(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性容器のための検査機において、
検査すべき容器（５）の一方の側に配置されている照明装置（２）を備え、前記容器は前記照明装置からの光により少なくとも３つの方向から検査される位置に配置されており、
前記容器の前記照明装置とは反対側に設けられていて、検査されるべき位置にある容器の対称線（11）に向けられた光軸（12）を有する単一の撮像装置（３）を備え、前記容器の対称線（11）及び前記撮像装置（３）の光軸（12）が共通の交点（10）で交差しており、
前記容器を貫通した後、それぞれが第１のミラー装置（6a,6b）及び第２のミラー装置（7a,7b）により形成され前記容器から前記撮像装置まで延在する第１の光路（６）及び第２の光路（７）を備え、前記各ミラー装置及び各光路が前記光軸（12）に対して対称に配置され、
前記容器を貫通した後、前記第１のミラー装置及び第２のミラー装置の間に配置された第３のミラー装置（8a,8b）で形成され、前記容器から前記撮像装置まで延在する第３の光路（８）を備え、
前記それぞれのミラー装置で形成された第１の光路、第２の光路及び第３の光路の各々が中心軸（６′、７′、８′）を有し、前記中心軸（６′、７′、８′）が共通の交点（10）において前記容器の対称線（11）と相互に交差し、
前記共通の交点（10）から前記撮像装置までの前記各中心軸（６′、７′、８′）の長さが相互に等しい、
ことを特徴とする検査機。
【請求項２】
すべての光路（6,7,8）が共通の交差領域（９）において交差し、びん（５）が搬送装置（４）により前記交差領域（９）を通過して走行可能であることを特徴とする請求項１記載の検査機。
【請求項３】
すべての光路の中心軸（６′,7′,8′）が共通の交点（10）で交わり、およびびんの対称線（11）がほぼこの交点（10）を通過しかつ対称線がこの交点と重なった瞬間に撮像が行われるようにびん（５）が搬送装置（４）によりこの交点（10）を通過可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の検査機。
【請求項４】
すべての光路（6,7,8）が同じ長さであり、光路の中心軸（６′,7′,8′）が撮像装置（３）から共通交点（10）まで好ましくは750ないし1500mmの範囲、とくに1240mmの同じ長さを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の検査機。
【請求項５】
撮像装置（３）の光軸（12）が検査ステーション（１）内のびんの搬送方向に対し法線方向であるばかりでなくびん（５）の対称線（11）に対して垂直方向に向けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の検査機。
【請求項６】
２つの光路（6,7）が撮像装置（３）の（12）に対し対称的に形成され、光軸（6,7）が好ましくはそれぞれ撮像装置（３）と照明装置（２）との間に配置された２つのミラー（6a,6bおよび7a,7b）により、撮像装置から出てまず第１の対のミラー（6a,7a）により光軸（12）から離れるようにおよびその後方に配置された第２の対のミラー（6b,7b）により光軸（12）に近づくように検査すべきびん（５）の側壁領域の方向に転向され、ここで２つの光路の中心軸（６′,7′）の交点（10）が撮像装置（３）の光軸（12）上に存在することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の検査機。
【請求項７】
対称的に走行する２つの光路（6,7）の間に、好ましくはそれらの中央に位置決めされた第３の光路（８）が配置され、ここで第３の光路（８）の中心軸（８′）が少なくとも部分的に撮像装置（３）の光軸（12）と同一直線上にあることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の検査機。
【請求項８】
第３の光路（８）が撮像装置（３）の光軸（12）上に存在する２つのミラー（8a,8c）およびこれらのミラー（8a,8c）の間に位置決めされかつ光軸（12）から外れて配置されたミラー（8b）により転向され、ここで光軸から外れて位置決めされたミラー（8b）が光軸上に存在する２つのミラー（8a,8c）の第１のミラーから第２のミラーへ光路（８）を転向することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の検査機。
【請求項９】
第３の光路（８）に付属のミラー（8A,8B,8C）が、撮像装置（３）から照明装置（２）の方向に見て、対称形に走行する光路（6,7）のミラー（6A,6B,7A,7B）の手前に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の検査機。
【請求項１０】
第３の光路（８）の少なくともびんの側壁に衝当する部分が他の光路（6,7）に付属のミラー（6A,6B,7A,7B）の間の中間空間を通過して衝当することができることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の検査機。
【請求項１１】
第３の光路（８）に付属のミラー（8a）が対称的に走行する２つの光路（6,7）の第１の対のミラー（6a,7a）の前方に配置されまた他のミラー（8c）が第１の対のミラー（6a,7a）の後方に配置されていることを特徴とする請求項１ないし10のいずれかに記載の検査機。
【請求項１２】
撮像装置（３）の光軸（12）が部分的にびん（５）の対称線（11）に対しほぼ平行に向けられ、また光軸（12）が、撮像装置（３）から出て、ミラー（13）によりびん（５）の対称線（11）に対しほぼ垂直方向となるように転向されることを特徴とする請求項１ないし11のいずれかに記載の検査機。
【請求項１３】
撮像装置（３）が搬送装置（４）から横に外れかつ搬送装置（４）のコンベヤ平面の上方に間隔をなして配置されていることを特徴とする請求項12の検査機。
【請求項１４】
２つの光路（6,7）がそれらの中心軸（６′,7′）に関して、相互に接近する方向に45ないし80゜の角度範囲、とくに60゜をなして検査すべきびん（５）に衝当することを特徴とする請求項１ないし13のいずれかに記載の検査機。
【請求項１５】
第３の光路（８）が、他の光路（6,7）により形成される角度を２等分して、検査すべきびん（５）に衝当することを特徴とする請求項14の検査機。
【請求項１６】
検査ステーション（１）がびん（５）の輪郭および／または高さおよび／または色を検出するための第２の撮像装置（15）を有し、ここで第２の撮像装置（15）の光路（16）が側壁検査の光路（6,7,8）の交差領域（９）を通過して走行し、とくに光軸（17）がほぼ側壁検査の光路の中心軸（６′,7′,8′）の交点（10）を通過して走行し、これによりびんの撮像を両方の撮像装置（3,15）によりほぼ同時に行うことができることを特徴とする請求項１ないし15のいずれかに記載の検査機。
【請求項１７】
第２の撮像装置（15）の光軸（17）が部分的にびん（５）の対称線（11）にほぼ平行に走行しかつミラー（18）によりびん（５）の対称線（11）に対し垂直方向になるように転向されることを特徴とする請求項16の検査機。
【請求項１８】
びん（５）の対称線に対し垂直方向に集まる撮像装置（3,15）の光軸（12,17）の部分が、15ないし35゜の範囲の鋭角、とくに25゜を形成することを特徴とする請求項16または17に記載の検査機。
【請求項１９】
ミラー（6a,6b,7a,7b,8a,8b,8c,13）が共通基板（19）上に直立配置されていることを特徴とする請求項１ないし18のいずれかに記載の検査機。
【請求項２０】
ミラー（6a,6b,7a,7b,8a,8b,8c）が、平行に配置されかつスリットを設けた位置決め板（21）により保持されることを特徴とする請求項19の検査機。
【請求項２１】
撮像装置（3,15）が平面マトリックスを有し、ここで側壁検査用光路（6,7,8）が撮像装置（３）の平面マトリックス上に相互に並んで投影されることを特徴とする請求項１ないし20のいずれかに記載の検査機。
【請求項２２】
撮像が電子カメラとくにCCDカメラにより行われることを特徴とする請求項１ないし21のいずれかに記載の検査機。
【請求項２３】
びん（５）が側壁検査のために相前後して２つの検査ステーション（1,100）を異なる回転位置において通過することを特徴とする請求項１ないし22のいずれかに記載の検査機。
【請求項２４】
検査ステーション（1,100）の間に好ましくは対向配置された、びんのボディ表面と係合するベルト（41）からなるびん（５）の回転装置が配置され、前記ベルト（41）が相互に異なる速度で搬送装置（４）と同期しながら駆動されることを特徴とする請求項23の検査機。
【請求項２５】
他の外形寸法を有するびんに切り換えたときにベルト（41）を通過中のびんの回転角が一定となるように、びんと係合するベルト（41）間のびんを回転するための速度差が設定可能であることを特徴とする請求項24の検査機。
【発明の詳細な説明】
本発明は請求項１の上位概念に記載の透光性びんなどの検査機に関するものである。
飲料充填ラインにおいて，充填する前に破損しているびんまたは汚いびんを検出しかつ排除するためにこのような検査機が使用される。びんの側壁領域を検査するために，びん側壁の撮像のためにびんを連続的にその中心軸の周りに回転することを必要する検査装置は既知である。回転運動の間に，たとえば走査カメラのような撮像装置により垂直線に沿ってほぼびんの中心線のみが撮影される。これの現像工程により含まれるびん側壁の映像は，実際に側壁の湾曲による光学歪みが発生しないので撮像品質が高いことが特徴である。
他方で撮像のためにびんを回転することはそれほどめんどうな機械的機構を必要としない（回転皿付タレットなど）。
さらに，側壁領域の撮像の間にびんの回転を行わない検査装置もまた既知である（ドイツ特許第2617457号）。この場合，側壁領域が１台のカメラのみにより２つの異なる方向から撮影される。このような検査装置は一方で比較的簡単な構造を有しているが，他方でびんの表面湾曲が原因となる光学歪みが撮影された画像の縁領域において発生し，これにより汚れまたは破損を検出するための画像評価がむずかしくなってくる。
したがって本発明は，最後に記載の従来技術から出発して，僅かな費用で良好な画像品質を提供するびんなどの側壁検査用検査装置を提供する課題を基礎としている。
この課題は請求項１の特徴項に記載の特徴により解決される。
検査すべきびんの側壁領域から撮像装置（CCDカメラ）までの同じ長さの光路を提供するミラー装置がとくに有利である。これにより，個々の光路により提供される画像を同じ大きさとすることが可能であり，画像評価の際の障害が排除される。
請求項12および13に記載の検査装置の構造により，とくにコンパクトな構造が可能となる。
さらに，検査ステーションを通過するびんの輪郭，高さまたは色を検査するための他の撮像装置（CCDカメラ）を検査ステーションに付属してもよい。この第２の撮像装置は，その光路が同様に側壁検査の光路の交差領域と交差するように位置決めしてもよく，これにより両方の撮像装置の撮像をただ１回の操作により同時に行うことが可能であるので有利である。
検査機の有利な変更態様が従属項に記載されている。
以下に図面により実施例を説明する。ここで：
図１は側壁検査用検査ステーションを有する検査機の略平面図；
図２は図１に示す側壁検査用検査ステーションの拡大図；
図３は図２に示す検査ステーションの，びん搬送方向に見た第１の側面図；
図４は図２に示す検査ステーションの，びん搬送方向に見た第２の側面図；
図５は図２に示す検査ステーションの，びん搬送方向に見た第３の側面図；
図６は図２とは異なるミラー装置を有する側壁検査用検査ステーションの略平面図；および
図７は２台のびんの側壁検査用検査ステーションを有する検査機の略平面図である。
図１に略図で示した平面図からわかるように，検査すべきびん５は連続的に駆動可能な供給コンベヤ14により検査機に供給される。たとえば板コンベヤベルトのような供給コンベヤ14により密着して列をなして直立搬送されるびん５は案内手すり30により，供給コンベヤ14に平行に配置されかつそれと同期してより速い速度で駆動されるコンベヤベルト４に引き渡され，ここで速度が急に増大してびんの流れ内に隙間すなわち間隔が形成される。この間隔は側壁検査を実施するために必要である。
側壁検査はコンベヤベルト４に配置された検査ステーション１により行われ，検査ステーションは実質的に拡散光を放出する蛍光面2,カメラ３および光路6,7および８を形成するためにコンベヤベルト４とカメラ３との間に配置されたミラーとからなっている。さらに，検査ステーション１には輪郭，高さおよび／または色を検出するための第２のカメラ15が設けられている。コンベヤの方向に見て検査ステーション１の後方において搬送ベルト４の片側に操作可能なエジェクタ装置31が配置され，前記エジェクタ装置31にはその反対側に受取容器32が付属されている。たとえば搬送方向に対し横方向にパルス状に前後に作動可能なプッシャまたはラムからなるエジェクタ装置31を用いて，第２のカメラ15により検出された，たとえば特定の直径または所定の高さを外れた異種びんを，後続の検査装置を保護するためにコンベヤベルト４から排除することができる。両方のカメラ3,15およびエジェクタ装置31の作動はコンベヤ速度を考慮して，検査ステーション１の手前に配置されたトリガライトバリヤ33により行われる。
側壁検査用検査ステーション１の後方にはさらに第２の検査ステーション40が配置されている。この検査ステーションにおいてびん５を，対向配置されかつコンベヤベルト４に同期して駆動される２つのベルト41によりボディ表面において横からクランプしかつ底部をフリーにして底部および口部の検査用または残留液の検出用複数の検査装置を通過して搬送してもよい。この検査工程を終了すると，びんはベルト41から後続のコンベヤベルト45に移されて排出される。
第２の検査ステーション40の後方に同様に操作可能なエジェクタ装置46が搬送ベルト45の反対側に配置された受取容器47と共に配置され，これにより第１または第２の検査ステーション1,40により，たとえば口部が欠けているために再使用不能として検出されたびんを排除することができる。その後方に，リサイクル清浄後に再使用可能なびんをコンベヤベルト45に平行に配置されたコンベヤ49に排出するための第３のエジェクタ装置48が設けられている。
図２から,3つの光路6,7,8を形成するミラーの配置がわかる。両方の光路６および７はカメラ３の光軸12に対し対称的に形成または配置されている。したがって，光路７を形成するミラー7aおよび7bもまた光路６のミラー6aおよび6bに対し対称的に配置されている。両方のミラー6bおよび7bは，光軸６および７が光路の中心軸６′および７′に関して特定の角度たとえば60゜をなしてコンベヤベルト４の上方に存在する交差領域９に衝当するように相互に接近する方向に向けられている。第３の光路８はカメラ３から出て，この第３の光路８の中心軸８′が交差領域９において両方の中心軸６′および７′により形成される角度を２等分するように３つのミラー8a,8b,8cにより転向される。ミラー8cは，図２に示す,3つの中心軸６′,7′および８′の共通交点10における中心軸８′の垂直投影が，検査すべきびん５の対称線11に対してばかりでなくコンベヤベルト４の搬送方向に対しても法線方向に向けられているように位置決めされている。側壁検査用に使用されるカメラ３には表面アレーが設けられ，前記表面アレー上に３つの光路6,7および８が相互に並んで投影される。カメラ３には図示されていない評価装置が付属され，前記評価装置はカメラにより撮影された画像をプログラム操作により評価する。評価プログラムは，各光路によりそれぞれ中心画像範囲のみが評価され，一方縁領域は制限されるかまたは無視されるように形成され，これにより著しく湾曲したびんの縁における光学歪みによる撮影された画像の縁領域における不正確さを回避することができる。
さらに検査ステーション１には検査すべきびんの輪郭および／または高さおよび／または色を検査するための第２のカメラ15が付属されている。この第２のカメラ15は，その光路16が側壁検査装置のミラーの間を妨害されることなく通過してちょうど交差領域９内に存在するびん５に衝当することができるように配置されている。とくにカメラ15の光軸17は，それが側壁検査の３つの光路6,7および８の共通交点10を通過して走行するように配置されている。これにより両方のカメラ３および15は共通の操作信号により同時に撮像可能なように操作可能である。光軸17の垂直投影が中心軸８′の垂直投影すなわちカメラ３の光軸12と約25゜角度をなして交差するようなカメラ15の光路16の配置がとくに好ましい。
図２の図示とは異なり，両方のカメラ３および15はそれらの光軸12および17がびんの搬送平面に対し直角になるように配置されてもよい。この代替態様は図２において破線輪郭で示されまた図３ないし５に図示されている。図２に示す実施例と比較してコンベヤベルト４までの横方向に必要な距離を明らかに短くすることができるので，この配置は検査ステーション１のきわめてコンパクトでかつ場所を節約した構造を可能にしている。
図３に示す図２の側面図においては，見やすくするためにカメラ３および光路７に付属の両方のミラー7aおよび7bのみが示されている。図２において７′で示した光軸の光路が図示されている。平面ミラー7aおよび7b（および同じく他のミラー）の位置決めは相互に平行に間隔をなしてそれぞれ水平面内に位置する２つの位置決め板21により行われ，位置決め板21はスペーサ棒22により基板19に固定されている。位置決め板21はミラーの厚みおよび幅に対応するスリットを有している（図２参照）。ミラーはこのスリットを貫通して上から挿入可能でありかつその下側端縁で基板19上に立っている。これにより，破損した場合にミラーの簡単かつ迅速な交換が可能である。
上部位置決め板21にガイド20が固定され，前記ガイド20に，垂直方向に直立配置されたカメラ３がクランプ部材35により高さ方向調節可能に保持されている。クランプ部材はさらにカメラ３の光軸12の，カメラ３の下側で基板19上に配置されたミラー13への衝当角度を調節するための回り継手36を有している。
図４に中間光路８に付属のミラー8a,8bおよび8cが示され，この場合も同様に見やすくするために，他のすべてのミラーが図示されていない。
図５はそのまま図４に対応し，ここではさらに輪郭および高さを検出するためのカメラ15がその光路16と共に示されている。カメラ15が垂直方向に配置されているので，同様に光路16を垂直方向から，検査すべきびん５の対称線11に対し横方向に転向するミラー18が必要である。第２のカメラ15はカメラ３と同様に，図示されていない手段により上部位置決め板21に調節可能に固定されている。
輪郭および高さ検査のためにはびん５の肩部および頭部領域を撮影すれば十分である。これにより側壁検査の光路と比較してより短い長さの光路17で十分であり，したがってカメラ15は側壁検査用カメラ３と同様にびん５に近づけて配置することができる。
図６は側壁検査のために必要な光路を形成するための代替ミラー装置を示す。このようなミラー装置は同様に，カメラ３の光軸12の対し対称的に形成された２つの光路６および７を形成し，そのうちの中心軸６′および７′のみが示されている。このために，光軸12に対し十分な間隔を有して配置されたミラー6A,6Bおよび7A,7Bがそれぞれ存在し，したがって第３の光路８を形成するミラー8A,8B,8Cは両方の他の光路の前記ミラーの手前に配置することができ，またびん５の方向に走行する光路８の部分は光路６ないし７に付属するミラーの間を妨害されることなく通過することができる。
図示の実施例とは異なり，側壁検査のために３つより多い光路を形成することもまた考えられかつ有利である。
図７に示された検査機は基本的に図１に示す検査機と同じ機械構造を有している。しかしながら，この検査機はさらにびん５の第２の側壁検査のための検査ステーション100を有している。この検査ステーション100は検査ステーション40のベルト41のすぐ後方のコンベヤベルト45に配置されている。検査ステーション100のミラー装置は検査ステーション１のミラー装置と一致している。両方のベルト41はコンベヤベルト４および45に同期して駆動されるが，相互に僅かな速度差を有している。設定された速度差に応じて，びんはコンベヤベルト４からコンベヤベルト45に引き渡される間に特定の角度好ましくは約90゜だけその中心軸の周りに回転され，続いて固有回転なしに検査ステーション100内を通過する。それに続いて，図１で前に既に説明したように，使用不能なびん５の排除を行うことができる。
両方のベルト41の間の速度差は，検査機を他の輪郭寸法を有するびんに切り換える場合，ベルト区間を通過する間にびんの回転角が常に90゜となるように設定可能である。このために，たとえば両方のベルト41のうちの片方がコンベヤベルト４および／または45と駆動結合され，一方第２のベルト41はプログラミング可能な制御装置付の調節可能な固有の駆動装置を有している。このとき両方のベルト41の間の変速比の切換は押しボタンにより行うことができる。
２つの検査ステーション１および100を有する側壁検査は，びん流れにおける必要な間隔を小さく保つことができ，これにより所定の処理能力において１つの検査ステーションのみを用いてびんの側壁全体を検査する場合よりもびんの搬送速度が小さくなるという利点を有している。この利点は，検査ステーション１および100のいずれかを通過するときびんの側壁の全周を撮影する必要がないので，たとえば60゜と選択することができるビーム６および７の間の角度をより小さい角度とすることができることにある。より小さい角度とすることにより，さらに撮像における光学的利点が得られる。これに対しただ１つの検査ステーションのみを有する側壁検査の場合，ビーム６および７の間にびん側壁の全体を撮影するために100゜以上の角度が必要となってくる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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