des récipients par une source de lumière 3 de type panneau de rétro-éclairage (Figures 9A, 9B), cela évite la création de l'effet de blooming ou d'éblouissement du capteur par une vue en arrière-plan d'une partie du panneau de rétro-éclairage directement visible. En effet, en particulier pour des récipients en verre sombre et/ou épais, la source de lumière doit émettre une énergie assez forte pour traverser deux parois de verre. Le champ de vision d'une caméra 4 comme illustré à la Figure 9B permet de réaliser une image du récipient qui ne remplit pas 100% de champ. L'image se compose donc d'une zone image récipient, entourée d'une région dans laquelle la caméra voit en direct la source de lumière plus grande que le récipient, appelée zone image source. La lumière arrivant dans la zone image récipient atteint le capteur en traversant le récipient, subissant l'absorption spectrale du verre. La lumière arrivant dans la zone image source n'est pas absorbée quel que soit son spectre. Grâce à l'émission dans la bande spectrale de transmission Zt du verre, une quantité de lumière suffisante sera reçue pour la zone image récipient afin de réaliser une image à analyser, par exemple pour détecter des défauts réfractant ou absorbant la lumière transmise. Dans la zone image source, la lumière issue de la source de lumière et émise dans la bande spectrale de transmission Zt ne sera pas absorbée, mais sans l'invention s'y ajouterait la lumière émise dans la bande d'absorption Za qui ne serait pas non plus absorbée puisqu'elle ne traverserait pas le récipient. L'énergie cumulée de lumière dans les bandes Za et Zt risque alors de saturer les pixels du capteur dans la zone image source, donc les régions de l'image extérieures au récipient. Cette saturation rendrait impossible une détection précise des contours des récipients, et notamment interdirait une détermination au subpixel dans les images pour les contrôles dimensionnels. La saturation pourrait provoquer des halos dans l'image et également un risque de « smearing » c'est-à-dire de bavures si le capteur était de technologie CCD. De plus les récipients étant généralement en défilement sur un convoyeur, la lumière émise dans la bande d'absorption Za, inutile à la détection en transmission, pourrait augmenter l'énergie et le risque des reflets parasites de la lumière émise se reflétant d'un récipient à l'autre, ces reflets pouvant être mal interprétés pour conduire à des faux rejets ou bien à l'inverse, empêcher l'analyse de portions de récipients masquant des défauts potentiels.
[0082] D'autres avantages ressortent lorsque la source de lumière 3 forme un projecteur selon le premier mode de réalisation. Dans l'application à la détection des glaçures, généralement une série de projecteurs est mis en œuvre en association avec un ou plusieurs capteurs de lumière 4. L'allumage et l'extinction de ces projecteurs sont commandés électriquement par le système électronique d'alimentation 15. Ainsi, la durée d'une impulsion de lumière émise ainsi que des caractéristiques optiques comme d'intensité ou de composition spectrale ou couleur de la lumière émise peuvent être contrôlées électriquement
[0083] Les paramètres d'illumination des projecteurs 3 comprennent par exemple :
- un délai ou retard entre le signal de déclenchement (nommé trigger) et le début d'illumination et/ou,
- un temps d'illumination, qui est la durée durant laquelle la lumière est émise et/ou,
- l'activation ou la non activation du projecteur en réponse à un signal de déclenchement et/ou,
- une intensité de lumière émise dans le cas d'un projecteur monochrome,
- plusieurs valeurs d'intensité de lumière émises dans le cas d'un projecteur polychrome par combinaison de sources élémentaires de couleurs différentes.
[0084] L'ensemble des paramètres d'illumination constitue un jeu de paramètres d'illumination d'un projecteur pouvant être rassemblés dans une table TAB de jeux Jl, J2, J3, ... de paramètres d'acquisition, comme illustré à la Figure 1. Ainsi, les illuminations successives ou distantes dans le temps d'un projecteur pour chaque récipient peuvent être réalisées avec des jeux de paramètres d'illumination différents. Ceci permet par exemple d'allumer certains projecteurs et pas d'autres lors de toutes acquisitions d'image par un capteur de lumière, ou bien encore d'adapter l'énergie lumineuse incidente en fonction des régions illuminées ou inspectées, ou encore, des groupes de projecteurs peuvent éclairer une même zone en nombre différent selon le type d'image à produire et/ou le capteur de lumière associé.
[0085] Le circuit électronique d'alimentation et de pilotage 9 de chaque projecteur comporte un circuit Cpp contrôlant par exemple le stockage, la charge et la décharge de l'énergie électrique dans les pavés de la diode électroluminescente 6. Par exemple le stockage de charge électrique est une capacité. Chaque projecteur est relié à une alimentation électrique et au système électronique d'alimentation 15 par une liaison, par exemple filaire, via un circuit interface Cint. Un réseau est organisé pour relier tous les projecteurs au système électronique d'alimentation 15. La liaison fonctionne selon un protocole de communication de type bus, permettant au système électronique d'alimentation d'adresser séparément chaque projecteur ou chaque ensemble de projecteurs pour lui fournir au moins un jeu de paramètres d'illumination et un signal de déclenchement. Le circuit électronique d'alimentation et de pilotage 9 de chaque projecteur ou ensemble contient une mémoire apte à enregistrer une liste ou une table de plusieurs jeux de paramètres d'illumination successifs, et un séquenceur tel qu'à chaque signal de déclenchement, le jeu de paramètres d'illumination appliqué correspond au jeu suivant de la liste.
[0086] Le système électronique d'alimentation 15 dans une phase de démarrage ou réglage de l'inspection, programme ou enregistre pour chaque projecteur, un nombre égal de jeux paramètres d'illumination, successifs. Ensuite, pour chaque récipient, en fonction du déplacement du récipient dans une zone d'inspection, le système électronique d'alimentation déclenche les acquisitions d'image et les illuminations en envoyant un signal de déclenchement à chaque capteur de lumière et chaque projecteur. Il peut également être envisagé l'envoi d'un signal de déclenchement commun unique à tous les projecteurs pour chaque déplacement incrémental du récipient. Il est prévu dans les listes de jeu de paramètres d'illumination, des jeux de paramètres indiquant de ne pas illuminer le projecteur sur un signal de déclenchement. Ainsi, les projecteurs ne sont éclairés que pour contribuer à des conditions spécifiques d'illumination d'une région du récipient pour une observation par un capteur de lumière donné dans le but de détecter des défauts donnés.
[0087] L'objet de l'invention est également avantageux lorsque la source de lumière 3 est de type panneau de rétro-éclairage. Selon ce deuxième mode de mise en œuvre, la densité de sources élémentaires pilotées 5 placés sur un panneau est supérieure à la densité obtenue par des diodes à simple pavé, présentant des bandes spectrales d'émission différentes et réparties sur un tel panneau. De plus, grâce à des sources élémentaires pilotées 5 à différentes bandes spectrales d'émission, il s'ensuit que les différents configurations optiques telles que motifs, variations de puissance et formes générées par le panneau de rétro-éclairage sont les mêmes quelle que soit la composition des longueurs d'ondes choisies (activation simultanée d'un ou de plusieurs pavés 7). Cette source de lumière permet également de créer une source de rétro-éclairage avec des variations spatiales de la couleur, en créant par exemple un gradient de couleur ou des bandes de couleurs alternées.
[0088] Un autre objet de l'invention est de proposer un nouveau procédé pour inspecter en transmission des récipients 2 à paroi en verre à l'aide d'au moins une source lumière 3 et d'au moins un capteur de lumière 4. Le procédé comprend les étapes suivantes :
- définir pour au moins deux familles de teintes de récipients en verre, et pour chacune d'entre elles, une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre et les bandes spectrales d'absorption pour cette famille de teintes de récipients en verre ;
- mettre à disposition au moins une source élémentaire 3 comportant une diode électroluminescente 6 à au moins deux pavés 7 juxtaposés émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes qui sont fonction des spectres de transmission des familles de teintes de récipients en verre, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé étant limitée à une bande spectrale de transmission Zt adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption Za pour cette famille de teintes de récipients en verre ;
- commander en émission, pour l'inspection de récipients en verre relevant d'une famille de teintes, uniquement les pavés 7 de chaque source élémentaire émettant dans la bande spectrale d'émission adaptée à l'inspection en transmission des récipients de ladite famille de teinte ;
- et à récupérer par au moins un capteur de lumière 4, la lumière issue de la source élémentaire 3 et ayant pénétrée dans la paroi du récipient et qui ressort du récipient, en vue d'assurer l'inspection des récipients.
[0089] Pour définir les familles de teintes de récipients en verre :
- on analyse les spectres de transmittance de récipients en verre présentant des teintes voisines en identifiant les maximums Ml, M2, M3, ... et les minimums ml, m2, m3, m4, ... des spectres comme expliqué en relation des Figures 4 et 5 ; - on regroupe au moins certains de ces spectres de transmittance dans une famille de teintes de récipients en verre pour lesquels sont définies d'une part, au moins une bande spectrale de transmission commune adaptée à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre et comportant un maximum et d'autre part, en dehors de cette ou ces bandes spectrales de transmission, les bandes spectrales d'absorption.
[0090]Selon une caractéristique avantageuse, le procédé consiste à comparer les bandes spectrales de transmission adaptées à l'inspection en transmission pour différentes familles de teintes de récipients en verre de manière à définir pour chaque pavé 7, une bande spectrale d'émission limitée à une bande spectrale de transmission Zt adaptée à l'inspection en transmission pour différentes familles de teintes de récipients, pour ne pas contenir de bande spectrale d'absorption Za.
[0091]Comme expliqué ci-dessus, les pavés 7 sont sélectionnés selon les spectres de transmittance des différentes teintes de verre des récipients à inspecter. Avantageusement, les bandes spectrales d'émission des pavés 7 sont choisies également en fonction de la courbe de réponse spectrale du capteur de lumière 4 dont un exemple est donné à la Figure 8. Cela permet de parfaire le choix des bandes spectrales d'émission des pavés 7 afin que le capteur de lumière 4 présente une bonne sensibilité pour les bandes spectrales d'émission choisies.
[0092] Un tel procédé d'inspection par transmission peut être mis en œuvre pour détecter notamment les glaçures des récipients par les projecteurs. Par la source de lumière réalisée par le panneau de rétro-éclairage, il peut être mis en œuvre notamment, un contrôle d'aspect des récipients pour détecter des défauts absorbants ou fortement réfractant, des contrôles d'aspects avec gradient de lumière, un contrôle des défauts de stress par une lumière polarisée, une lecture des codes portés par les récipients.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif d'inspection en transmission de récipients (2) à paroi en verre comportant au moins une source de lumière (3) émettant un rayonnement lumineux en direction du récipient et comprenant au moins une source élémentaire pilotée (5), au moins un capteur de lumière (4) récupérant la lumière issue de la source de lumière et ayant pénétré dans la paroi du récipient et qui ressort du récipient, caractérisé en ce qu'au moins une source élémentaire pilotée (5) est constituée par une diode électroluminescente (6) à au moins deux pavés (7) montés de manière juxtaposée sur un support commun (8 ) et émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes qui sont fonction des spectres de transmission de familles de teintes de récipients en verre, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé étant limitée à une bande spectrale de transmission (Zt) adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption (Za) pour cette famille de teintes de récipients en verre et en ce que le dispositif comprend un dispositif électronique d'alimentation (15) commandant indépendamment chaque pavé (7) de chaque source élémentaire (3) de manière que pour l'inspection de récipients en verre relevant d'une famille de teintes, est commandée en émission, le pavé (7) émettant dans la bande spectrale d'émission adaptée à l'inspection en transmission pour la teinte desdits récipients.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, selon lequel une diode électroluminescente (6) a au moins un pavé (7) émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm.
[Revendication 3] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, selon lequel une diode électroluminescente (6) a au moins un pavé (7) émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 700 et 1000 nm.
[Revendication 4] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, selon lequel une diode électroluminescente (6) a au moins un pavé (7) émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 730 et 745 nm.
[Revendication 5] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, selon lequel une diode électroluminescente (6) a au moins un pavé (7) émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm.
[Revendication 6] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, selon lequel une diode électroluminescente (6) à au moins un pavé (7) émettant un rayonnement lumineux dans une bande spectrale d'émission comprise entre 320 et 425 nm et de préférence 370 et 390 nm.
[Revendication 7] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, selon lequel une diode électroluminescente (6) a quatre pavés (7) juxtaposés.
[Revendication 8] Dispositif selon la revendication précédente, selon lequel la diode électroluminescente (6) à quatre pavés (7) comporte un premier et un deuxième pavés (7) émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes et un troisième et un quatrième pavés (7) émettant des rayonnements lumineux dans une même bande spectrale d'émission qui est différente des bandes spectrales d'émission du premier et du deuxième pavés.
[Revendication 9] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, selon lequel les pavés (7) de la diode électroluminescente (6) sont montés sur un support commun (8) pour constituer un composant électronique qui est soudé sur un circuit électronique d'alimentation et de pilotage (9) pour former une source élémentaire pilotée, le circuit électronique d'alimentation et de pilotage (9) étant lui-même relié au dispositif électronique d'alimentation (15) commandant le fonctionnement des pavés (7).
[Revendication 10] Dispositif selon la revendication précédente, selon lequel la source de lumière (3) comporte dans un boîtier (13), le circuit électronique d'alimentation et de pilotage (9) et un système optique de projection (11) apte à projeter la lumière émise par les pavés (7) de la diode électroluminescente de manière à superposer les zones éclairées par les pavés (7) dans une région de focalisation correspondant à une région du récipient à inspecter.
[Revendication 11] Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, selon lequel la source de lumière (3) comprend plusieurs sources élémentaires pilotées (5), montées réparties sur une carte de circuit électronique de pilotage pour former une source de lumière mono ou bidimensionnelle.
[Revendication 12] Procédé pour inspecter en transmission des récipients (2) à paroi en verre à l'aide d'au moins une source lumière (3) et d'au moins un capteur de lumière (4), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- définir pour au moins deux familles de teintes de récipients en verre, et pour chacune d'entre elles, une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre et les bandes spectrales d'absorption pour cette famille de teintes de récipients en verre ;
- mettre à disposition au moins une source élémentaire (3) comportant une diode électroluminescente (6) à au moins deux pavés (7) montés de manière juxtaposée sur un support commun (8 ) et émettant des rayonnements lumineux dans des bandes spectrales d'émission différentes qui sont fonction des spectres de transmission des familles de teintes de récipients en verre, chaque bande spectrale d'émission d'un pavé étant limitée à une bande spectrale de transmission (Zt) adaptée à l'inspection en transmission pour au moins une famille de teintes de récipients en verre, en excluant les bandes spectrales d'absorption (Za) pour cette famille de teintes de récipients en verre ;
- commander en émission, pour l'inspection de récipients en verre relevant d'une famille de teintes, uniquement les pavés (7) de chaque source élémentaire émettant dans la bande spectrale d'émission adaptée à l'inspection en transmission des récipients de ladite famille de teinte ;
- et à récupérer par au moins un capteur de lumière (4), la lumière issue de la source élémentaire (3) et ayant pénétrée dans la paroi du récipient et qui ressort du récipient, en vue d'assurer l'inspection des récipients.
[Revendication 13] Procédé selon ia revendication précédente, selon lequel pour définir les familles de teintes de récipients en verre :
- on analyse les spectres de transmittance de récipients en verre présentant des teintes voisines en identifiant les maximums et les minimums des spectres ;
- on regroupe au moins certains de ces spectres de transmittance dans une famille de teintes de récipients en verre pour lesquels sont définies d'une part, au moins une bande spectrale de transmission commune adaptée à l'inspection en transmission pour la famille de teintes de récipients en verre et comportant un maximum et d'autre part, en dehors de cette ou ces bandes spectrales de transmission, les bandes spectrales d'absorption.
[Revendication 14] Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13, selon lequel pour mettre à disposition au moins une source élémentaire (3) constituée par une diode électroluminescente (6) à au moins deux pavés (7), le procédé consiste à comparer les bandes spectrales de transmission adaptées à l'inspection en transmission pour différentes familles de teintes de récipients en verre de manière à définir pour chaque pavé, une bande spectrale d'émission limitée à une bande spectrale de transmission adaptée à l'inspection en transmission pour différentes familles de teintes de récipients. [Revendication 15] Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, selon lequel les bandes spectrales d'émission des pavés (7) sont choisies en fonction de la courbe de réponse spectrale du capteur de lumière (4). [Revendication 16] Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, selon lequel les bandes spectrales d'émission des au moins deux pavés (7) sont choisies pour inclure au moins les deux bandes spectrales d'émission suivantes :
- une bande spectrale d'émission comprise entre 500 et 620 nm ;
- une bande spectrale d'émission comprise entre 700 et 1000 nm. [Revendication 17] Procédé selon la revendication 16, selon lequel les bandes spectrales d'émission du troisième et/ou quatrième pavés (7) sont choisies pour inclure au moins une des deux bandes spectrales d'émission suivantes : - une bande spectrale d'émission comprise entre 830 et 870 nm ;
- une bande spectrale d'émission comprise entre 370 et 390 nm. [Revendication 18] Procédé selon l'une des revendications 12 à 17, selon lequel la largeur (PcL) de la bande spectrale d'émission de chaque pavé (7) est inférieure à 150 nm.
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