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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE EDGE PROFILE OF BOTTLES OR SIMILAR CONTAINERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/156027
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device for detecting the edge profile of bottles or similar containers that are moved past a measuring and/or receiving region of a measuring and/or receiving system, using at least one opto-electric receiver on one side of the measuring and/or receiving region and using at least one light-emitting device on the side located opposite of the receiver in the measuring and/or receiving region.

Inventors:
BUCHWALD CARSTEN (DE)
SCHORN WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/003537
Publication Date:
December 30, 2009
Filing Date:
May 19, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KHS AG (DE)
BUCHWALD CARSTEN (DE)
SCHORN WOLFGANG (DE)
International Classes:
G01F17/00; B67C3/00; G01B11/24; G01N21/90
Domestic Patent References:
WO2008027569A22008-03-06
Foreign References:
EP0298588A11989-01-11
US5280170A1994-01-18
DE20005283U12000-07-20
JPH0989805A1997-04-04
DE19512133A11995-10-05
EP1176417A12002-01-30
US20020145103A12002-10-10
EP0896244A11999-02-10
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Erfassung des Kantenprofils von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), die an einem Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) eines Mess- und/oder Aufnahmesystems vorbei bewegt werden, unter Verwendung wenigstens eines opto-elektrischen Empfängers (11 , 20) an einer Seite des Mess- und/oder Aufnahmebereichs (4) und unter Verwendung wenigstens einer, dem Empfänger (11) an dem Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) gegenüberliegenden Licht aussendenden Einrichtung (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Licht aussendende Einrichtung (7, 8) ein paralleles oder im Wesentlichen paralleles und auf den durch den Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) bewegten Behälter (2) gerichtetes Licht (9.2, 16.2) erzeugt, dass mit dem wenigstens einen als Zeilenbildaufnehmer ausgebildeten opto-elektrischen Empfänger (11 , 20) zeitlich nacheinander Zeilenbilder, beispielsweise mit der Breite eines Pixels, von dem jeweiligen Behälter (2) erzeugt werden, und dass aus den Zeilenbildern anschließend das Kantenprofil des Behälters (2) gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des parallelen Lichtes (9.2, 16.2) der wenigstens einen Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) auf einem Bildschirm (18) ein Bild, beispielsweise Schattenbild des jeweiligen Behälters (2) erzeugt wird, und dass mit dem wenigstens einen Zeilenbildaufnehmer (20) von dem Bild am Bildschirm (18) die Zeilenbilder erzeugt werden.

3. Verfahren zur Erfassung des Kantenprofils von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), die an einem Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) eines Mess- und/oder Aufnahmesystems vorbei bewegt werden, unter Verwendung wenigstens eines opto-elektrischen Empfängers (11 , 20) an einer Seite des Mess- und/oder Aufnahmebereichs (4) und unter Verwendung wenigstens einer, dem Empfänger (11) an dem Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) gegenüberliegenden Licht aussendenden Einrichtung (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Licht aussendende Einrichtung (7, 8) ein paralleles oder im Wesentlichen paralleles und auf den durch den Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) bewegten Behälter (2) gerichtetes Licht (9.2, 16.2) erzeugt, und dass unter Verwendung des parallelen Lichtes (9.2, 16.2) der wenigstens einen Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) auf einem Bildschirm (18) ein Bild, beispielsweise Schattenbild des jeweiligen Behälters (2) zur Aufnahme mit dem opto-

elektrischen Empfänger (11 , 20) oder mit einer opto-elektrischen Kamera, beispielsweise mit einer CCD-Kamera oder mit einer Zeilenkamera (20)erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme der Zeilenbilder und/oder des am Bildschirm (18) erzeugten Bildes ohne Färb- und Grauwerte erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung wenigstens einer Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) mit wenigstens einer Lichtquelle (7.1 , 8.1) zur Abgabe eines im Spektrum veränderbaren Lichtes (9, 16).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung des Kantenprofils eines jeden Behälters (2) der Spektralbereich des Lichtes der wenigstens einen Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) sowie eventuell im Strahlengang angeordnete Filter (12, 13, 14) oder deren Durchlasscharakteristik wenigstens einmal synchron geändert werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Bildschirms (18), der eine Durchlasscharakteristik in der Form aufweist, dass er nur für ein in einer vorgegebenen Richtung auftreffendes Licht, beispielsweise nur für senkrecht auftreffendes Licht durchlässig ist.

8. Vorrichtung zur Erfassung des Kantenprofils von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), mit wenigstens einem opto-elektrischen Empfänger (11 , 20) an einer Seite eines Mess- und/oder Aufnahmebereichs, durch den die Behälter (2) auf einem Transporteur (4) bewegt werden, und mit wenigstens einer Licht aussendenden Einrichtung (7, 8), die an dem Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) dem Empfänger (11) gegenüberliegend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Licht aussendende Einrichtung (7, 8) zur Erzeugung eines parallelen oder im Wesentlichen parallelen, den Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) durchdringenden und auf den wenigstens einen Empfänger (11) gerichteten Lichtes (9.2, 16.2) ausgebildet ist, und dass der wenigstens eine op- to-elektrische Empfänger (11 , 20) als Zeilenbildaufnehmer zum Aufnehmen von Zeilenbildern beispielsweise mit der Breite eines Pixels ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Empfänger (11 , 20) ein Bildschirm (18) zugeordnet ist, auf dem unter Verwendung des parallelen Lichtes (9.2, 16.2) der wenigstens einen Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) ein Bild, beispielsweise Schattenbild des jeweiligen Behälters (2) erzeugt wird, und dass der Zeilenbildaufnehmer (20) im Strahlengang auf den Bildschirm (18) folgend angeordnet ist.

10. Vorrichtung zur Erfassung des Kantenprofils von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), mit wenigstens einem opto-elektrischen Empfänger (11 , 20) an einer Seite eines Mess- und/oder Aufnahmebereichs, durch den die Behälter (2) auf einem Transporteur (4) bewegt werden, und mit wenigstens einer Licht aussendenden Einrichtung (7, 8), die an dem Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) dem Empfänger (11) gegenüberliegend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Licht aussendende Einrichtung (7, 8) für die Erzeugung eines parallelen oder im Wesentlichen parallelen, den Mess- und/oder Aufnahmebereich (4) durchdringenden und auf den Empfänger (11) gerichteten Lichtes (9.2, 16.2) ausgebildet ist, dass dem wenigstens einen Empfänger (11) ein Bildschirm (18) zugeordnet ist, auf dem unter Verwendung des parallelen Lichtes (9.2, 16.2) der wenigstens einen Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) ein Bild, beispielsweise ein Schattenbild des jeweiligen Behälters (2) erzeugt wird, und dass der wenigstens eine Empfänger (11) oder eine diesen Empfänger bildende opto-elektrische Kamera, beispielsweise CCD-Kamera, oder ein Zeilenbildaufnehmer oder eine Zeilenkamera (20) im Strahlengang auf den Bildschirm (18) folgend angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur gesonderten Erfassung des Kantenprofils wenigstens zweier Bereiche der Behälter (2) zumindest zwei gesonderte Licht aussende Einrichtungen (7, 8) und/oder wenigstens zwei opto-elektrische Empfänger (11 , 20) vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Licht aussendende Einrichtung (7, 8) zumindest eine punktförmige oder im Wesentlichen punktförmige Lichtquelle (7.1 , 8.1) sowie wenigstens ein Linsensystem (10), beispielsweise in Form einer Fresnel- Linse zur Erzeugung des parallelen Lichtes (9.2, 16.2) und/oder zumindest eine

Lichtquelle (7.1 , 8.1) zur Abgabe eines im Spektrum veränderbaren Lichtes (9, 16) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang des Lichtes der wenigstens einen Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) optische Filter (12, 13, 14) angeordnet sind, die in ihrer Filter- oder Durchlasscharakteristik an das Lichtspektrum der Licht aussendenden Einrichtung (7, 8) anpassbar sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (18) eine Durchlasscharakteristik in der Form aufweist, dass er nur für ein in einer vorgegebenen Richtung auftreffendes Licht, beispielsweise nur für senkrecht auftreffendes Licht durchlässig ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lichtquelle (7.1 , 8.1) von mehreren Einzellichtquellen (22) gebildet sind, deren Licht mit Hilfe einer Optik, beispielsweise mit Hilfe einer Faseroptik (23) zu einer punktförmigen Lichtquelle (7.1 , 8.1) zusam- mengefasst ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilenkamera keinerlei entsprechende Optik aufweist, sondern nur den reinen Aufnehmer umfasst.

Description:

Verfahren sowie Vorrichtung zur Erfassung des Kantenprofils von Flaschen oder dergleichen Behältern

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentan- spruch 1 oder 3 sowie auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 8 oder 10.

[0002] Verfahren und Vorrichtungen bzw. Abbildungs- oder Messsysteme zum Abbilden von Flaschen oder dergleichen Behältern, insbesondere auch zur Erfas- sung des Kantenprofils von Behältern, bei denen die Behälter auf einem Transporteur oder Transportband an einem Aufnahme- oder Messbereich des Aufnahmeoder Messsystems vorbei bewegt werden, sind bekannt. Die bekannten Messsysteme, bei denen mittels einer CCD-Kamera mit entozentrischem Objektiv und mittels eines Leuchtschirm unterschiedlichste Messverfahren im sogenannten Durch- licht- oder Schattenabbild ungs-Verfahren realisiert werde, sind aber insbesondere wegen eines nicht verzerrungsfreien Strahlenganges mit starken Abbildungsfehlern behaftet. Diese Abbildungsfehler könnten zwar mit speziellen Objektiven, beispielsweise mit telezentrischen Objektiven auf ein in der Praxis vertretbares Maß reduziert werden, derartige Objektive sind aber extrem teuer und besitzen auch eine stark reduzierte Tiefenschärfe, die eine sehr exakte Positionierung der Behälter an dem jeweiligen Mess- und Aufnahmebereich des Messsystems erforderlich macht.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches eine verzerrungsfreie oder im Wesentlichen verzerrungsfreie Erfassung des Kantenprofils von Flaschen oder dergleichen Behältern ermöglicht, und zwar bei reduziertem konstruktiven Aufwand für die als Mess- und Abbildungssystem verwendete Vorrichtung.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentan- spruch 1 oder 3 ausgebildet. Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruchs 8 oder 10.

[0005] Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden mit einem Zeilenbildauf- nehmer bzw. mit einer Zeilenkamera von jedem an dem Mess- oder Aufnahmebe- reich vorbei bewegten Behälter jeweils zeitlich nacheinander mehrere Zeilen- oder streifenförmige Aufnahmen erzeugt, aus denen dann das Kantenprofil des betref-

fenden Behälter zusammengesetzt wird. Die Zeilenaufnahmen sind dabei verzerrungsfrei und vorzugsweise Aufnahmen ohne Grau- und Farbanteil.

[0006] Bei Verwendung eines Zeilenbildaufnehmers bzw. einer Zeilenkamera wer- den Zeilenbilder beispielsweise parallel zu einer Behälterachse, z.B. parallel zu einer vertikalen Behälterachse erzeugt, wobei das Auflösevermögen im erzeugten Kantenprofil in dieser Behälterachse durch das Auflösevermögen des Zeilenbildaufnehmers bzw. der Zeilenkamera und quer zur Achse der Zeilenbilder, d.h. z.B. quer zur Behälterachse durch die Anzahl der Aufnahmen je Zeiteinheit den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden kann.

[0007] Die einzelnen Zeilenbilder werden beispielsweise durch entsprechende Ansteuerung des Zeilenbildaufnehmers oder der Zeilenkamera und/oder durch entsprechende Ansteuerung der Licht aussenden Einrichtung erzeugt. Das von den Behältern jeweils erstellte Kantenprofil kann für die unterschiedlichsten Steuer- und überwachungszwecke verwendet werden.

[0008] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt mit dem parallelen Licht der wenigstens einen Licht aussendenden Einrichtung eine parallele Schattenabbildung des jeweiligen Behälters auf einem Leucht- oder Bildschirm. Dieser ist bevorzugt so ausgebildet, dass an seiner dem wenigstens opto- elektrischen Empfänger (z.B. Zeilenbildaufnehmer, Zeilenkamera oder CCD- Kamera) zugewandten Seite eine Abbildung oder ein Schattenbild des jeweiligen Behälters vorliegt, welches ausschließlich durch das parallele Licht bzw. die paralle- len Lichtstrahlen dieses Lichtes erzeugt ist. Hierdurch wird eine verzerrungsfreie und scharfrandige Schattenabbildung auf der dem wenigstens einen opto- elektrischen Empfänger zugewandten Seite des Leucht- oder Bildschirmes erreicht. Insbesondere sind Verzerrungen durch nicht parallele Lichtstrahlen sowie durch Fremdlicht vermieden, welches schräg auf den Leucht- oder Bildschirm auftrifft. Der Bildschirm besteht dabei im einfachsten Fall aus einem Flachmaterial oder aus einer Folie, die nur oder im Wesentlichen nur für ein senkrecht auftreffendes Licht durchlässig ist, beispielsweise aus einer Polfilterfolie oder Richtfilterfolie.

[0009] Die wesentlichen Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammen- fassen:

Vereinfachter und kostengünstiger Aufbau der Vorrichtung bzw. des Mess- und/oder Abbildungssystems,

die Möglichkeit einer Verwendung von handelsüblichen und preiswert auf dem Markt erhältlichen entozentrischer Objektive für den verwendeten opto- elektrischen Empfänger bzw. die Zeilenkamera, den Zeilenbildaufnehmer oder die CCD-Kamera, die Möglichkeit extrem kurzer Belichtungszeiten durch eine gezielte Fokussie- rung des Lichtes bzw. Lichtstrahles und dadurch u.a. auch eine Verbesserung der Fremdlichtunabhängigkeit, verzerrungsfreie Abbildung, homogene Leuchtdichte auch bei Verwendung von nur schwachen Lichtquel- len, hohe Tiefenschärfe, insbesondere auch bei Verwendung eines opto- elektrischen Empfängers bzw. eines Zeilenbildaufnehmers, einer Zeilenkamera oder einer CCD-Kamera mit entozentrischem Objektiv.

[0010] Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.

[0011] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 - 4, die jeweils in vereinfachter schematischer Darstellungen opto-elektrische Abbildungs- oder Mess- Vorrichtungen gemäß der Erfindung bzw. eine Einrichtung zum Einkoppeln mehrerer Einzellichtquellen in einen gemeinsamen Brennpunkt zeigen, näher erläutert.

[0012] Die in der Figur 1 allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient u.a. zur opto-elektrische Erfassung bzw. zum Aufnehmen des Kantenprofils von Behältern 2, die mit einem Füllgut gefüllt und jeweils mit einem Verschluss 3 verschlossen sind, beispielsweise zur Ermittlung des tatsächlichen Volumens der Behälter 2 in einer Recheneinheit aus dem Kantenprofil, so dass unter Berücksichtigung dieses Volumens bei entsprechender Verknüpfung mit einer Füllstanz- oder Füllhöhenkontrolle ermittelt oder überprüft werden kann, ob die gemessene Füllhöhe auch tatsächlich dem geforderten Volumen entspricht usw. Die Vorrichtung 1 eignet sich weiterhin u.a. auch für eine Kontrolle der Behälter 2 hinsichtlich des Vorhandenseins der Ver-

Schlüsse 3 und/oder hinsichtlich eines ordnungsgemäßen Aufbringens dieser Verschlüsse.

[0013] Grundsätzlich besteht die Vorrichtung 1 , durch die bzw. durch deren Mess- und/oder Aufnahmebereich die als Flaschen, beispielsweise als PET-Flaschen ausgebildeten Behälter 2 auf einem Transporteur oder Transportband 4 aufrecht stehend, d.h. mit ihrer Behälterachse in vertikaler Richtung orientiert hindurchbewegt werden, aus einem Mess- und/oder Aufnahmesystem mit einer Sendeseite 5, die an einer Längsseite des Transportbandes 4 mit diesem nicht mitbewegt vorgesehen ist, und mit einer Empfängerseite 6. Diese ist der Sendeseite 5 senkrecht oder quer zur Transportrichtung des Transportbandes 4 gegenüberliegend an der anderen Längsseite dieses Transportbandes bzw. des Mess- und/oder Aufnahmebereichs vorgesehen, und zwar mit dem Transportband 4 ebenfalls nicht mitbewegt.

[0014] Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Sendeseite 5 in vertikaler Richtung übereinander zwei Licht aussendende Einrichtungen 7 und 8 auf, von denen die Licht aussendende Einrichtung 7 bei der dargestellten Ausführungsform von einer einzigen, punktförmigen oder im Wesentlichen punktförmigen Lichtquelle 7.1 mit einem vorgegebenen Lichtspektrum und die Licht aussendende Einrichtung 8 von einer punktförmigen oder im Wesentlichen punktförmigen Lichtquelle 8.1 gebildet ist, die zur Abgabe von Licht in unterschiedlichen Spektren geeignet ist. Die Lichtquelle 8.1 ist hierfür von mehreren Einzellichtquellen mit einer zugehörigen Optik zur Lichteinkopplung gebildet. Die Lichtquelle 7.1 und die Einzellichtquellen der Lichtquelle 8.1 bestehen beispielsweise jeweils aus einer LED oder aus mehreren LEDs.

[0015] Das Licht der Lichtquelle 7.1 ist in der Figur 1 allgemein mit 9 bezeichnet. Das zunächst divergierend von der Lichtquelle 7.1 abgestrahlte Licht 9.1 (Lichtbündel aus divergierenden Lichtstrahlen) wird an einem als Kollimator wirkenden opti- sehen Linsenssystem 10 in horizontales und senkrecht zur Transportrichtung des Transportbandes 4 orientiertes paralleles Licht 9.2 (Lichtbündel aus parallelen Lichtstrahlen) umgeformt und trifft in dieser Form auf die Empfängerseite 6. In der Empfängerseite 6 wird das von dem parallelen Licht 9.2 als paralleles Schattenbild oder -profil erzeugte Kantenprofil des jeweiligen Behälters 2 im Bereich des Verschlusses 3 von einem in der Figur 1 allgemein mit 11 bezeichneten opto-elektrischen Empfänger erfasst, der z.B. eine Zeilenkamera mit entozentrischer Optik aufweist. Dies erfolgt durch mehrere zeitlich auf einander folgende Aufnahmen jeweils eines in ver-

tikaler Richtung orientierten und beispielsweise nur ein Pixel breiten Zeilenbildes des oberen, den Verschluss 3 aufweisenden Bereichs des durch die Vorrichtung 1 bewegten Behälters 2. Durch Zusammen- oder Aneinander-Setzen dieser Zeilenbilder ohne Grau- und Farbwerte wird das Kantenprofil des jeweiligen Behälters 2 im Bereich des Verschlusses 3 erzeugt, und zwar unter Berücksichtigung der Transportgeschwindigkeit des Transportbandes 4. Es versteht sich, dass die Licht aussendende Einrichtung 7 hierfür so angeordnet ist, dass sich die Behälter 2 mit ihren Verschlüssen 3 durch das parallele Licht 9.2 bewegen.

[0016] Zwischen der Lichtquelle 7.1 und dem Linsenssystem 10 ist im Strahlengang des Lichtes 9 ein vorzugsweise austauschbares Filter 12 vorgesehen, um für die Erfassung des Kantenprofils ein beispielsweise auch unter Berücksichtigung von Umgebungslicht optimales Teilspektrum des von der Lichtquelle 7.1 gelieferten Lichts 9 auswählen zu können. Entsprechende Filter 13 und 14 sind an der Emp- fängerseite 6 vor dem opto-elektrischen Empfänger 11 vorgesehen. Im Strahlengang zwischen dem Filter 12 und dem Linsensystem 10 ist weiterhin eine Feldblende 15 mit Blendenöffnung angeordnet, die das Licht der Lichtquelle 7.1 derart begrenzt, dass mit dem aus dem Linsensystem 10 austretenden parallelen Licht 9.2 lediglich der obere, mit dem Verschluss 3 versehene Bereich jedes Behälters 2, d.h. der jeweilige Flaschenhals mit dem Verschluss 3 erfasst wird.

[0017] Das Licht der Lichtquelle 8.1 ist in der Figur 1 allgemein mit 16 bezeichnet. Das zunächst divergierend von der Lichtquelle 8.1 abgestrahlte Licht 16.1 wird an dem als Kollimator wirkenden optischen Linsenssystem 10 in horizontales und senk- recht zur Transportrichtung des Transportbandes 4 orientiertes Licht 16.2 umgeformt und trifft in dieser Form auf die Empfängerseite 6. In der Empfängerseite 6 wird das von dem parallelen Licht 16.2 als paralleles Schattenbild oder -profil erzeugte Kantenprofil des jeweiligen Behälters 2 im Bereich unterhalb des Verschlusses 3 von dem opto-elektrischen Empfänger 11 erfasst. Dies erfolgt ebenfalls durch mehrere zeitlich auf einander folgende Aufnahmen jeweils eines in vertikaler Richtung orientierten und beispielsweise nur ein Pixel breiten Zeilenbildes des Behälterbereichs unterhalb des Verschlusses 3. Durch Zusammen- oder Aneinandersetzen dieser Zeilenbilder ohne Grau- und Farbwerte wird für den jeweiligen Behälters 2 das Kantenprofil unterhalb des Verschlusses 3 erzeugt, und zwar unter Berücksich- tigung der Transportgeschwindigkeit des Transportbandes 4. Es versteht sich, dass die Lichtquelle 8.1 hierfür unterhalb oder auf einem Niveau unterhalb der Lichtquelle

7.1 so angeordnet ist, dass die Behälter 2 mit ihrem Behälterbereich unterhalb der Verschlüssen 3 durch das parallele Licht 16.2 bewegt werden.

[0018] Auch im Strahlengang des parallelen Lichtes 16.2 sind vor dem opto- elektrischen Empfänger 11 nicht dargestellte den Filtern 12 und 13 entsprechende, wechselbare Filter vorgesehen, die hinsichtlich ihrer Durchlasscharakteristik an das Spektrum des von der Lichtquelle 8.1 ausgesendeten Lichtes 16 angepasst sind, und zwar derart, dass synchron mit der änderung des Lichtspektrums der Lichtquelle 8.1 auch die empfängerseitigen Filter angepasst geändert bzw. gewechselt wer- den. Hierbei besteht insbesondere die Möglichkeit, zur weiteren Verbesserung der Erfassung des Kantenprofils der Behälter 2 durch synchronisiertes ändern des Lichtspektrums der Lichtquelle 8.1 und der empfängerseitigen Filter Zeilenbilder von dem jeweiligen Behälter 2 mit unterschiedlichen Lichtspektren zu erzeugen.

[0019] Die in der Feldblende 15 bzw. die dort vorgesehene Blendenöffnung ist wiederum so ausgeführt, dass mit dem parallelen Licht 16.2 die Behälter 2 im Wesentlichen nur in einem Bereich unterhalb des Verschlusses 3 erfasst werden.

[0020] Als Linsensystem 10 eignen sich grundsätzlich alle optischen Linsen oder Linsensysteme, die als Kollimator bzw. zum Umwandeln eines divergierenden Lichtstrahles in paralleles Licht geeignet sind. Aus Kostengründen ist das Linsensystem 10 beispielsweise von einer Fresnel-Linse gebildet.

[0021] Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der opto-elektrische Empfän- ger 11 wenigstens eine Zeilenkamera mit einer preiswerten entozentrischen Optik aufweist und mit dieser Zeilenkamera dann von der Schattenkontur der Behälter 2 Zeilenbilder ohne Färb- und Grauwerte aufgenommen und dann durch Aneinander- setzen dieser Bilder die Behälterkonturen im Bereich des Verschlusses sowie unterhalb des Verschlusses erzeugt werden. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, anstelle einer Zeilenkamera einen anderen opto-elektrischen Empfänger 11 , z.B. CCD-Kamera mit entozentrischem Objektiv usw. vorzusehen.

[0022] Bei einer bevorzugten Variante wird eine Zeilenkamera eingesetzt, die keinerlei entsprechende Optik aufweist, sondern nur den reinen Aufnehmer umfasst.

[0023] Weiterhin wurde vorstehend der einfacheren Darstellung wegen davon ausgegangen, dass das Linsensystem 10 sowie die Feldblende 15 für beide Licht

aussendende Einrichtungen 7 und 8 gemeinsam vorgesehen sind. Selbstverständlich können für die Einrichtungen 7 und 8 auch eigenständige Linsensysteme 10 und/oder Feldblenden 15 verwendet sein.

[0024] Die Figur 2 zeigt in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Vorrichtung 1a, die sich von der Vorrichtung 1 in einigen Details unterscheidet, vom Mess- und Abbildungsprinzip und der Verwendung her aber grundsätzlich mit der Vorrichtung 1 übereinstimmt. Dargestellt ist in der Figur 2 eine der beiden Licht aussendenden Einrichtungen, beispielsweise die Einrichtung 8 mit der wiederum von einer oder mehreren LEDs gebildeten punktförmigen oder wesentlichen punktförmigen Lichtquelle 8.1 , die in einem Tubus 17 mit mechanischer Blende angeordnet ist und die ihr Licht 16 zunächst als divergierendes Licht 9.1 (Lichtbündel aus divergierenden Lichtstrahlen) abstrahlt. An dem als Kollimator wirkenden und beispielsweise von einer Fresnel-Linse gebildeten Linsensystem 10 wird das divergierende Licht 16.1 in paralleles Licht 16.2 (Lichtbündel aus parallelen Lichtstrahlen) umgewandelt, durch das (paralleles Licht) das jeweilige Messobjekt, d.h. der jeweilige Behälter 2 mit dem Transporteur 4 hindurchbewegt wird.

[0025] Die Lichtquelle 8.1 , der Tubus 17 und das Linsensystem 10 sind wiederum Teil der Sendeseite 5 des Mess- und/oder Abbildungssystems. Der Sendeseite 5 gegenüberliegend ist auf der Empfängerseite 6 ein Leucht- oder Bildschirm 18 vorgesehen, auf dem mit dem parallelen Licht 16.2 das von dem Messobjekt bzw. dem Behälter 2 erzeugte parallele Schattenbild verzerrungsfrei abgebildet wird. über eine im Strahlengang auf den Bildschirm 18 folgendes optisches System 19, bei- spielsweise in Form einer Plano-Convex-Linse, und über die Optik, z.B. das ento- zentrische Objektiv eines opto-elektrischen Sensors, beispielsweise einer Zeilenkamera oder einer CCD-Kamera, wird das am Bildschirm 18 erzeugte Schattenbild aufgenommen. Dies erfolgt wiederum bevorzugt ohne Färb- und Grauanteile, z.B. in Form von Zeilenbildern, aus denen dann das Kantenprofil des Messobjektes bzw. Behälters 2 zusammengesetzt wird.

[0026] Der Bildschirm 18 ist bevorzugt so ausgeführt, dass er nur das parallele Licht 16.2, d.h. senkrecht auftreffende Lichtstrahlen durchlässt, nicht aber schräg einfallendes Licht, insbesondere auch nicht schräg einfallendes Umgebungs- oder Fremdlicht, welches in der Figur 2 mit den Pfeilen A angedeutet ist. Hierdurch wird die verzerrungsfreie und scharfe Darstellung des Kantenprofils auf dem Bildschirm 18 wesentlich verbessert. Insbesondere sind auch Verzerrungen durch Fremdlicht

wirksam vermieden. Als Material für den Bildschirm 18 eignet sich beispielsweise eine Polfilterfolie oder Richtfilterfolie.

[0027] Es versteht sich, dass das Linsensystem 10 bzw. die dieses Linsensystem bildenden und als Kollimator wirkenden Linsen für die Lichtquelle 7.1 und 7.2 jeweils gesondert vorgesehen sind, um so durch die Anordnung dieser Lichtquellen im Brennpunkt das divergierende Licht 9.1 bzw. 16.1 jeweils in das parallele Licht 9.2 und 16.2 umzuformen.

[0028] Je nach Ausführung und/oder Anwendung können die Filter 13, 14 und 15 variieren, insbesondere auch hinsichtlich ihrer Filterwirkung oder -Charakteristik und/oder es ist auch möglich, auf diese Filter komplett oder teilweise zu verzichten.

[0029] Unter Bezugnahme auf die Figur 2 kann die optische Ausbildung des Mess- und Abbildungssystems der Vorrichtung 1a und deren Funktionsweise zusammenfassend auch wie folgt beschrieben werden:

Die punktförmige Lichtquelle 8.1 erzeugt eine Leuchtfläche mit entozentri- schem Verlauf; der Tubus 17 mit mechanischer Blende zentriert die punktförmige Lichtquelle 8.1 (optische Ebene 1); das Linsensystem 10 (z.B. Fresnel-Linse) erzeugt aus dem divergierenden Licht 16.1 das parallele Licht 16.2 (optische Ebene 2); das zu messende Objekt, beispielsweise Behälter 2 wirft einen verzerrungsfreien Schatten auf den Bildschirm 18 (optische Ebene 3); die parallele Abbildung auf dem Bildschirm 18 (optische Ebene 4) wird über das Linsensystem 19 fokussiert (optische Ebene 5) und anschließend mit der Zeilenkamera oder CCD-Kamera aufgenommen (optische Ebene 6).

[0030] Auch bei der Messvorrichtung 1a sind wiederum verschiedene änderungen möglich. So ist beispielsweise lediglich bei Verwendung einer CCD-Kamera 20 als opto-elektrischer Empfänger das Linsensystem 19, d.h. die Plano-Konvex-Linse erforderlich, während bei Verwendung eines Zeilenbildaufnehmers als opto- elektrischer Empfänger 20 die Plano-Konvex-Linse 19 nicht benötigt wird. Die Filter 12, 13 und 14 können je nach Ausführung und/oder Anwendung variieren und/oder vollständig oder teilweise entfallen.

[0031] Die Figur 3 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung ähnlich Figur 1 eine Vorrichtung 1 b, die sich von der Vorrichtung 1 in einigen Details unterscheidet, vom Mess- und Abbildungsprinzip und der Verwendung her aber grundsätzlich mit der Vorrichtung 1 übereinstimmt. Der wesentliche Unterschied der Vorrichtung 1b gegen über Vorrichtung 1 besteht darin, dass auf der Sendeseite 5 nur eine einzige Licht aussende Einrichtung, nämlich z.B. die in der Figur 3 mit 8 bezeichnete Licht aussendende Einrichtung mit der Lichtquelle 8.1 vorgesehen ist, die im Brennpunkt des als Kolimator wirkenden Linsensystems 10 mit Feldblende 15 angeordnet ist, so dass das divergierende Licht 16.1 wiederum in das parallele oder im Wesentlichen parallele Licht 16.2 umgewandelt wird, und zwar in der Weise, dass mit dem Licht 16.2 der jeweilige Behälter 2 über seine gesamte Höhe, d.h. einschließlich des Behälterverschlusses 3 erfasst wird. Zwischen der Feldblende 15 und der Lichtquelle 8.1 ist weiterhin ein dem Filter 12 entsprechendes Filter 21 vorgesehen.

[0032] Die Empfängerseite 6 ist in gleicher oder ähnlicher Weise wie die Empfängerseite 6 der Messvorrichtung 1 ausgebildet, und zwar beispielsweise wiederum mit den im Strahlengang des parallelen Lichtes 16.2 angeordneten Filtern 13 und 14 und dem nachgeschalteten opto-elektrischen Empfänger 11.

[0033] Wie in der Figur 3 auch dargestellt, wird die Lichtquelle 8.1 von einer Vielzahl von Licht emittierenden Elementen oder Einzellichtquellen 22 gebildet, die beispielsweise wiederum LEDs und beispielsweise zumindest teilweise individuell ansteuerbar sind, um so u.a. einerseits durch den parallelen Betrieb mehrerer Einzellichtquellen 22 die erforderliche Lichtstärke zu erreichen und andererseits durch Umschalten von Einzellichtquellen 22 mit unterschiedlichem Lichtspektrum das Spektrum des von der Lichtquelle 8.1 abgegebenen Lichtes ändern zu können, beispielsweise zur Optimierung der jeweiligen Abbildung und/oder Messung. Hierfür bilden die Einzellichtquellen 22 beispielsweise Gruppen von Einzellichtquellen 22 mit jeweils unterschiedlichem Lichtspektrum, wobei jede Gruppe wenigstens eine Einzellichtquelle 22, bevorzugt aber mehrere Einzellichtquellen aufweist.

[0034] Es versteht sich, dass auch bei der in der Figur 3 dargestellten Messvorrichtung 1b wiederum verschiedene Abwandlungen möglich sind. So können die Filter 13, 14 und 21 je nach Ausführung und/oder Anwendung variieren oder kom- plett oder teilweise entfallen. Weiterhin kann das als Kollimator wirkende Linsensystem 10 aus einer oder aber auch aus mehreren Linsen bestehen.

[0035] Die Figur 4 zeigt in sehr schematischer Darstellung eine optische Anordnung, mit der die Einzellichtquellen 22 zu der im Brennpunkt des optischen Linsensystems 10 angeordneten Lichtquelle 8.1 zusammengefasst sind. Die optische Anordnung besteht bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen aus einer Faseroptik 23 mit mehreren Lichtwellenleitern 24, die mit ihrem Licht aussendenden Ende in einer Endhülse 25 zu einem Bündel zusammengefasst die Lichtquelle 8.1 bilden. An dem der Endhülse 25 entfernt liegenden Ende ist jeder Lichtwellenleiter 24 mit einem Anschluss 26, beispielsweise mit einer Lichtleiteroptik zum Einkoppeln des Lichtes der betreffenden Einzellichtquelle 22 versehen. Die Lichtleiteroptik er- möglicht insbesondere Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen einzukoppeln oder auch zu wählen, um spezielle Inspektionsaufgaben zu erfüllen. Hier sei insbesondere die Einkoppelung von Licht im Infrarotbereich genannt.

[0036] Selbstverständlich können anstelle der Faseroptik 23 auch andere optische Einrichtungen verwendet werden, um das Licht mehrerer Einzellichtquellen 22 zu der im Fokus des Linsensystems 10 angeordneten Lichtquelle 7.1 bzw. 8.1 zusammen zu fassen bzw. das Licht mehrerer Einzellichtquellen 22 in den Brennpunkt des Linsensystems 10 einzukoppeln, beispielsweise optische Systeme mit Prismen oder prismenartig wirkenden optischen Elementen.

[0037] In gleicher Weise wie die Lichtquelle 8.1 ist beispielsweise auch die punktförmige Lichtquelle 7.1 der Messvorrichtung 1 ausgebildet, sofern diese Lichtquelle 7.1 ebenfalls aus mehreren Einzellichtquellen, beispielsweise aus mehreren LEDs besteht.

[0038] Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1 , 1a Messvorrichtung

2 Behälter

3 Behälterverschluss

4 Transportband

5 Sendeseite

6 Empfängerseite

7, 8 lichtaussendende Einrichtung

7.1 , 8.1 Lichtquelle

9 Licht der Lichtquelle 1

9.1 divergierendes Licht

9.2 paralleles Licht

10 Linsensystem

11 opto-elektrischer Empfänger

12, 13, 14 Filter

15 Feldblende

16 Licht der Lichtquelle 8.1

16.1 divergierendes Licht

16.2 paralleles Licht

17 Tubus

18 Lichtschirm

19 Linsensystem, beispielsweise Plano-Convex-Linse

20 Zeilenkamera oder CCD-Kamera mit entozentri- schem Objektiv

21 Filter 22 Einzellichtquellen 23 Faseroptik 24 Lichtwellenleiter 25 Endhülse 26 optischer Anschluss A Fremdlicht