Procedimiento y dispositivo para detectar defectos de bajo y alto contraste en objetos transparentes o traslúcidos.

Procedimiento optico de revision en linea de objetos transparentes o traslucidos (2) que se desplazan a granvelocidad entre una fuente de luz (3) y unos dispositivos (4) de captura de imagenes de los objetos y de analisis delas imagenes capturadas,

con del fin de detectar defectos en los objetos, que se caracteriza por que consiste:

- en controlar la fuente de luz (3) unica de tal modo que dicha fuente produzca de forma sucesiva dos tiposde iluminacion para cada objeto que se desplaza delante de dicha fuente, el primer tipo siendo unailuminacion homogenea, mientras que el segundo tipo esta formado por zonas oscuras (s) y por zonasclaras (c) alternas de acuerdo con un ciclo periodico con una variacion espacial discontinua, que constapara cada ciclo de:

- una fase (PH) de mantenimiento en una longitud no nula (LH) de un nivel alto de intensidadluminosa (IH) con un valor practicamente constante;

- una fase (PB) de mantenimiento en una longitud no nula (LB) de un nivel bajo de intensidadluminosa (IB) con un valor practicamente constante;

- y unas fases (PHB, PBH) de transicion entre los niveles alto y bajo de intensidades luminosas conunas longitudes respectivas (LHB, LBH);

- en capturar unas imagenes de cada objeto en desplazamiento cuando cada uno de estos se iluminan deforma sucesiva con los dos tipos de iluminacion;

- y en analizar las imagenes capturadas con las iluminaciones del primer y del segundo tipo con el objetivode detectar respectivamente los defectos de fuerte contrate y los defectos de bajo contraste.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2007/052238.

Solicitante: TIAMA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: RN 86 LE GARON 69700 MONTAGNY FRANCIA.

Inventor/es: LECONTE,MARC.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01N21/90 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 21/00 Investigación o análisis de los materiales por la utilización de medios ópticos, es decir, utilizando rayos infrarrojos, visibles o ultravioletas (G01N 3/00 - G01N 19/00 tienen prioridad). › en un recipiente o en su contenido (G01N 21/91 tiene prioridad).

PDF original: ES-2383161_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para detectar defectos de bajo y alto contraste en objetos transparentes o traslúcidos La presente invención se refiere al campo técnico del control óptico de objetos traslúcidos o transparentes con el objetivo de detectar eventuales defectos de estos objetos.

El objeto de la invención encuentra una aplicación especialmente ventajosa para la detección de defectos que absorben y/o refractan la luz, que pueden aparecer sobre objetos como los recipientes de vidrio o de material plástico.

Es habitual inspeccionar de manera automática y en línea los objetos que se desplazan a gran velocidad delante de un puesto de control óptico que consta de una fuente de luz situada a un lado del objeto y de una cámara situada al otro lado. La cámara captura una imagen gracias a la luz que atraviesa los objetos. Este principio de iluminación se denomina por transmisión.

En unas condiciones de observación con una fuente de luz uniforme y amplia con respecto al objeto que se revisa, los defectos de estos objetos se comportan de forma diferente según su clase y su forma, y pueden clasificarse en dos categorías. Algunos de estos defectos, como las inclusiones de material no transparente, absorben la luz y, más raramente, los pliegues o accidentes en la superficie muy marcados refractan considerablemente la luz. En estas condiciones de observación, estos defectos presentan un alto contraste en la imagen y se consideran como defectos de alto contraste. Otros defectos de refracción menos marcados, como las burbujas de aire, los pliegues en la superficie o las variaciones locales de grosor del material transparente provocan en estas condiciones de observación un contraste insuficiente en la imagen como para poder detectarlos. Del mismo modo, los defectos como la suciedad que difunden la luz no permiten su detección en estas condiciones de observación. Estos defectos de refracción y de difusión se denominan de bajo contraste.

Para intentar detectar los defectos de bajo contraste, se conoce por ejemplo por las patentes EP 1 498 725, US 5 004 909 o EP 0 344 617 el uso como fuente de iluminación de una mira formada por unas bandas alternas negras y blancas. La mira observada a través del objeto se deforma localmente en presencia de defectos de bajo contraste. El tratamiento de imágenes detecta de este modo las transiciones al nivel de las transiciones de las bandas negras y blancas. El mayor inconveniente de esta técnica reside en la imposibilidad de detectar de forma correcta los defectos de alto contraste que pueden estar situados en las partes de las bandas negras de la imagen que corresponde a las bandas negras de la mira. Además, para garantizar la detección con toda seguridad de los defectos de alto contraste y los defectos de bajo contraste, es necesario que los objetos se desplacen de forma sucesiva delante de dos puestos diferentes de control óptico, lo que implica un coste de revisión relativamente elevado y genera una congestión en la línea de fabricación.

Para intentar resolver este inconveniente, la patente FR 2 794 242 ha propuesto crear a la altura de la fuente de iluminación, unas variaciones de luz lo suficientemente lentas como para no ser detectadas como defectos, pero que tienen un efecto de incremento de contraste para los fallos de bajo contraste. Esta solución presenta la ventaja de utilizar una única fuente de luz para detectar dos tipos de defectos. Sin embargo, parece que las variaciones de luz entre diferentes zonas de la fuente de iluminación no se pueden percibir en forma de líneas de mira deformadas, lo que no permite detectar los defectos de refracción de muy bajo contraste.

45 Por otra parte, el documento EP 1 494 012 describe una máquina de revisión que consta de varios tipos de fuente de iluminación adaptadas para detectar, cada una, un tipo específico de defectos. La máquina consta de una interfaz hombre-máquina que permite seleccionar la fuente de iluminación en función del tipo de defecto que hay que detectar. Esta máquina no permite detectar en línea los defectos que requieren varios tipos de defectos en objetos que se desplazan a gran velocidad.

El objeto de la invención pretende, por lo tanto, resolver los inconvenientes del estado de la técnica proponiendo una nueva técnica que permite detectar de forma correcta y con un bajo coste los defectos de bajo contraste y los defectos de alto contraste que pueden aparecer en objetos transparentes o traslúcidos que se desplazan a gran 55 velocidad.

El objeto de la invención se refiere a un procedimiento óptico de revisión en línea de objetos transparentes o traslúcidos que se desplazan a gran velocidad entre una fuente de luz y unos dispositivos de captura de imágenes de los objetos y de análisis de las imágenes capturadas, con el fin de detectar defectos en los objetos.

De acuerdo con la invención, el procedimiento comprende las etapas que se definen en la reivindicación 1.

De acuerdo con una variante preferente de realización, el procedimiento consiste en controlar la fuente de luz de tal modo que el segundo tipo de iluminación esté formado por zonas oscuras y por zonas claras alternas con una 65 variación espacial discontinua que se establece de acuerdo con un ciclo periódico con un valor constante o no.

De manera ventajosa, el procedimiento consiste en controlar la fuente de luz de tal modo que las longitudes de las fases de transición tiendan a una longitud nula.

De preferencia, el procedimiento consiste en controlar la fuente de luz de tal modo que el nivel alto de intensidad luminosa sea al menos superior al nivel bajo de intensidad luminosa, con el nivel alto de intensidad luminosa siendo al menos suficiente para atravesar los objetos mientras que el nivel bajo de intensidad luminosa tiende hacia un valor nulo.

De acuerdo con otro ejemplo de realización, el procedimiento consiste en controlar la fuente de luz de tal modo que los niveles altos (respectivamente los niveles bajos) de la intensidad luminosa de las zonas claras (respectivamente de las zonas oscuras) presenten unos valores distintos para diferentes ciclos.

Otro objetivo de la invención es proponer un dispositivo de revisión óptica en línea de objetos transparentes o traslúcidos que se desplazan a gran velocidad entre una fuente de luz y unos dispositivos de captura de imágenes de los objetos y de análisis de las imágenes capturadas con el fin de detectar defectos en los objetos.

De acuerdo con la invención, el dispositivo comprende las características que se definen en la reivindicación 6.

De acuerdo con una primera variante de realización, la fuente de luz se realiza mediante una serie de fuentes elementales agrupadas en zonas acopladas, controladas de forma independiente en intensidad y/o duración de iluminación, un conductor de luz encontrándose dispuesto delante de cada zona de tal modo que se obtenga en la salida de cada conductor una luz con una intensidad homogénea.

Por ejemplo, cada conductor de luz se realiza mediante un paralelepípedo de material transparente.

De acuerdo con otro ejemplo, cada conductor de luz se realiza mediante un canal delimitado por unas paredes, de las cuales al menos algunas de ellas separan los conductores de luz entre sí.

De preferencia, al menos un difusor se encuentra intercalado en el trayecto de la luz que emiten las fuentes elementales.

De acuerdo con otra variante de realización, la fuente de luz se realiza mediante una fuente de luz uniforme delante de la cual se coloca una pantalla de cristales líquidos controlada para que unas zonas determinadas se vuelvan opacas o transparentes.

De acuerdo con otra variante de realización, la fuente de luz se realiza mediante un sistema de proyección en una pantalla de recuperación de imágenes que corresponden o bien a una imagen homogénea clara o bien a una imagen que consta de unas zonas oscuras y de unas zonas claras alternas con una variación espacial discontinua.

De acuerdo con otra variante de realización, la fuente de luz se realiza mediante una serie de diodos electroluminiscentes orgánicos agrupados en zonas acopladas, controlados de forma independiente en intensidad y/o en duración de la iluminación.

De acuerdo con una característica ventajosa, se coloca una pantalla controlada eléctricamente para adoptar o bien 45 un estado transparente o bien un estado de difusión en el trayecto de la luz de la fuente de luz.

De... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento óptico de revisión en línea de objetos transparentes o traslúcidos (2) que se desplazan a gran velocidad entre una fuente de luz (3) y unos dispositivos (4) de captura de imágenes de los objetos y de análisis de las imágenes capturadas, con del fin de detectar defectos en los objetos, que se caracteriza por que consiste:

- en controlar la fuente de luz (3) única de tal modo que dicha fuente produzca de forma sucesiva dos tipos de iluminación para cada objeto que se desplaza delante de dicha fuente, el primer tipo siendo una iluminación homogénea, mientras que el segundo tipo está formado por zonas oscuras (s) y por zonas claras (c) alternas de acuerdo con un ciclo periódico con una variación espacial discontinua, que consta para cada ciclo de:

- una fase (PH) de mantenimiento en una longitud no nula (LH) de un nivel alto de intensidad luminosa (IH) con un valor prácticamente constante; -una fase (PB) de mantenimiento en una longitud no nula (LB) de un nivel bajo de intensidad 15 luminosa (IB) con un valor prácticamente constante; -y unas fases (PHB, PBH) de transición entre los niveles alto y bajo de intensidades luminosas con unas longitudes respectivas (LHB, LBH) ;

- en capturar unas imágenes de cada objeto en desplazamiento cuando cada uno de estos se iluminan de 20 forma sucesiva con los dos tipos de iluminación; - y en analizar las imágenes capturadas con las iluminaciones del primer y del segundo tipo con el objetivo de detectar respectivamente los defectos de fuerte contrate y los defectos de bajo contraste.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza por que consiste en controlar la fuente de luz (3) de tal modo que el segundo tipo de iluminación está formado por zonas oscuras y por zonas claras alternas con una variación espacial discontinua que se establece de acuerdo con un ciclo periódico con un valor constante o no.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza por que consiste en controlar la fuente de 30 luz (3) de tal modo que las longitudes (LHB, LBH) de las fases de transición (PHB, PBH) tienden a una duración nula.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza por que consiste en controlar la fuente de luz (3) de tal modo que el nivel alto de intensidad luminosa (IH) sea al menos superior al nivel bajo de intensidad luminosa (IB) , con el nivel alto de intensidad luminosa (IH) siendo al menos suficiente para atravesar los objetos (2)

mientras que el nivel bajo de intensidad luminosa (IB) tiende a un valor nulo.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, que se caracteriza por que consiste en controlar la fuente de luz (3) de tal modo que los niveles altos (respectivamente los niveles bajos) de la intensidad luminosa de las zonas claras (c) (respectivamente de las zonas oscuras s) presenten unos valores distintos para diferentes ciclos.

6. Dispositivo de revisión óptica en línea de objetos transparentes o traslúcidos (2) que se desplazan a gran velocidad entre una fuente luminosa (3) y unos dispositivos (4) de captura de imágenes de los objetos y de análisis de las imágenes capturadas con el fin de detectar defectos en los objetos, que se caracteriza por que comprende una fuente de luz:

- unos dispositivos (9) para controlar la única fuente de luz (3) de tal modo que dicha fuente de luz produzca de forma sucesiva dos tipos de iluminación en el desplazamiento de cada objeto entre la fuente de luz (3) y los dispositivos de captura y de análisis de imágenes (4) , el primer tipo siendo una iluminación homogénea mientras que el segundo tipo es una iluminación formada por zonas oscuras (S) y por zonas claras (C)

50 alternas de acuerdo con un ciclo periódico con una variación espacial discontinua, que consta

- de unos dispositivos (4) de captura de imágenes de cada objeto iluminado por los dos tipos de iluminación y de tratamiento de las imágenes capturadas con las iluminaciones del primer y del segundo tipo con el objetivo de detectar respectivamente los defectos de alto contraste y los

55 defectos de bajo contraste.

7. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza por que la fuente de luz (3) se realiza mediante una serie de fuentes elementales (11) agrupadas en zonas (Z) acopladas, controladas de forma independiente en intensidad y/o duración de iluminación, un conductor de luz (13) encontrándose colocado delante 60 de cada zona de tal modo que se obtenga en la salida de cada conductor una luz con una intensidad homogénea.

8. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza por que cada conductor de luz (13) se realiza mediante un paralelepípedo de material transparente.

65 9. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 7, que se caracteriza por que cada conductor de luz (13) se realiza mediante un canal delimitado por unas paredes, de las cuales al menos algunas de ellas separan los conductores de luz entre sí.

10. Dispositivo de revisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, que se caracteriza por que al menos 5 un difusor (15) se encuentra intercalado en el trayecto de la luz que emiten las fuentes elementales.

11. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza por que la fuente de luz (3) se realiza mediante una fuente de luz uniforme delante de la cual se coloca una pantalla de cristales líquidos controlada para que unas zonas determinadas se vuelvan opacas o transparentes.

12. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza por que la fuente de luz (3) se realiza mediante un sistema de proyección en una pantalla de recuperación de imágenes que corresponden o bien a una imagen homogénea clara o bien a una imagen que consta de unas zonas oscuras y de unas zonas claras alternas con una variación espacial discontinua.

13. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza por que la fuente de luz (3) se realiza mediante una serie de diodos electroluminiscentes orgánicos agrupados en zonas (Z) acopladas, controladas de forma independiente en intensidad y/o en duración de la iluminación.

14. Dispositivo de revisión de acuerdo con una las reivindicaciones 7 a 13, que se caracteriza por que una pantalla controlada eléctricamente para adoptar o bien un estado transparente o bien un estado de difusión se coloca en el trayecto de la luz de la fuente de luz.

15. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza por que la fuente de luz (3) está

formada por unas fuentes elementales agrupadas en zonas, controladas de forma independiente en intensidad y/o duración de iluminación, colocándose en el trayecto de la luz una pantalla controlada eléctricamente para adoptar o bien un estado transparente o bien un estado de difusión.

16. Dispositivo de revisión de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza por que consta de un filtro polarizador lineal o circular delante de la fuente de iluminación y de un filtro lineal o circular delante de los dispositivos de captura de imágenes.


 

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