DE102016117262A1

DE102016117262A1 - Apparatus and method for telecentric inspection of an object

Info

Publication number: DE102016117262A1
Application number: DE102016117262.6A
Authority: DE
Inventors: Jürgen-Peter Herrmann; Marius Michael Herrmann; Wolfgang Schorn
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2018-03-15
Also published as: WO2018050353A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur telezentrischen Inspektion eines Objekts, insbesondere zum Erkennen von Fehl- oder Fremdbehältern in einem Flaschenkasten. Um eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, wobei die Vorrichtung eine besonders geringe Bauform aufweist, kostengünstig herzustellen und zu betreiben ist sowie auch durch Nachrüstung einer bestehenden Vorrichtung erhalten werden kann, und wobei mittels des Verfahrens eine besonders genaue Inspektion eines Objekts sowie auch einer Reihe hintereinander angeordneter, gleicher Objekte besonders schnell und zuverlässig möglich ist, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Beleuchtungseinheit zum Beleuchten des Objekts, ein zwischen der Beleuchtungseinheit und dem Objekt angeordneten Filterelement zur Kollimation des von der Beleuchtungseinheit kommenden Lichts, eine Kamera zum Erfassen des von dem Objekt kommenden Lichts, sowie ein Linsenelement zum Bündeln des vom Objekt kommenden kollimierten Lichts auf die Kamera umfasst.The invention relates to a device and a method for telcentric inspection of an object, in particular for detecting faulty or foreign containers in a bottle crate. In order to provide a device and a method, wherein the device has a particularly small design, inexpensive to manufacture and operate and can be obtained by retrofitting an existing device, and wherein by means of the method, a particularly accurate inspection of an object as well as a series one behind the other arranged, same objects is particularly fast and reliable possible, it is provided that the device is a lighting unit for illuminating the object, a arranged between the lighting unit and the object filter element for collimating the light coming from the lighting unit, a camera for detecting the object of incoming light, as well as a lens element for focusing the collimated light coming from the object to the camera.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur telezentrischen Inspektion eines Objekts, insbesondere zum Erkennen von Fehl- oder Fremdbehältern in einem Kasten. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Transportvorrichtung für Kästen, mit wenigstens einer Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines Objekts, sowie ein Verfahren zum Transport und zum bedarfsweisen Ausleiten von fehlerhaften Objekten, insbesondere Kästen mit wenigstens einem Fehl- oder Fremdbehälter. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung eines eine teilweise lichtabsorbierende Folie zur Kollimation von Licht umfassenden Filterelements für eine Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion.The invention relates to a device and a method for telcentric inspection of an object, in particular for detecting faulty or foreign containers in a box. Furthermore, the invention relates to a transport device for boxes, with at least one device for telcentric inspection of an object, and a method for transporting and for the purpose of discharging defective objects, in particular boxes with at least one false or foreign container. Finally, the invention relates to the use of a partially light-absorbing film for collimating light filter element for a device for telecentric inspection.

Vorrichtungen und Verfahren zur Inspektion eines Objekts, insbesondere zum Erkennen von Fehl- oder Fremdbehältern in einem Kasten sind in vielfältiger Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt. Entsprechende Vorrichtungen und Verfahren werden dabei zur Identifikation, Vermessung der Größe und Kontur oder zur Ermittlung von Fehlern an einem Objekt verwendet. Die bekannten Vorrichtungen finden dabei in vielfältigen Gebieten der Technik Anwendung, sowohl bei der Kontrolle von Objekten oder nach der Produktion, als auch bei deren Verarbeitung und Verwendung, insbesondere bei vollautomatischen Prozessen. Schließlich ist eine Inspektion von Objekten auch häufig im Bereich der Verpackung sowie der Aufbereitung gebrauchter Objekte notwendig.Devices and methods for inspecting an object, in particular for detecting faulty or foreign containers in a box, are known in various configurations from the prior art. Corresponding devices and methods are used for identification, measurement of the size and contour or for determining errors on an object. The known devices are used in many fields of technology application, both in the control of objects or after production, as well as in their processing and use, especially in fully automated processes. Finally, an inspection of objects is also often necessary in the field of packaging and the processing of used objects.

Eine typische Anwendung solcher Vorrichtungen und Verfahren ist beispielsweise die Erkennung von falsch einsortierten Flaschen und leeren Positionen in einem Getränkekasten bei der Leergutrücknahme sowie bei einer nachfolgenden Aufbereitung von Leergut bei einem Getränkeabfüller zum erneuten Gebrauch der Flaschen. Darüber hinaus ist dabei eine Kontrolle der Flaschen auf Beschädigungen und auf eine übermäßige Verschmutzung notwendig, die ebenfalls mittels solcher Vorrichtungen und Verfahren erfolgen kann.A typical application of such devices and methods is, for example, the detection of incorrectly sorted bottles and empty positions in a beverage box in the empties return and in a subsequent treatment of empties at a beverage bottler for reuse of the bottles. In addition, a control of the bottles for damage and excessive contamination is necessary, which can also be done by means of such devices and methods.

Ein übliches Verfahren zur Inspektion von Objekten ist ein optisches Abtasten des Objektes mittels eines Lasers oder alternativ die seitliche Beleuchtung mittels mehrerer Lichtquellen, wie es beispielsweise in der DE 196 25 055 offenbart wird. Dabei sind mehrere zueinander seitlich versetzte Sendedioden paarweise entlang der Höhe des zu untersuchenden Objekts angeordnet, während sich auf der gegenüberliegenden Seite des Objekts zahlreiche Empfangseinheiten befinden, die die Schattengrenze des zu untersuchenden Objektes erfassen sollen. Ein solcher Aufbau ist jedoch zum einen aufwändig und damit teuer. Zum anderen kann mit einer solchen Vorrichtung die Kontur eines insbesondere transparenten Objekts nur ungenau erfasst werden. Gleiches gilt für Vorrichtungen des Standes der Technik, die lediglich eine Lichtquelle sowie einen Detektor aufweisen und dabei den einen Lichtstrahl der Lichtquelle mittels zahlreicher Linsen und Spiegel aufteilen und umleiten. Weiterhin besteht bei solchen Vorrichtungen der Nachteil, dass die erkannte Größe des Objekts von dem Abstand des Objekts zur Empfangseinheit bzw. zum Detektor abhängt, wodurch eine sehr genaue Positionierung des Objekts notwendig ist und eine zeitgleiche Vermessung mehrerer, hintereinander angeordneter Objekte ausgeschlossen ist.A common method for the inspection of objects is an optical scanning of the object by means of a laser or, alternatively, the lateral illumination by means of a plurality of light sources, as for example in the DE 196 25 055 is disclosed. In this case, a plurality of mutually laterally offset transmitting diodes are arranged in pairs along the height of the object to be examined, while on the opposite side of the object numerous receiving units are to detect the shadow boundary of the object to be examined. However, such a structure is on the one hand complex and therefore expensive. On the other hand, the contour of a particularly transparent object can only be detected inaccurately with such a device. The same applies to devices of the prior art, which have only a light source and a detector and thereby divide the one light beam of the light source by means of numerous lenses and mirrors and redirect. Furthermore, such devices have the disadvantage that the detected size of the object depends on the distance of the object to the receiving unit or the detector, whereby a very accurate positioning of the object is necessary and a simultaneous measurement of several, successively arranged objects is excluded.

Bei anderen Vorrichtungen des Standes der Technik zur Inspektion eines Objekts erfolgt die Beleuchtung des zu untersuchenden Objekts sowie die Erfassung durch eine Kamera von oberhalb und/oder unterhalb des Objekts, wie es beispielsweise aus der EP 2 671 649 A1 bekannt ist, wobei jedoch mittels einer solchen Vorrichtung Objekte mit einer komplexen Form nur unzureichend erfasst werden können und darüber hinaus der Aufbau aufwändig und teuer ist. Weiterhin hat eine Erfassung von der Oberseite her den Nachteil, dass bei einer Anordnung von mehreren Objekten in einer Reihe alle Objekte einzeln inspiziert werden müssen.In other devices of the prior art for the inspection of an object, the illumination of the object to be examined as well as the detection by a camera from above and / or below the object, as for example from the EP 2 671 649 A1 However, by means of such a device objects with a complex shape can be detected only insufficient and beyond the structure is complex and expensive. Furthermore, a detection from the top has the disadvantage that in an arrangement of several objects in a row all objects must be inspected individually.

Darüber hinaus sind Vorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt, die eine Objekt entweder von unten, wie beispielsweise in der US 5,280,170 offenbart, oder von der Seite her, wie beispielsweise in der DE 195 12 133 A1 gelehrt, erfassen, wobei das Objekt mit kollimiertem Licht beleuchtet wird. Das von einer Lichtquelle abgestrahlte Licht wird dabei jeweils von einer Fresnel-Linse kollimiert. Solche Vorrichtungen haben jedoch ebenfalls zahlreiche Nachteile. Zum einen weisen solche Vorrichtungen eine große Bauform auf, da ein deutlicher Abstand zwischen der Lichtquelle und der Fresnel-Linse notwendig ist, da die Lichtquelle im Brennpunkt der Linse angeordnet sein muss. Dabei führt ein solcher Abstand dazu, dass Fremdlicht in die Vorrichtung eindringen kann, was zu einer verschlechterten Erkennung des Objekts führt. Alternativ muss die Vorrichtung kostenintensiv gegen Fremdlicht abgeschottet werden. Weiterhin muss die Lichtabstrahlung der Lichtquelle auf die Fresnel-Linse angepasst werden, so dass das Nachrüsten einer bestehenden Inspektionsvorrichtung mittels einer Fresnel-Linse nicht möglich ist. Darüber hinaus muss die Lichtquelle eine hohe Lichtintensität zur Verfügung stellen, was zu hohen Anschaffungs- und Betriebskosten sowie zu einer kurzen Lebensdauer der Lichtquelle führt.In addition, devices are known in the art, an object either from below, such as in the US 5,280,170 discloses, or from the side, such as in the DE 195 12 133 A1 taught, the object is illuminated with collimated light. The light emitted by a light source is in each case collimated by a Fresnel lens. However, such devices also have numerous disadvantages. On the one hand, such devices have a large design, since a clear distance between the light source and the Fresnel lens is necessary because the light source must be located at the focal point of the lens. In this case, such a distance leads to the fact that extraneous light can penetrate into the device, which leads to a deteriorated recognition of the object. Alternatively, the device must be costly sealed against extraneous light. Furthermore, the light emission of the light source must be adapted to the Fresnel lens, so that the retrofitting of an existing inspection device by means of a Fresnel lens is not possible. In addition, the light source must provide a high light intensity, resulting in high acquisition and operating costs and a short life of the light source.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, wobei die Vorrichtung eine besonders geringe Bauform aufweist, kostengünstig herzustellen und zu betreiben ist sowie auch durch Nachrüstung einer bestehenden Vorrichtung erhalten werden kann, und wobei mittels des Verfahrens eine besonders genaue Inspektion eines Objekts sowie auch einer Reihe hintereinander angeordneter, gleicher Objekte besonders schnell und zuverlässig möglich ist.The invention is therefore based on the object to provide a device and a corresponding method, wherein the device has a particularly small size, inexpensive to manufacture and operate and also obtained by retrofitting an existing device can be, and by means of the method, a particularly accurate inspection of an object as well as a series of successively arranged, the same objects is particularly fast and reliable possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, durch die Verwendung einer teilweise lichtabsorbierenden Folie zur Kollimation von Licht gemäß Anspruch 10 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by a device according to claim 1, by the use of a partially light-absorbing film for collimating light according to claim 10 and a method according to claim 11. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines oder mehrerer Objekte, insbesondere zum Erkennen von Fehl- oder Fremdbehältern in einem Kasten, weist eine Beleuchtungseinheit zum Beleuchten des Objekts, insbesondere einer Seitenfläche des Kastens, ein zwischen der Beleuchtungseinheit und dem Objekt angeordnetes Filterelement zur Kollimation des von der Beleuchtungseinheit kommenden Lichts, eine Kamera zum Erfassen des von dem Objekt kommenden Lichts, sowie ein Linsenelement zum Bündeln des vom Objekt kommenden kollimierten Lichts auf die Kamera auf.The device according to the invention for the telecentric inspection of one or more objects, in particular for detecting faulty or foreign containers in a box, has a lighting unit for illuminating the object, in particular a side face of the box, a filter element arranged between the lighting unit and the object for collimation of the illumination unit of incoming light, a camera for detecting the light coming from the object, and a lens element for focusing the collimated light coming from the object to the camera.

Die Verwendung eines Filterelements zur Kollimation des auf das Objekt fallenden Lichts erlaubt dabei einen besonders kompakten Aufbau der Vorrichtung, da kein Abstand zwischen der Beleuchtungseinheit und dem Filterelement notwendig ist. Weiterhin wird dadurch auch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Nachrüstung einer bestehenden Vorrichtung möglich. Schließlich kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in besonders einfacher Weise der Einfluss von Fremdlicht verringert und das auftreffende Fremdlicht ebenfalls gefiltert werden, so dass das zu untersuchende Licht nahezu ausschließlich mit kollimiertem Licht der Beleuchtungseinheit beleuchtet wird.The use of a filter element for collimating the light incident on the object allows a particularly compact design of the device, since no distance between the lighting unit and the filter element is necessary. Furthermore, this also makes a particularly simple and cost-effective production of a device according to the invention or retrofitting of an existing device possible. Finally, by means of the device according to the invention, the influence of extraneous light can be reduced in a particularly simple manner and the impinging extraneous light can likewise be filtered, so that the light to be examined is illuminated almost exclusively with collimated light of the illumination unit.

Ein solcher telezentrischer Aufbau bzw. eine solche telezentrische Beleuchtung des zu inspizierenden Objekts ohne einen störenden Fremdlichteinfluss hat zahlreiche Vorteile: Die Größe des zu inspizierenden Objekts innerhalb des telezentrischen Bereichs ändert sich nicht in Abhängigkeit der Entfernung von der Kamera, so dass eine genaue Positionierung des Objektes nicht notwendig ist. Weiterhin lassen sich auch zumindest teilweise spiegelnde Objekte besonders gut vermessen, da am Objekt reflektierte Strahlen nicht abgebildet werden. Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass bei transparenten Objekten mit diffusem Licht, wie es gängig im Stand der Technik verwendet wird, die Kontur und/oder das Profil des zu inspizierenden Objekts nicht genau ausgemacht werden kann, während sich bei telezentrischer Beleuchtung klare Objektkonturen zeigen, wodurch das Objekt besonders genau vermessen werden kann.Such a telecentric structure or such a telecentric illumination of the object to be inspected without disturbing external light influence has numerous advantages: The size of the object to be inspected within the telecentric range does not change depending on the distance from the camera, so that an accurate positioning of the object is not necessary. Furthermore, it is also possible to measure at least partially specular objects particularly well, since reflected rays are not imaged on the object. In addition, there is the advantage that in the case of transparent objects with diffuse light, as is commonly used in the prior art, the contour and / or the profile of the object to be inspected can not be identified exactly, while clear object contours show in the case of telecentric illumination, whereby the object can be measured very accurately.

Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Transportvorrichtung für Objekte, insbesondere Kästen, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines Objekts, insbesondere zum Erkennen von Fehl- oder Fremdbehältern in einem Kasten, und mit einem Transportmittel zum Transport mehrerer Objekte, insbesondere Kästen, in wenigstens einer Transportrichtung, wobei die wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines Objekts in Bezug zu der Transportrichtung des Transportmittels verwinkelt, bevorzugt um 90°, angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Transportvorrichtung eine Ausleitstation für als fehlerhaft erkannte Objekte, insbesondere Kästen mit Fehl- oder Fremdbehältern, zur Trennung von fehlerfreien und fehlerhaften Objekten.Furthermore, the invention also relates to a transport device for objects, in particular boxes, with at least one inventive device for telcentric inspection of an object, in particular for detecting faulty or foreign containers in a box, and with a transport for transporting several objects, in particular boxes, in at least a transport direction, wherein the at least one device according to the invention for the telecentric inspection of an object with respect to the transport direction of the transport means angled, preferably by 90 °, is arranged. Furthermore, the transport device comprises a diversion station for objects identified as defective, in particular boxes with faulty or foreign containers, for the separation of faultless and faulty objects.

Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines Objekts in einer Transportvorrichtung ermöglicht eine besonders schnelle und zuverlässige Inspektion, insbesondere zugleich von mehreren, innerhalb eines Kastens in einer Reihe angeordneten Objekten, wobei in jedem Fall zu große Objekte sowie Fremdkörper an den Objekten in besonders einfacher Weise erkennbar sind. Darüber hinaus ist bei zumindest teilweise lichtdurchlässigen Objekten auch eine Inspektion mehrerer Objekte auf Defekte oder eine zu geringe Größe sowie auf das Fehlen einzelner Objekte in einer Reihe von Objekten möglich.The use of a device according to the invention for the telecentric inspection of an object in a transport device allows a particularly fast and reliable inspection, in particular at the same time of several, arranged within a box in a row objects, in any case, too large objects and foreign objects on the objects in a particularly simple Way are recognizable. In addition, in the case of objects that are at least partially transparent, it is also possible to inspect several objects for defects or too small a size, as well as the absence of individual objects in a series of objects.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer teilweise lichtabsorbierenden Folie zur Kollimation von Licht in einem Filter für eine Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion von Objekten, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion.Moreover, the invention also relates to the use of a partially light-absorbing film for collimating light in a filter for a device for telecentric inspection of objects, in particular in a device according to the invention for telecentric inspection.

Die Verwendung einer kollimierenden Folie ermöglicht zum einen in besonders einfacher Weise eine Nachrüstung einer bestehenden Vorrichtung mit einem Filterelement in beliebiger Größe durch Zuschneiden einer größeren Folie auf die erwünschten Maße. Zum anderen ist bei einer solchen Folie keine exakte Positionierung des Filterelements in Bezug zu einer Lichtquelle notwendig, im Gegenteil zu der Verwendung einer Linse, wo die Lichtquelle im Brennpunkt der Linse sein sollte. Schließlich ist eine solche Folie besonders kostengünstig herstellbar und besonders einfach und schnell austauschbar, so dass die Verwendung einer solchen Folie in vorteilhafter Weise sowohl zu einer Senkung der Anschaffungs- als auch der Betriebskosten führt.The use of a collimating film makes it possible, in a particularly simple manner, to retrofit an existing device with a filter element of any size by cutting a larger film to the desired dimensions. On the other hand, in such a film, no exact positioning of the filter element with respect to a light source is necessary, in contrast to the use of a lens, where the light source should be at the focal point of the lens. Finally, such a film is particularly inexpensive to produce and particularly easy and quick to replace, so that the use of such a film advantageously leads both to a reduction in the acquisition and the operating costs.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur telezentrischen Inspektion eines Objekts, insbesondere zum Erkennen von Fehl- oder Fremdbehältern in einem Kasten, umfasst als Verfahrensschritt ein Anordnen einer Beleuchtungseinheit sowie eines Filterelements zur Kollimation des von der Beleuchtungseinheit kommenden Lichts auf einer Seite des zu inspizierenden Objekts sowie eines Linsenelements und einer Kamera auf der gegenüberliegenden Seite des zu inspizierenden Objekts, gefolgt von einem Erfassen von Bilddaten des Objekts mittels der Kamera, sowie einer anschließenden Auswertung der Bilddaten zur Ermittlung der Form, der Größe oder des Profils des Objekts.The inventive method for telecentric inspection of an object, in particular for detecting false or foreign containers in a box, comprises as a method step arranging a lighting unit and a filter element for collimating the light coming from the lighting unit on one side of the object to be inspected and a lens element and a camera on the opposite side of the object to be inspected , followed by acquiring image data of the object by means of the camera, as well as a subsequent evaluation of the image data for determining the shape, the size or the profile of the object.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Transport und zum bedarfsweisen Ausleiten von fehlerhaften Objekten, insbesondere Kästen mit wenigstens einem Fehl- oder Fremdbehälter, wobei das zu inspizierenden Objekt mittels wenigstens eines Transportmittels durch wenigstens eine Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion des Objekts transportiert wird und dabei mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur telezentrischen Inspektion eines Objekts inspiziert wird. Bei Erkennung eines Fehlers oder einer unerwünschten Abweichung von einer Vorgabe während der telezentrischen Inspektion erfolgt bedarfsweise ein Ausleiten des fehlerhaften Objekts, so dass fehlerhafte und fehlerfreie Objekte voneinander getrennt werden können.Finally, the invention also relates to a method for transporting and removing defective objects, in particular boxes with at least one false or foreign container, wherein the object to be inspected is transported by at least one transport means through at least one device for telecentric inspection of the object and thereby the method according to the invention for the telecentric inspection of an object is inspected. Upon detection of an error or an undesirable deviation from a specification during the telecentric inspection, the defective object is deflected if necessary, so that faulty and error-free objects can be separated from one another.

Ein solches Verfahren ermöglicht in besonders einfacher Weise und besonders zuverlässig die Unterscheidung zwischen fehlerhaften und fehlerfreien Objekten, wobei auch transparente bzw. teilweise lichtdurchlässige und zumindest teilweise reflektierende Objekte ohne Einschränkung inspiziert werden können.Such a method makes it possible in a particularly simple manner and particularly reliably to distinguish between defective and error-free objects, whereby transparent or partially translucent and at least partially reflective objects can also be inspected without restriction.

Unter einer telezentrischen Inspektion eines Objekts wird eine optische Untersuchung des Objekts verstanden, bei der sich das Objekt in einem achsparallelen Hauptstrahlenverlauf des von der Beleuchtungseinheit kommenden Lichts, insbesondere zwischen einem Filterelement zur Kollimation des Lichts und einem Linsenelement, befindet. Bevorzugt wird dabei das das zu inspizierende Objekt ausschließlich mit kollimiertem, d. h. achsparallelem Licht beleuchtet wird.A telecentric inspection of an object is understood to mean an optical examination of the object in which the object is located in an axis-parallel principal ray path of the light coming from the illumination unit, in particular between a filter element for collimating the light and a lens element. It is preferred that the object to be inspected exclusively with collimated, d. H. illuminated axis-parallel light.

Bei dem zu inspizierenden Objekt kann es sich zunächst um einen beliebigen Gegenstand aus einem beliebigen Material handeln. Dabei kann der Gegenstand sowohl einstückig, als auch mehrstückig ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Objekt ein Behälter aus Metall, Kunststoff, Glas und/oder einem Verbundwerkstoff, insbesondere umfassend Kunststoff, Metallfolie, Pappe oder Papier. Bevorzugt ist der Behälter zur Verpackung von Nahrungsmitteln oder Getränken vorgesehen. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich dabei um eine Getränkeflasche aus Glas oder Kunststoff. Das zu inspizierende Objekt kann aber auch aus mehreren Gegenständen gebildet sein. Insbesondere kann es sich dabei um mehrere Getränkeflaschen in einem Kasten, in einem Gebinde oder auf einem Tray handeln.The object to be inspected may initially be any object of any material. In this case, the article may be formed both in one piece, as well as several pieces. Preferably, the object is a container made of metal, plastic, glass and / or a composite material, in particular comprising plastic, metal foil, cardboard or paper. Preferably, the container is intended for packaging food or drinks. Most preferably, this is a beverage bottle made of glass or plastic. The object to be inspected can also be formed from several objects. In particular, these can be several bottles of beverage in a box, in a container or on a tray.

Der Kasten ist bevorzugt ein Flaschenkasten und/oder eine Flaschenkiste zur Aufnahme mehrerer Flaschen, insbesondere in mehreren Reihen, in vordefinierten Positionen. Besonders bevorzugt sind sämtliche Behälter in dem Kasten in einem rechtwinkligen Raster hintereinander und nebeneinander angeordnet.The box is preferably a bottle crate and / or a bottle crate for holding a plurality of bottles, in particular in a plurality of rows, in predefined positions. Particularly preferably, all the containers are arranged in the box in a rectangular grid one behind the other and next to one another.

Fehl- und Fremdbehälter im Sinne der Erfindung sind sowohl Behälter, die aufgrund ihrer Größe, Form, Farbe, Material oder einer anderen Eigenschaft von einer Vorgabe abweichen, als auch leere Positionen in einer Reihe mehrerer Behälter, insbesondere in einem Kasten. Insbesondere sind Fremdbehälter überbreite Flaschen. Die Abweichung von der Vorgabe kann dabei auf einem Defekt des Behälters, einer Verschmutzung, einer fehlerhaften Beklebung oder einem fehlerhaften Druck basieren. Insbesondere kann sich eine Abweichung von einer Vorgabe bzw. zu übrigen in einer Reihe platzierten Behältern ergeben, wenn in einem Kasten eine nicht für diesen Kasten vorgesehene Flasche einsortiert ist. Ein Beispiel dafür können zumindest abschnittsweise überbreite und/oder höhere Behälter, insbesondere Flaschen sein.False and foreign containers in the context of the invention are both containers that differ from a specification due to their size, shape, color, material or other property, as well as empty positions in a series of several containers, especially in a box. In particular, foreign containers are over-wide bottles. The deviation from the specification can be based on a defect of the container, a contamination, a faulty gluing or a faulty pressure. In particular, a deviation from a specification or to other containers placed in a row may result if in a box a bottle not provided for this box is sorted. An example of this may be, at least in sections, over-wide and / or higher containers, in particular bottles.

Eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit kann grundsätzlich beliebiges Licht mit einer beliebigen Wellenlänge und/oder einem beliebigen Spektralbereich abstrahlen. Bevorzugt strahlt die Beleuchtungseinheit lediglich Licht in einem vorbestimmten oder einstellbaren Spektralbereich ab. Dazu kann die Beleuchtungseinheit zunächst ein einzelnes oder mehrere beliebige Leuchtmittel aufweisen, beispielsweise eine Glühlampe, eine Halogenglühlampe, eine Leuchtstofflampe, eine Gasentladungsröhre oder eine Leuchtdiode. Bevorzugt ist das Leuchtmittel wenigstens eine Leuchtdiode, insbesondere eine weiße LED, eine IR-LED oder eine RGB-LED. Auch kann die Lichtquelle der Beleuchtungseinheit sowohl punktförmig, als auch in eine oder zwei Raumrichtungen ausgedehnt gebildet sein. Bevorzugt weist die Beleuchtungseinheit eine flächige Lichtquelle auf, insbesondere eine Matrix bzw. ein Feld von Lichtquellen. Ganz besonders bevorzugt weist die Beleuchtungseinheit eine einzige, zweidimensionale und/oder flache Matrix aus LEDs auf.In principle, a lighting unit according to the invention can emit any light having an arbitrary wavelength and / or an arbitrary spectral range. Preferably, the illumination unit emits only light in a predetermined or adjustable spectral range. For this purpose, the lighting unit may initially comprise a single or several arbitrary lamps, for example an incandescent lamp, a halogen incandescent lamp, a fluorescent lamp, a gas discharge tube or a light emitting diode. The luminous means is preferably at least one light-emitting diode, in particular a white LED, an IR LED or an RGB LED. Also, the light source of the lighting unit can be formed both punctiform, and extended in one or two spatial directions. The illumination unit preferably has a planar light source, in particular a matrix or a field of light sources. Most preferably, the illumination unit has a single, two-dimensional and / or flat matrix of LEDs.

Besonders bevorzugt erzeugt die Beleuchtungseinheit monochromatisches Licht, wodurch der Störeinfluss von Fremdlicht minimiert werden kann und zugleich das abgestrahlte Licht an die Farbe der zu untersuchenden Behälter anpassbar ist. Darüber hinaus führt die Verwendung von monochromatischen Licht zu einer vorteilhaften Erhöhung der Bildschärfe und somit zu einer genaueren Erfassung der Behälterkonturen. Ebenfalls besonders bevorzugt strahlt die Beleuchtungseinheit Licht im Infrarotbereich ab und ganz besonders bevorzugt ausschließlich im Infrarotbereich, wodurch in besonders einfacher Weise eine Fremdlichtabschottung bzw. eine Störung der Erkennung durch Fremdlicht verringert oder sogar ausgeschlossen wird. Weiterhin bevorzugt ist die Beleuchtungseinheit geblitzt bzw. stroboskopisch betreibbar, wobei die Beleuchtungseinheit ebenfalls bevorzugt wenigstens 1 bis 10, besonders bevorzugt wenigstens 25 100 Lichtblitze pro Sekunde erzeugen kann.Particularly preferably, the lighting unit produces monochromatic light, whereby the interference of extraneous light can be minimized and at the same time the radiated light is adaptable to the color of the container to be examined. In addition, the use of monochromatic light leads to a beneficial increase in the Sharpness and thus to a more accurate detection of container contours. Also particularly preferably, the illumination unit radiates light in the infrared range and very particularly preferably exclusively in the infrared range, whereby in a particularly simple manner a Fremdlichtabschottung or a disturbance of detection by extraneous light is reduced or even excluded. Further preferably, the illumination unit is flashed or stroboscopically operable, wherein the illumination unit can likewise preferably produce at least 1 to 10, particularly preferably at least 25, 100 light flashes per second.

Das erfindungsgemäße Filterelement richtet die von der Beleuchtungseinheit kommenden Lichtstrahlen zumindest in einer Raumrichtung, bevorzugt in zwei Raumrichtungen, parallel zueinander aus bzw. absorbiert sämtliche nicht in einem bestimmten Winkel verlaufende Lichtstrahlen, d. h., das Filterelement ist ein Kollimator. Weiterhin bevorzugt ist das Filterelement ausschließlich zur Kollimation von Lichtstrahlen geeignet und weist keine darüber hinausgehende Funktion auf. Dazu kann das Filterelement grundsätzlich beliebig viele Bauteile umfassen. Bevorzugt umfasst das Filterelement wenigstens eine Filterfolie oder einen Filterfilm zur Kollimation des auf das Filterelement treffenden Lichts, insbesondere durch teilweise Absorption. Unter teilweiser Absorption wird dabei insbesondere eine winkelabhängige Absorption verstanden, wobei besonders bevorzugt alle Lichtstrahlen außerhalb eines bestimmten Winkels oder einem Winkelbereich, bevorzugt von kleiner als 10°, besonders bevorzugt kleiner 5° und ganz besonders bevorzugt kleiner 2° absorbiert werden. Außerdem kann das Filterelement auch einen Träger, insbesondere aus transparentem Glas oder Kunststoff für die Filterfolie bzw. den Filterfilm aufweisen. Besonders bevorzugt ist das Filterelement ausschließlich aus einer oder mehreren kollimierenden Filmen bzw. Folien und ggf. einem Träger gebildet. Dabei weist die Filterfolie bzw. der Filterfilm bevorzugt eine Dicke zwischen 10 µm und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 50 µm und 500 µm und ganz besonders bevorzugt zwischen 100 µm und 250 µm auf. Weiterhin bevorzugt tritt das auf eine Oberfläche der Filterfolie bzw. des Filterfilms treffende Licht auf einer gegenüberliegenden Oberfläche aus. Ebenfalls bevorzugt weist die Filterfolie bzw. der Filterfilm genau eine Seite zur Aufnahme von Licht und genau eine zweite Seite zur Abgabe des kollimierten Lichts auf, wobei sich bevorzugt die erste und die zweite Seite an der Filterfolie bzw. dem Filterfilm gegenüberliegen.The filter element according to the invention aligns the light beams coming from the illumination unit at least in one spatial direction, preferably in two spatial directions, parallel to one another or absorbs all light beams that do not run at a certain angle, ie. h., the filter element is a collimator. Further preferably, the filter element is only suitable for the collimation of light beams and has no additional function. For this purpose, the filter element basically comprise any number of components. Preferably, the filter element comprises at least one filter film or a filter film for collimating the light striking the filter element, in particular by partial absorption. By partial absorption is meant in particular an angle-dependent absorption, wherein particularly preferably all light rays outside a certain angle or an angular range, preferably less than 10 °, more preferably less than 5 ° and most preferably less than 2 ° are absorbed. In addition, the filter element may also have a carrier, in particular made of transparent glass or plastic for the filter film or the filter film. Particularly preferably, the filter element is formed exclusively of one or more collimating films or films and optionally a carrier. In this case, the filter film or the filter film preferably has a thickness of between 10 μm and 1 mm, particularly preferably between 50 μm and 500 μm, and very particularly preferably between 100 μm and 250 μm. Further preferably, the light striking a surface of the filter film or the filter film exits on an opposite surface. Likewise preferably, the filter film or the filter film has precisely one side for receiving light and exactly one second side for emitting the collimated light, with the first and second side preferably facing one another on the filter film or the filter film.

Bei der Kamera kann es sich zunächst um eine beliebige Vorrichtung zur Erfassung eines Bildes handeln. Bevorzugt ist die Kamera eine CCD-Kamera. Dabei kann die Kamera eine Grau-Wert-Kamera sein und/oder lediglich die Intensität des einfallenden Lichtes erfassen. Alternativ kann die Kamera aber auch das ganze sichtbare und/oder wenigstens Teile des infraroten Lichtspektrums erfassen. Darüber hinaus kann die von der Kamera erfasste Wellenlänge des Lichts bzw. der erfasste Wellenlängenbereich an die von der Beleuchtungseinheit abgestrahlten bzw. abstrahlbaren Wellenlängen angepasst sein.The camera may initially be any device for capturing an image. Preferably, the camera is a CCD camera. In this case, the camera can be a gray-value camera and / or capture only the intensity of the incident light. Alternatively, however, the camera can also capture all visible and / or at least parts of the infrared light spectrum. In addition, the wavelength of the light detected by the camera or the detected wavelength range can be adapted to the wavelengths radiated or radiated by the illumination unit.

Weiterhin bevorzugt ist eine Vorrichtung zur digitalen Bildauswertung mit der Kamera verbunden oder in der Kamera integriert. Dabei kann es sich sowohl um einen herkömmlichen Computer handeln, als auch um eine speziell angepasste Datenverarbeitungseinheit. Darüber hinaus kann die Datenverarbeitung auf einem Industrierechner erfolgen, der gegebenenfalls noch weitere Aufgaben, beispielsweise die Steuerung einer Transportvorrichtung bzw. eines Transportmittels und/oder eine Ausleitvorrichtung übernimmt.Furthermore, a device for digital image evaluation is preferably connected to the camera or integrated in the camera. This can be both a conventional computer, as well as a specially adapted data processing unit. In addition, the data processing can take place on an industrial computer, which optionally takes on additional tasks, for example the control of a transport device or a means of transport and / or a diversion device.

Das Linsenelement kann grundsätzlich aus einer oder mehreren beliebigen Linsen gebildet sein, die Licht fokussieren können, insbesondere das durch das Filterelement hindurchtretende kollimierte Licht auf die Kamera lenken. Dabei kann es sich insbesondere um eine Konvexlinse handeln. Bevorzugt handelt es sich bei dem Linsenelement um eine einzige Linse und um keinen optischen, mehrere Linsen umfassenden Aufbau. Weiterhin bevorzugt ist das Linsenelement eine Fresnel-Linse, die aufgrund ihrer kompakten, insbesondere flachen Bauform und des geringen Preises besonders vorteilhaft ist.The lens element can in principle be formed from one or more arbitrary lenses, which can focus light, in particular direct the collimated light passing through the filter element onto the camera. This may in particular be a convex lens. Preferably, the lens element is a single lens and not an optical assembly comprising a plurality of lenses. Further preferably, the lens element is a Fresnel lens, which is particularly advantageous due to its compact, particularly flat design and low price.

Bevorzugt sind die Beleuchtungseinheit, das Filterelement, das Linsenelement sowie die Kamera parallel zueinander und/oder entlang einer gemeinsamen optischen Achse ausgerichtet, die ebenfalls bevorzugt mittig durch die Beleuchtungseinheit und/oder durch die Kamera verläuft.The illumination unit, the filter element, the lens element and the camera are preferably aligned parallel to one another and / or along a common optical axis, which likewise preferably runs centrally through the illumination unit and / or through the camera.

Weiterhin bevorzugt ist die optische Achse senkrecht auf eine Oberfläche des zu inspizierenden Objekts und insbesondere senkrecht zu einer Seitenfläche eines zu untersuchenden Kastens ausgerichtet und/oder verläuft besonders bevorzugt mittig durch ein Eingriffsfenster des Kastens. Alternativ kann die optische Achse aber auch in einem beliebigen Winkel, insbesondere diagonal auf den Kasten gerichtet sein, so dass die optische Achse besonders bevorzugt durch zwei Eingriffsfenster an zwei zueinander rechtwinkligen und/oder aneinander angrenzenden Seiten des Kastens verläuft.Further preferably, the optical axis is aligned perpendicular to a surface of the object to be inspected and in particular perpendicular to a side surface of a box to be examined and / or particularly preferably runs centrally through an engagement window of the box. Alternatively, however, the optical axis can also be directed at an arbitrary angle, in particular diagonally on the box, so that the optical axis particularly preferably extends through two engagement windows on two mutually perpendicular and / or adjoining sides of the box.

Weiterhin bevorzugt verläuft die optische Achse parallel zu einer Grund- oder Auflagefläche des Objekts, insbesondere einem Boden eines Kastens oder der Behälter im Kasten. Ganz besonders bevorzugt sind sämtliche parallelen Lichtstrahlen derart senkrecht auf eine erste Seite des Kastens gerichtet, dass die gegenüberliegende Seite des Kastens sich auf dem von der Kamera erfassten Bilds vollständig in Deckung mit der ersten Seite des Kastens befindet.Further preferably, the optical axis is parallel to a base or bearing surface of the object, in particular a bottom of a box or the container in the box. Most preferably, all the parallel light beams are directed perpendicularly to a first side of the box that the opposite side of the box is completely in line with the first side of the box on the image captured by the camera.

Bei dem Transportmittel kann es sich grundsätzlich um eine oder mehrere beliebige Vorrichtungen zum Transport eines zu inspizierenden Objekts handeln. Bevorzugt ist als Transportmittel ein Transporteur, insbesondere ein Lineartransporter, ein Transportband oder eine Transportkette, insbesondere zum stehenden Transport mehrerer Objekte bzw. Kästen unmittelbar hintereinander oder beabstandet voneinander. Weiterhin bevorzugt ist das Transportmittel endlos umlaufend gebildet. Darüber hinaus kann das Transportmittel auch gekrümmt, insbesondere um 90° gebogen, verlaufen. Ebenfalls kann das Transportmittel aus mehreren zusammenwirkenden Transportbändern, -ketten oder anderweitigen Transportmitteln gebildet sein, die nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind. Dabei kann auch ein verwinkelter Transport des Objekts vorgesehen sein, wobei bevorzugt zwei zueinander in einem Winkel, besonders bevorzugt von 90°, zueinander angeordnete Transportmittel zusammenwirken. Darüber hinaus kann das Transportmittel wenigstens eine Wendestation umfassen.The means of transport may in principle be one or more arbitrary devices for transporting an object to be inspected. Preferred transport means is a transporter, in particular a linear transporter, a conveyor belt or a transport chain, in particular for the stationary transport of several objects or boxes directly behind one another or at a distance from each other. Further preferably, the transport is endlessly formed circumferentially. In addition, the transport can also curved, in particular bent by 90 °, run. Likewise, the means of transport may be formed of several cooperating conveyor belts, chains or other means of transport, which are arranged side by side and / or behind one another. In this case, an angular transport of the object can be provided, wherein preferably two mutually cooperate at an angle, particularly preferably of 90 °, arranged transport. In addition, the means of transport may comprise at least one turning station.

Unter einer verwinkelten Anordnung der wenigstens einen Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines Objekts zu der Transportrichtung des Transportmittels wird eine Anordnung verstanden, bei der die optische Achse der Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion nicht parallel zu der Transportrichtung ist. Bei einem gekrümmt oder verwinkelt verlaufendem Transportmittel ist die Transportrichtung die Richtung des Transportmittels an der Stelle, wo die optische Achse über oder auf dem Transportmittel verläuft. Bei einer um 90° verwinkelten Anordnung verlaufen die optische Achse und die Transportrichtung entsprechend rechtwinklig zueinander. Bevorzugt verläuft die optische Achse dabei oberhalb des Transportmittels und/oder parallel zu einer Oberfläche des Transportmittels, insbesondere der Oberfläche in dem Bereich auf oder über dem die optische Achse verläuft.Under an angular arrangement of the at least one device for telecentric inspection of an object to the transport direction of the transport means is understood an arrangement in which the optical axis of the device for telecentric inspection is not parallel to the transport direction. In a curved or angled running means of transport, the transport direction is the direction of the means of transport at the point where the optical axis passes over or on the means of transport. In a 90 ° skewed arrangement, the optical axis and the transport direction are perpendicular to each other. In this case, the optical axis preferably extends above the transport means and / or parallel to a surface of the transport means, in particular the surface in the region on or above which the optical axis runs.

Die Ausleitstation für als fehlerhaft erkannte Objekte oder Kästen ist entlang der Transportrichtung der Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines Objekts nachfolgend an dem oder hinter dem Transportmittel angeordnet. Dabei ist die Ausleitstation grundsätzlich derart gestaltet, dass ein als fehlerhaft erkanntes Objekt in eine andere Richtung bewegt bzw. umgelenkt wird, als fehlerfreie Objekte. Dies kann sowohl mittels eines beweglichen Elements, beispielsweise mittels eines verstellbaren Schiebers, erfolgen, als auch mittels eines Transportmittels, das das Objekt, insbesondere einen Kasten, in wenigstens zwei unterschiedliche Richtungen transportieren kann. Darüber hinaus kann das Ausleiten auch durch eine Änderung einer seitlichen Führung der Objekte an oder auf dem Transportmittel erfolgen.The diversion station for objects or boxes identified as faulty is arranged along the transport direction of the device for telecentric inspection of an object subsequently to or behind the transport means. In this case, the diversion station is fundamentally designed in such a way that an object recognized as defective is moved or deflected in another direction, as error-free objects. This can be done both by means of a movable element, for example by means of an adjustable slider, as well as by means of a transport that can transport the object, in particular a box, in at least two different directions. In addition, the discharge can also be done by changing a lateral guidance of the objects on or on the means of transport.

Unter dem Erfassen von Bilddaten des Objekts, insbesondere von in einem Kasten enthaltenen Behältern, wird die Aufnahme von Licht durch die Kamera aus einem Bereich des Objekts verstanden, in dem das Objekt, insbesondere mehrere Behälter in einem Kasten, zumindest abschnittsweise ausgeleuchtet ist. Besonders bevorzugt erfolgt in der Kamera bereits eine Verarbeitung zu einer digitalen Bilddatei. Ebenfalls bevorzugt wird zumindest ein Teil der Silhouette bzw. der Kontur des Objektes erfasst. Ganz besonders bevorzugt werden alle in einem Kasten befindlichen Behälter bzw. Flaschen zumindest abschnittsweise erfasst, wobei die Beleuchtung ganz besonders bevorzugt durch zwei sich gegenüberliegende Eingriffsfenster des Kastens erfolgt.The acquisition of image data of the object, in particular of containers contained in a box, is understood to mean the acquisition of light by the camera from a region of the object in which the object, in particular a plurality of containers in a box, is illuminated at least in sections. Particularly preferably, a processing to a digital image file already takes place in the camera. Also preferably, at least a part of the silhouette or the contour of the object is detected. Most preferably, all located in a box containers or bottles are detected at least in sections, the illumination is most preferably carried out by two opposing engagement window of the box.

Die Auswertung der Bilddaten kann zunächst in beliebiger Weise und mit einer beliebigen Zielsetzung erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Auswertung der Bilddaten zur Ermittlung der Form, der Größe oder des Profils des inspizierten Objekts. Bei der Auswertung handelt es sich bevorzugt um eine automatische digitale Bildauswertung. Ebenfalls bevorzugt erfolgt eine wenigstens abschnittsweise Ermittlung des Profils bzw. der Kontur des Objekts bzw. der im Kasten befindlichen Behälter und/oder ein Abgleich mit einem vorgegebenen Profile bzw. einer bekannten Kontur, wodurch in besonders einfacher Weise fehlerhafte Objekte bzw. Behälter sowie Objekte bzw. Behälter mit abweichenden Formen oder Größen ermittelt werden können. Weiterhin kann auch ein Abgleich von mehreren zugleich inspizierten, insbesondere in wenigstens einer Reihe zueinander angeordneten Objekten, insbesondere Behältern in einem Kasten, erfolgen.The evaluation of the image data can initially be done in any way and with any objective. Preferably, the evaluation of the image data to determine the shape, the size or the profile of the inspected object. The evaluation is preferably an automatic digital image analysis. Likewise preferably, the profile or the contour of the object or of the container located in the box and / or an adjustment with a predetermined profile or a known contour are determined at least in sections, whereby faulty objects or containers as well as objects or objects are detected in a particularly simple manner Containers of different shapes or sizes can be determined. Furthermore, an adjustment of several simultaneously inspected, in particular in at least one row arranged to each other objects, in particular containers in a box, take place.

Besonders bevorzugt umfasst die Auswertung der Bilddaten auch eine Erkennung von Falschkästen, insbesondere durch Abgleich mit einem vorgegebenen Profil bzw. einer bekannten Kontur des Kastens. Weiterhin bevorzugt erfolgt auch eine Erkennung von Fremdobjekten auf oder an dem zu inspizierenden Objekt oder an den Behältern und/oder an dem Kasten, beispielsweise fehlerhafter oder abgelöster Etiketten, Papier- oder Pappstück, Scherben oder Aufklebern.Particularly preferably, the evaluation of the image data also includes a detection of false boxes, in particular by matching with a predetermined profile or a known contour of the box. Furthermore, recognition of foreign objects on or on the object to be inspected or on the containers and / or on the box, for example defective or detached labels, paper or cardboard pieces, broken pieces or stickers, is also preferably carried out.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Filterelement Mikrolinsen auf, die das auftreffende Licht kollimieren, wodurch in besonders einfacher Weise eine gleichmäßige Kollimation des auf das Filterelement treffenden Lichts unabhängig von der Position der Lichtquelle erreicht werden kann.In an advantageous development of the device according to the invention, the filter element on microlenses, which collimate the incident light, whereby a uniform collimation of the light impinging on the filter element can be achieved regardless of the position of the light source in a particularly simple manner.

Dabei handelt es sich bei dem auftreffenden Licht insbesondere um ein von der Beleuchtungseinheit abgestrahltes Licht. Insbesondere umfasst das Filterelement dabei einen Film bzw. eine Folie mit Mikrolinsen und ganz besonders bevorzugt ist das Filterelement ein Film bzw. eine Folie mit Mikrolinsen. Dabei sind in die Folie wenigstens eine Lage zahlreicher kleiner Linsen, die Mikrolinsen, angeordnet, die auf die Folie auftreffende Lichtstrahlen unabhängig von dem Einfallswinkel alle parallel zueinander und bevorzugt dabei senkrecht zu der Oberfläche der Folie ausrichten, aus der das kollimierte Licht aus der Folie austritt. Bei den Mikrolinsen handelt es sich um Linsen, die so klein sind, dass diese vollständig innerhalb des Films bzw. der Folie angeordnet sind.In this case, the incident light is in particular one of the Lighting unit radiated light. In particular, the filter element comprises a film or a film with microlenses, and most preferably the filter element is a film or a film with microlenses. In this case, at least one layer of numerous small lenses, the microlenses, are arranged in the film, regardless of the angle of incidence, all parallel to one another and preferably perpendicular to the surface of the film from which the collimated light emerges from the film , The microlenses are lenses that are so small that they are completely located within the film or foil.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Filterelement optische Mikrokanäle und/oder Mikrolamellen auf, die nur Lichtstrahlen senkrecht bzw. normal zur Oberfläche des Filterelements durchlassen, wodurch in besonders einfacher Weise das Filterelement auch über eine große Fläche Licht zuverlässig kollimieren kann. Die Kollimation der auf das Filterelement treffenden Lichtstrahlen erfolgt dabei ausschließlich durch Absorption nichtparalleler Lichtstrahlen bzw. von Lichtstrahlen außerhalb eines bestimmten Winkels oder Winkelbereichs an den Mikrokanälen und -lamellen, wohingegen das Filterelement bzw. die Mikrokanäle und -lamellen keinerlei Linseneffekte aufweisen. Bevorzugt ist das Filterelement derart gestaltet, dass wenigstens eine 95%ige, besonders bevorzugt eine 100%ige Absorption von Licht mit einem Durchtrittswinkel durch das Filterelement von größer als 30°, besonders bevorzugt von größer als 20° und insbesondere bevorzugt von größer als 10° und ganz besonders bevorzugt von größer als 5° erfolgt.In a further advantageous development of the device according to the invention, the filter element has optical microchannels and / or micro-blades which transmit only light rays perpendicular or normal to the surface of the filter element, whereby the filter element can reliably collimate light over a large area in a particularly simple manner. The collimation of the light rays striking the filter element takes place exclusively by absorption of nonparallel light beams or of light rays outside a certain angle or angular range at the microchannels and lamellae, whereas the filter element or the microchannels and lamellae have no lens effects. Preferably, the filter element is designed such that at least a 95%, particularly preferably a 100% absorption of light with a passage angle through the filter element of greater than 30 °, more preferably greater than 20 ° and particularly preferably greater than 10 ° and most preferably greater than 5 °.

Dabei sind die optischen Mikrokanäle bevorzugt im Inneren des Filterelements und insbesondere vollständig innerhalb einer Filterfolie angeordnet. Die Mikrolamellen können grundsätzlich auch im Inneren einer Filterfolie angeordnet sein. Bevorzugt sind die Mikrolamellen jedoch auf einer Oberfläche einer Filterfolie und dabei besonders bevorzugt zugleich in dem Filterelement angeordnet. Die Mikrokanäle und die Mikrolamellen verlaufen dabei parallel zueinander und/oder senkrecht zur Durchtrittsrichtung des Lichts durch das Filterelement. Im Übrigen ist die Filterfolie bevorzugt aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet. Weiterhin bevorzugt beträgt die Höhe der Mikrokanäle im Filterelement bzw. in der Filterfolie bzw. der Mikrolamellen auf einer Filterfolie wenigstens 50%, besonders bevorzugt wenigstens 75% und ganz besonders bevorzugt wenigstens 95% der Höhe des Filterelements bzw. der Filterfolie in Durchtrittsrichtung des Lichts.In this case, the optical microchannels are preferably arranged in the interior of the filter element and in particular completely within a filter foil. In principle, the microlays can also be arranged inside a filter foil. However, the microloules are preferably arranged on a surface of a filter film, and particularly preferably at the same time in the filter element. The microchannels and the micro-blades run parallel to one another and / or perpendicular to the direction of passage of the light through the filter element. Incidentally, the filter film is preferably formed of a light-transmissive material. Further preferably, the height of the microchannels in the filter element or in the filter film or the micro-fins on a filter film at least 50%, more preferably at least 75% and most preferably at least 95% of the height of the filter element or the filter film in the direction of passage of the light.

Alternativ ist es möglich eine APS- oder CMOS-Kamera vorzusehen. Dies kann bevorzugt eine Flächenkamera sein, aber auch der Einsatz einer Zeilenkamera ist möglich. Wird lediglich eine Zeilenkamera vorgesehen, dann ist es erforderlich, das das Linsenelement und die Beleuchtung als Streifen in der Vertikalen ausgelegt werden.Alternatively, it is possible to provide an APS or CMOS camera. This may preferably be an area camera, but also the use of a line scan camera is possible. If only a line scan camera is provided, then it is necessary that the lens element and the illumination be designed as strips in the vertical.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Mikrolamellen aus einem lichtabsorbierenden Material gebildet oder die Mikrokanäle des Filterelements mit einem solchen Material gefüllt, wodurch in besonders einfacher Weise eine kollimierende Wirkung durch Absorption verwinkelt laufender bzw. auftreffender Lichtstrahlen erreicht werden kann. Dabei ist das Material der Mikrolamellen bzw. in den optischen Mikrokanälen bevorzugt schwarz und/oder nichtreflektierend. Insbesondere bevorzugt sind die Mikrolamellen oder -kanäle über das gesamte Filterelement angeordnet. Die Breite der Mikrolamellen oder -kanäle beträgt in einer Richtung rechtwinklig zur Durchgangsrichtung des Lichts bevorzugt zwischen 5 µm und 50 µm, besonders bevorzugt zwischen 10 µm und 25 µm und ganz besonders bevorzugt zwischen 15 µm und 20 µm. Weiterhin bevorzugt sind dabei zwischen 5 und 20, besonders bevorzugt zwischen 10 und 15 und ganz besonders bevorzugt 12 Mikrolamellen oder Mikrokanäle pro Millimeter angeordnet.According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the micro-blades are formed of a light-absorbing material or the microchannels of the filter element filled with such a material, whereby a collimating effect can be achieved by absorbing angled running or incident light rays in a particularly simple manner. In this case, the material of the microlays or in the optical microchannels is preferably black and / or non-reflective. Particularly preferably, the microlelves or channels are arranged over the entire filter element. The width of the microlelves or channels in a direction perpendicular to the passage direction of the light is preferably between 5 μm and 50 μm, particularly preferably between 10 μm and 25 μm, and very particularly preferably between 15 μm and 20 μm. Further preferred are between 5 and 20, more preferably between 10 and 15 and most preferably 12 micro-blades or microchannels per millimeter.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst das Filterelement wenigstens eine Filterfolie, die besonders bevorzugt wenigstens genauso groß ist wie ein lichtabstrahlender Bereich der Beleuchtungseinheit. Bevorzugt weist die Filterfolie dabei die Mikrolinsen, die Mikrolamellen oder die Mikrokanäle auf. Besonders bevorzugt weist am Filterelement ausschließlich die Filterfolie die Mikrolinsen, Mikrolamellen oder die Mikrokanäle auf. Die Filterfolie kann zunächst beliebig angeordnet sein, beispielsweise an einem separaten Rahmen, auf einem transparenten Träger oder bevorzugt unmittelbar auf einer Oberfläche oder an einem Gehäuse der Beleuchtungseinheit. Ganz besonders bevorzugt die die Filterfolie oder der Filterfilm auf einer Seite, insbesondere zu den auftreffenden Lichtstrahlen gewandten Seite, selbstklebend gestaltet.In a preferred development of the device according to the invention, the filter element comprises at least one filter foil, which is particularly preferably at least as large as a light-emitting region of the illumination unit. In this case, the filter film preferably has the microlenses, the microlays or the microchannels. Particularly preferably, only the filter film has the microlenses, micro-blades or the microchannels on the filter element. The filter film may initially be arranged as desired, for example on a separate frame, on a transparent support or preferably directly on a surface or on a housing of the lighting unit. Most preferably, the filter film or the filter film on one side, in particular to the incident light rays facing side, designed self-adhesive.

Ebenfalls bevorzugt weist die Beleuchtungseinheit eine lichtabstrahlende Fläche, insbesondere eine LED-Matrix bzw. ein LED-Feld auf, die vollständig von der Filterfolie bedeckt ist. Weiterhin bevorzugt ist das Filterelement exakt genauso groß wie der lichtabstrahlende Bereich oder wie die Seite der Beleuchtungseinheit, die den lichtabstrahlenden Bereich umfasst.Likewise preferably, the lighting unit has a light-emitting surface, in particular an LED matrix or an LED field, which is completely covered by the filter film. Further preferably, the filter element is exactly the same size as the light-emitting region or like the side of the illumination unit which comprises the light-emitting region.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst das Filterelement eine erste Filterfolie mit in einer ersten Raumrichtung angeordneten Mikrolamellen oder Mikrokanälen und eine auf der ersten Filterfolie angeordnete, zweite Filterfolie mit um 90° in Bezug zur ersten Raumrichtung angeordneten Mikrolamellen oder Mikrokanälen, wodurch in besonders einfacher Weise eine Kollimation in zwei Raumrichtungen erreicht werden kann. Dabei sind bevorzugt die erste und die zweite Filterfolie identisch.In a preferred development of the device according to the invention, the filter element comprises a first filter foil having microlills or microchannels arranged in a first spatial direction and a second filter foil arranged at 90 ° with respect to the first filter foil arranged in the first spatial direction micro-blades or micro-channels, whereby in a particularly simple manner, a collimation can be achieved in two spatial directions. In this case, the first and the second filter film are preferably identical.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung strahlt die Beleuchtungseinheit farbiges Licht ab und ist dabei bevorzugt farbmodulierbar. Weiterhin bevorzugt ist für die Kamera eine Farbkamera, wobei die Verwendung von farbigem Licht und/oder einer Farbkamera in besonders einfacher Weise eine Unterscheidung der Farbe des zu inspizierenden Objekts, insbesondere der Flaschenfarben, erlaubt. Alternativ kann die Farbigkeit der Beleuchtungseinheit auch durch einen, vorzugsweise austauschbaren, Farbfilter an der Beleuchtungseinheit erreicht werden. Unter einer farbmodulierbaren Beleuchtungseinheit wird eine Beleuchtungseinheit verstanden, die wenigstens zwei verschiedene Lichtspektren, bevorzugt zahlreiche verschiedene Lichtspektren abstrahlen kann. Dabei umfasst die Beleuchtungseinheit besonders bevorzugt eine aus RGB-LEDs oder IR-LEDs gebildete Matrix bzw. gebildetes Feld. Ebenfalls bevorzugt kann die Farbkamera wenigstens die von der Beleuchtungseinheit abgestrahlte Wellenlänge bzw. den Spektralbereich erfassen und besonders bevorzugt den gesamten sichtbaren Bereich, insbesondere wenigstens zwischen 380 und 750 nm. und/oder wenigstens eines Teils des Infrarot-Bereichs, insbesondere den nahen Infrarot-Bereich zwischen 750 nm und 1,4 µm.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the illumination unit radiates colored light and is preferably color modulatable. Further preferred for the camera is a color camera, wherein the use of colored light and / or a color camera in a particularly simple manner allows a distinction of the color of the object to be inspected, in particular the bottle colors allowed. Alternatively, the color of the lighting unit can also be achieved by a, preferably exchangeable, color filter on the lighting unit. A color-modulatable lighting unit is understood to mean a lighting unit which can emit at least two different light spectra, preferably numerous different light spectra. In this case, the illumination unit particularly preferably comprises a matrix or a field formed from RGB LEDs or IR LEDs. Also preferably, the color camera can capture at least the wavelength or the spectral range emitted by the illumination unit, and particularly preferably the entire visible range, in particular at least between 380 and 750 nm and / or at least part of the infrared range, in particular the near infrared range between 750 nm and 1.4 μm.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Beleuchtungseinheit zur Abstrahlung von polychromatischen Licht, insbesondere weißem Licht, gelbem Licht und/oder Tageslicht, ausgebildet und abgeschirmt und/oder eingehaust, um einen Zutritt von weiterem Licht aus der Umgebung, beispielsweise Tageslicht oder Licht anderer Beleuchtungseinheiten, zu minimieren oder sogar vollständig zu verhindern und somit die Erkennung des Objekts, insbesondere der Behälter, durch die Kamera zu verbessern.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the illumination unit for the emission of polychromatic light, in particular white light, yellow light and / or daylight, formed and shielded and / or housed to access further light from the environment, such as daylight or light of others Lighting units, to minimize or even completely prevent and thus improve the detection of the object, in particular the container, by the camera.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Transportvorrichtung sind entlang des Transportmittels wenigstens zwei Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion eines Objekts angeordnet, wobei das Beleuchten des zu inspizierenden Objekts mittels jeweils einer Beleuchtungseinheit aus unterschiedlichen Richtungen bzw. auf unterschiedliche Seiten erfolgt, wodurch eine besonders umfassende Inspektion des Objekts vorgenommen werden kann. Weiterhin bevorzugt ist die optische Achse beider Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion auf gleicher Höhe in Bezug zum Objekt angeordnet.In a preferred embodiment of the transport device at least two devices for telecentric inspection of an object are arranged along the transport means, wherein the illumination of the object to be inspected by means of one illumination unit from different directions or on different sides, whereby a particularly comprehensive inspection of the object are made can. Further preferably, the optical axis of both devices for telecentric inspection is arranged at the same height with respect to the object.

Ebenfalls bevorzugt sind die beiden optischen Achsen zueinander verwinkelt, wobei der Winkel besonders bevorzugt 180° oder 90° beträgt. Ein zweite, gegenüber der ersten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion um 90° versetzte Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion ist insbesondere dahingehend besonders vorteilhaft, dass zum einen eine Erfassung des Objekts bzw. der Behälter im Kasten aus zwei Raumrichtungen und/oder durch beide Kasteneingriffsfenster erfolgt, wobei häufig eine Raumrichtung bzw. eines der Kasteneingriffsfenster eine bessere Erfassung des Objekts oder der im Kasten befindlichen Behälter erlaubt, und somit die Zuverlässigkeit des Verfahrens deutlich erhöht werden kann. Zum anderen kann dadurch eine genaue Position des Fehl- oder Fremdbehälters in einem Kasten positionsgenau bestimmt werden, wohingegen bei der Verwendung nur einer Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion lediglich die jeweilige Reihe im Kasten bestimmbar ist, in der sich der Fehl- oder Fremdbehälter befindet. Die Verwendung einer zweiten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion verbessert die ansonsten nur reihenweise Erkennung zu einer positionsgenauen Erkennung.Also preferably, the two optical axes are angled to each other, wherein the angle is particularly preferably 180 ° or 90 °. A second device for telecentric inspection offset by 90 ° with respect to the first device for telecentric inspection is particularly advantageous in that on the one hand the object or containers are detected in the box from two spatial directions and / or both box-engaging windows, frequently a spatial direction or one of the box-engaging windows allows a better detection of the object or the container located in the box, and thus the reliability of the method can be significantly increased. On the other hand, a precise position of the faulty or foreign container can be determined in a precise position in a box, whereas when using only a device for telecentric inspection only the respective row in the box is determined in which the faulty or foreign container is located. The use of a second device for telecentric inspection improves the otherwise only rowwise detection to a positionally accurate detection.

Besonders bevorzugt ist die erste Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion auf einem geraden Abschnitt des Transportmittels angeordnet und die zweite Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion auf oder hinter einem gekrümmten oder verwinkelten Abschnitt des Transportmittels angeordnet. Alternativ sind beide Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion auf einem geraden Abschnitt eines einzigen Transportmittels mit den Kameras auf sich gegenüberliegenden Seiten angeordnet.Particularly preferably, the first device for telecentric inspection is arranged on a straight section of the transport means and the second device for telecentric inspection is arranged on or behind a curved or angled section of the transport means. Alternatively, both telecentric inspection devices are arranged on a straight section of a single transporting means with the cameras on opposite sides.

Bei einem verwinkelten und insbesondere gebogenem Verlauf des Transportmittels ist bevorzugt wenigstens im verwinkelten oder gebogenen Bericht eine seitliche Führung des Objekts bzw. Kastens zur exakten Positionsfestlegung angeordnet, insbesondere, wenn die Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion im gebogenen oder verwinkelten Bereich angeordnet ist und/oder das Objekt bzw. den Kasten in diesem Bereich erfasst wird. Dabei kann die seitliche Führung beispielsweise mittels eines Geländers oder eines Rollenbandes erfolgen.In an undulating and in particular curved course of the transport means, a lateral guidance of the object or box for exact position determination is preferably arranged at least in the bent or curved report, in particular if the device for telecentric inspection is arranged in the bent or crooked area and / or the object or the box in this area is detected. In this case, the lateral guidance can be done for example by means of a railing or a roller belt.

Grundsätzlich kann auch der Antrieb bzw. der Transport des Objekts über die seitliche Führung, beispielsweise mittels zwei endlos umlaufenden Bändern, die das Objekt an zwei gegenüberliegenden Seiten einklemmen, erfolgen, während das Objekt an der Unterseite gleitend oder rollend gelagert ist, jedoch von dieser Seite her kein aktiver Transport erfolgt.In principle, the drive or the transport of the object via the lateral guide, for example by means of two endless circulating belts, which clamp the object on two opposite sides, take place while the object is mounted on the underside sliding or rolling, but from this side No active transport took place.

Bei einem linearen bzw. geraden Transport des Objekts wenigstens in dem Bereich der Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion ist dagegen eine seitliche Führung des Objekts nicht notwendig, da aufgrund des parallele Verlaufs der von der Beleuchtungseinheit angestrahlten Lichtstrahlen es keinen Unterschied macht, wie weit das Objekt von der Beleuchtungseinheit und/oder von der Kamera entfernt ist.In a linear or straight transport of the object at least in the region of the device for telecentric inspection, however, a lateral guidance of the object is not necessary, since due to the parallel course of the of the Illuminated light beams it makes no difference how far the object from the lighting unit and / or the camera is removed.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Beleuchtungseinheit stroboskopisch bzw. geblitzt betrieben, so dass von jedem sich bewegenden Objekt genau ein Bild von der Kamera erfasst wird, wodurch in einfacher Weise eine genaue Erfassung von sich auf einem schnell laufenden Transportmittel befindlichen Objekten möglich ist. Bevorzugt wird das zu inspizierende Objekt dabei derart beleuchtet bzw. geblitzt, dass sich jedes beleuchtete Objekt auf dem sich bewegenden Transportmittel zum Zeitpunkt der Beleuchtung in der gleichen Position in Bezug zu der Beleuchtungseinheit und der Kamera befindet.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the illumination unit is operated stroboscopically or flashed, so that exactly one image from each moving object is detected by the camera, whereby a simple detection of objects located on a fast moving means is possible in a simple manner , Preferably, the object to be inspected is illuminated or flashed in such a way that each illuminated object on the moving transport means is in the same position with respect to the illumination unit and the camera at the time of the illumination.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Objekt bzw. der Kasten auf dem Transportmittel nacheinander durch wenigstens zwei Vorrichtungen zum Erkennen von Fehl- oder Fremdbehältern transportiert, wodurch eine besonders genaue Erkennung ermöglicht wird.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the object or the box is transported on the means of transport in succession by at least two devices for detecting faulty or foreign containers, whereby a particularly accurate recognition is made possible.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels zwei Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion jeweils eine Prüfung auf Fehler bzw. auf Fehl- oder Fremdbehälter aus zwei sich gegenüberliegenden Seite des Objekts vorgenommen, wobei nachfolgend die mittels der ersten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion erfassten Bilddaten mit den mittels der zweiten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion erfassten Bilddaten abgeglichen werden. Insbesondere bevorzugt erfolgt die Prüfung von sich gegenüberliegenden Seiten des Objekts, ohne dass das Objekt bzw. der Kasten dabei gedreht wird. Bei dem nachfolgenden Abgleich müssen bevorzugt die mittels beiden Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion erfassten Bilddaten dann übereinstimmen, ansonsten liegt wenigstens ein Fehler bzw. ein Fehl- oder Fremdbehälter vor. Die Bilddaten der ersten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion bilden dabei den Erwartungswert für die mittels der zweiten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion gewonnenen Daten.According to a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is carried out by two devices for telecentric inspection in each case a check for errors or on false or foreign container from two opposite side of the object, wherein subsequently detected by means of the first device for telecentric inspection image data with the be matched by means of the second device for telecentric inspection image data. Particularly preferably, the examination takes place from opposite sides of the object, without the object or the box being rotated thereby. In the subsequent adjustment, the image data acquired by means of the two telecentric inspection devices must preferably match, otherwise there is at least one fault or a faulty or foreign container. The image data of the first device for telecentric inspection form the expected value for the data obtained by means of the second device for telecentric inspection.

Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt mittels zwei Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion jeweils eine Prüfung auf Fehler bzw. Fehl- oder Fremdbehälter aus zwei zueinander verwinkelten Richtungen, insbesondere rechtwinklig zueinander. Dies kann zum einen durch Drehen des Objekts bzw. des Kastens zwischen den beiden Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion erfolgen. Weiterhin können auch die beiden Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion verwinkelt zueinander an einem Transportmittel für das Objekt bzw. den Kasten angeordnet sein. Dabei ist besonders bevorzugt eine der Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion mit der optischen Achse rechtwinklig zu einer Transportrichtung des Objekts bzw. des Kastens angeordnet und die zweite Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion derart, insbesondere in einem gekrümmten Bereich des Transportmittels, angeordnet, dass die optische Achse wenigstens im Mess- bzw. Erfassungsbereich parallel zur bzw. entlang der Transportrichtung des Objekts bzw. des Kastens verläuft.According to a further particularly preferred embodiment of the method according to the invention is carried out by means of two devices for telecentric inspection in each case a test for errors or false or foreign container from two mutually angled directions, in particular at right angles to each other. This can be done by rotating the object or the box between the two devices for telecentric inspection. Furthermore, the two devices for telecentric inspection can be arranged in an angle to one another on a transport means for the object or the box. In this case, one of the devices for telecentric inspection with the optical axis is arranged at right angles to a transport direction of the object or the box, and the second device for telecentric inspection is arranged in such a way, in particular in a curved area of the transport means, that the optical axis at least in Measuring or detection range parallel to or along the transport direction of the object or the box runs.

Weiterhin bevorzugt erfolgt eine kontinuierliche Aufnahme während des Verlaufs des Objektes bzw. des Kastens auf dem Transportmittel, insbesondere in einem gekrümmten Bereich, wodurch in besonders einfacher Weise eine Erfassung des Objekts aus unterschiedlichen, sich kontinuierlich ändernden Winkeln erreicht werden kann.Further preferably, a continuous recording takes place during the course of the object or the box on the means of transport, in particular in a curved area, whereby a detection of the object from different, continuously changing angles can be achieved in a particularly simple manner.

Mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:Several embodiments of the device according to the invention are explained below with reference to the drawings. In the figures show:

1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion, 1 a first embodiment of a device for telecentric inspection,

2a eine erste Ausführungsform einer geraden Transportvorrichtung mit einer Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion in schematischer Ansicht, 2a a first embodiment of a straight transport device with a device for telecentric inspection in a schematic view,

2b eine zweite Ausführungsform einer geraden Transportvorrichtung mit zwei zueinander entgegengesetzt angeordneten Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion in schematischer Ansicht, 2 B a second embodiment of a straight transport device with two oppositely arranged devices for telecentric inspection in a schematic view,

3 eine erste Ausführungsform einer verwinkelten Transportvorrichtung mit zwei Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion in schematischer Ansicht, 3 1 shows a diagrammatic view of a first embodiment of an angular transport device with two devices for telecentric inspection,

4 eine erste Ausführungsform einer gekrümmten Transportvorrichtung mit zwei Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion in schematischer Ansicht und 4 a first embodiment of a curved transport device with two devices for telecentric inspection in a schematic view and

5 in einer Seitenansicht die in 2a dargestellte Ausführungsform einer geraden Transportvorrichtung mit einer Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion. 5 in a side view the in 2a illustrated embodiment of a straight transport device with a device for telecentric inspection.

Bei einer in 1 schematisch dargestellten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 eines mit Flaschen 2a, b gefüllten Flaschenkastens 3 auf Fehl- und Fremdflaschen 2b ist auf einer Seite des Flaschenkastens 3 eine LED-Matrix 4 als Lichtquelle derart angeordnet, dass das Licht der LED-Matrix 4 entlang einer optischen Achse A durch zwei sich gegenüberliegende Eingriffsfenster 31 den Flaschenkasten 3 durchscheinen kann. Die LED-Matrix 4 ist dabei aus zahlreichen in einem Raster angeordneten IR-LEDs gebildet.At an in 1 schematically illustrated device for telecentric inspection 1 one with bottles 2a , b filled bottle crate 3 on faulty and foreign bottles 2 B is on one side of the bottle crate 3 an LED matrix 4 as a light source arranged such that the light of the LED matrix 4 along an optical axis A through two opposing engagement windows 31 the bottle crate 3 can show through. The LED matrix 4 is formed of numerous arranged in a grid IR LEDs.

Vor der LED-Matrix 4 ist eine Filterfolie 5 derart angeordnet, dass die von der LED-Matrix 4 auf den Flaschenkasten 3 gerichteten Lichtstrahlen auf die Filterfolie 5 fallen und durch diese kollimiert werden. Dabei ist die Filterfolie 5 im Wesentlichen genauso groß wie ein lichtabstrahlender Bereich der LED-Matrix 4. Auf der Oberfläche der Filterfolie 5 sind zahlreiche Mikrolamellen parallel zueinander angeordnet, wobei die Mikrolamellen eine Dicke von 18 µm aufweisen und jeweils 12 Mikrolamellen pro Millimeter auf der Oberfläche der Filterfolie 5 angeordnet sind.In front of the LED matrix 4 is a filter foil 5 arranged such that the of the LED matrix 4 on the bottle case 3 directed light rays on the filter film 5 fall and be collimated by them. Here is the filter film 5 essentially the same size as a light emitting area of the LED matrix 4 , On the surface of the filter foil 5 Numerous micro-blades are arranged parallel to each other, the micro-blades having a thickness of 18 Have and each 12 Microlamels per millimeter on the surface of the filter foil 5 are arranged.

Der Flaschenkasten 3 mit den darin befindlichen, zu untersuchenden Flaschen 2a, b befindet sich entlang der optischen Achse A in einem Bereich zwischen der Filterfolie 5 und einer Fresnel-Linse 7, in dem sämtliche Lichtstrahlen parallel zueinander verlaufen, wodurch selbst bei der Durchleuchtung mehrerer im Flaschenkasten 3 in Richtung der optischen Achse A hintereinander angeordneter Flaschen 2a, b eine Fremdflasche 2b von den übrigen Flaschen 2a aufgrund der abweichenden Kontur ohne Weiteres erkannt werden kann.The bottle case 3 with the bottles to be examined in it 2a , b is located along the optical axis A in an area between the filter foil 5 and a Fresnel lens 7 in which all the light rays run parallel to each other, whereby even in the fluoroscopy several in the bottle crate 3 in the direction of the optical axis A successively arranged bottles 2a , b a foreign bottle 2 B from the remaining bottles 2a due to the different contour can be easily recognized.

Die Fresnel-Linse 7 fokussiert die parallelen Lichtstrahlen nachfolgend auf eine IRempfindliche Kamera 6, mittels der die Konturen der in dem Flaschenkasten 3 befindlichen Flaschen 2a, b in dem Bereich des Eingriffsfensters 31 erfasst werden.The Fresnel lens 7 focuses the parallel beams of light on an IR-sensitive camera 6 , by means of the contours of the in the bottle crate 3 located bottles 2a , b in the area of the intervention window 31 be recorded.

Bei der in 2a dargestellten ersten Ausführung einer Transportvorrichtung 11 ist eine Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 eines mit Flaschen 2a, b gefüllten Flaschenkastens 3 an einem endlos umlaufenden Transportband 12 angeordnet. Die damit transportierten Kästen 3 werden dabei jeweils durch das Eingriffsfenster 31 an der Breitseite des Flaschenkastens 3 durchleuchtet, wodurch sämtliche Reihen aus jeweils drei Flaschen 2a, b zu einem Zeitpunkt in die optische Achse A der Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 gelangen und erfasst werden können. Die mittels der Kamera 6 erfassten Bilddaten werden nachfolgend von einem Computer ausgewertet und bei der Erkennung von Fehl- oder Fremdflaschen 2b wird der jeweilige Flaschenkasten 3 mittels eines ansteuerbaren Schiebers 13, der entlang der Transportrichtung R des Transportbandes 12 der Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 nachfolgend angeordnet ist, ausgeschieden.At the in 2a shown first embodiment of a transport device 11 is a device for telecentric inspection 1 one with bottles 2a , b filled bottle crate 3 on an endlessly circulating conveyor belt 12 arranged. The boxes transported with it 3 in each case through the intervention window 31 on the broadside of the bottle crate 3 Illuminated, making all rows of three bottles 2a , b at a time in the optical axis A of the device for telecentric inspection 1 can be reached and recorded. The by means of the camera 6 Captured image data are subsequently evaluated by a computer and in the detection of faulty or foreign bottles 2 B becomes the respective bottle crate 3 by means of a controllable slide 13 , along the transport direction R of the conveyor belt 12 the device for telecentric inspection 1 subsequently disposed of.

Die in 2b dargestellte zweite Ausführung einer Transportvorrichtung 11 unterscheidet sich von der in 2a dargestellten ersten Ausführung dadurch, dass entlang der Transportrichtung R des Transportbandes 12 eine zweite Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 eines mit Flaschen 2a, b gefüllten Flaschenkastens 3 angeordnet ist, die die Flaschen 2a, b im Flaschenkasten 3 von der anderen Seite her erfasst, d. h., bei der die Kamera 6 auf der der Kamera 6 der ersten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 gegenüberliegenden Seite des Flaschenkastens 3 angeordnet ist. Zusätzlich unterscheidet sich die zweite Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 von der Ersten dadurch, dass die LED-Matrix 4 der zweiten Vorrichtung 1 kein Infrarotlicht abstrahlt, sondern im gesamten sichtbaren Spektralbereich beliebig modulierbar ist und somit die abgestrahlte Wellenlänge des Lichts derart an die erwünschte Farbe der Flaschen 2a, b angepasst werden kann, dass besonders einfach fehlfarbige Flaschen 2b erkannt werden können. Entsprechend ist die Kamera 6 der zweiten Vorrichtung 1 eine Farb-CCD-Kamera 6. Das Ausleiten eines Flaschenkastens 3 von dem Transportband 12 mittels des Schiebers 13 erfolgt immer dann, wenn wenigstens eine der beiden Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 eine Fehl- oder Fremdflasche 2b in dem Flaschenkasten 3 erkennt.In the 2 B illustrated second embodiment of a transport device 11 is different from the one in 2a shown first embodiment in that along the transport direction R of the conveyor belt 12 a second device for telecentric inspection 1 one with bottles 2a , b filled bottle crate 3 is arranged, which the bottles 2a , b in the bottle crate 3 captured from the other side, ie, at the camera 6 on the camera 6 the first device for telecentric inspection 1 opposite side of the bottle crate 3 is arranged. In addition, the second device for telecentric inspection differs 1 from the first by the fact that the LED matrix 4 the second device 1 no infrared light radiates, but is arbitrarily modulated in the entire visible spectral range and thus the radiated wavelength of the light to the desired color of the bottles 2a , b can be customized to be particularly easy-color bottles 2 B can be recognized. The camera is corresponding 6 the second device 1 a color CCD camera 6 , The discharge of a bottle crate 3 from the conveyor belt 12 by means of the slider 13 occurs whenever at least one of the two devices for telecentric inspection 1 a wrong or foreign bottle 2 B in the bottle crate 3 recognizes.

Auch die in der 3 dargestellte dritte Ausführung einer Transportvorrichtung 11 weist zwei Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion 1 auf, wobei sich diese Ausführung von der in 2b dargestellten Ausführung maßgeblich dadurch unterscheidet, dass der ersten Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 entlang der Transportrichtung R des Transportbandes 12 nachfolgend der Flaschenkasten 3 an ein weiteres Transportband 12a übergeben wird, das rechtwinklig zum ersten Transportband 12 verläuft. Entsprechend ist die optische Achse A der zweiten der beiden Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion 1 auf zwei sich gegenüberliegende Eingriffsfenster 31 an der Schmalseite des Flaschenkastens 3 gerichtet und die zweite Inspektion erfolgt in einem Winkel von 90° zu der ersten Inspektion, so dass die Flaschen 2a, b im Flaschenkasten 3 aus zwei unterschiedlichen Richtungen erfasst werden. Beide Vorrichtungen zur telezentrischen Inspektion 1 weisen dabei eine identische LED-Matrix 4 sowie eine identische Kamera 6 auf.Also in the 3 illustrated third embodiment of a transport device 11 has two devices for telecentric inspection 1 on, with this execution of the in 2 B significantly different embodiment illustrated that the first device for telecentric inspection 1 along the transport direction R of the conveyor belt 12 below the bottle crate 3 to another conveyor belt 12a which is perpendicular to the first conveyor belt 12 runs. Accordingly, the optical axis A is the second of the two telecentric inspection devices 1 on two opposite engagement windows 31 on the narrow side of the bottle crate 3 directed and the second inspection is done at an angle of 90 ° to the first inspection, so that the bottles 2a , b in the bottle crate 3 be detected from two different directions. Both devices for telecentric inspection 1 have an identical LED matrix 4 as well as an identical camera 6 on.

Bei der in der 4 dargestellten vierten Ausführung einer Transportvorrichtung 11 ist die erste Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 identisch zu den vorausgegangenen Ausführungen angeordnet, während die zweite Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion 1 derart in einem gekrümmten Bereich 14 des Transportbandes 12 angeordnet ist, dass eine kontinuierliche Erfassung der Flaschen 2a, b innerhalb des Flaschenkastens 3 durch eine Schmalseite des Flaschenkastens 3 während des Durchfahrens durch den gekrümmten Bereich 14 ermöglicht wird. Um eine exakte Führung des Flaschenkastens 3 im gekrümmten Bereich 14 zu gewährleisten, ist beidseitig an dem Transportband 12 ein seitliches Führungselement 15 angeordnet (siehe 5).When in the 4 illustrated fourth embodiment of a transport device 11 is the first device for telecentric inspection 1 arranged identically to the previous embodiments, while the second device for telecentric inspection 1 such in a curved area 14 of the conveyor belt 12 arranged is that a continuous detection of the bottles 2a , b inside the bottle crate 3 through a narrow side of the bottle crate 3 while passing through the curved area 14 is possible. For an exact guidance of the bottle crate 3 in the curved area 14 to ensure is on both sides of the conveyor belt 12 a lateral guide element 15 arranged (see 5 ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtung zur telezentrischen Inspektion Apparatus for telecentric inspection
2a2a: Objekt object
2b2 B: fehlerhaftes Objekt faulty object
33: Kasten box
3131: Eingriffsfenster engaging window
44: Beleuchtungseinheit lighting unit
55: Filterelement filter element
66: Kamera camera
77: Linsenelement lens element
1111: Transportvorrichtung transport device
1212: Transportmittel Mode of Transport
12a12a: weiteres Transportmittel further means of transport
1313: Ausleitstation Ausleitstation
1414: gekrümmter Bereich curved area
1515: seitliches Führungselement lateral guide element
AA: optische Achse optical axis
RR: Transportrichtung transport direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19625055 [0004]
EP 2671649 A1 [0005]
US 5280170 [0006]
DE 19512133 A1 [0006]

Claims

Apparatus for telecentric inspection ( 1 ) of an object ( 2a , b), in particular for detecting faulty or foreign containers in a box ( 3 ), with - a lighting unit ( 4 ) for illuminating the object ( 2a , b), - one between the lighting unit ( 4 ) and the object ( 2a , b) arranged filter element ( 5 ) for collimation of the illumination unit ( 4 ) coming light, - a camera ( 6 ) for detecting the object ( 2a , b) coming light, and - a lens element ( 7 ) for bundling the object ( 2a , b) incoming collimated light on the camera ( 6 ).

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element ( 5 ) has optical microchannels or microlelts which only light rays perpendicular to the surface of the filter element ( 5 ).

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the micro-fins of the filter element ( 5 ) are formed of a light-absorbing material.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the filter element ( 5 ) comprises a first film with microlays or microchannels arranged in a first spatial direction and a second film arranged on the first film with microlays or microchannels arranged at 90 ° with respect to the first spatial direction.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the filter element ( 5 ) comprises at least one filter foil which is at least as large as a light-emitting region of the illumination unit ( 4 ).

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the lighting unit ( 4 ) emits colored light and is preferably color modulatable, and the camera ( 6 ) is a color camera.

Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the filter element ( 5 ) Has microlenses that collimate the incident light.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the camera ( 6 ) is an APS or CMOS camera and this is designed as a surface camera or as a line scan camera.

Transport device ( 11 ) for objects ( 2a , b), with at least one device for telecentric inspection ( 1 ) of an object ( 2a , b), in particular for detecting faulty or foreign containers in a box ( 3 ), according to at least one of claims 1-8, characterized by - a means of transport ( 12 ) for transporting multiple objects ( 2a , b), in particular boxes ( 3 ), in at least one transport direction (R), - an, preferably at 90 °, angled arrangement of the at least one device for telecentric inspection ( 1 ) of an object ( 2a , b), in particular for detecting faulty or foreign containers ( 2 B ) in a box ( 3 ), to the transport direction (R) of the means of transport ( 12 ), and - a discharge station ( 13 ) for objects recognized as defective ( 2 B ), in particular boxes ( 3 ) with faulty or foreign containers.

Transport device ( 11 ) according to claim 9, characterized in that along the transport means ( 12 ) at least two devices for telecentric inspection ( 1 ) of an object ( 2a , b), the illumination of the objects ( 2a , b) by means of one lighting unit each ( 4 ) takes place from different directions.

Use of a partially light-absorbing film for collimating light in a filter element for a device for telecentric inspection ( 1 ), in particular according to one of claims 1 to 10.

Method for the telecentric inspection of an object ( 2a , b), in particular for detecting faulty or foreign containers in a box ( 3 ), with the steps - arranging a lighting unit ( 4 ) and a filter element ( 5 ) for collimation of the illumination unit ( 4 ) coming light on one side of the object ( 2a , b) and a lens element and a camera ( 6 ) on the opposite side of the object ( 2a , b), - capturing image data of the object ( 2a , b) by means of the camera ( 6 ), and - evaluation of the image data to determine the shape, the size or the profile of the object ( 2a , b).

Method according to claim 12, characterized in that the illumination unit ( 4 ) is operated stroboscopically so that of each moving object ( 2a , b) exactly one image from the camera ( 6 ) is detected.

Method for transporting and for removing erroneous objects as required ( 2 B ), with the steps - Transport of the object ( 2a , b) by means of at least one means of transport ( 12 ) by at least one Apparatus for telecentric inspection ( 1 ) of the object ( 2a , b), - checking for errors by means of a method for the telecentric inspection of an object ( 2a , b) according to claim 12 or 13, - if necessary routing the faulty object ( 2 B ).

A method according to claim 14, characterized in that by means of two devices for telecentric inspection ( 1 ) each check for errors from two opposite sides of the object ( 2a , b), wherein subsequently the means of the first telecentric inspection device ( 1 ) recorded image data with the means of the second device for telecentric inspection ( 1 ) matched image data.

A method according to claim 14, characterized in that by means of two devices for telecentric inspection ( 1 ) in each case a test for errors from two mutually angled directions, in particular at right angles to each other, takes place.