[发明专利]采用单一区域阵列式探测器和交替选通光源的容器检查

说明书

本发明涉及一种对商品变异的容器的检查，该变异影响容器的光学特性，更具体地说涉及一种用于根据被检查的容器各部分的二维图像的比较检查容器的方法和装置。

在制造诸如玻璃瓶和罐那样的容器时，在容器的侧壁、跟部、底部、肩部、颈部和/或瓶口可能发生各种形式的异常。这些异常在本技术领域称之为“商品变异”，可能影响容器的商用合格性。已经提出采用光电检查技术来检查影响容器的光学特性的商品变异。其基本原理在于将光源定位以便向容器照射光线，并将一摄像机定位以便接收由光源所照射的容器的那(些)个部分的图像。光源可具有均匀光强，或者其构成使光强沿光源的一维变化分布。由光源照射的容器的商品变异部分作为所接收的和存储在摄像机中的被照射容器的图像的光强的函数予以检测。

转让给本受让人的4945228号美国专利公开了一种用于检查容器瓶口的密封表面的装置，其包含一光源，当将容器保持在稳定位置并围绕其中心轴线旋转时，该定位的光源向容器密封表面照射光线。将一包含各光敏元件构成的线性排列或阵列(区域)的摄像机定位并相对于容器旋转轴线取向，以便接收由密封表面反射的光线，摄像机的有效视域限制于一小于容器密封表面整个周边的角度部分。摄像机中的阵列按照容器旋转的增量扫描，以便形成作为这些增量的函数的、指示在每个阵列元件处的光强的信息，以及检测作为这些信息的函数的在容器密封表面上的商品变异。这种公开的装置很好地适用于检测影响容器密封表面的反射性的商品变异，例如沿面层的裂纹、气泡、碎石和弄脏的容器瓶口。

同样转让给本受让人的5489987号美国专利公开了一种用于检查容器的密封表面区的装置，其包含一定位的光源，当容器围绕其中心轴线旋转时按锐角向容器的密封表面区域照射狭窄光束。配置一光探测器，以便接收由密封表面区域反射的狭窄光束，并输出按照反射的光束入射在探测器上位置的函数变化的信号。即反射的光束入射在探测器上的位置随密封表面相对于光源和探测器的高度和高程变化，该探测器其特征在于，提供的电输出信号作为反射的光束在探测器上入射位置的函数变化。检测作为探测器输出信号函数的密封表面区处高度的变化。在一个实施例中，成对的光源/探测器配置在容器轴线的沿直径方向相对的两侧，以及作为当容器旋转时反射的光线入射在探测器上的位置变化的综合函数，检测在容器的密封表面上的扭曲、凹坑和/或翘起。

同样尚未授权的转让给本受让人的申请08/856829号美国申请公开了用于检查容器的密封表面的方法和装置。在一个实施例中，第一和第二光源相对于容器轴线和密封表面的法平面由不同的角度向容器的密封表面照射光线。来自第一和第二光源的且由容器的密封表面反射的光线按这样一种方式照射到一区域阵列式探测器，即探测器能有效地由与光源照射角度相对应的两个不同角度观测该容器密封表面区域。不同的光源具有不同的结构或不同的特性，用于按照具有不同特征以及不同照射角度的光线照射密封表面，用以检测容器密封表面不同的体形和/或尺寸特征。各光源交替地通电，对区域阵列式探测器扫描，以便形成代表不同密封表面特征的序列的二维图像。可能产生的不准确与在各顺序的帧扫描之间的容器移动和在每一图像帧形成的过程中入射到区域阵列式探测器的环境光两者有关。当这一待审查的申请的构思在所谓的容器制造过程的冷态终端实施时，(这时该状态容器保持稳定位置和围绕其中心轴线旋转)容器将不仅经受有限的在两两顺序帧扫描之间的旋转，而且还在两两顺序的帧扫描之间横向地摆动。同样地，当按照所谓的制造过程的热态终止实施时(在该状态容器在检查装置下方沿与其轴线横交的方向移动)，容器密封表面(或其它被检查的区域)将在两两顺序的帧扫描之间移动有限的距离。在得到可靠的检查信息时重要的是在检查过程中将容器移动和环境光两者的影响降到最低。本发明总的目的是提供一种用于容器检查的方法和装置，其中这些目的中的一或二个均可实现。

根据本发明的一优选实施例的检查容器的装置包含：第一光源，用于产生具有第一特征的光线和将该光线照射到被检查容器的预定部分；以及第二光源，用于产生具有与第一特征不同的第二特征的光线并将这一光线照射到被检查容器的相同预定位置。配置区域阵列式光探测器，以便接收由第一和第二光源照射的容器部分的二维图像。第一和第二光源顺序地和交替地通电，以及由探测器将被检查的容器部分的第一和第二二维图像下载。通过将由各对应光源照射的、经探测器扫描的第一和第二二维图像相比较，识别影响容器光特性的商品变异。探测器最好包含用于按顺序的帧扫描二维图像的装置，以及在第一和第二光源交替通电过程中，通过扫描按顺序各帧由探测器得到第一和第二图像。