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Title:
LIGHT TRANSMISSION INSPECTION DEVICE AND LIGHT TRANSMISSION INSPECTION METHOD FOR THE SIDE-WALL INSPECTION OF CONTAINERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/120654
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a light transmission inspection device (1) for the side-wall inspection of containers (2), comprising a transporter (4) for transporting the containers (2) and at least one inspection station (5) which is joined to the transporter (4) for transilluminating the containers (2) with polarized light (6b). The at least one inspection station (5) comprises a lighting device (51), which comprises a first light source (51vis) and a polarizer (52) arranged downstream of the light source, and a camera system (53), which comprises an analyzer (54) arranged upstream of the camera system, wherein the first light source (51vis) is designed to emit a visible light spectrum, and the polarizer (52) is designed for a circular polarization of the visible light spectrum. The invention is characterized in that the lighting device (51) comprises a second light source (51IR) for emitting an infrared light spectrum. The polarizer (52) is likewise arranged downstream of the second light source (51IR) and is designed for an elliptical polarization of the infrared light spectrum such that the containers (2) are transilluminated selectively with circularly or elliptically polarized light (6bVis, 6bIR) by switching between the first light source (51vis) and the second light source (51 IR).

Inventors:
KWIRANDT, Rainer (Böhmerwaldstr. 5, Neutraubling, 93073, DE)
Application Number:
EP2018/075849
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
September 25, 2018
Export Citation:
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Assignee:
KRONES AG (Böhmerwaldstr. 5, Neutraubling, 93073, DE)
International Classes:
G01N21/21; G01N21/88; G01N21/90; B07C5/00
Foreign References:
US7379177B12008-05-27
EP1176416A12002-01-30
EP0926486A21999-06-30
DE202013100834U12014-06-04
DE202013100834U12014-06-04
Attorney, Agent or Firm:
GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB (Leopoldstr. 4, München, 80802, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Durch I ichti nspektionsvorrichtung (1) zur Seitenwandinspektion von Behältern (2), mit einem Transporteur (4) zum Transport der Behälter (2), und mit wenigstens einer an dem Transporteur (4) angegliederten Inspektionsstation (5) zum Durchleuchten der Behälter (2) mit polarisiertem Licht (6b), wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (5) eine Beleuchtungseinrichtung (51 ) mit einer ersten Lichtquelle (51 vis) und mit einem nachgeschalteten Polarisator (52) und ein Kamerasystem (53) mit einem vorgeschalteten Analysator (54) umfasst, wobei die erste Lichtquelle (51 vis) zur Abgabe eines sichtbaren Lichtspektrums ausgebil det ist, und wobei der Polarisator (52) zur zirkularen Polarisation des sichtbaren lichtspektrums ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (51) eine zweite Lichtquelle (51 IR) zur Abgabe eines infraro- ten Lichtspektrums umfasst, wobei der Polarisator (52) der zweiten Lichtquelle (51«) ebenfalls nachgeschaltet ist, und dass der Polarisator (52) zur elliptischen Polarisation des infraroten Lichtspektrums aus- gebildet ist, so dass die Behälter (2) durch ein Umschalten zwischen der ersten Lichtquelle (51 vis) und der zweiten Lichtquelle (51 «) wahlweise mit zirkular oder elliptisch polarisiertem Licht (6bVis, 6b«) durchleuchtet werden.

2. D u rch I ich ti nspekt ionsvorrichtu ng (1) nach Anspruch 1 , wobei der Polarisator (52) derart angeordnet ist, dass beim Durchleuchten der Behälter (2) mit der zweiten Lichtquelle (51 IR) eine Hauptpolarisationsrichtung (Pi) des Polarisators (52) parallel zu einer Behäl- terlängsachse (L) verläuft.

3. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Polarisator (52) einen ersten linearen Polarisationsfilter (55) und ein nachgeschaltetes erstes Verzöge- rungselement (56) umfasst, und wobei der erste lineare Polarisationsfilter (55) derart an- geordnet ist, dass dessen Polarisationsrichtung (Pi) beim Durchleuchten der Behälter (2) parallel zur Behälterlingsachse (L) verläuft.

4. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Analysator (54) zur zirkularen Polarisation des sichtbaren Lichtspektrums und zur elliptischen Polarisation des infraroten Lichtspektrums ausgebildet ist.

5. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Analysator (54) derart angeordnet ist, dass beim Durchleuchten der Behälter (2) mit der zweiten Lichtquelle eine Hauptpolarisationsrichtung des Analysators (54) parallel zu einer Behälterlängsachse (L) verläuft.

6. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Analysator (54) ein zweites Verzögerungselement (58) und einen nachgeschalteten zweiten linearen Po- larisationsfilter (57) umfasst, und wobei der zweite lineare Polarisationsfilter (57) derart angeordnet ist, dass dessen Polarisationsrichtung beim Durchleuchten parallel zu der Behälterlängsachse (L) verläuft.

7. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (5) ein Spiegelkabinett (55) umfasst, um mehrere Behälterseiten in das Kamerasystem (53) hinein abzubilden.

8. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das sichtbare Lichtspektrum in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm und/oder das infrarote Lichtspektrum in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 3 pm liegen.

9. Durchlichtinspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Inspektionsvorrichtung vier der Inspektionsstationen (5) umfasst, die paarweise gegenüberliegend an dem Transporteur (4) angeordnet sind.

10. Durch I ichti nspektionsverfahren zur Seitenwandinspektion von Behältern (2), wobei die Behälter (2) mit einem Transporteur (4) zu wenigstens einer daran angegliederten Inspektionsstation (5) transportiert und mit der wenigstens einen Inspektionsstation (5) mit polarisiertem Licht (6b) durchleuchtet werden, wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (5) eine Beleuchtungseinrichtung (51 ) mit einer ersten Lichtquelle (51 vis) umfasst, die ein sichtbares Lichtspektrum abgibt, das mit einem nachgeschalteten Polarisator (52) zirkular polarisiert wird, und wobei die wenigstens eine Inspektionsstation (5) ein Karne- rasystem (52) mit einem vorgeschalteten Analysator (54) umfasst, mit der die durch- leuchteten Behälter (2) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (51) eine zweite Lichtquelle (51«) umfasst, die ein infrarotes

Lichtspektrum abgibt und das mit dem nachgeschalteten Polarisator (52) elliptisch polarisiert wird, und dass zwischen der ersten und der zweiten Lichtquelle (51Vis, 51«) umgeschaltet wird, um die Behälter (2) wahlweise mit zirkular oder elliptisch polarisiertem Licht (6bvis, 6b«) zu durchleuchten.

11. Durchlichtinspektionsverfahren nach Anspruch 10, wobei die durchleuchteten Behälter (2) Seitenwände (2a) mit Eigenspannungen aufweisen, und wobei die erste Lichtquelle (51 vis) deaktiviert und die zweite Lichtquelle (51 «) aktiviert wird, so dass die Behälter (2) mit elliptisch polarisiertem Licht durchleuchtet werden, um die Erfassung der Eigenspannungen zu unterdrücken.

12. Durchlichtinspektionsverfahren nach Anspruch 11 , wobei der Polarisator (52) derart ausgerichtet wird, dass eine Hauptpolarisationsrichtung (Pi) des elliptisch polarisierten Lichts parallel zu einer Behälterlängsachse (L) verläuft.

13. D urch I ichti nspektionsverfa hren nach Anspruch 10, wobei die durchleuchteten Behälter (2) spannungsarme oder spannungsfreie Seitenwände (2b) aufweisen, und wobei die zweite Lichtquelle (51«) deaktiviert und die erste Lichtquelle (51 vis) aktiviert wird, so dass die Behälter (2) mit zirkular polarisiertem Licht durchleuchtet werden, um die Erfassung von transparenten Fremdkörpern (3a - 3d) zu verstärken.

14. Durchlichtinspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 10 - 13, wobei der Analysator (54) das zirkular polarisierte, sichtbare Lichtspektrum sowie das elliptisch polarisierte, infrarote Lichtspektrum in linear polarisiertes Licht rücktransformiert.

Description:
Durchlichtinspektionsvorrichtung und Durchlichtinspektionsverfahren zur Seitenwandinspektion von Behältern

Die Erfindung betrifft eine Durchiichtinspektionsvorrichtung und ein Durchlichtinspektionsverfahren zur Seitenwandinspektion von Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 10.

Üblicherweise werden derartige Durchlichtinspektionsvorrichtungen und -verfahren in Geträn- keverarbeitungsaniagen dazu eingesetzt, transparente Fremdkörper, wie beispielsweise Folienreste, in Behältern zu erkennen. Die Behälter könne beispielsweise Flaschen sein, in die nach der Durchlichtinspektion ein Getränk abgefüllt wird.

Die Durchlichtinspektionsvorrichtung umfasst üblicherweise einen Transporteur zum Transport der Behälter und wenigstens eine daran angegliederte Inspektionsstation, um die Behälter mit polarisiertem Licht zu durchleuchten. Die Behälter werden bei der Inspektion zwischen einer Beleuchtungseinrichtung mit einem nachgeschalteten Polarisator und einem Kamerasystem mit einem vorgeschalteten Analysator geführt und so mit dem polarisierten Licht durchleuchtet und mit dem Kamerasystem erfasst.

Da die transparenten Fremdkörper oft Spannungsdoppelbrechung aufweisen oder selbst die Polarisationsrichtung drehen, können sie beim Durchleuchten mit polarisiertem Licht besonders gut erkannt werden und bilden sich im Kamerabild als dunklere Bereiche ab. Sie können dann im Kamerabild mit an sich bekannten Bildverarbeitungsalgorithmen identifiziert werden.

Die naheliegende Verwendung von linearen Polfiltern wird in der Praxis vermieden, weil alle transparenten Fremdkörper, deren spannungs-optischen Hauptachsen parallel oder senkrecht zu den Polarisationrichtungen der linearen Polfilter sind, nicht abdunkeln und damit nicht erkannt werden können. Um die Erkennung von der Orientierung eines transparenten Fremdkörpers möglichst unabhängig zu halten, werden daher üblicherweise zirkulare Polfilter verwendet.

Um besonders dünnwandige und trotzdem bruchsichere (Glas-)Behälter zu erhalten, werden seit neuem die Behälter einer thermischen Härtung unterworfen. Diese Behälter weisen im In- spektionsbild dunkle Flecken auf, obwohl sie keine polarisierenden, durchsichtigen Fremdkörper enthalten. Dadurch kann es gelegentlich Vorkommen, dass verschmutzungsfreie Behälter unnö- tig aus dem Produktionsprozeß ausgeschieden werden. Beispielsweise ist aus der DE 20 2013 100 834 U1 eine Vorrichtung zur Erfassung von Ver- schmutzungen an Behältern bekannt, bei der der Polarisator zur zirkularen oder elliptischen Po larisation des von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlten Lichts ausgebildet ist und die Be- hälter mit zwei Kameras erfasst werden, denen Analysatoren mit unterschiedlichen Polarisati onsdrehrichtungen vorgeschaltet sind, um Verschmutzungen hinter Etiketten besonders gut zu erkennen.

Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Durchlichtinspektionsvorrichtung und ein Durchlichtinspektionsverfahren bereitzustellen, mit dem eine zuverlässige Erkennung von transparenten Verschmutzungen in Behältertypen verschiedener Herstellungsverfahren gleichermaßen möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung eine Durchlichtinspektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unter- ansprüchen genannt.

Bei umfangreichen Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass normale (Glas-) Behältertypen spannungsarm sind und so die Polarisation des Lichts beim Durchleuchten wenig beeinflusst wird. Dadurch wird bei dem zirkular polarisierten Licht ein besonders hoher Kontrast zwischen den transparenten Verschmutzungen und der Behälterseitenwand erzielt.

Allerdings hat sich bei den Untersuchungen auch herausgestellt, dass bei dünnwandigen Behäl tertypen in der Behälterwand durch die thermische Härtung spannungsbehaftete Zonen mit un regelmäßiger Doppelbrechung entstehen, die im Inspektionsbild ähnliche dunkle Flecken erzeu gen wie die polarisierenden, durchsichtigen Fremdkörper. Damit wird die zuverlässige Erkennung der polarisierenden, durchsichtigen Fremdkörper erschwert. Allerdings hat sich überra- schenderweise herausgestellt, dass die Spannungen bei den spannungsbehafteten Behältertypen üblicherweise entlang der Behälterlängsachse verlaufen. Folglich wird gegenüber der Behälterlängsachse ausgerichtetes, linear polarisiertes Licht besonders wenig durch die Spannungen beeinflusst. Mit linearen, Polfiltern, die vorzugsweise parallel zur Behälterachse ausgerichtet sind, kann vermieden werden, dass die Behälterspannungen sichtbar werden. Allerdings wird dann wieder ein Teil der transparenten Fremdkörper nicht erkannt, wenn deren optischen Achsen parallel oder senkrecht zur den Polfilterachsen sind. Um dennoch die transparenten Verschmutzungen unabhängig von ihrer Orientierung gut zu erkennen, hat sich elliptisch polarisier tes Licht als besonders günstig herausgestellt. Das elliptische Licht bringt zwei Nachteile mit sich; Einerseits sind zwar kommerzielle Polfilter linear oder zirkular erhältlich, eine Sonderanfertigung ist allerdings für geringe Stückzahlen nicht sinnvoll. Anderseits werden spannungsfreie Behälter mit normalen zirkularen Polfiltern noch besser inspiziert. Folglich ist eine Verdoppelung der Inspektionseinheiten, um beim Produkt- wechsel beide Polarisationsarten zur Verfügung zu haben, weder räumlich noch finanziell sinnvoll.

Diese Nachteile können dadurch gelöst werden, dass die Beleuchtungseinrichtung eine zweite Lichtquelle zur Abgabe des infraroten Lichtspektrums umfasst und normale zirkulare Polfilter verwendet werden, Zirkulare Polfilter enthalten eine Folie/Schicht, die eine Phasenverschie bung von einem Viertel der Licht-Wellenlänge (Ä/4) erzeugt. Wird nun statt sichtbarem Licht Inf- rarotlicht mit einer wesentlich längeren Wellenlänge verwendet, dann ist die Verzögerung wesentlich geringer als dem Viertel der Licht-Wellenlänge und es entsteht elliptisch polarisiertes Licht, So kann durch Umschalten zwischen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle zwischen zirkular oder elliptisch polarisiertem Licht gewählt werden. Folglich ist es also ohne Umbau der wenigstens einen Inspektionsstation möglich, sowohl bei spannungsfreien Behältertypen mit zirkular polarisiertem Licht als auch bei spannungsbehafteten Behältertypen mit elliptisch polarisiertem Licht zu arbeiten.

Dadurch können mit der erfindungsge mißen Durchlichtinspektionsvorrichtung transparente

Fremdkörper in Behältertypen verschiedener Herstellungsverfahren gleichermaßen zuverlässig erkannt werden.

Die Durchlichtinspektionsvorrichtung kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Ebenso kann die Durchlichtinspektionsvorrichtung in einer Anlage zur Herstellung der Be- hälter angeordnet sein. Der Durchlichtinspektionsvorrichtung kann eine Weiche nachgeordnet sein, um Behälter auszusortieren, bei denen durch die wenigstens eine Inspektionsstation ein oder mehrere transparente Fremdkörper erkannt wurden. Die aussortierten Behälter können gereinigt oder recycelt werden. Ferner kann die Weiche dazu ausgebildet sein, Behälter ohne transparente Fremdkörper einer Behälterbehandlungsmaschine, beispielsweise einem Füller zuzuführen.

Die Behälter können insbesondere Glassflaschen sein. Vorzugsweise können die Behälter dazu vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharma- zeutische Produkte aufzu nehmen. Im Allgemeinen können die Behälter für jegliche fließfähige bzw. abfüllbare Medien vorgesehen sein. Die transparenten Verschmutzungen können Folienreste umfassen.

Der Transporteur kann vorzugsweise als Lineartransporteur ausgebildet sein, wobei an einer Seite die Beleuchtungseinrichtung mit dem nachgeschalteten Polarisator und auf der gegen überliegenden Seite das Kamerasystem mit dem vorgeschalteten Analysator angeordnet ist. Denkbar ist auch, dass der Transporteur als Karussell ausgebildet ist, mit dem die Behälter zwischen der Beleuchtungseinrichtung mit dem nachgeschalteten Polarisator und dem Kamerasys tem mit dem vorgeschalteten Analysator transportiert werden.

Die Beleuchtungseinrichtung kann die erste Lichtquelle, die zweite Lichtquelle, eine Linse, einen Diffusor und/oder eine Blende umfassen. Die erste Lichtquelle und/oder die zweite Lichtquelle können als Leuchtmittel eine Glühlampe, eine Gasentladungslampe, eine Leuchtstoffröhre und/oder LEDs umfassen. Die Leuchtmittel der ersten und der zweiten Lichtquelle können voneinander verschieden sein. Vorzugsweise werden die erste und zweite Lichtquelle derart kombi niert, indem mindestens eine Platine gemischt mit sichtbaren und infraroten LEDs bestückt wird. Durch die Ansteuerungselektronik kann dann einfach zwischen den verschiedenen Lichtfarben umgeschaltet werden.

Das sichtbare Lichtspektrum kann in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm, vorzugsweise von 440 nm bis 650 nm, und/oder das infrarote Lichtspektrum kann in einem Weiien- längenbereich von 780 nm bis 3 pm, vorzugsweise von 800 nm - 1 pm liegen. Denkbar ist auch, dass das sichtbare Lichtspektrum und/oder das infrarote Lichtspektrum jeweils nur ein mono chromatisches üchtspektrum sind.

Der Polarisator kann innerhalb der Beleuchtungseinrichtung oder im Bereich eines Lichtaustritts der Beleuchtungseinrichtu ng angeordnet sein. Der Polarisator und/oder der Analysator können scheiben- oder folienartig ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Polarisator und/oder dem Analysator um eine Polarisationsfolie handeln.

Das Kamerasystem kann eine Kamera und ein Objektiv umfassen. Die Kamera kann einen Zeilen- oder flächenhaften Bildsensor umfassen, beispielsweise einen CCD-Sensor oder CMOS- Sensor. Das Kamerasystem kann über eine Datenleitung mit einer Bildverarbeitungseinheit ver bunden sein, um Kamerabilder der durchleuchteten Behälter hinsichtlich der transparenten Verschmutzungen auszuwerten. Denkbar ist jedoch auch, dass die Bildverarbeitungseinheit in das Kamerasystem integriert ist. Die Durchlichtinspektionsvorrichtung kann eine Steuerungseinrichtung umfassen, um die Be- leuchtungseinrichtung und/oder das Kamerasystem zu steuern. Zudem kann die Steuern ngsein- richtung eine Bildverarbeitungseinheit umfassen, um Kamerabilder des Kamerasystems zu emp- fangen und auf transparente Fremdkörper hin auszuwerten. Zudem kann die Steuerungseinrich- tung dazu ausgebildet sein, den Transporteur zu steuern und/oder Transportpositionen der Behälter zu erfassen.

Der Polarisator kann derart angeordnet sein, dass beim Durchleuchten der Behälter mit der zweiten Lichtquelle eine Hauptpolarisationsrichtung des Polarisators parallel zu einer Behälterlängsachse verläuft. Da die Spannungen der dünnwandigen Behältertypen bevorzugt entlang der Behälterlängsachse verlaufen, wird so die Polarisation des elliptisch polarisierten Lichts der zweiten Lichtquelle beim Durchlaufen der Seitenwand des Behälters besonders wenig gestört. Mit Hauptpolarisationsrichtung des Polarisators kann die Richtung der großen Halbachse bei der elliptischen Polarisation des infraroten Lichtspektrums gemeint sein. Mit Behälterlängsachse kann eine Achse gemeint sein, die zentral durch eine Behältermündung und einen Behälterbo- den eines zu inspizierenden Behälters verläuft. Anders ausgedrückt kann die Behälterlängsachse senkrecht zum Behälterboden stehen.

Der Polarisator kann einen ersten linearen Polarisationsfilter und ein nachgeschaltetes erstes Verzögerungselement umfassen, wobei der erste lineare Polarisationsfilter derart angeordnet ist, dass dessen Polarisationsrichtung beim Durchleuchten der Behälter parallel zur Behälterlängsachse verläuft. Dadurch wird das Licht der ersten und zweiten Lichtquelle zunächst vom ersten linearen Polarisationsfilter linear polarisiert und anschließend durch das erste Verzögerungs element zirkular bzw. elliptisch polarisiert. Beispielsweise kann das erste Verzögerungselement eine l/4-Schicht sein. Da das erste Verzögerungselement nur im sichtbaren Lichtspektrum tatsächlich um L/4 verzögert und demgegenüber im infraroten Lichtspektrum nur um einen geringe- ren Faktor, beispielsweise um 0,64, kann so der Polarisator wellenlängenabhängig zirkular bzw. elliptisch polarisieren, so dass durch Umschalten zwischen der ersten und der zweiten Lichtquelle wahlweise die zirkulare Polarisation oder die elliptische Polarisation bewirkt wird.

Vorzugsweise kann der Analysator zur zirkularen Polarisation des sichtbaren Lichtspektrums und zur elliptischen Polarisation des infraroten Lichtspektrums ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich ein besonders hoher Kontrast in den Kamerabildern. Dadurch, dass der Analysator im infraroten Lichtspektrum elliptisch polarisiert, dunkelt er das Licht zum Kamerasystem hin nur unwe- sentlich ab, so dass ein auswertbares Bild erhalten werden kann.„Auswertbares Bild“ kann hier bedeuten, dass Folienreste das Bild aufhellen bzw. opaker Schmutz das Bild abdunkelt. Der Analysator kann zur linksdrehend elliptischen Polarisation des infraroten Lichtspektrums ausge- bildet sein.

Der Analysator kann derart angeordnet sein, dass beim Durchleuchten der Behälter mit der zweiten Lichtquelle eine Ha uptpolarisationsrichtung des Analysators parallel zu der Behälter längsachse verläuft. Da die Spannungen der dünnwandigen Behälter bevorzugt entlang der Behälterlängsachse verlaufen, wird durch diese Anordnung elliptisch polarisiertes Licht mit der stärksten Polarisation in Richtung der Behä Iterlängsachse besonders wenig durch den Analysator gedämpft. Gleichzeitig wird ein höherer Kontrast zwischen den transparenten Verschmutzungen und der Behälterseiten wand erzielt.

Der Analysator kann ein zweites Verzögerungselement und einen nachgeschalteten zweiten linearen Polarisationsfilter umfassen, wobei der zweite lineare Polarisationsfilter derart angeordnet ist, dass dessen Polarisationsrichtung beim Durchleuchten parallel zu der Behälterlängsach- se läuft.

Beispielsweise kann das zweite Verzögerungselement eine l/4-Schicht sein. Da das zweite Verzögerungselement nur im sichtbaren Lichtspektrum tatsächlich um KI4 verzögert und demgegenüber im infraroten Lichtspektrum nur um einen geringeren Faktor, beispielsweise um 0,64, kann mit dieser Ausbildung des Analysators besonders einfach erreicht werden, dass durch Umschalten zwischen der ersten und der zweiten Lichtquelle auch der Analysator wahlweise von der zirkularen zu der elliptischen Wirkungsweise umschaltet.

Die wenigstens eine Inspektionsstation kann ein Spiegelkabinett umfassen, um mehrere Behäl- terseiten in das Kamerasystem hinein abzubilden. Durch das Spiegelkabinett kann der Strahlengang des Kamerasystems durch Spiegel in mehrere Sektoren aufgeteilt werden, wobei das Ka- merasystem in jedem Sektor eine andere Blickrichtung auf den zu inspizierenden Behälter erhält. Folglich können im Kamerabild gleichzeitig mehrere Blickrichtungen auf den Behälter erfasst werden.

Die Durchlichtinspektionsvorrichtung kann vier der Inspektionsstationen umfassen, die paarwei- se gegenüberliegend an dem Transporteur angeordnet sind. Zudem kann die Durch lichtinspek- tionsvorrichtung eine Dreheinheit umfassen, um die Behälter zwischen den paarweise gegenüberliegend angeordneten Inspektionsstationen um 90° zu drehen. Dadurch kann der Behälter zunächst von zwei gegenüberliegenden Seiten her inspiziert, dann mit einer Dreheinheit um 90° gedreht und erneut von zwei anderen gegenüberliegenden Seiten her inspiziert werden. Folglich kann der Behälter besonders gut und zuverlässig rundum inspiziert werden.„Paarweise gegen- überliegend“ kann hier bedeuten, dass jeweils zwei der vier Inspektionsstationen gegenüberlie- gend am Transporteur angeordnet sind. Denkbar ist auch, dass„paarweise gegenüberliegend“ bedeutet, dass jeweils zwei der vier Inspektionsstationen gegenüberliegend mit entgegengesetz- ten Blickrichtungen und in Transportrichtung nacheinander am Transporteur angeordnet sind, so dass zunächst eine erste Behälterseite und danach eine dazu gegenüberliegende zweite Behälterseite inspizierbar ist.

Darüber hinaus stellt die Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung mit dem Anspruch 10 ein Durchlichtinspektionsverfahren zur Seitenwandinspektion von Behältern bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.

Dadurch, dass die Beleuchtungseinrichtung die zweite Lichtquelle umfasst, die das infrarote Lichtspektrum abgibt, das mit dem nachgeschalteten Polarisator elliptisch polarisiert wird, kann durch das Umschalten zwischen der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle zwischen zirkular oder elliptisch polarisiertem Licht gewählt werden. Folglich ist es also möglich, ohne ei- nen Umbau der wenigstens eine Inspektionsstation sowohl mit zirkular polarisierten Licht bei spannungsfreien Behältertypen als auch mit elliptisch polarisierten Licht bei spannungsbehafteten Behältertypen zu arbeiten.

Folglich können mit dem erfindungsgemäßen Durchlichtinspektionsverfahren transparente Fremdkörper in spannungsfreien und spannungsbehafteten Behältertypen gleichermaßen zuverlässig erkannt werden.

Das Durchlichtinspektionsverfahren kann mit der zuvor beschriebenen Durchlichtinspektions- vorrichtung, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1-9, durchgeführt werden. Das Durchlicht Inspektionsverfahren kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage oder in einer Anlage zur Her- stellung von Behältern durchgeführt werden.

Das Durchlichtinspektionsverfahren kann die zuvor in Bezug auf die Durchlichtinspektionsvorrichtung beschriebenen Merkmale einzelnen oder in beliebigen Kombinationen sinngemäß umfassen.

Die durchleuchteten Behälter können Seitenwände mit Eigenspannungen aufweisen, wobei die erste Lichtquelle deaktiviert und die zweite Lichtquelle aktiviert wird, so dass die Behälter mit elliptisch polarisiertem Licht durchleuchtet werden, um die Erfassung der Eigenspannungen zu unterdrücken. Anders ausgedrückt kann es sich bei den durchleuchteten Behältern um einen spannungsfreien und spannungsbehafteten Behältertyp handeln. Der Polarisator kann derart ausgerichtet sein, dass eine Hauptpolarisationsrichtung des ellip- tisch polarisierten Lichts parallel zu einer Behälterlängsachse verläuft Da die Eigenspannungen vorzugsweise in Richtung der Behälterlängsachse verlaufen, wird das elliptisch polarisierte Licht in den Seitenwänden nur wenig in seiner Polarisation verändert. Dadurch wird ein besonders hoher Kontrast erzielt.

Die durchleuchteten Behälter können spannungsarme oder spannungsfreie Seitenwände auf weisen, wobei die zweite Lichtquelle deaktiviert und die erste Lichtquelle aktiviert wird, sodass die Behälter mit zirkular polarisiertem Licht durchleuchtet werden, um die Erfassung von transparenten Fremdkörper zu verstärken. Durch das zirkularpolarisierte Licht werden die transparen- ten Fremdkörper in Behältern mit spannungsarmen oder spannungsfreien Seitenwänden unab hängig von deren Orientierung besonders gut erkannt.

Der Analysator kann das zirkular polarisierte, sichtbare Lichtspektrum und das elliptisch polari sierte, infrarote Lichtspektrum in linear polarisiertes Licht rücktransformieren. Ein Verzögerungs element des Analysators kann das zirkulare polarisierte, sichtbare Lichtspektrum und das ellip tisch polarisierte, infrarote Lichtspektrum wieder in linear polarisiertes Licht umwandeln, das anschließend einen um 45 verdrehten linearen Polfilter des Analysators passiert.

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

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektionsvorrichtung in einer seitlichen Ansicht;

Figur 2A einen spannungsreichen Behältertypen beim Durchleuchten mit elliptisch polarisier tem Licht in der Durchlichtinspektionsvorrichtung aus der Figur 1 in einer seitlichen Ansicht;

Figur 2B einen spannungsfreien Behältertypen beim Durchleuchten mit zirkular polarisierten

Lichts in der Durchlichtinspektionsvorrichtung aus der Figur 1 in einer seitlichen Ansicht; und

Figur 3 den Aufbau des Polarisators bzw. des Analysators der Durchlichtinspektions vorrichtung aus der Figur 1 in einer seitlichen Ansicht.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Durchlichtinspektions vorrichtung 1 in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Zu sehen ist der Transporteur 4 und die da- ran angegliederte Inspektionsstation 5 zum Durchleuchten der Seitenwand 2a des Behälters 2 mit dem polarisierten Licht 6b,

Der Transporteur 4 ist hier beispielsweise als Lineartransporteur ausgebildet, um die Behälter 2 zwischen der Beleuchtungseinrichtung 51 mit dem nachgeschalteten Polarisator 52 und dem

Kamerasystem 53 mit dem vorgeschalteten Analysator 54 hindurch zu transportieren. Die Behälter 2 können dabei vorzugsweise kontinuierlich transportiert und fortlaufend von dem Kame rasystem 53 erfasst werden.

Die Beleuchtungseinrichtung 51 umfasst eine erste Lichtquelle 51 vis zur Abgabe eines sichtbaren Lichtspektrums und eine zweite Lichtquelle 51 IR zur Abgabe eines infraroten Lichtspektrums. Beispielsweise ist die erste Lichtquelle 51 vis mit einer Vielzahl von LEDs ausgebildet, die weißes Licht abstrahlen, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm. Dagegen ist beispielsweise die zweite Lichtquelle 51 IR mit einer Vielzahl von LEDs ausgebildet, die infraro- tes Licht abstrahlen, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 3 prn. Denk- bar ist auch, dass die erste Lichtquelle 51 vis nur monochromatisches Licht, beispielsweise grü nes Licht mit einer Wellenlänge von 560 nm und/oder die zweite Lichtquelle 51 K nur monochromatisches Licht, beispielsweise nahes Infrarot mit einer Wellenlänge von 850 nm abgibt.

Weiterhin ist der Beleuchtungseinrichtung 51 der Polarisator 52 nachgeschaltet, der zur zirkularen Polarisation des sichtbaren Lichtspektrums der ersten Lichtquelle 51 Vi s und zur elliptischen Polarisation des infraroten Lichtspektrums der zweiten Lichtquelle 51 IR ausgebildet ist. Der ge naue Aufbau eines derartigen Polarisators 52 wird weiter unten anhand der Figur 3 näher erläu tert.

Durch den Polarisator 52 wird das unpolarisierte Licht 6a der Beleuchtungseinrichtung 51 je nachdem ob die erste Lichtquelle 51 vis oder die zweite Lichtquelle 51 aktiviert ist, wahlweise zirkular oder elliptisch polarisiert. Folglich kann also durch Umschalten zwischen der ersten Lichtquelle 51 Vi s und der zweiten Lichtquelle 51 K der Behälter 2 wahlweise mit zirkular oder elliptisch polarisierten Licht 6b durchleuchtet werden, um so die transparenten Fremdkörper 3a - 3d zu erfassen.

Ferner ist zu sehen, dass dem Kamerasystem 53 der Analysator 54 vorgeschaltet ist. Der Analysator 54 ist hier umgekehrt aufgebaut wie der Polarisator 52, so dass er die zirkulare Polarisa tion des sichtbaren Lichtspektrums und die elliptischen Polarisation des infraroten Lichtspekt rums wieder in linear polarisiertes Licht rückverwandelt. Dieses Licht gelangt zum Kamerasystem 53. Das Kamerasystem 53 umfasst eine Kamera 53a und ein Objektiv 53b. Mit dem Objektiv 53b wird der Behälter 2 über das Spiegelkabinett 58 auf einen Bildsensor der Kamera 53a abgebil- det, der hier beispielsweise ein flichenhafter CMOS-Sensor.

Zudem ist zu sehen, dass dem Kamerasystem 53 das Spiegelkabinett 58 vorgeschaltet ist

Dadurch ist es möglich, mehrere Behälterseiten nebeneinander als Bildsektoren in das Kamerasystem 53 hinein abzubilden. Mit dem Spiegelkabinett 58 und dem Objektiv 53b können bei spielsweise mindestens zwei Ansichten des Behälters 2 aus verschiedenen Blickwinkeln nebeneinander auf den Bildsensor der Kamera 53a abgebiidet werden und so in einem Kamerabild erfasst werden.

Des weiteren ist die Steuerungseinrichtung 7 zu sehen, mit der die Beleuchtungseinrichtung 51 so ansteuerbar ist, dass wahlweise die erste Lichtquelle 51 Vi s zur Abgabe des sichtbaren Lichtspektrums oder die zweite Lichtquelle 51 IR zur Abgabe des infraroten Lichtspektrums akti- viert wird. Entsprechend wird die jeweils andere Lichtquelle deaktiviert. Darüber hinaus ist die Steuerungseinrichtung 7 dazu ausgebildet, das Kamerasystem 53 anzusteuem und die Kame rabilder mittels einer Bildverarbeitungseinheit auszu werten. Die Steuerungseinrichtung 7 ist dazu mit entsprechenden Steuer- und Datenleitung mit der Beleuchtungseinrichtung 51 und dem Kamerasystem 53 verbunden. Denkbar ist auch, dass die Steuerungseinrichtung 7 dazu ausge bildet ist, den Transporteur 4 zu steuern und/oder die Position der Behälter 2 gegenüber der Inspektionsstationen 5 als Transportpostionen zu erfassen. Dadurch kann das Ansteuern der Beleuchtungseinrichtung 51 und des Kamerasystems 53 auf den Transport der Behälter 2 ge triggert werden.

Die Inspektion der Behälter 2 wird nachfolgend anhand der Figuren 2A - 2B näher erläutert:

In der Figur 2A ist einen spannungsreichen Behältertyp beim Durchleuchten mit elliptisch polari siertem Licht 6b iR in der Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 aus der Figur 1 in einer seitlichen Ansicht zu sehen.

Der in der Figur 2A dargestellte Behälter 2 weist Eigenspannungen in den Seitenwänden auf. Zudem ist zu sehen, dass sich in dem Behälter 2 mehrere transparente Fremdkörper 3a - 3d befinden, beispielsweise Folienreste oder dergleichen.

Zur Inspektion des Behälters 2 wird bei der in der Figur 1 dargestellten Beleuchtungseinrichtung 51 die zweite Lichtquelle 51 IR aktiviert, so dass unpolarisiertes Licht 6a im infraroten Lichtspekt rum abgegeben wird. Durch den Polarisator 52 wird das unpolarisierte Licht 6a elliptisch polari- siert, so dass der Behälter 2 in der Figur 2A mit dem elliptisch polarisierten Licht 6bi R durch- leuchtet wird.

Zudem ist in der Figur 2A zu sehen, dass die Hauptpolarisationsrichtung Pi des Polarisators 52 und damit des elliptisch polarisierten Lichts 6bi R parallel bzw. die Nebenpolarisationsrichtung P 2 quer zur Behälterlängsachse L verläuft. Die thermische Härtung des Behälters 2 erzeugt eine spannungs-optische Vorzugsrichtung, die in der Richtung der Behälterlängsachse L verläuft.

Durch die Orientierung des Polarisators 52 und damit des elliptisch polarisierten Lichts 6b K wirken sich allerdings die Eigenspannungen nicht als dunkle Flecken im Kamerabild aus.

Demgegenüber verändern die transparenten Fremdkörper 3a - 3d beim Durchleuchten die Orientierung des elliptisch polarisierten Lichts, so dass durch den nachgeschalteten Analysator 54 entsprechend weniger Licht durchdringt. Folglich werden die transparenten Fremdkörper 3a - 3d im Kamerabild dunkler abgebildet.

Folglich ist es also bei Aktivierung der zweiten Lichtquelle 51 « im infraroten Lichtspektrum und dem dadurch erzeugten elliptisch polarisierten Licht 6b IR möglich, einen Behältertyp mit Eigenspannungen in der Seitenwand 2a zu durchleuchten und dennoch die transparenten Fremdkörper 3a - 3d zuverlässig zu erkennen.

Demgegenüber ist in der Figur 2B ein dickwandiger Behältertyp beim Durchleuchten mit zirkular polarisiertem Licht 6bvis in der Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 aus der Figur 1 in einer seitlichen Ansicht zu sehen.

Der in der Figur 2B dargestellte Behälter 2 weist nur geringe oder gar kein Eigenspannungen auf. Zudem ist zu sehen, dass sich in dem Behälter 2 mehrere transparente Fremdkörper 3a - 3d befinden, beispielsweise Folienreste oder dergleichen.

Zur Inspektion des Behälters 2 wird bei der in der Figur 1 dargestellten Beleuchtungseinrichtung 51 die erste Lichtquelle 51 vis aktiviert, so dass polarisiertes Licht 6a im sichtbaren Lichtspektrum abgegeben wird. Durch den Polarisator 52 wird das sichtbare Licht 6a zirkular polarisiert, so dass der Behälter 2 in der Figur 2B mit dem zirkular polarisierten Licht 6bvis durchleuchtet wird.

Da die Seitenwände des Behälters 2 keine Eigenspannungen aufweisen, wird die Polarisationsrichtung des zirkular polarisierten Lichts 6bvis nicht beeinflusst, wohingegen die transparenten Fremdkörper 3a - 3d die Polarisation verändern. Dadurch dringt entsprechend weniger Licht durch den nachgeschalteten Analysator 54 hindurch, sodass die transparenten Fremdkörper 3a - 3d im Kamerabild entsprechend dunkler abgebildet werden.

Folglich ist es also bei Aktivierung der ersten Lichtquelle 51 vis im sichtbaren Lichtspektrum und dem dadurch erzeugten zirkular polarisierten Licht 6bvis möglich, einen Behältertyp mit nur ge ringen oder gar kein Eigenspannungen in der Seitenwand 2a zu durchleuchten und die transparenten Fremdkörper 3a - 3d besonders zuverlässig zu erkennen.

In der Figur 3 ist ein Schnitt durch den in der Figur 1 dargestellten Polarisator 52 bzw. den Analysator 54 in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Sie sind spiegelbildlich aufgebaut, wobei der Polarisator 52 einen ersten linearen Polarisationsfilter 55 und ein nachgeschaltetes erstes Ver- zögerungselement 56 bzw, der Analysator 54 ein zweites Verzögerungselement 58 und einen nachgeschalteten zweiten linearen Polarisationsfilter 57 umfasst. Das Licht durchläuft den Polarisator 52 bzw. den Analysator 54 aus der Richtung R.

Zu sehen ist auch, dass der erste bzw. zweite lineare Polarisationsfilter 55, 57 derart angeordnet sind, dass deren Polarisationsrichtung beim Durchleuchten der Behälter parallel zu der Behälterlängsachse L verläuft. Bei dem ersten bzw. zweiten Verzögerungselement 56, 58 handelt es sich um eine l/4- Verzögerungsschicht, die eine Zirkularpolarisation des sichtbaren Lichtspekt- rums und eine elliptische Polarisation des infraroten Lichtspektrums bewirkt.

Denkbar ist, dass der Polarisator 52 und/oder der Analysator 54 als Polarisationsfolien ausgebil- det sind. Dadurch können Sie auch großflächig besonders kostensparend hergestellt werden.

Durch die Anordnung des ersten bzw. zweiten linearen Polarisationsfilters 55, 57 und des nach- geordneten ersten bzw. zweiten Verzögerungselements 46, 58 verläuft die Hauptpolarisations- richtung P1 des Polarisators 52 bzw. des Analysators 54 parallel zur Behälterlängsachse L, so dass auch transparente Fremdkörper 3a - 3d in spannungsbehafteten Behältertypen besonders zuverlässig erkannt werden können.

Die Erkennung der transparenten Fremdkörper 3a - 3d in den Kamerabildern erfolgt mit an sich bekannten Bildverarbeitungsalgorith men , die dunkle Bildbereiche und/oder Kontrastkanten iden- tifizieren. Befindet sich wenigstens ein transparenter Fremdkörper 3a - 3d in einem Behälter 2, so kann dieser erneut gereinigt, recycelt oder aussortiert werden. Dies kann beispielsweise automatisch mit einer der Durchlichtinspektionsvorrichtung in der Figur 1 nachgeordneten Weiche erfolgen.

Insgesamt wird die Durchlichtinspektionsvorrichtung der Figuren 1-3 wie folgt eingesetzt: Die Behälter 2 werden mit dem Transporteur 4 zu der daran angegliederten Inspektionsstation 5 transportiert und mit polarisiertem Licht 6b durchleuchtet. Um Behälter 2 mit besonders wenig oder gar keinen Eigenspannungen zu inspizieren, wird die erste Lichtquelle 51 vis aktiviert, so- dass sie ein sichtbares Lichtspektrum abgibt. Dies wird anschließend mit dem nachgeschalteten

Polarisator 52 zirkular polarisiert und so der Behälter 2 durchleuchtet. Das Kamerasystem 52 mit dem vorgeschalteten Analysator 54 erfasst den durchleuchteten Behälter 2, wobei die transparenten Fremdkörper 3a - 3d dunkler als die Seitenwand 2a im Kamerabild abgebildet werden. Demgegenüber wird, um Behälter 2 mit Eigenspannungen zu inspizieren, die zweite Lichtquelle 51 IR aktiviert, so dass sie ein infrarotes Lichtspektrum abgibt. Das Licht wird anschließend mit dem nachgeschalteten Polarisator 52 elliptisch polarisiert und so der Behälter 2 durchleuchtet.

Demzufolge ist es also mit der Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 der Figuren 1 -3 besonders einfach möglich, zwischen zirkular und elliptisch polarisiertem Licht 6bvis, 6bi R für die Durch- leuchtung der Behälter 2 umzuschalten. Wie zuvor dargelegt, eignet sich das zirkular polarisier- ten Licht 6bvis besonders für Behältertypen mit nur geringen oder gar keinen Eigenspannungen bzw. das elliptisch polarisierte Licht 6b« besonders für Behältertypen mit Eigenspannungen in der Seitenwand. Folglich kann bei der Durchlichtinspektionsvorrichtung 1 die erste bzw. die zweite Lichtquelle 51 vis, 51« so angesteuert werden, dass sowohl spannungsbehaftete als auch spannungsfreie Behältertypen besonders zuverlässig inspiziert werden können.

Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese Merkmalskombination beschränkt sind sondern auch einzelnen oder in beliebi gen anderen Merkmalskombinationen möglich sind.