[go: up one dir, main page]

WO2019135041A1 - Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient - Google Patents

Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient Download PDF

Info

Publication number
WO2019135041A1
WO2019135041A1 PCT/FR2018/053479 FR2018053479W WO2019135041A1 WO 2019135041 A1 WO2019135041 A1 WO 2019135041A1 FR 2018053479 W FR2018053479 W FR 2018053479W WO 2019135041 A1 WO2019135041 A1 WO 2019135041A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
ring surface
sensor
observation
installation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2018/053479
Other languages
English (en)
Inventor
Julien FOUILLOUX
Marc Leconte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tiama SA
Original Assignee
Tiama SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1850105A external-priority patent/FR3076619B1/fr
Application filed by Tiama SA filed Critical Tiama SA
Priority to EP18840032.9A priority Critical patent/EP3735579B1/fr
Priority to JP2020537214A priority patent/JP7268032B2/ja
Priority to CN201880085520.3A priority patent/CN111556962B/zh
Priority to ES18840032T priority patent/ES2998432T3/es
Priority to RU2020125900A priority patent/RU2776263C2/ru
Priority to MX2020006931A priority patent/MX2020006931A/es
Priority to US16/958,261 priority patent/US11333617B2/en
Publication of WO2019135041A1 publication Critical patent/WO2019135041A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9054—Inspection of sealing surface and container finish

Definitions

  • the invention relates to the field of the inspection of containers, especially glass, and more specifically the control of the flatness of the ring surface of such containers.
  • the ring surface is the upper surface or the upper edge of the ring of the container. Annular in shape around a theoretical central axis of the ring, the ring surface is more or less thick in a radial direction to the theoretical central axis. In theory, this surface is plane in a plane perpendicular to the theoretical central axis, in that it has at least one continuous line of contact over 360 degrees of angle about the axis with this plane, and it is perfectly circular. While being flat in the sense above, its profile in sections by a radial plane containing the theoretical central axis can have different shapes: the profile can be flat, rounded, inverted V, etc ...
  • the ring surface is that which is intended to come into contact with the seal of the lid or capsule.
  • leaks will be possible after closing. It is therefore important to know the flatness defects of the ring surface.
  • These flatness defects can be analyzed, at a given point of the ring surface, as a difference in height understood in this text as a difference in position, in a direction parallel to the theoretical central axis of the ring of the container, between a given point of the actual ring surface of the container and the corresponding point of a theoretical ring surface.
  • This two points are corresponding in that, in a cylindrical coordinate system, centered on the theoretical central axis, the corresponding points have the same angular coordinate, and belong, for one to the actual ring surface, and for the other to the theoretical ring surface.
  • This theoretical surface is therefore plane with respect to a reference plane perpendicular to the theoretical central axis.
  • This reference plane can be linked to the container considered, and can for example correspond to the height of the point most top of the actual ring surface, at the height of the lowest point of the actual ring surface, at an average height of the ring surface over its angular extent, etc.
  • the reference plane can also be defined independently of the container, with reference for example to a display device, control or measurement.
  • the defects of the type “lack of glass” (“dip” in English) are related to problems of filling of the ring mold by the molten glass during manufacture. They are characterized by height differences that extend over a small angular amplitude around the theoretical central axis.
  • the defects of the type “veiled” (“saddle” in English) are generally less marked differences in height, which extend over a greater angular amplitude around the theoretical central axis, but are nevertheless troublesome defects, often due to subsidence, problems during the extraction of mold articles, or thermal problems during manufacture.
  • the ring surface may have other geometry defects. It may for example have a characteristic plane inclined relative to the body of the article or relative to the substance of the article.
  • a characteristic plane of the ring surface may be a middle plane, or a geometric plane resting on the ring. It is considered that the ring is inclined if this characteristic plane is not parallel to the laying plane of the article, or not orthogonal to the symmetrical axis of the article, with an angle greater than a given threshold.
  • the ring surface and generally the entire ring, may have a circularity defect, for example an ovalization, that is to say that the ring surface seen from above, or the plane section of the ring by a plane horizontal, is not a circle or a ring.
  • a circularity defect for example an ovalization, that is to say that the ring surface seen from above, or the plane section of the ring by a plane horizontal, is not a circle or a ring.
  • the shape is that of an oval or the shape may be overwritten.
  • vision systems in which the rings are observed in at least two views underwater or underwater. Diffuse lighting located opposite the cameras in relation to the articles illuminates the article to be controlled in transmission.
  • the disadvantage of this system is that it requires at least two cameras and two light sources and possibly two telecentric optics and their supports and settings. The set is expensive, and it requires long optical paths, which results in a large footprint.
  • Document US Pat. No. 6,172,748 describes a device comprising several distinct light sources which illuminate the ring from below, that is to say from a point situated below a plane perpendicular to the axis of the ring and tangent to the ring surface.
  • the device has several distinct mirrors which each provide an image of only one angular sector of the ring.
  • An additional camera makes a top view of the ring surface. Even if the lateral images overlap, there is between the images an azimuthal angular discontinuity because, at a possible point of intersection of the two images, there is a rupture of the point of view between the point of intersection in each of the images. This necessitates a computer reconstruction of the image which requires complex algorithms threatening the measurement accuracy.
  • the document WO-2016/059343 of the Applicant describes an innovative method of visualizing the flatness of a ring surface, and of an associated device.
  • the methods and devices described in this document are particularly relevant but may be sensitive in particular to off-centering or uncontrolled inclination of the ring surface.
  • WO-2008/050067 of the applicant describes a device for observing an area to inspect a container under several different viewing angles.
  • An object of the invention is therefore to propose a method and device for determining the three-dimensional geometry of a ring surface, in particular with a view to determining the presence of possible flatness defects which remain simple to implement but whose results are less influenced by off-centering or uncontrolled inclination of the ring surface with respect to the installation axis.
  • the invention proposes in particular a method for determining a three-dimensional geometry of a real ring surface of a container, the ring surface having a theoretical plane and annular or circular geometry around a theoretical central axis, the type comprising:
  • a first peripheral incident light beam comprising first incident radial light rays contained in radial planes containing the theoretical central axis and distributed at 360 degrees of angle around the installation axis, said first incident radial light rays being directed towards the theoretical central axis, and some of the first incident radial light rays of the first incident light beam being reflected by specular reflection on the ring surface, in the form of reflected rays;
  • the step of forming a first plane optical image comprises observing the ring surface, from above, by a first optical system, according to a first peripheral observation field which observes the surface of ring according to first radial observation radii which are contained in radial planes containing the theoretical central axis and which are distributed at 360 degrees of angle around the theoretical central axis, the first peripheral observation field having a first angle of elevation of observation, which in some cases will be less than or equal to 45 degrees of angle, sometimes less than 25 degrees of angle, with respect to a plane perpendicular to the theoretical central axis, so as to collect on the first two-dimensional photoelectric sensor, in a first annular zone of the sensor, of the rays reflected to form a first two-dimensional digital image in a first image zone
  • the method comprises the determination, for a number N of analyzed directions coming from a reference point of the considered digital image and angularly shifted from each other around the reference point:
  • the method deduces, for the N directions analyzed, a geometric relation using the first N values, the N second values, the first observation elevation angle, and the second observation elevation angle. at least one value representative of an axial position, in the direction of the theoretical central axis, of each of the N points of the actual ring surface whose images by the first optical system and the second optical system are respectively the N first image points and the N second image point.
  • the process may comprise: • the simultaneous observation of the ring surface by the first optical system, according to the first peripheral field of view, and by the second optical system, according to the second peripheral field of view;
  • the first optical system may comprise a first primary reflection surface and the second optical system may comprise a second primary reflection surface, the two primary reflection surfaces being frustoconical surfaces of revolution, each generated by a line segment by revolution around the theoretical central axis, turned towards the theoretical central axis and arranged to reflect directly or indirectly light rays coming from the actual ring surface under the corresponding observation elevation angle, towards the associated sensor.
  • the formation of the first and the second plane optical image may include for each optical formation of a complete and continuous two-dimensional image of the actual ring surface,
  • the first peripheral incident light beam may comprise, in the same radial plane, non-parallel incident radial light rays.
  • the first incident beam can illuminate the ring surface at such an incidence that, at the point of reflection of a first incident ray, whose radius reflected by the actual ring surface is seen by the first sensor according to the first peripheral field of view, the normal to the ring surface forms an angle less than 30 degrees of angle with respect to the direction of the theoretical central axis.
  • the second incident beam can illuminate the ring surface at an incidence such that, at the point of reflection of a second incident ray, whose radius reflected by the actual ring surface is seen by the second sensor according to a second field; Peripheral observation, the normal to the ring surface forms an angle less than 30 degrees of angle with respect to the direction of the theoretical central axis.
  • the difference between the two observation elevation angles may be less than or equal to 20 degrees of angle.
  • the second observation elevation angle may be greater than 65 degrees of angle, or even greater than or equal to 75 degrees of angle.
  • the method can deduce, for each direction, a geometric triangulation relation using the distance from the first image point to the reference point in the first two-dimensional digital image, the distance from the second image point to the reference point. in the second two-dimensional digital image, the first observation elevation angle, and the second observation elevation angle, at least one value representative of an axial offset, in the direction of the theoretical central axis, between the actual ring surface and a theoretical ring surface.
  • the first value representative of the distance from the first image point to the reference point in the first two-dimensional digital image may be the value of a first radial image shift between a line representative of the first image of the ring surface and a theoretical line representative of a theoretical ring surface image in the first image;
  • the second value representative of the distance from the second image point to the reference point in the second two-dimensional digital image may be the value of a second radial image shift between a line representative of the image of the ring surface and a theoretical line representative of a theoretical ring surface image in the second image;
  • the method can deduce, for each direction, a geometric triangulation relation using the first radial offset, the second radial offset, the first observation elevation angle, and the second observation elevation angle, minus one value representative of an axial offset, in the direction of the theoretical center axis, between the actual ring surface and a theoretical ring surface.
  • the line representative of the image of the ring surface may be the image, formed by the corresponding optical system on the associated sensor, of the reflection of the corresponding incident beam on the ring surface.
  • the first and second two-dimensional photoelectric sensors may be combined into the same two-dimensional photoelectric sensor delivering a common global digital image, the first image zone and the second image zone being disjoint in the common global digital image.
  • the invention also relates to a device for determining a three-dimensional geometry of a real ring surface of a container, the ring surface having a theoretical plane and annular or circular geometry around a theoretical central axis, of the type in which wherein the device has a container installation area, said installation area having an installation axis, of the type comprising:
  • a first lighting system having a first light source which is centered on the installation axis, which presents a diameter greater than the diameter of the ring surface and which is capable of providing a first peripheral incident light beam comprising first incident radial light rays contained in radial planes containing the installation axis and distributed at 360 degrees of angle around the installation axis, said first incident radial light rays being directed towards the installation axis;
  • a first optical system interposed between the installation zone of the container and the first sensor able to form on the sensor a first image of the ring surface of a container placed in the installation zone;
  • the first optical system comprises at least a first primary reflection surface arranged in a downstream portion of the field of view of the first sensor, the first primary reflection surface being a frustoconical surface of revolution, generated by a line segment by revolution around the installation axis, turned towards the installation axis, and arranged to reflect, directly or indirectly, in the direction of the first sensor of the first light rays coming from the installation area according to radial planes containing the installation axis and according to a first peripheral observation field having a first observation elevation angle with respect to a plane perpendicular to the installation axis thus defining a first peripheral observation field which observes the surface of ring according to first radial observation radii which are contained in a radial plane containing the installation axis, which are r 360 degrees angle around the theoretical central axis, and which form, with respect to a plane perpendicular to the installation axis, the first viewing angle of elevation, which in some cases shall be less than or equal to 45 degrees of angle,
  • the device comprises a second optical system, interposed between the installation zone of the container and a second two-dimensional photoelectric sensor, and capable of forming on the sensor a second image of the ring surface of a container placed in the zone of installation;
  • peripheral observation device having a second elevation angle of observation with respect to a plane perpendicular to the installation axis thereby defining a second peripheral observation field which observes the ring surface according to second radial observation radii which are contained in a radial plane containing the installation axis, which are distributed at 360 degrees of angle around the theoretical central axis, and which form with respect to a plane perpendicular to the installation axis the second angle of elevation of observation, said second elevation angle of observation being different from the first elevation angle of observation;
  • first optical system and the second optical system determine, for the first sensor and for the second sensor respectively, a first portion of an upstream field of view and a second portion of an upstream field of view that intersect in the area of the field of view.
  • installation according to a useful revolution inspection volume around the installation axis, such as any object point placed in the useful volume, and illuminated by at least the first light source so as to be imaged by a first image point in the first image formed by the first system optical on the first sensor is also imaged by a second image point in the second image formed by the second optical system on the second sensor.
  • the first radial observation radii determined by the first optical system can be, when they are scanned from the useful inspection volume, centripetal in the direction of the installation axis, then can cut the installation axis to become centrifugal towards the first optical system.
  • the device can form two complete, distinct and continuous optical images of the actual ring surface on the associated two-dimensional photoelectric sensor.
  • the first primary reflection surface may indirectly reflect light rays in the direction of the sensor, and the device may comprise, between the first primary reflection surface and the first sensor, at least one secondary reflection surface.
  • the second optical system may comprise at least a second primary reflection surface in a downstream portion of the field of view of the second sensor, the second primary reflection surface being a frustoconical surface of revolution, generated by a line segment per revolution around the installation axis, turned towards the installation axis and arranged to reflect directly or indirectly towards the light ray sensor, coming from the installation area according to radial planes containing the installation axis and according to the second peripheral observation field having the second observation elevation angle with respect to a plane perpendicular to the installation axis.
  • the first primary reflection surface and the second primary reflection surface may indirectly reflect light rays in the direction of the sensor, and the device may comprise, on the one hand, the first primary reflection surface and the second primary surface of the sensor; reflection and on the other hand the common sensor, at least one secondary surface of reflection of revolution around the axis of installation.
  • the first primary reflection surface and the second primary reflection surface may each comprise a frustoconical surface of revolution, facing the installation axis, having a small diameter and a large diameter both greater than the largest diameter of the theoretical ring surface so as to return, in the direction of the installation axis, light rays originating from the actual ring surface under the corresponding observation elevation angle, said rays being intercepted by a surface deflection reflection which comprises a frustoconical surface of revolution turned away from the installation axis so as to return the rays towards the associated sensor.
  • the path of the rays between the two primary surfaces of reflection and the reflection reflection surface may be perpendicular to the axis of installation.
  • the first primary reflection surface and the second primary reflection surface may each be a concave frustoconical surface having a half-angle at the apex equal to half the viewing angle of elevation, and having a small diameter and a large diameter both greater than the smallest diameter of the theoretical ring surface.
  • the difference between the two observation elevation angles may be less than 20 degrees of angle.
  • the second portion of upstream field of view determined by the second optical system for the second sensor, the second radial observation radii determined by the second optical system are, when they are scanned from the useful inspection volume, centripetal in direction of the installation axis, then cut the installation axis to become centrifugal towards the second optical system.
  • the second primary reflection surface can directly reflect light rays in the direction of the second sensor, without secondary surface of reflection of revolution.
  • the second radial observation radii determined by the second optical system can be, when they are scanned from the useful inspection volume, centrifugally towards the second primary reflection surface.
  • the second radial observation radii determined by the second optical system can be, when they are scanned from the useful inspection volume, parallel to the installation axis or centripetal in the direction of the installation axis without cutting the installation axis so as to move away from the installation axis when traversed from the useful volume inspection to the second optical system.
  • the second optical system may be devoid of any surface of reflection of revolution.
  • the second observation elevation angle may be greater than 65 degrees of angle, preferably greater than or equal to 75 degrees of angle.
  • the first optical system may comprise a telecentric optical system.
  • the second optical system may comprise a telecentric optical system.
  • the first and the second two-dimensional photoelectric sensors may be combined into the same common two-dimensional photoelectric sensor, the first primary reflection surface and the second primary reflection surface being both in disjoint portions of the downstream field of view of the sensor.
  • the first light source may be an annular source of revolution centered on the installation axis.
  • the invention also relates to a container inspection line having a ring surface, of the type in which containers are moved on a conveyor line by a conveyor which transports the containers.
  • containers in a direction of horizontal displacement perpendicular to a theoretical central axis of the containers which thus have their ring surface in a horizontal plane facing upwards, characterized in that the installation comprises a device having any of the following characteristics: above, which is arranged on the installation with its axis of installation in a vertical position, so that the observation fields and the incident light beams are arranged downwards, towards the installation zone which is located between the device and a transport member of the conveyor.
  • the conveyor can bring the containers so that their theoretical central axis coincides with the installation axis, and at the time of this coincidence, at least one image can be acquired by means of the device. without contact of the device with the container.
  • Figure IA is an axial sectional view of a first embodiment of a device according to the invention.
  • Figure 1B is a perspective diagram of some elements of the first embodiment of FIG. IA.
  • Figure 1C is an enlarged axial section diagram illustrating the fields of view for the first embodiment of FIG. IA.
  • Figure 1D is a diagram of an image obtained with the device of FIG. IA.
  • Figure 2 is an enlarged diagram in axial section illustrating an alternative embodiment of a lighting system.
  • Figures 3, 4 and 5 are views similar to that of FIG. 1 illustrating other embodiments of a device according to the invention.
  • Figure 6 illustrates an inspection line according to the invention.
  • Figures 7A and 7B are views illustrating variants of the invention in which none of the two observation elevation angles are less than 25 degrees of angle.
  • the first Observation elevation angle is less than or equal to 45 degrees of angle and the second observation elevation angle is greater than 45 degrees of angle.
  • the first and second observation elevation angles are both greater than 45 degrees of angle.
  • FIG. IB We have illustrated in Figs. IA, 3, 4, 5, 7 A, and 7B, in section by a radial plane Pri as illustrated in FIG. IB, various embodiments of a device for determining the three-dimensional geometry of a real ring surface of a container, each of these devices for carrying out a method according to the invention. Only the upper part of the ring 12 of a container 14 has been illustrated in the figures.
  • a container 14 is defined as a hollow container defining an interior volume which is closed over its entire volume periphery except at the level of an upper ring 12. open at one end.
  • the container has a theoretical central axis Al, defined as being the theoretical central axis of its ring 12. It will also be considered arbitrarily that the ring is arranged at the upper end of the container.
  • the notions of high, low, upper and lower have a relative value corresponding to the orientation of the device 10 and the container 14 as shown in the figures.
  • the invention could be implemented with an absolute indifferent orientation in space, insofar as the various components are arranged with the same relative arrangement.
  • the ring 12 of the container is cylindrical of revolution about the axis Al.
  • the body of the container can also be a volume of revolution or not.
  • the ring 12 is connected by its lower end (not shown) to the rest of the body of the container, while its other free end, said top by arbitrary choice in the context of the present description, ends with a ring surface 16.
  • the ring surface 16 is theoretically flat and parallel to a plane perpendicular to the axis A1, in that it has at least one line of continuous contact at 360 degrees of angle around the theoretical central axis with such a plane, and it is theoretically circular or annular in this plane.
  • This theoretical ring surface is therefore a plane surface or a plane circle in a reference plane perpendicular to the theoretical central axis A1.
  • This reference plane can be defined as linked to the container considered, such as the reference plane PRef of FIG.
  • this reference plane which is tangent to a point of the actual ring surface 16, for example the highest point in the direction of the theoretical central axis A1.
  • this reference plane may for example be located at the height of the point lower of the actual ring surface, at an average height of the ring surface over its angular extent, etc.
  • the reference plane can also be defined independently of the container, with reference for example to one of the elements of the device 10, for example at a lower surface of a housing of the device 10.
  • the reference plane can thus be a reference plane of the installation P'ref perpendicular to an axis of installation as defined below.
  • the determination of the three-dimensional geometry of the ring surface may for example comprise the quantization of a positional deviation, in the direction of the theoretical central axis Al, between a given point Ti of the actual ring surface and a corresponding point. And the theoretical ring surface.
  • These two points are corresponding in that, in a cylindrical coordinate system, centered on the theoretical central axis, the corresponding points Ti, Ti have the same angular coordinate, and belong, for one to the actual ring surface, and for the other at the theoretical ring surface. In other words, they are arranged in the same radial plane Pri containing the theoretical central axis Al.
  • the ring surface 16 has, in sections by a radial plane containing the theoretical central axis, a curved, convex radial profile between an inner edge and an outer edge.
  • the inner edge may be considered to be at the intersection of the ring surface 16 and an inner surface of the container ring, the general orientation of which is close to that of the axis A1 of the container 14.
  • the profile of the ring surface 16, in sections by radial planes containing the theoretical central axis could have a different shape: the profile can be flat, rounded, inverted V, etc ...
  • the device 10 comprises an installation zone E in which the container will be installed.
  • This installation zone may be defined by an installation axis A'I and an installation plan (not shown) defined as being a plane perpendicular to the installation axis A'I located at the point of the most bottom of the device.
  • a container will preferably be presented so that its theoretical central axis Al is parallel to the installation axis A'I, in particular if its installation plane is parallel to the installation plan .
  • a container will also preferably be presented so that its theoretical central axis Al corresponds best to the installation axis A'I, and that its ring is presented with its open top end turned into direction of the device 10, but below the installation plan.
  • the two axes Al and A'I are merged.
  • any misalignment between the two axes Al and A'I in the sense of a transverse deviation in a direction perpendicular to these axes Al and A'I, and / or of an angular difference between the two axes A1 and A'I), will be compensated by the invention and will not significantly affect the determination of the axial position of a point of the ring surface 16.
  • the entire device 10 according to the invention can be positioned above the installation plan while the container will be brought below the installation plan, without risk of contact with the device.
  • the container 14 can therefore be brought into the installation zone E by any movement, preferably of translation on a rectilinear trajectory or no, in a direction perpendicular to the installation axis A ⁇ , without the risk of interfering with the device 10.
  • the device and method according to the invention make use of at least one two-dimensional photoelectric sensor 18 for acquiring a two-dimensional image of the actual ring surface of the container, or, in some embodiments, two such sensors 18, 18 ' .
  • a sensor also called matrix
  • Such a sensor 18, 18 ' can be incorporated in a camera 19, 19 'and it can be for example of the CCD or CMOS type.
  • Such a sensor 18, 18 ' consists for example of a two-dimensional matrix of photoelectric elements.
  • the sensor is generally associated with an electronic circuit for processing the signals supplied by the photoelectric elements to deliver an analog or digital signal representative of the image received by the sensor.
  • This signal representative of the optical image received by the sensor preferably constitutes an electronic, digital, two-dimensional image, which can then be delivered to an image processing device and / or to a display device and / or to a device image storage (not shown).
  • Such a sensor 18, 18 ' is generally associated with an optical objective system 20, 20' which may comprise one or more optical elements, in particular one or more thin lenses, and possibly a diaphragm, associated to allow the formation of an optical image from the installation area to the sensor.
  • the optical objective system 20, 20 ', or at least part of it, and the sensor 18, 18' are generally part of the camera 19, 19 '.
  • optical system is intended to mean an observation system in which light rays coming from an illuminated object enter to form a plane image.
  • two optical systems 24, 24 ' are optically interposed, or both in parallel between the installation zone E of the container and the same common sensor 18, in the sense that the two optical systems 24, 24 'form an image of the same object in the installation area on the same sensor 18, ie each between the zone installation of the container and an associated sensor 18, 18 ', in which case the two optical systems 24, 24 each form an image of the same object in the installation zone on the associated sensor 18, 18'.
  • An element "optically interposed" between a first and a second other element therefore means that following the path of the light rays contributing to the image, said element is located on said path downstream of the first element and upstream of the second element.
  • the two optical systems are associated with the same common sensor 18.
  • this single common sensor into two sensors, namely a first sensor associated with a first optical system 24 and a second sensor associated with a second optical system 24 '.
  • a common sensor of which a first part of the image-capturing surface, or first imaging zone, is dedicated to the first optical system 24 and of which a second part of the surface image capture, or second image forming zone, is dedicated to the second optical system 24 '.
  • the first part of the common sensor forms a first sensor 18 and the second part of the common sensor forms the second sensor 18 '.
  • the two optical systems 24, 24 ' are each associated with its own associated sensor, with a first optical system 24 associated with a first sensor 18, and a second optical system 24' associated with a second sensor 18 '.
  • Each optical system 24, 24 defines, for the associated sensor, an upstream field of view in the installation zone, defined as all points of the installation area that are likely to be imaged by the optical system considered on the sensor considered.
  • the first and the second optical system 24, 24 'respectively define, for the associated sensor, a first and a second peripheral field of view. It is considered here arbitrarily that the upstream and downstream correspond to the upstream path downstream of a light beam coming from the installation area and heading towards the associated sensor.
  • At least the first optical system 24 comprises, in addition to the optical objective system 20, at least one optical element 122, 261, which is here arranged between the objective system 20 and the installation area E. L all of the first optical system 24 between the first sensor 18 and the installation zone thus comprises the objective system 20 and the optical element or elements 122.
  • the second optical system 24 ' comprises, in addition to an optical objective system 20', in this case, common to both optical systems 24, 24 ', at least one optical element 122, 262, which is here arranged between the objective system 20 'and the installation area.
  • the second optical system 24 ' comprises only an optical objective system 20', without any reflection surface of revolution between the objective system 20 and the installation area.
  • the second optical system 24 ' comprises an optical objective system 20 entirely in common with that of the first optical system 24, 24'.
  • the example of FIG. 3 comprises a first optical objective system 20 and a second optical objective system 20 "which incorporate a common separation blade 21, which will be seen to be dichroic, arranged at 45 degrees of angle on the installation axis A.
  • first and the second objective system 20, 20 ' have common elements, for example a telecentricity lens and the separation 21, and elements specific to each of them, namely optical elements which are interposed between the separation blade 21 and the respective sensors 18, 18 '.
  • Focal distances of the objective systems 20 and 20 ' may be different.
  • the optical objective system 20, 20 'associated with one or other of the sensors 18, 18' is a telecentric objective system.
  • a telecentric objective system is well known to those skilled in the art of machine vision devices because it is used to form on the sensor an image that has no or almost no parallax effect.
  • a telecentric objective system is an objective system whose entrance pupil is positioned at infinity. It follows that such an objective observes in its field of vision according to main rays of observations which, through the associated optical system 24, 24 ', pass through the center of the entrance pupil CO of the objective system 20 , 20 ', and which are parallel or almost parallel to the optical axis, hence the absence of parallax effect.
  • the optical objective system 20, 20 ' is not necessarily telecentric, as illustrated by the embodiment of FIG. 4.
  • a sensor 18, 18 ' generally has a rectangular or square shape, thus two-dimensional, so that it delivers a digital image two-dimensional representation representative of the two-dimensional optical image formed on the sensor by the optical objective system 20, 20 '.
  • global image IG, IG ' the entirety of the digital image delivered by such a sensor 18, 18'. It will be seen later that, in this overall digital image, only one or more image areas will be useful.
  • the global image IG, IG ' is acquired during a single integration time (also called exposure time) of the sensor. Alternatively two acquisitions very close in time are made so that the article moves only negligibly between the two acquisitions.
  • the optical axis of the objective system 20, 20 ' is preferably coincident with the installation axis A'1.
  • this optical axis is not rectilinear, but segmented, for example by integrating a deflection mirror into the objective system or when using a separation blade 21. deflection mirror at 45 degrees angle to the installation axis, thus having a first segment of the optical axis, sensor side, which would be arranged at 90 degrees of angle with respect to the axis of installation, and a second segment, on the other side of the deflection mirror, which would be arranged in concordance with the installation axis A'1.
  • the second objective system 20 ' presents, from made of the presence of separation blade 21 which returns some of the light rays at 90 degrees of angle towards the second sensor 18 ', a downstream segment of optical axis, the side of the second sensor 18', which is arranged at 90 degrees of angle with respect to the installation axis A'1, and an upstream segment, on the other side of the separation blade 21, which is arranged in concordance with the installation axis A'1.
  • the upstream and downstream correspond to the upstream path downstream of a light beam coming from the installation area and heading towards the associated sensor.
  • the first optical system 20 is arranged vertically along the axis L ⁇ , and is turned downwards to observe the installation zone E below the device, so to observe from above, ie by the high, a possible container 14 arranged in the installation area.
  • the installation axis A'I will be defined as being the extension in the installation zone E of the optical axis of the first optical system 24.
  • the actual ring surface 16 of the container is illuminated by means of at least a first peripheral incident light beam, i.e. degrees of angle around the installation axis A ⁇ .
  • the ring surface is illuminated from above, in the sense that first incident light rays arrive on the ring surface 16 coming from points situated above the plane PRef perpendicular to the theoretical central axis A1 and tangent to a point of the ring surface, preferably the highest point in the direction of the theoretical central axis A1.
  • the first light beam comprises, for a whole series of radial planes distributed at 360 degrees of angle around the axis of A installation installation, the first incident radial light rays contained in these radial planes containing the installation axis.
  • the radial spokes are, at least for some of them, directed towards the installation axis A'I, as illustrated in FIG.
  • These first incident radial light rays are, at least for most of them, not perpendicular to this axis.
  • the incident radial light rays are preferably non-parallel to each other and in the method illustrated in FIG. 1A, the peripheral incident light beam comprises, in a given radial half-plane Pri (illustrated in FIG.
  • the first peripheral incident light beam may contain incident radial light rays which form an elevation angle, with a plane perpendicular to the installation axis, preferably between 0 and 45 degrees.
  • the first light beam contains incident light rays in a continuous or substantially continuous angular range. This range may have an angular extent of at least 30 degrees or more. The rays contained in this range can form an elevation angle, with a plane perpendicular to the theoretical central axis, between 5 and 40 degrees.
  • the first peripheral incident light beam may also contain non-radial incident light rays.
  • the device 10 comprises at least a first lighting system for illuminating the ring surface according to the first peripheral incident light beam. It is thus the rays originating from this first lighting system that are reflected by the ring surface and collected at least by the first optical system according to at least the first field of view to be directed towards the first sensor 18.
  • this first lighting system comprises a first light source 28 which is annular and centered on the installation axis, and which is arranged above the installation area.
  • the first source The luminous plate 28 has a diameter greater than the diameter of the ring surface 16.
  • the diameter of the first annular light source 28 is greater than the diameter of the annular ring 122 which carries at least the primary reflection surface 261.
  • the light source 28 is arranged substantially at the same height in the direction of the installation axis ⁇ 'I as the lower primary reflection surface 261.
  • this position is purely illustrative and could be adapted according to the diameter and the axial position of the ring surface of the container to inspect.
  • FIG. 2 illustrates a variant of the embodiment of FIG. IA which differs only in that the lighting system comprises, in addition to the annular light source 28, a reflector 140 arranged just below the annular light source 28.
  • This reflector 140 here comprises a frustoconical surface, turned into direction of the installation axis.
  • the surface of the reflector 140 is flared upwards and therefore has a diameter substantially identical to that of the light source 28. It reflects substantially vertical rays, emitted by the light source 28, in the direction of the installation zone, according to a grazing incidence, in the direction of the ring surface.
  • Such a reflector makes it possible to concentrate the light emitted by the light source 28 in the direction of the ring surface, at a favorable grazing incidence for the embodiments which have a first angle of elevation of viewing grazing, that is to say less than 25 degrees of angle.
  • the first light source 28 is that which also provides the light for forming the second image of the ring surface 16 through the second optical system 24 '.
  • the presence of a second light source dedicated to the formation of the second image of the ring surface 16 through the second optical system 24 ' is that which also provides the light for forming the second image of the ring surface 16 through the second optical system 24 '.
  • This second lighting system comprises a second light source 28 'and is capable of providing a second peripheral incident light beam, here distinct from the first, comprising second incident radial light rays contained in radial planes containing the installation axis A. 1 and distributed at 360 degrees of angle around the installation axis A'1. They illuminate the installation area, and thus a ring surface 16 brought to be there, from above.
  • said second incident radial light rays are directed away from the installation axis A'1 when traversed from the second light source 28 ', which second light source 28' is, as in the other embodiments, arranged above the reference plane Pref of the ring surface 16.
  • the second light source 28 ' is annular and centered on the axis of installation and has a diameter which is slightly smaller than the diameter of the ring surface 16. Preferably, these two diameters will be very close, to have a directions of incidence of light rays coming from the second light source 28 'close to 90 ° with respect to a reference plane perpendicular to the installation axis.
  • the second light source 28 ' is a central source, which can be considered as point and placed on the installation axis A'1. It therefore also has a diameter that is smaller than the diameter of the In this way, the ring surface 16 is illuminated from the installation axis A ⁇ , that is, from the inside.
  • the second light source 28 ' can be annular, be centered on the installation axis and have a diameter which is greater than the diameter of the ring surface 16. It is also placed above the optical elements 122 and 132. In this case, it is noted that the second radial rays are directed towards the installation axis A'1 when they are traversed from the second light source 28 ', which is arranged above the reference plane Pref of the ring surface 16.
  • This variant is also implemented in the embodiment of FIG. 7A, and it can also be implemented in the context of the embodiment of FIG. 3.
  • the incident beam illuminates the ring surface 16, from above, at an incidence such that, at the point of reflection T 'of an incident ray, whose radius reflected by the actual ring surface is seen by the associated sensor through the associated optical system, the normal "n" at the ring surface forms with respect to the axis A'1 an angle less than 30 degrees of angle, preferably less than 10 degrees of angle.
  • the light reflected by the ring surface which is seen by the sensor 18 is the light which is reflected by the point locally highest, or near the highest local of the ring surface.
  • the locally highest point of the ring surface is the point which, in the profile of the ring surface in this radial half plane Pri, is the highest in the direction of the installation axis.
  • the locally highest point may be generally defined as being that for which the normal to the ring surface is parallel to the installation axis.
  • Figure 2 illustrates a incident ray RII emitted by the light source, which is reflected by a point Ti of the ring surface into a first reflected ray RR1 which is intercepted by the first primary reflection surface 261 and thus sent to the associated sensor.
  • Another incident ray RI2 is reflected along a second reflected ray RR2 by the same point Ti of the ring surface into a second reflected ray which is intercepted by the second primary reflection surface 262 and thus sent to the associated sensor.
  • the normal "n" at the ring surface 16, at the point Ti is substantially parallel to the direction of the installation axis, and the point Ti is the locally the highest point of the surface profile of ring in the corresponding radial half-plane. In the context of the device, this condition will be fulfilled by selecting the appropriate position of the light source or sources 28, 28 '.
  • This position which may for example be defined by the diameter of the annular source 28, 28 ', and its height position in the direction of the installation axis A ⁇ , indeed defines the angle of incidence of the rays which are likely to illuminate the ring surface.
  • the diameter and the height position of the actual ring surface 16 determine, in combination with the orientation of the normal at the point of reflection on the ring surface, which of the rays emitted by the source 28 are susceptible to be reflected towards the sensor. It is therefore understood that for each ring surface diameter, it could be useful to adapt either the diameter of the annular source or its height position relative to the ring surface 16. However, it is not necessarily critical. to detect the locally highest point of the ring surface.
  • the inner and outer radial edges of the ring surface have an edge which, if the reflection point of the incident light is located on this edge, difference in height between the point of reflection and the highest point locally will be considered negligible in this case.
  • the fact that the reflection can be made on a point which is not the highest locally point is largely compensated by the fact that this situation is repeated on the whole periphery at 360 degrees of angle so that, from a point of view of the analysis of flatness for example, the error thus committed is generally considered negligible.
  • the light source or sources would be adjustable, by adjusting the radial position or the position in the direction of the installation axis, to adjust the angle of incidence of the light beam on the ring surface.
  • the device is provided with several annular light sources, for example offset in the direction of the installation axis and / or different diameter, these different light sources can be used simultaneously, or alternatively depending on the diameter and shape of the ring surface of a container to be inspected.
  • light sources which, in a radial plane, have an extension in the radial direction and which emit a light beam containing radial radii in a continuous or substantially continuous angular range which can have an angular extent from minus 30 degrees or more.
  • Such light sources which have a radial extent and are diffuse, provide adequate illumination for a variety of containers having ring surfaces having a diameter, a profile, and a height position that may differ in certain ranges, without requiring adaptation in position.
  • two separate light sources 28, 28 ' will preferably be provided so that, in a given radial plane Pri, the first and second incident beam illuminate the ring surface under an incidence such that the rays reflected by the actual ring surface 16 are seen through both optical systems after reflection at the same point of the ring surface. But we can accept that the points of reflection are different, because this can be taken into account in the processing of images.
  • the sensor 18, 18', its objective system 20, 20 ', the optical element 122 and the installation area are aligned in this order along the same axis optical corresponding to the installation axis A'1.
  • the peripheral vision optical element 122 comprises at least a first primary reflection surface 261 belonging to the first optical system 24.
  • the same optical element 122 has a second primary reflection surface 262 belonging to the second optical system 24 ', so that the optical element 122 is common to both optical systems, but through two different primary reflection surfaces.
  • a second distinct optical element 122 ' has the second primary reflection surface 262 belonging to the second optical system 24'.
  • the first primary reflection surface 261, and, for the embodiments that are provided with it, the second primary reflection surface 262, are arranged in a downstream field of view of the associated sensor 18, 18 ', that is, say in the portion of the field of view of the sensor which, in the examples illustrated, is defined by the associated objective system 20, 20 '.
  • the upstream field of view is therefore that which is outside the optical system associated 24, 24 ', upstream thereof in the direction of flow of light from the installation area to the associated sensor.
  • the first primary reflection surface 261 and the possible second primary reflection surface 262 are rotational frustoconical surfaces of revolution generated by rotation, each of its own generating line segment, about the same axis, here the installation axis A'1, and they are arranged to reflect light rays, coming from the ring surface, towards the associated sensor, through the associated objective system 20, 20 '. They therefore have properties of specular reflection. They can be advantageously formed by a mirror, but they can also be made in the form of a prism, i.e. an optical diopter.
  • the first primary reflection surface 261, and the possible second primary reflection surface 262 is a frustoconical surface of revolution, concave in a plane perpendicular to the installation axis A'1, which is turned towards the installation axis A'1, and can for example be formed on an inner face of an annular ring, for example of the optical element 122, 122 '.
  • each primary reflection surface 261, 262 can send, directly or indirectly, in the direction of the installation axis A'1, light rays coming from the actual ring surface at an elevation angle of corresponding observation yi, y2.
  • the observation radii are the rays coming from the installation zone E and capable of being received by the associated sensor 18, 18 'through the associated optical system 24, 24'.
  • the main observation rays are those which, through the associated optical system 24, 24 ', pass through the center of the entrance pupil CO of the objective system 20, 20'.
  • the elevation angle of observation of a main observation radius corresponds to the angle, with respect to a reference plane of the installation Pref perpendicular to the installation axis A'1, of a main observation beam in the installation area where it is likely to impact the ring surface of a container to be inspected. It can arbitrarily be considered that the observation radii propagate from upstream to downstream from the observation zone towards the associated sensor 18, 18 '.
  • the optical system comprises as a first optical element according to the propagation upstream-downstream of the light from the installation zone to the associated sensor, a frustoconical primary reflection surface 261, 262 generated by a line segment, the observation elevation angle Y1, Y2 of the corresponding peripheral field of view is then a single angle for any main observation radius belonging to this given field of view, and it can be directly deduced from the inclination of the corresponding primary reflection surface 261, 262 with respect to the installation axis A ⁇ . This angle is then considered to be the observation elevation angle yi, Y2 of the peripheral field of view.
  • the observation rays received by the sensor may have observation angles of elevation different from the relative to each other within a peripheral field of view determined by a given optical system 24, 24 '.
  • the observation elevation angle of a peripheral field of view is the angle, measured in the installation area where it is likely to impact the ring surface. of a container to inspect, with respect to a plane perpendicular to the installation axis A ⁇ , a mean main observation radius.
  • the average principal radius of a peripheral field of view is that which has an observation elevation angle which is the arithmetic mean of the minimum and maximum values of the observation elevation angles for the main rays of the field of view. .
  • the first and / or second peripheral field of view is without azimuthal break around the installation axis A'1.
  • the first and / or the second primary reflection surface 261, 262 is preferably without curvature discontinuity around the installation axis A'1, the curvature being analyzed in a plane perpendicular to the axis of A'1 installation, to ensure a field of observation without azimuthal rupture.
  • the primary reflection surfaces 261, 262 are also preferably continuous in azimuth in the sense that they are continuously reflecting around the installation axis A'1, without masked angular sector, to ensure the azimuthal continuity of the field of view .
  • such a masked azimuthal angular sector will have a small or very small extent, preferably less than 5 degrees around the installation axis.
  • the first and / or second field of view are peripheral in the sense that the corresponding observation radial radii are distributed in radial planes 360 degrees of angle around the installation axis A ⁇ .
  • the first peripheral field of view is symmetrical in rotation about the installation axis A ⁇ .
  • the second peripheral field of view is symmetrical in rotation around the installation axis A ⁇ .
  • the first and / or second peripheral observation field observes "from above” in the sense that the ring surface is observed from above a plane Pref perpendicular to the theoretical central axis Al of the ring surface , and containing at least one point of the ring surface, for example the highest point in the direction of the theoretical central axis Al.
  • the first optical system 24, optionally the second optical system 24 ' further comprises, optically interposed between the optical element 122 and the objective system 20, a reflection reflection surface 132.
  • a reflection reflection surface 132 optically interposed between the optical element 122 and the objective system 20, a reflection reflection surface 132.
  • the reflection reflection surface 132 is arranged in the downstream field of view of the sensor 18, this downstream field of view being defined by the optical objective system 20, 20 '.
  • this reflection reflection surface 132 has a convex surface of revolution turned away from the installation axis A'1, so as to return the rays towards the sensor.
  • the reflection reflection surface 132 is a convex frustoconical surface which is centered on the installation axis A'1.
  • the reflection reflection surface 132 is thus formed on the outer surface of a truncated cone. In some embodiments, it has a small diameter and a large diameter both of which are smaller than the diameter of the ring surface of a container to be inspected, but this feature is only required for embodiments for which the second optical system 24 'assures the associated second sensor 18' a direct view of the ring surface 16, as in the embodiments of FIGS. 3 and 4.
  • the large diameter is arranged below the small diameter.
  • the reflection reflection surface 132 is part of the downstream field of view defined by the objective system 20 for the first sensor 18. In the embodiment of FIG. IA, the reflection reflection surface 132 is also part of the downstream field of vision defined by the objective system 20 for the second sensor 18 ', here the common sensor.
  • the reflection on each of the primary reflection surfaces 261, 262 is indirect because followed by at least one reflection, here on the reflection reflection surface 132, before reaching the associated sensor 18, 18 '.
  • the reflection, on the first primary reflection surface 261, of the light rays coming from the ring surface towards the associated sensor is a direct reflection, without any other reflection surface between the ring surface 16 and the sensor 18 for a given light beam from the ring surface.
  • the reflection, on the second primary reflection surface 262, of the light rays coming from the ring surface towards the associated sensor, is a direct reflection, without any other reflection surface between the ring surface 16 and the sensor 18 for a given light beam from the ring surface.
  • the path of the main rays between each of the primary reflection surfaces 261, 262 and the reflection reflection surface 132 is perpendicular or substantially perpendicular to the installation axis.
  • the frustoconical return reflection surface 132 has a half angle at the top of 45 degrees of angle and is arranged at the same height in the direction of the installation axis A'I as the primary reflection surfaces 261, 262.
  • Each primary reflection surface 261, 262 presents in this case a half-angle at the apex al, a2 which is equal to half of the corresponding observation elevation angle g ⁇ , Y2 desired for the primary reflection surface 261, 262 considered.
  • the first primary reflection surface 261 has a taper whose apical half-angle a2 is 7.5 degrees of angle, the first frustoconical primary reflection surface 261 being flared downwards, with its large diameter arranged below its small diameter according to the direction of the installation axis.
  • the objective system 20, 20 ' is telecentric, so that the trajectory of all the main rays between each of the primary reflection surfaces 261, 262 and the reflection reflection surface 132 is perpendicular or substantially perpendicular to the installation axis A'I.
  • the reflection reflection surface 132 could be a frustoconical surface having a half-angle at the vertex less than 45 degrees of angle, for example equal to 45 degrees of angle. angle minus an angle d (delta).
  • the reflection reflection surface 132 may be disposed above the level of the primary reflection surface (s) 261, 262, and the primary reflection surface (s) 261, 262 would then have a half-angle at the apex al, a2 equal to half of the observation elevation angle g ⁇ , Y2 desired minus the value of the angle d (delta).
  • the first primary reflection surface 261 and the second primary reflection surface 262 are arranged to work both in indirect reflection together with a reflection reflection surface 132, and they are advantageously axially offset while being directly contiguous to the to one another in the direction of the installation axis, that is to say that they are not arranged axially at the same level.
  • the primary reflection surface which lies below the other in the direction of the installation axis A ⁇ is the first primary reflection surface 261, the second primary reflection surface 262 being then arranged. above the first.
  • the two primary reflection surfaces can then have a common circular edge corresponding to the lower edge of the upper surface, here the second primary surface of reflection 262, and at the upper edge of the lower surface, here the first primary reflection surface 261.
  • first primary reflection surface 261 and the second primary reflection surface 262 could be axially offset by being axially separated from a non-zero axial gap between the lower edge of the upper surface and the upper edge of the lower surface, as in FIG. the example of FIG. 5.
  • an observation radius of the first field of view, coming from the ring surface 16 is intercepted by the first primary reflection surface 261 at a point diametrically opposite the point of origin on the surface ring, along a long path that intersects the installation axis ⁇ 'I.
  • the ring surface 16 is observed, according to the first field of view at least, by the side of its inner edge, that is to say that the observation rays, in their trajectory since the ring surface towards the sensor, are directed towards the installation axis when they leave the ring surface 16 in the direction of the first primary reflection surface 261, and that they cut this installation axis A ⁇ before to end on the first primary surface of reflection 261.
  • the first optical system 24 defines a peripheral field of view radially from the outside and observing the ring surface by the side of its outer edge.
  • a first observation radius coming from the surface of ring 16 does not cut the installation axis A ⁇ between the ring surface and the first optical system 24.
  • the second optical system 24 ' defines, as the first, a peripheral field of view radially from the outside and observing the ring surface by the side of its inner edge, so according to observation rays which cut the installation axis A'1 when the installation axis and the theoretical central axis Al are merged.
  • the second optical system 24 ' without a reflection surface of revolution and therefore in telecentric direct vision, defines, with respect to the theoretical central axis A1 of the ring surface, a perpendicular observation with respect to the reference planes of the installation and ring surface.
  • the second optical system 24 ' in non-telecentric direct vision, defines, with respect to the axis Al of the ring surface, an observation radially from the inside by relative to the ring surface.
  • the ring surface 16 is observed, according to the second field of view, by the side of its inner edge, as for the first embodiment.
  • the second optical system 24 defines a peripheral field of view radially from the outside and observing the ring surface by the side of its outer edge.
  • a second viewing radius from the ring surface 16 does not intersect the installation axis A'1 between the ring surface and the second optical system 24 '.
  • the primary reflection surface has a small diameter and a large diameter both greater than the diameter of the mirror. the theoretical ring surface, so that it defines a peripheral field of view radially from the outside.
  • the primary reflection surface is arranged for indirect reflection, it is preferably flared in the direction of the installation axis towards the installation area.
  • an optical system 24, 24 ' having a primary reflection surface 261 and / or 262 which is arranged for direct reflection towards the sensor, said primary reflection surface 261 and / or 262 may be flared in the direction of the installation axis towards the associated sensor, or be cylindrical of revolution around the installation axis A'1.
  • the first peripheral field of view defines for the first sensor or for the common sensor by the first optical system 24 including the first primary reflection surface, present, with respect to a plane PRef perpendicular to the axis d A'1 installation, a first observation elevation angle Yi, which is for example between 5 and 25 degrees of angle, for example 15 degrees of angle.
  • the first peripheral field of observation comprises the observation radii according to which incident light rays are reflected by the first primary reflection surface 261 towards the sensor 18.
  • this first field of view Peripheral observation constitutes a first upstream portion CAM1 of the field of view of the first sensor 18 through the first optical system 24, as determined by the first primary reflection surface 261, in the installation zone E to this first primary surface. of reflection 261.
  • the first peripheral field of view defines for the first sensor or for the common sensor by the first optical system 24 including the first primary reflection surface, present, with respect to a plane PRef perpendicular to the axis d A'1 installation, a first observation elevation angle g ⁇ , which for FIG. 7A, is included in the range from 25 to 45 degrees of angle, and which for FIG. 7B, is greater than 45 degrees of angle.
  • the first radial observation radii determined by the first optical system are initially centripetal when they are traversed from the ring surface, thus oriented in the direction of the installation axis A'I, then cut the installation axis A ⁇ to become, beyond the axis of installation, centrifugals in direction of the first primary reflection surface 261 of the first optical system, to impact this first primary reflection surface 261.
  • the first radial observation radii determined by the first optical system are, when they are traveled from upstream to downstream from the ring surface towards the sensor, centrifuged with respect to the installation axis A'I, until it impacts the first primary reflection surface 261 of the first optical system 24.
  • the second peripheral field of view has, with respect to a plane PRef perpendicular to the installation axis A'I, a second observation elevation angle Y2, which is for example between 20 degrees of angle and 90 degrees of angle, this second angle being different from the first observation elevation angle g ⁇ .
  • the first and second observation elevation angles differ by at least 5 degrees of angle. In fact, such an angular difference appears necessary for a good precision of the triangulation operations which will be described later.
  • the second observation elevation angle Y2 is strictly greater than the first observation elevation angle Y1.
  • the second peripheral field of observation comprises the observation radii in which incident light rays are reflected on the second primary reflection surface 262, thus through the second optical system 24 ', towards the second sensor 18 ', in this case formed by the common sensor.
  • This second peripheral field of view constitutes a second upstream portion CAM2 of the field of view of the common sensor 18, 18 'through the second optical system 24', as determined by the second primary reflection surface 262, in the area of installation E to the second primary reflection surface 262.
  • the second radial observation radii determined by the second optical system are first centripetal when they are traversed from upstream to downstream from the ring surface in the direction of the sensor, thus first oriented in the direction of the installation axis A'1, then cut the installation axis A'1 to become centrifugal beyond the installation axis A'1 in the direction of the second primary reflection surface 262 of the second optical system 24 ', until impacting the second primary reflection surface 262.
  • the second observation elevation angle ⁇ 2 is, like the first observation elevation angle ⁇ 1, a grazing angle, less than 25 degrees of angle.
  • the second observation elevation angle ⁇ 2 is a plunging angle, greater than 65 degrees of angle, preferably greater than 75 degrees of angle.
  • the second radial observation radii determined by the second optical system are, when traversed from upstream to downstream from the ring surface towards the sensor, centrifugally relative to the installation axis A'1, to impact the second primary reflection surface 262 of the second optical system 24 '.
  • FIGS. IA and 5 which have in common the presence of the second reflection surface 262 and the presence of a common sensor 18, that the first primary reflection surface 261 and the second primary reflection surface 262 are each in disjoint portions of the downstream field of view of the common sensor 18, in the sense that they can be simultaneously viewed by the sensor through the objective system 20, without masking each other. Insofar as one masks the other partially, for the part that is partially masked, only the unmasked part will be considered useful.
  • the second observation elevation angle Y2 in direct vision without reflection on a reflection surface of revolution, is also a plunging angle, greater than 65 degrees of angle, preferably greater than 75 degrees. angle.
  • the presence of a telecentric objective system makes the second observation elevation angle Y2 equal to 90 degrees of angle.
  • this second peripheral field of view constitutes a second upstream portion CAM2 of the field of view, of the common sensor 18 for the embodiment of FIG. 4, or the second sensor 18 'for the embodiment for FIG. 3, through the second optical system as determined the objective system 20 '.
  • the observation radii of this second field of view are, for the embodiment of FIG. 4, centripetal towards the axis A'1, or, for the embodiment of FIG. 3, parallel to this axis, when they travel from the installation area E to the objective system 20 '. It is noted that, in these embodiments having no surface of reflection of revolution for the second optical system 24 ', which is then reduced to the objective system 20', it can be considered that the upstream portion and the downstream portion of the field of vision for the second sensor, separate or common, are merged.
  • the upstream portion of the second field of view is of annular section by a plane perpendicular to the installation axis A ⁇ .
  • the inner limit of this annular zone is determined by the outer contour of the deflection surface 132, or even by the external contour of the second annular light source 28 'for the example of FIG. 3. Its outer limit is determined by the inner contour of the optical element 122, or by a possible second annular light source 28 'in the embodiment of FIG. 4, or by the field limit of the associated sensor 18, 18 '.
  • the second sensor 18 ' being a dedicated sensor, it is possible to provide a specific positioning of the second sensor or a specific focusing of the second objective system 20', which makes it possible to take account of the relatively large difference in path length for firstly the rays through the first optical system 24 and secondly the rays through the second optical system 24 '.
  • FIG. 4 as in that of FIG.
  • the path difference can be compensated, for example by increasing the depth of field, for example by means of a diaphragm, and / or by setting a midpoint of the objective system 20, and / or using an additional dioptric or catoptric optical system interposed in one or other of the two optical systems 24, 24 '.
  • a first common light source 28 illuminates a point T of the ring surface 16 by means of radial incident light rays RII which are reflected in reflected rays RR1 for the first observation system whose first peripheral field of observation defines a first angle of observation ⁇ i lower than 45 degrees of angle, but greater than or equal to 25 degrees of angle, the reflected rays RR1 being, in the first upstream zone the field of view of the common sensor 18, centripetal in their path between the ring surface 16 and the axis of the installation A% to be reflected centrifugally on the first frustoconical primary reflection surface 261 after intersecting the axis A ⁇ , in FIG.
  • a second light source 28 ' distinct, illuminates the same point T of the ring surface 16 by means of second radial incident light rays RI2 which are reflected in reflected rays RR2 for the second optical system 24' whose second peripheral observation field defines a second observation angle of elevation Y2 distinct from the first angle, here greater than 45 degrees of angle, for example greater than 65 degrees of angle, or even greater than 75 degrees of angle, the In the second upstream portion of the field of view, RR2 is, in the second upstream portion of the field of view, reflected centripetal towards the axis of the installation A'I in their path from the ring surface 16 towards the second optical system 24 ', which is here limited to FIG. 'objective 20'.
  • a single common light source 28 annular around the installation axis A'I, illuminates the ring surface 16 by means of incident rays RII, RI2 which are reflected at a same point T of the ring surface , respectively
  • the reflected rays RR1 in reflected rays RR1 according to the first peripheral observation field, defined by the first optical system 24, and which here has a first observation elevation angle g ⁇ greater than 45 °, the reflected rays being in the first portion upstream of the field of view, centrifuged in their path between the ring surface 16 and the first frustoconical primary reflection surface 261.
  • the reflected rays RR2 in reflected rays RR2 according to the second peripheral observation field, defined by the second optical system 24, and which here has a second observation elevation angle Y2, distinct from the first angle, here greater than 45 °, by example greater than 65 degrees of angle, or even greater than 75 degrees of angle, the reflected rays RR2 being, in the second upstream portion of the field of vision, centripetal to the axis of the installation A ⁇ in their path from the ring surface towards the second optical system 24 'which is here limited to the objective 20'.
  • a second observation elevation angle Y2 distinct from the first angle, here greater than 45 °, by example greater than 65 degrees of angle, or even greater than 75 degrees of angle
  • the two optical systems 24, 24 ' are non-telecentric.
  • one and / or the other of the two optical systems 24, 24 'could be telecentric.
  • variants can be provided with separate dedicated sensors.
  • the first and second optical systems are configured, relative to the associated sensor 18, 18 ', to respectively determine a first portion of upstream field of view CAM1 and a second portion of upstream field of view CAM2 which overlap in the installation zone E according to a useful inspection volume VUI of revolution around the installation axis A ⁇ .
  • a useful inspection volume VUI of revolution around the installation axis A ⁇ .
  • this useful volume has a shape generated by the revolution, around the installation axis A '1, of a rhombus, this rhombus possibly being truncated, for example in the embodiment of FIG. IA, depending on the depth of field determined by the optical systems 24, 24 'for the associated sensors.
  • FIG. IA For the embodiment of FIG. IA, this property is highlighted on the schematic graph FIG. IC.
  • this graph we have shown in dashed lines in section in a half of a radial plane Pr, the upper and lower limits of the first portion of upstream field of view CAM1 and the upper and lower limits of the second portion of upstream field of view CAM2. These two portions overlap according to the useful volume of inspection VUI.
  • these two upstream field of view portions CAM1, CAM2 are each imaged by the associated optical system 24, 24 ', respectively on a first zone and on a second image formation zone of the image sensor.
  • This reasoning is held for the embodiments comprising a single common sensor associated with the two optical systems 24, 24 '.
  • a first global image IG delivered by the first sensor, and a second global image IG 'delivered by the second sensor 18' comprises in this manner respectively a first image of the ring surface 16, in a first image area of the first overall image, and a second image of the ring surface 16, in a second image area of the second overall image.
  • the first image zone ZI1 and the second image zone ZI2 are disjoint in the common global digital image.
  • the two optical systems simultaneously form, on the same two-dimensional sensor 18, two images separated in two image-forming regions separate from the sensor, such that the sensor delivers an overall image comprising two distinct image areas, each distinct image area including an image of the ring surface from the collected rays according to the peripheral field of view having the observation elevation angle determined by the corresponding primary reflection surface.
  • this allows the simultaneous formation, from the reflected rays collected according to the first and second peripheral fields of observation, via the optical systems 24, 24 ', of a two-dimensional image 1161, 1162 of the ring surface.
  • the images of the ring surface 1161, 1162 are formed by the radial rays of the corresponding incident light beam which are reflected by specular reflection on the ring surface 16 and directed by the corresponding optical system 24, 24 ', on the associated sensor 18 , 18 '.
  • the image 1161, 1162 of the actual ring surface is constituted solely by those radial rays of the corresponding incident light beam reflected by specular reflection on the ring surface 16 and directed by the corresponding optical system 24, 24 ', on the associated sensor 18.
  • each overall image comprises only an image of the ring surface.
  • two ranges of wavelengths that do not intersect will be selected. It then suffices, in the formation of the first image and the second image of the ring surface, to perform a chromatic filtering so that each image is formed with the reflected rays from the corresponding light source.
  • This chromatic filtering can be achieved for example in the form of a chromatic optical filter in the optical path through one or both optical systems 24, 24 '.
  • the separation blade is a dichroic blade.
  • the color filtering may be performed at the sensor or sensors, using sensors operating in different chromatic ranges, it is used in the processing of the signal collected by the sensor, only a portion of the light signal collected.
  • a system comprising a single sensor, common, for example tri-chromic (Tri CCD or Bayer type), it is possible for example to use only one color channel for the first image area and another color channel for the second image area.
  • each of the two optical systems 24, 24 ' allows the optical formation of a two-dimensional image 1161, 1162 of the complete ring surface and continues at 360 degrees of angle around the theoretical central axis A1 of the ring surface. 16 on the associated sensor 18, 18 '.
  • This complete and continuous optical image is formed on the associated sensor without digital transformation, solely by an optical method acting on the light. In the illustrated examples, this complete and continuous optical image of the ring surface is formed on the sensor by the optical system 24, 24 ', without digital transformation.
  • FIG. 1D It is shown in FIG. 1D an example of a common overall image or a composite overall image obtained as described above.
  • two plane optical images 1161, 1162 of the actual ring surface 16 are thus obtained on the associated sensor by means of two optical geometric transformations which each convert the ring surface. 16 in a ring surface image 1161, 1162.
  • the relative angular positioning of two points of the ring surface around the theoretical central axis Al is not modified, in that meaning that two points of the real ring surface, separated by an angular deviation around the theoretical central axis Al, see, in the image obtained by the optical geometrical transformation considered, their respective images separated by the same angular deviation around the image of the theoretical central axis.
  • the same transformation theoretically converts the theoretical ring surface into a theoretical image of the ring surface I161t, ⁇ 162t, in the sense that the theoretical ring surface image is the image, which would be formed by the transformation, of a real ring surface that would be confused with the theoretical ring surface.
  • FIG. 1D the overall image IG as received by the sensor 18 through the two optical systems 24, 24 'has been illustrated.
  • the thickness of these two image lines in the radial direction in the overall image IG is determined in particular by the geometry, for example flat, rounded, inverted V or polygonal, of the profile of the ring surface in section in a radial plane, by the extent of the light source in the same plane radial, and the angle of light fan delivered by this source.
  • an image of the ring surface 1161, 1162 can be likened to a line, otherwise it will be possible to define a line representative of the image of the ring surface, for example a choosing a line of edge inside or outside or a center line of the ring surface image as a representative line.
  • the corresponding point Tt 1 of the theoretical ring surface 16t is the point of this theoretical surface which would have the same angular coordinate as the considered point Ti of the actual ring surface 16 in a cylindrical coordinate system (Z, p, Q) centered on the theoretical central axis A1.
  • the difference in position between a considered point Ti of the actual ring surface and a corresponding point Tt of the theoretical ring surface is the combination of a difference of actual height dZ, according to the direction of the axis central theoretical, and a real radial difference dp, in the radial direction perpendicular to the theoretical central axis Al.
  • the image points IT11, IT12 of the ring surface image of the container are the images of the considered point Ti of the actual ring surface through respectively the first and second optical system, due to the corresponding optical geometric transformation.
  • FIG. 1D there are two lines I161t, I162t respectively illustrating the theoretical ring surface image at the two observation elevation angles.
  • the theoretical image points corresponding to the theoretical images I161t and I162t of the ring surface 16t are the images of the corresponding point Tti of the theoretical ring surface through respectively the first and second optical systems, because of the geometrical transformation. corresponding optical system.
  • a theoretical line I161t, I162t representative of the theoretical ring surface image may be a predefined line, for example a circle centered on the image of the installation axis IA'l.
  • a theoretical line I161t, I162t representative of the theoretical ring surface image can be deduced from the image of the ring surface 1161, 1162, for example by calculation within an image processing device, estimating the theoretical line I161t, I162t corresponding.
  • Different methods are possible to deduce this theoretical line, for example of the "best fit curve" type, Hough transform, correlation, search for the largest inscribed circle, etc. In these methods it is possible to take into account diameter values.
  • the diameter of the circle of a theoretical ring image (theoretical line I161t, I162t) can be known a priori from the image processing system, by means of adjustment or initialization, for example by learning, or by input or uploading a value. It remains therefore to know the theoretical line I161t, I162t to determine its center to from the ring surface image 1161, 1162. It is possible to generalize these methods with more elaborate forms of theoretical curves such as ellipses, or other parametric curves for non-centered vessels, so if Al is offset from at Al.
  • the two digital image areas ZI1, ZI2, each respectively containing one of the two images of the same ring surface are, in the example illustrated, concentric annular zones which respectively correspond to the two primary reflection surfaces 261, 262 .
  • At least one of the two optical geometric transformations converts, except in special cases, a positional difference between a considered point Ti of the actual ring surface and a corresponding point Tti of the theoretical ring surface, in a radial image shift dRli, dR2i.
  • a radial image shift dRli, dR2i, in the overall image IG, IG ', is the distance between, on the one hand, the image point ITil, ITi2 in the corresponding actual ring surface image 1161, 1162, and, on the other hand, the corresponding theoretical image point ITtil, ITt12 in the theoretical ring surface image I161t, I162t corresponding.
  • the two actual ring surface images 1161, 1162 are substantially coincident over the entire periphery with the corresponding ring theoretical image I161t, ⁇ 162t, which are shown in broken lines. It can be seen that, in the first image zone ZI1, in the angular sector corresponding to the point Ti of the ring surface having a localized defect, the first actual ring surface image 1161 differs from the corresponding first theoretical ring image I161t, and has, in the image, a radial image shift dRli relative to the latter. It can be seen that the difference in position between the two points Ti and Tti is converted according to the first optical geometric transformation, due to the system optical 124, in a radial image shift dRli on the image seen by the sensor.
  • the second observation elevation angle Y2 is also a grazing angle
  • the second image actual ring surface area 1162 also differs from the corresponding second theoretical ring image I162t, and has a radial image shift dR2i in relation to the latter in the image.
  • the position difference is converted according to the second optical geometrical transformation, due to the optical system 124, into a second radial image shift dR2i on the image seen by the sensor.
  • the two radial image shifts dRli and dR2i can be measured in the global image IG delivered by sensor, on the same ray from a central point of the image which corresponds to the image IA'l of the installation axis A'I.
  • the radial image shift dRli resulting from a real height difference dZi unit is greater than the radial image shift resulting from a real radial shift dpi of the same dimension between a considered point of the actual ring surface and a corresponding point of the surface of theoretical ring.
  • the influence of a real height difference dZi is greater than the influence of a real radial difference dpi in the radial shift image obtained in the first optical geometric transformation obtained by the first optical system 24.
  • such a preponderance of radial axial image offsets is ensured by the fact that the first observation elevation angle is less than or equal to 45 ° degrees. angle, even more if it is less than 25 degrees of angle.
  • the first observation elevation angle is less than or equal to 45 ° degrees. angle, even more if it is less than 25 degrees of angle.
  • the apex of the cone which carries the primary reflection surface is disposed upwardly relative to said surface, so that the optical element 122 which carries the primary reflection surface 261, 262 can be arranged above the ring surface 16, the sensor 18 thus seeing the ring surface 16 from above through the optical system 24.
  • this half-angle at the vertex a1 is less than 12.5 degrees of angle so that the influence of the actual height difference is very much greater than the influence of a real radial offset in the image radial offset.
  • the radial image shift corresponding to a unit real height difference is at least 2.14 times greater, and more preferably at least 3 times greater than the corresponding radial image offset.
  • a real radial offset of the same dimension between said point of the actual ring surface and a corresponding point of the theoretical ring surface is ensured that, in the image obtained, a radial image shift is very largely due to a shift in height of the actual ring surface relative to the theoretical ring surface rather than to a radial offset between them. two surfaces.
  • the viewing angle of elevation yi defined by the first primary reflection surface 261 is 15 degrees of angle
  • the apical half angle ⁇ 1 of the first primary reflection surface 261 is 7 degrees. , 5 degrees of angle.
  • the first concave primary reflective surface 261 may be a frustoconical surface of revolution, continuous at 360 degrees of angle around the installation axis A ⁇ , and presenting a half-angle at the vertex al equal to half of the elevation angle of observation.
  • the second observation elevation angle Y2 also is less than 45 degrees of angle, and even preferably less than 25 degrees of angle, thus grazing, as seen above. It emerges that there is also, in the second ring surface image 1162, a radial image shift dR2 corresponding to a unit actual height difference greater than the radial image shift. corresponding to a real radial offset of the same dimension between said point of the actual ring surface 16 and a corresponding point of the theoretical ring surface 16t.
  • the second observation elevation angle Y2 is not grazing, as seen above. It may for example be greater than 65 degrees of angle, or even greater than 75 degrees of angle.
  • a radial image shift is very largely due to a real radial offset dp of the actual ring surface relative to the theoretical ring surface rather than a height shift between these two surfaces. This radial image shift for the second image is therefore of radial origin mainly.
  • the second observation elevation angle Y2 is 90 degrees of angle.
  • a radial image shift dR2 is due solely to a real radial offset dp of the actual ring surface with respect to the theoretical ring area.
  • a height shift dZi between these two surfaces is not visible on the second ring surface image.
  • a radial image shift dR2i measured in the second ring surface image 1162 directly gives a value representative of the radial offset of the actual ring surface with respect to the theoretical ring surface in a direction perpendicular to the installation axis .
  • the calculations take into account the optical and geometrical characteristics of the first and second optical systems 24, 24 ', including objective systems 20, 20', and sensors 18 and 18 'such as: the pixel dimensions, the focal lengths of the lenses, the distances and positions of the optical elements and the ring surface, and the angles of the frustoconical mirrors, etc ....
  • optical and geometrical characteristics are therefore considered to be known to the image processing system. They are made available to the image processing system either by any storage medium, for example by input or calibration of the device.
  • optical and geometrical characteristics are also used to calculate geometric rays corresponding to otic rays in order to perform any useful computation in the three-dimensional measurement space.
  • a first image point ITil of the first two-dimensional digital image 1161 of the ring surface 16 on the analyzed direction.
  • This image point ITil is the image of the point Ti of the ring surface through the first optical system.
  • a first value representative of the distance from this first image point to the reference point in the first global digital image IG can then be determined.
  • this representative value may be the value of the first radial image shift dRli, the distance between the first image point ITil and a first theoretical image point ITtil, belonging to the first theoretical image I161t ring surface and located on the same direction.
  • This first radial image shift dRli is, in this example, the distance, in the direction analyzed, from the reference point, between the line 1161 representative of the first image of the ring surface 16 and the theoretical line I161t representative of the Theoretical ring surface image in the first image.
  • dRli the distance, in the direction analyzed, from the reference point, between the line 1161 representative of the first image of the ring surface 16 and the theoretical line I161t representative of the Theoretical ring surface image in the first image.
  • This image point IT12 is the image of the same point Ti of the ring surface through the second optical system 24 '. It is then possible to determine a value representative of the distance from this second image point IT2 to the reference point IA1, IA'1 in the second global digital image IG '.
  • this representative value may be the value of the second radial image shift dR2i, always for the same direction Di analyzed, ie the distance between the second image point ITi2 and a second theoretical image point ITti2, belonging to the second theoretical image I162t of ring surface and located on the same direction.
  • This second radial image shift dR2i is, in this example, the distance, in the direction analyzed, from the reference point IA1, IA'l, between the line 1162 representative of the second image of the ring surface 16 and the line theoretical I162t representative of the theoretical ring surface image in the second image.
  • the value of the distance the distance from this second image point to the reference point in the second global digital image IG.
  • representative values of the same magnitude will be used.
  • this geometric triangulation relation uses, for example:
  • the first value for example the first radial image shift dRli;
  • the second value for example the second radial image shift dR2i;
  • dRli dZi * G1 * cos (yi) + dpi * G1 * sin (yi)
  • dR2i dZi * G2 * cos (Y2) + dpi * G2 * sin (Y2)
  • G1 and G2 are functions of the magnification respectively of the first objective system 20 and the second objective system 20 '.
  • a first image point ITil of the first two-dimensional digital image 1161 of the ring surface 16 on the analyzed direction.
  • This image point ITil is the image of the point Ti of the ring surface through the first optical system. It is then possible to determine the distance Rli from this first image point to the reference point O, for example the image IA'l of the installation axis, in the first global digital image IG. This value can be named radial coordinate image Rli.
  • This geometric triangulation relation uses, for example:
  • Kij are constants depending on the geometric and optical characteristics of the device, as described above. For all directions Di, therefore, for all the planes PRi, therefore, for all the angles q ', we know the complete cylindrical coordinates of a point Ti of the ring surface.
  • An equivalent method is to compute, in a given radial plane Pri, for the image points ITli and IT2i, the associated main observation radius, and consider the position of the point Ti as being the intersection of the two main observation radii and calculated. Indeed, by knowing the optical and geometric characteristics of the device, it is possible to associate with each image point of an image, a main ray of observation for this point of the image. Thus, the two image points ITli and IT2i corresponding to one and the same real point make it possible to determine the equation of two principal observation rays, each having a different angle of elevation of observation.
  • Such a method remains based on a geometric triangulation relation using a first value representative of the distance from the first image point to the reference point, a value representative of the distance from the second image point to the reference point, the first elevation angle of the image. observation g ⁇ , and the second observation elevation angle Y2.
  • one of the two images 1161 (respectively 1162) of the ring surface can be analyzed by taking together the N image points ITi1 (respectively IT2i) to obtain an estimate of one of the two values, namely the real radial offset dpi, or the height difference dZi.
  • an estimate is determined for each direction of the real radial shift dpi. This estimate of the real radial shift dpi is then taken into account to correct estimates of difference in height dZi from only points ITli.
  • the second image 1162 of the ring surface can be analyzed first by considering the N points IT2i together. From the N points IT2i of the second image 1162, values representing the decentration and / or the circularity, for example the real radial offset values dpi, are determined. In a second step, these values determining the shape and position of the cylinder of the ring, it is possible to determine with great precision the position dZi of each real object point Ti from the position of the image point ITli.
  • the first real ring surface image 1161 is a parametric curve, resulting from the observation of a circle through its reflection on frustoconical mirrors. In the absence of decentering, this first image is a circle.
  • the actual ring surface image 1162 is a circle centered or not for the embodiment of FIG. 3 and an ellipse for the embodiment of FIG. 4. It is easy to determine a circle or an ellipse in the image zone ZI2 by means of known algorithms and thus to know the decentering. We can define a measure in the image frame in pixels or in the real reference in millimeters the distance between the axes Al and A'I.
  • the defects of circularities are then the differences between the theoretical curves and the real curves.
  • a circularity defect is then determined for example by searching for the second theoretical line I162t of circle or ellipse type closest to the real curve 1162. An algorithm similar to the previous one is therefore applied.
  • the defects of circularities are then the differences between the theoretical curves and the real curves. It is possible to define measurements in the image reference in pixels or in the actual reference in millimeters, and to compare these measurements with tolerance thresholds. An example of measurement is given by the surface area between the two curves compared, or a distance value between these curves. Other criteria are possible. These are in any case values representative of the distance of the reference point image points in the corresponding digital image.
  • the method of analyzing IG, IG 'images by the image processing system for determining a three-dimensional geometry of a real ring surface of a container, takes into account the optical characteristics. and geometric device.
  • a reference point is selected as the origin O of an image reference frame of polar coordinates.
  • this origin is the point IA'l which is the image by the first system of the installation axis A ⁇ .
  • Each pixel P of the image IG, IG ' therefore has as polar coordinates P (R, Q), its radius R defined as its distance to the reference point and the angle Q of the radius PO.
  • the complementary observation, obtained according to the first angle of elevation of observation, will be able to evaluate the difference of height dZi with precision because one can compensate by computation any radial offset, in particular if the first angle of elevation of observation gi is less than or equal to 45 ° degrees of angle, and even more if it is less than 25 ° degrees of angle.
  • a sufficient number N of directions Di will be taken to have, over the 360 degree angle of the ring surface, geometric information sufficiently fine for the defects to be observed.
  • the number of directions Di is chosen so that, over 360 degrees of angle, the two directions Di are not separated by more than 20 degrees of angle, preferably not more than 10 degrees apart, more preferably not more than 5 degrees apart. This will result respectively in at least 18 distinct directions, preferably at least 36 distinct directions, more preferably at least 72 distinct directions.
  • the device and the method proposed have the advantage of being able to determine flatness defects independently of a possible circularity defect of the ring surface, for example an ovality, and, more importantly, independently of a possible centering defect of the ring surface, a defect which may be a defect inherent in the geometry of the container (off-centering of the ring surface with respect to the theoretical central axis of the container A1) or which may be a fault in positioning the container in the installation at the time of the inspection (centering of the ring surface with respect to the installation axis A'1).
  • This last point is important because it makes it possible to increase the positioning tolerances of the container during the inspection. This is very significant for an online inspection, especially at high speed.
  • This determination can be made, in a device according to the invention, by an image processing system associated with the sensor 18, including in particular for example a computer.
  • FIG. 6 shows an inspection line 200 of containers 14 employing a device 10 according to the invention.
  • the containers 14 are moved by a conveyor 210 which transports the containers 14 in a direction of displacement, for example of horizontal translation perpendicular to the theoretical central axis Al of the containers 14.
  • the conveyor 210 comprises a conveyor belt 212 on which the containers 14 are placed by their bottom surface, also called the laying plane, with their theoretical central axis A1 arranged vertically.
  • the conveyor 210 could also comprise guiding means (not shown) cooperating with the lateral faces of the containers 14.
  • the conveyor 210 could also comprise opposite conveyor belts, exerting a tightening of the lateral faces of the container for their transport on a linear portion. .
  • the conveyor could comprise a conveying wheel moving the containers 14 along a circular path of movement, in particular in a horizontal plane.
  • the containers 14 thus have their ring surface 16 in a horizontal plane facing upwards.
  • the conveyor 210 conveys the containers in the horizontal trajectory below the device 10 according to the invention, without any risk of interference with the device 10.
  • the device 10 can be supported, for example in the form of a housing 230, incorporating the device 10, in particular the sensor (s) 18, 18 ', the objective systems 20, 20', the light source (s) 28, 28 ', the primary reflection surface (s) 261, 262.
  • the housing 230 is arranged above the conveyor.
  • the device 10 Inside the housing 230, the device 10 according to the invention is arranged with its installation axis A'I in the vertical position, so that the observation fields and the incident light beam are oriented downwards, to the installation zone E which is located between the lower face of the housing 230 and the conveyor belt 212.
  • the conveyor 210 conveys the containers so that their axis Theoretical central Al coincides at best with the installation axis A'I.
  • at least a first image and a second image are acquired thanks to the device 10, possibly in the form of a common global digital image, without this requiring either a handling of the container or a shutdown of the device. conveyor.
  • the images acquired by the device 10 can then be sent to a processing device 240, for example an image processing system and / or a display device and / or an image storage device, for example a computer system. including a computer. It is then possible to analyze the images thus acquired and to determine the three-dimensional geometry of the ring surface 16 of the container 14.
  • a processing device 240 for example an image processing system and / or a display device and / or an image storage device, for example a computer system. including a computer. It is then possible to analyze the images thus acquired and to determine the three-dimensional geometry of the ring surface 16 of the container 14.
  • the camera can be triggered to integrate the images synchronously with the movement of the articles, in particular to freeze the image at the time of alignment of the theoretical center axis of ring Al with the installation axis A ⁇ .
  • the integration time is short, for example less than lms, or even less than 400ps, to reduce the risk of camera shake in the images.
  • the light source can be pulsed, that is to say produce lighting for a brief flash-like duration, for example less than 1ms, or even less than 400pm, in order to reduce camera shake in the images.
  • processing system 240 cooperates with, or includes, a control unit, which controls the light source and the camera, to synchronize them with the movement of the articles.
  • a device according to the invention proves to be less expensive and of smaller dimensions than devices of the prior art, notably enabling it to be easily installed in a station or on an inspection line of articles, stations or inspection lines. which may comprise other devices for other controls, and the device according to the invention can thus be installed in particular in a production line where the containers circulate in the chain.
  • Such a device then allows the control of containers in line, either on a production line of the containers, or on a line of treatment of the containers, or on a filling line, at high speed.
  • the invention is not limited to the examples described and shown because various modifications can be made without departing from its scope.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé, un dispositif et une ligne d'inspection pour déterminer la géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague de récipient, comportant la formation, par deux systèmes optiques (24, 24'), de deux images de la surface de bague du récipient, selon deux champs d'observation périphériques ayant un premier et un deuxième angle d'élévation d'observation (Υ1,Y2) différents.

Description

i
PROCEDE, DISPOSITIF ET LIGNE D'INSPECTION POUR DETERMINER LA GEOMETRIE TRIDIMENTIONNELLE D'UNE SURFACE DE BAGUE DE
RECIPIENT
L'invention concerne le domaine de l'inspection des récipients, notamment en verre, et plus précisément le contrôle de la planéité de la surface de bague de tels récipients.
La surface de bague est la surface supérieure ou l'arête supérieure de la bague du récipient. De forme annulaire autour d'un axe central théorique de la bague, la surface de bague est plus ou moins épaisse selon une direction radiale à l'axe central théorique. En théorie, cette surface est plane dans un plan perpendiculaire à l'axe central théorique, en ce sens qu'elle présente au moins une ligne de contact continue sur 360 degrés d'angle autour de l'axe avec ce plan, et elle est parfaitement circulaire. Tout en étant plane au sens ci-dessus, son profil en sections par un plan radial contenant l'axe central théorique peut avoir des formes différentes : le profil peut être plat, arrondi, en V inversé, etc...
Dans de nombreuses applications, la surface de bague est celle qui est destinée à venir en contact avec le joint du couvercle ou de la capsule. Lorsque la surface de bague n'est pas plane, des fuites seront possibles après fermeture. Il est donc important de connaître les défauts de planéité de la surface de bague. Ces défauts de planéité peuvent être analysés, en un point donné de la surface de bague, comme une différence de hauteur entendue dans ce texte comme une différence de position, selon une direction parallèle à l'axe central théorique de la bague du récipient, entre un point donné de la surface de bague réelle du récipient et le point correspondant d'une surface théorique de bague. Ces deux points sont correspondants en ce que, dans un système de coordonnées cylindriques, centré sur l'axe central théorique, les points correspondants ont la même coordonnée angulaire, et appartiennent, pour l'un à la surface de bague réelle, et pour l'autre à la surface de bague théorique. Cette surface théorique est donc plane par rapport à un plan de référence perpendiculaire à l'axe central théorique. Ce plan de référence peut être lié au récipient considéré, et peut par exemple correspondre à la hauteur du point le plus haut de la surface de bague réelle, à la hauteur du point le plus bas de la surface de bague réelle, à une hauteur moyenne de la surface de bague sur son étendue angulaire, etc.... Le plan de référence peut aussi être défini indépendamment du récipient, en référence par exemple à un dispositif de visualisation, de contrôle ou de mesure.
Les défauts de planéité de la surface de bague sont souvent distingués en au moins deux types. Les défauts de type « manque de verre » (« dip » en anglais) sont liés à des problèmes de remplissage du moule de bague par le verre fondu lors de la fabrication. Ils se caractérisent par des écarts de hauteur qui s'étendent sur une faible amplitude angulaire autour de l'axe central théorique. Les défauts de type « bague voilée » (« saddle » en anglais) sont des écarts de hauteur généralement moins marqués, qui s'étendent sur une plus grande amplitude angulaire autour de l'axe central théorique, mais sont néanmoins des défauts gênants, souvent dus à des affaissements, à des problèmes lors de l'extraction des articles du moule, ou à des problèmes thermiques durant la fabrication.
La surface de bague peut présenter d'autres défauts de géométrie. Elle peut par exemple présenter un plan caractéristique incliné par rapport au corps de l'article ou par rapport au fond de l'article. Un plan caractéristique de la surface de bague peut être un plan moyen, ou un plan géométrique s'appuyant sur la bague. On considère que la bague est inclinée si ce plan caractéristique n'est pas parallèle au plan de pose de l'article, ou non orthogonal à l'axe de symétrique de l'article, avec un angle supérieur à un seuil donné.
La surface de bague, et généralement la bague entière, peut présenter un défaut de circularité, par exemple une ovalisation, c'est-à-dire que la surface de bague vue de dessus, ou bien la section plane de la bague par un plan horizontal, n'est pas ni un cercle ni un anneau. Par exemple la forme est celle d'un ovale ou alors la forme peut présenter un écrasement.
Actuellement, les défauts de planéité sont détectés principalement par un système dit « à cloche » par détection de fuites gazeuses. On mesure la fuite résiduelle lorsqu'une surface métallique plane est appuyée sur la bague. L'inconvénient est que le contrôle ne donne pas d'élément permettant d'évaluer l'ampleur du défaut, mais permet uniquement d'obtenir une indication binaire (fuite / pas de fuite) indicative de la planéité ou non de la surface. Un tel système nécessite des moyens mécaniques de déplacement relatif du récipient par rapport au dispositif qui sont non seulement coûteux mais qui de surcroît ralentissent la cadence de la ligne d'inspection : montée et baisse de la cloche, immobilisation temporaire de l'article sous la cloche, etc.... Par ailleurs il y a un intérêt réel à supprimer tout contact avec la bague de l'article pour éviter des risques de casse ou de pollution.
Selon le brevet US-6.903.814 Bl, il est prévu de mesurer la hauteur de la bague en 4 points disposés à 90 degrés d'angle, au moyen de 4 capteurs de distance à triangulation laser, adaptés à la réflexion spéculaire. L'article est mis en rotation et l'on compare à chaque incrément de rotation la position d'un point par rapport au plan passant par les 3 autres. Plusieurs alternatives de calcul sont possibles, mais les inconvénients du système sont d'une part l'utilisation coûteuse d'un équipement de manutention pour la mise en rotation, d'autre part la difficulté de séparer totalement les effets des défauts de rotation des effets de défaut de planéité, malgré des calculs de convolution.
Sont connus par ailleurs des systèmes de vision dans lesquels les bagues sont observées selon au moins deux vues en plongée ou contre-plongée. Un éclairage diffus situé à l'opposé des caméras par rapport aux articles éclaire l'article à contrôler en transmission. L'inconvénient de ce système est qu'il nécessite au moins deux caméras et deux sources lumineuses et éventuellement deux optiques télécentriques et leurs supports et réglages. L'ensemble est coûteux, et il nécessite des longs chemins optiques, ce qui se traduit par un encombrement important.
Pour remédier à ces inconvénients, il a été proposé d'utiliser, comme exposé ci-dessus, des caméras déjà prévues pour effectuer un autre contrôle du récipient, par exemple, dans le cas de bouteilles en verre transparent, un contrôle d'aspect à l'épaule. Cependant, cela oblige à choisir des positionnements du dispositif de contrôle qui ne peuvent être qu'un compromis entre les réglages pour détecter les défauts dans la zone de l'épaule et les réglages pour détecter les défauts géométriques de la surface de bague. Ces compromis ne sont satisfaisants ni pour la mesure initialement visées par ces caméras, ni pour la mesure de planéité que l'on essaie de leur faire effectuer.
En multipliant les angles de vues, notamment en combinant des vues similaires sous des angles de plongée ou contre-plongée différents, il est également possible de mesurer en 3D des portions de la bague et de réunir ensuite ces mesures pour reconstituer par calcul la géométrie totale de la surface de bague. Elle utilise l'acquisition de plusieurs images optiques. Ces images optiques sont ensuite combinées deux à deux par des algorithmes de mise en correspondance de points par paires, à partir desquelles sont calculés par triangulation des points réels en coordonnées 3D. La technique est celle de la stéréovision avec des algorithmes complexes. Plusieurs paires de vues de stéréovision sont nécessaires, ce qui nécessite donc par exemple 4 ou 6 caméras. Ces systèmes peuvent être précis, mais ils sont très coûteux et très encombrants. En raison des nombreux paramètres, la précision n'est pas conservée en exploitation sur une longue durée.
Le document US-6.172.748 décrit un dispositif comportant plusieurs sources lumineuses distinctes qui éclairent la bague par en-dessous, c'est-à-dire depuis un point situé en dessous d'un plan perpendiculaire à l'axe de la bague et tangent à la surface de bague. Le dispositif comporte plusieurs miroirs distincts qui procurent chacun une image d'un secteur angulaire seulement de la bague. Une caméra supplémentaire fait une vue de haut de la surface de bague. Même si les images latérales se recoupent, il y a entre les images une discontinuité angulaire azimutale du fait que, à un éventuel point de recoupement des deux images, il y a rupture du point vue entre le point de recoupement dans chacune des images. Cela rend nécessaire une reconstruction informatique de l'image qui nécessite des algorithmes complexes menaçant la précision de mesure.
Le document WO-2016/059343 de la demanderesse décrit une méthode innovante de visualisation de la planéité d'une surface de bague, et d'un dispositif associé. Les méthodes et dispositifs décrits dans ce document sont particulièrement pertinents mais peuvent se montrer sensibles notamment au décentrement ou à une inclinaison non maîtrisée de la surface de bague.
Le document WO-2008/050067 de la demanderesse décrit un dispositif permettant d'observer une zone à inspecter d'un récipient sous plusieurs angles de visée différents.
Un objectif de l'invention est donc de proposer un procédé et dispositif détermination de la géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague, notamment en vue de déterminer la présence d'éventuels défauts de planéité qui restent simple à mettre en oeuvre mais dont les résultats soient moins influencés par un décentrement ou à une inclinaison non maîtrisée de la surface de bague par rapport à l'axe d'installation.
Aussi, l'invention propose notamment un procédé de détermination d'une géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle d'un récipient, la surface de bague ayant une géométrie théorique plane et annulaire ou circulaire autour d'un axe central théorique, du type comportant :
- l'éclairage de la surface de bague réelle du récipient, par au-dessus, à l'aide d'un premier faisceau lumineux incident périphérique comprenant des premiers rayons lumineux radiaux incidents contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique et répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation, lesdits premiers rayons lumineux radiaux incidents étant dirigés vers l'axe central théorique, et certains des premiers rayons lumineux radiaux incidents du premier faisceau lumineux incident étant réfléchis par réflexion spéculaire sur la surface de bague, sous la forme de rayons réfléchis ;
- la formation, avec les rayons réfléchis et par l'intermédiaire d'un premier système optique, d'une première image optique plane de la surface de bague du récipient, sur un premier capteur photoélectrique bidimensionnel apte à délivrer une première image numérique globale ; et du type dans lequel l'étape consistant à former une première image optique plane comporte l'observation de la surface de bague, par au-dessus, par un premier système optique, selon un premier champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague selon des premiers rayons d'observation radiaux qui sont contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique et qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique, le premier champ d'observation périphérique ayant un premier angle d'élévation d'observation, qui sera dans certains cas inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, parfois inférieur à 25 degrés d'angle, par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe central théorique, de manière à recueillir sur le premier capteur photoélectrique bidimensionnel, dans une première zone annulaire du capteur, des rayons réfléchis pour former une première image numérique bidimensionnelle dans une première zone image de la première image numérique globale délivrée par le premier capteur.
Le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend :
- la formation, par l'intermédiaire d'un deuxième système optique, d'une deuxième image optique plane de la surface de bague du récipient, distincte de la première image plane, sur un deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel apte à délivrer une deuxième image numérique globale, par l'observation de la surface de bague, par au-dessus, par le deuxième système optique, selon un deuxième champ d'observation périphérique, symétrique en rotation autour de l'axe central théorique, qui observe la bague selon des deuxièmes rayons d'observation radiaux qui sont contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique, qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique, le deuxième champ d'observation périphérique ayant un deuxième angle d'élévation d'observation par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe central théorique, mais différent du premier angle d'élévation d'observation, de manière à recueillir sur le deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel, dans une deuxième zone annulaire du capteur, des rayons réfléchis pour former une deuxième image numérique bidimensionnelle de la surface de bague dans une deuxième zone image de la deuxième image numérique globale délivrée par le deuxième capteur ;
- et en ce que le procédé comporte la détermination, pour un nombre N de directions analysées issues d'un point de référence de l'image numérique considérée et décalées angulairement les unes des autres autour du point de référence :
• d'un premier point image de la première image numérique bidimensionnelle de la surface de bague, sur la direction analysée, et d'une première valeur représentative de la distance de ce premier point image au point de référence dans la première image numérique ;
• d'un deuxième point image de la deuxième image numérique de la surface de bague, sur la direction analysée, et d'une valeur représentative de la distance de ce deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique ;
- et en ce que le procédé déduit, pour les N directions analysées, par une relation géométrique utilisant les N premières valeurs, les N deuxièmes valeurs, le premier angle d'élévation d'observation, et le deuxième angle d'élévation d'observation, au moins une valeur représentative d'une position axiale, selon la direction de l'axe central théorique, de chacun des N points de la surface de bague réelle dont les images par le premier système optique et le deuxième système optique sont respectivement les N premiers points images et les N deuxièmes point image.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles du procédé, prises seules ou en combinaison :
- Le procédé peut comporter : • l'observation simultanée de la surface de bague par le premier système optique, selon le premier champ d'observation périphérique, et par le deuxième système optique, selon le deuxième champ d'observation périphérique ;
• la formation simultanée, à partir des rayons réfléchis recueillis selon les premier et deuxième champs d'observation périphériques, par l'intermédiaire du premier et du deuxième système optique, de la première et de la deuxième image bidimensionnelle de la surface de bague du récipient simultanément à la fois dans une première zone d'image correspondant à l'observation selon le premier champ d'observation périphérique et dans une deuxième zone d'image correspondant à l'observation selon le deuxième champ d'observation périphérique,
- Le premier système optique peut comporter une première surface primaire de réflexion et le deuxième système optique peut comporter une deuxième surface primaire de réflexion, les deux surfaces primaires de réflexion étant des surfaces tronconiques de révolution, générées chacune par un segment de droite par révolution autour l'axe central théorique, tournées vers l'axe central théorique et agencées pour réfléchir directement ou indirectement des rayons lumineux, provenant de la surface de bague réelle sous l'angle d'élévation d'observation correspondant, en direction du capteur associé.
- La formation de la première et de la deuxième image optique plane peut inclure pour chacune la formation optique d'une image bidimensionnelle complète et continue de la surface de bague réelle,
- Le premier faisceau lumineux incident périphérique peut comporter, dans un même plan radial, des rayons lumineux radiaux incidents non parallèles.
- Le premier faisceau incident peut éclairer la surface de bague sous une incidence telle que, au point de réflexion d'un premier rayon incident, dont le rayon réfléchi par la surface de bague réelle est vu par le premier capteur selon le premier champ d'observation périphérique, la normale à la surface de bague forme un angle inférieur à 30 degrés d'angle par rapport à la direction de l'axe central théorique.
- Le deuxième faisceau incident peut éclairer la surface de bague sous une incidence telle que, au point de réflexion d'un deuxième rayon incident, dont le rayon réfléchi par la surface de bague réelle est vu par le deuxième capteur selon un deuxième champ d’observation périphérique, la normale à la surface de bague forme un angle inférieur à 30 degrés d'angle par rapport à la direction de l'axe central théorique.
- La différence entre les deux angles d'élévation d'observation peut est inférieure ou égale à 20 degrés d'angle.
- En alternative, le deuxième angle d'élévation d'observation peut être supérieur à 65 degrés d'angle, voire supérieur ou égal à 75 degrés d'angle.
- Pour les N directions Di, le procédé peut déduire, pour chaque direction, par une relation géométrique de triangulation utilisant la distance du premier point image au point de référence dans la première image numérique bidimensionnelle, la distance du deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique bidimensionnelle, le premier angle d'élévation d'observation, et le deuxième angle d'élévation d'observation, au moins une valeur représentative d'un décalage axial, selon la direction de l'axe central théorique, entre la surface de bague réelle et une surface de bague théorique.
- Pour les N directions Di:
• la première valeur représentative de la distance du premier point image au point de référence dans la première image numérique bidimensionnelle peut être la valeur d'un premier décalage radial image entre une ligne représentative de la première image de la surface de bague et une ligne théorique représentative d'une image théorique de surface de bague dans la première image ; • la deuxième valeur représentative de la distance du deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique bidimensionnelle peut être la valeur d'un deuxième décalage radial image entre une ligne représentative de l'image de la surface de bague et une ligne théorique représentative d'une image théorique de surface de bague dans la deuxième image ;
• et le procédé peut déduire, pour chaque direction, par une relation géométrique de triangulation utilisant le premier décalage radial, le deuxième décalage radial, le premier angle d'élévation d'observation, et le deuxième angle d'élévation d'observation, au moins une valeur représentative d'un décalage axial, selon la direction de l'axe central théorique, entre la surface de bague réelle et une surface de bague théorique.
- La ligne représentative de l'image de la surface de bague peut être l'image, formée par le système optique correspondant sur le capteur associé, de la réflexion du faisceau incident correspondant sur la surface de bague.
- Le premier et le deuxième capteurs photoélectriques bidimensionnels peuvent confondus en un même capteur photoélectrique bidimensionnel délivrant une image numérique globale commune, la première zone d'image et la deuxième zone d'image étant disjointes dans l'image numérique globale commune. L'invention concerne aussi un dispositif de détermination d'une géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle d'un récipient, la surface de bague ayant une géométrie théorique plane et annulaire ou circulaire autour d'un axe central théorique, du type dans lequel le dispositif présente une zone d'installation d'un récipient, cette zone d'installation ayant un axe d'installation, du type comprenant :
- un premier système d'éclairage ayant une première source lumineuse qui est axée sur l'axe d'installation, qui présente un diamètre supérieur au diamètre de la surface de bague et qui est apte à fournir un premier faisceau lumineux incident périphérique comprenant des premiers rayons lumineux radiaux incidents contenus dans des plans radiaux contenant l'axe d'installation et répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation, lesdits premiers rayons lumineux radiaux incidents étant dirigés vers l'axe d'installation ;
- un premier capteur photo-électrique bidimensionnel, relié à une unité d'analyse d'images ;
- un premier système optique interposé entre la zone d'installation du récipient et le premier capteur apte à former sur le capteur une première image de la surface de bague d'un récipient placé dans la zone d'installation ;
du type dans lequel le premier système optique comporte au moins une première surface primaire de réflexion agencée dans une portion aval du champ de vision du premier capteur, la première surface primaire de réflexion étant une surface tronconique de révolution, générée par un segment de droite par révolution autour de l'axe d'installation, tournée vers l’axe d’installation, et agencée pour réfléchir, directement ou indirectement, en direction du premier capteur des premiers rayons lumineux provenant de la zone d’installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation et selon un premier champ d'observation périphérique ayant un premier angle d'élévation d'observation par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation définissant ainsi un premier champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague selon des premiers rayons d'observations radiaux qui sont contenus dans un plan radial contenant l'axe d'installation, qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique, et qui forment par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation le premier angle d'élévation d'observation, qui sera dans certains cas inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, parfois inférieur à 25 degrés ; et du type dans lequel le premier système d'éclairage, le premier capteur et le premier système optique sont agencés au-dessus de la zone d'installation ;
caractérisé en ce que
- le dispositif comporte un deuxième système optique, interposé entre la zone d'installation du récipient et un deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel, et apte à former sur le capteur une deuxième image de la surface de bague d'un récipient placé dans la zone d'installation ;
- en ce que le deuxième capteur et le deuxième système optique sont agencés au-dessus de la zone d'installation ;
- en ce que le deuxième système optique est configuré pour conduire, directement ou indirectement, en direction du deuxième capteur, des deuxièmes rayons lumineux provenant de la zone d'installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation et selon un deuxième champ d'observation périphérique ayant un deuxième angle d'élévation d'observation par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation définissant ainsi un deuxième champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague selon des deuxièmes rayons d'observations radiaux qui sont contenus dans un plan radial contenant l'axe d'installation, qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique, et qui forment par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation le deuxième angle d'élévation d'observation, ledit deuxième angle d'élévation d'observation étant différent du premier angle d'élévation d'observation ;
- et en ce que le premier système optique et le deuxième système optique déterminent pour le premier capteur et pour le deuxième capteur respectivement une première portion de champ de vision amont et une deuxième portion de champ de vision amont qui se recoupent dans la zone d'installation selon un volume utile d'inspection de révolution autour de l'axe d'installation, tel que tout point objet placé dans le volume utile, et illuminé par au moins la première source lumineuse de manière à être imagé par un premier point image dans la première image formée par le premier système optique sur le premier capteur, est également imagé par un deuxième point image dans la deuxième image formée par le deuxième système optique sur le deuxième capteur.
Selon d'autres caractéristiques optionnelles du dispositif, prises seules ou en combinaison :
- Dans la première portion de champ de vision amont déterminée par le premier système optique pour le premier capteur, les premiers rayons d'observations radiaux déterminés par le premier système optique peuvent être, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection, centripètes en direction de l'axe d'installation, puis peuvent couper l'axe d'installation pour devenir centrifuges en direction du premier système optique.
- Le dispositif peut former deux images optiques complètes, distinctes et continues de la surface de bague réelle sur le capteur photoélectrique bidimensionnel associé.
- La première surface primaire de réflexion peut réfléchir indirectement des rayons lumineux en direction du capteur, et le dispositif peut comporter, entre la première surface primaire de réflexion et le premier capteur, au moins une surface secondaire de réflexion.
- Le deuxième système optique peut comporter au moins une deuxième surface primaire de réflexion dans une portion aval du champ de vision du deuxième capteur, la deuxième surface primaire de réflexion étant une surface tronconique de révolution, générée par un segment de droite par révolution autour de l'axe d'installation, tournée vers l’axe d’installation et agencée pour réfléchir directement ou indirectement en direction du capteur des rayons lumineux, provenant de la zone d’installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation et selon le deuxième champ d'observation périphérique ayant le deuxième angle d'élévation d'observation par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation.
- La première surface primaire de réflexion et la deuxième surface primaire de réflexion peuvent réfléchir indirectement des rayons lumineux en direction du capteur, et le dispositif peut comporter, entre d'une part la première surface primaire de réflexion et la deuxième surface primaire de réflexion et d'autre part le capteur commun, au moins une surface secondaire de réflexion de révolution autour de l'axe d'installation.
- La première surface primaire de réflexion et la deuxième surface primaire de réflexion peuvent comporter chacune une surface tronconique de révolution, tournée vers l'axe d'installation, présentant un petit diamètre et un grand diamètre tous les deux supérieurs au diamètre le plus grand de la surface de bague théorique de manière à renvoyer, en direction de l'axe d'installation, des rayons lumineux, provenant de la surface de bague réelle sous l'angle d'élévation d'observation correspondant, lesdits rayons étant interceptés par une surface de réflexion de renvoi qui comporte une surface tronconique de révolution tournée à l'opposé de l'axe d'installation de manière à renvoyer les rayons en direction du capteur associé.
- La trajectoire des rayons entre les deux surfaces primaires de réflexion et la surface de réflexion de renvoi peut être perpendiculaire à l'axe d'installation.
- La première surface primaire de réflexion et la deuxième surface primaire de réflexion peuvent être chacune une surface tronconique concave et présentant un demi-angle au sommet égal à la moitié de l'angle d'élévation d'observation, et présentant un petit diamètre et un grand diamètre tous les deux supérieurs au diamètre le plus petit de la surface de bague théorique.
- La différence entre les deux angles d'élévation d'observation peut être inférieure à 20 degrés d'angle.
- La deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection, centripètes en direction de l'axe d'installation, puis coupent l'axe d'installation pour devenir centrifuges en direction du deuxième système optique.
- La deuxième surface primaire de réflexion peut réfléchir directement des rayons lumineux en direction du deuxième capteur, sans surface secondaire de réflexion de révolution. - Dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique peuvent être, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection, centrifuges en direction de la deuxième surface primaire de réflexion.
- Dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique peuvent être, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection, parallèles à l'axe d'installation ou centripètes en direction de l'axe d'installation sans couper l'axe d'installation de manière à s'éloigner de l'axe d'installation lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection vers le deuxième système optique .
- Le deuxième système optique peut être dépourvu de toute surface de réflexion de révolution.
- Le deuxième angle d'élévation d'observation peut être supérieur à 65 degrés d'angle, de préférence supérieur ou égal à 75 degrés d'angle.
- Le premier système optique peut comporter un système optique télécentrique.
- Le deuxième système optique peut comporter un système optique télécentrique.
- Le premier et le deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel peuvent être confondus en un même capteur photoélectrique bidimensionnel commun, la première surface primaire de réflexion et la deuxième surface primaire de réflexion étant toutes deux dans des portions disjointes du champ de vision aval du capteur.
- La première source lumineuse peut être une source annulaire de révolution axée sur l'axe d'installation.
L'invention concerne encore une ligne d'inspection de récipients présentant une surface de bague, du type dans laquelle des récipients sont déplacés sur une ligne de convoyage par un convoyeur qui transporte les récipients selon une direction de déplacement horizontale perpendiculaire à un axe central théorique des récipients qui présentent ainsi leur surface de bague dans un plan horizontal tourné vers le haut, caractérisée en ce que l'installation comporte un dispositif ayant l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus, qui est agencé sur l'installation avec son axe d'installation en position verticale, de telle sorte que les champs d'observation et les faisceaux lumineux incidents sont agencés vers le bas, vers la zone d'installation qui se situe entre le dispositif et un organe de transport du convoyeur.
Dans une telle ligne d'inspection, le convoyeur peut amener les récipients de manière à ce que leur axe central théorique coïncide avec l'axe d'installation, et, au moment de cette coïncidence, au moins une image peut être acquise grâce au dispositif, sans contact du dispositif avec le récipient.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
La Figure IA est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
La Figure IB est un schéma en perspective de quelques éléments du premier mode de réalisation de la Fig. IA.
La Figure IC est un schéma agrandi en coupe axiale illustrant les champs de vision pour le premier mode de réalisation de la Fig. IA.
La Figure 1D est un schéma d'une image obtenue avec le dispositif de la Fig. IA.
La Figure 2 est un schéma agrandi en coupe axiale illustrant une variante de réalisation d'un système d'éclairage.
Les Figures 3, 4 et 5 sont des vues analogues à celle de la Fig. 1 illustrant d'autres modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
La Figure 6 illustre une ligne d’inspection selon l'invention.
Les Figures 7A et 7B sont des vues qui illustrent des variantes de l'invention dans lesquelles aucun des deux angles d'élévation d'observation n'est inférieur à 25 degrés d'angle. Dans l'exemple de la Fig. 7A, le premier angle d'élévation d'observation est inférieur ou égal à 45 degrés d'angle et le second angle d'élévation d'observation est supérieur à 45 degrés d'angle. Dans l'exemple de la Fig. 7B, le premier et le second angle d'élévation d'observation sont tous les deux supérieurs à 45 degrés d'angle.
On a illustré sur les Figs. IA, 3, 4, 5, 7 A, et 7B, en section par un plan radial Pri tel qu'illustré sur la Fig. IB, différents modes de réalisation d'un dispositif de détermination de la géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle d'un récipient, chacun de ces dispositifs permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. On a illustré sur les figures uniquement la partie supérieure de la bague 12 d'un récipient 14. Un récipient 14 est défini comme un contenant creux définissant un volume intérieur qui est fermé sur toute sa périphérie volumique sauf au niveau d'une bague supérieure 12 ouverte à une extrémité.
Par commodité, et uniquement à titre de définition arbitraire, il sera en effet considéré que le récipient comporte un axe central théorique Al, défini comme étant l'axe central théorique de sa bague 12. Il sera aussi considéré arbitrairement que la bague est agencée à l'extrémité supérieure du récipient. Ainsi, dans le présent texte, les notions de haut, bas, supérieur et inférieur ont une valeur relative correspondant à l'orientation du dispositif 10 et du récipient 14 tels que représentés sur les figures. Toutefois, on comprend que l'invention pourrait être mise en oeuvre avec une orientation absolue indifférente dans l'espace, dans la mesure où les différents composants restent agencés avec le même agencement relatif.
La bague 12 du récipient est cylindrique de révolution autour de l'axe Al. Le corps du récipient, non représenté, peut être aussi un volume de révolution ou non. La bague 12 est reliée par son extrémité inférieure (non représentée) au reste du corps du récipient, tandis que son autre extrémité libre, dite supérieure par choix arbitraire dans le cadre de la présente description, se termine par une surface de bague 16.
La surface de bague 16 est théoriquement plane et parallèle à un plan perpendiculaire à l'axe Al, en ce sens qu'elle présente au moins une ligne de contact continue à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique avec un tel plan, et elle est théoriquement circulaire ou annulaire dans ce plan. Dans le présent texte, on distinguera d'une part la surface de bague réelle du récipient, et d'autre part une surface théorique de bague. Cette surface théorique de bague est donc une surface plane ou un cercle plan dans un plan de référence perpendiculaire à l'axe central théorique Al. Ce plan de référence peut être défini comme lié au récipient considéré, tel le plan de référence PRef de la Figure IA qui est tangent à un point de la surface de bague réelle 16, par exemple le point le plus haut selon la direction de l'axe central théorique Al. Alternativement, ce plan de référence peut par exemple être situé à la hauteur du point le plus bas de la surface de bague réelle, à une hauteur moyenne de la surface de bague sur son étendue angulaire, etc.... Le plan de référence peut aussi être défini indépendamment du récipient, en référence par exemple à l'un des éléments du dispositif 10, par exemple au niveau d'une surface inférieure d'un boîtier du dispositif 10. Le plan de référence peut ainsi être un plan de référence de l'installation P'ref perpendiculaire à un axe d'installation tel que défini plus loin.
La détermination de la géométrie tridimensionnelle de la surface de bague peut par exemple comprendre la quantification d'un écart de position, selon la direction de l'axe central théorique Al, entre un point donné Ti de la surface de bague réelle et un point correspondant Ttï de la surface théorique de bague. Ces deux points sont correspondants en ce que, dans un système de coordonnées cylindriques, centré sur l'axe central théorique, les points correspondants Ti, Ttï ont la même coordonnée angulaire, et appartiennent, pour l'un à la surface de bague réelle, et pour l'autre à la surface de bague théorique. Autrement dit, ils sont agencés dans un même plan radial Pri contenant l'axe central théorique Al.
Dans les exemples illustrés, la surface de bague 16 présente, en sections par un plan radial contenant l'axe central théorique, un profil radial bombé, convexe, entre un bord interne et un bord externe. Le bord interne peut être considéré comme étant à l'intersection de la surface de bague 16 et d'une surface interne de la bague du récipient, dont l'orientation générale est proche de celle de l'axe Al du récipient 14. Cependant le profil de la surface de bague 16, en sections par des plans radiaux contenant l'axe central théorique, pourrait avoir une forme différente : le profil peut être plat, arrondi, en V inversé, etc...
Pour que le récipient soit inspecté correctement, il conviendra de veiller à ce que le récipient soit présenté de manière adéquate devant le dispositif 10. Pour cela, le dispositif 10 selon invention comporte une zone d'installation E dans laquelle le récipient devra être installé. Cette zone d'installation peut être définie par un axe d'installation A'I et un plan d'installation (non représenté) défini comme étant un plan perpendiculaire à l'axe d'installation A'I situé au niveau du point le plus bas du dispositif. Ainsi, pour être inspecté correctement, un récipient sera de préférence présenté de telle sorte que son axe central théorique Al soit parallèle au mieux à l'axe d'installation A'I, notamment si son plan de pose est parallèle au plan d'installation. Ainsi, pour être inspecté correctement, un récipient sera également de préférence présenté de telle sorte que son axe central théorique Al corresponde au mieux à l'axe d'installation A'I, et que sa bague soit présentée avec son extrémité supérieure ouverte tournée en direction du dispositif 10, mais en dessous du plan d'installation. Dans un cas idéal, qui formera l'hypothèse des explications ci-dessous, les deux axes Al et A'I sont confondus. Toutefois, avec l'invention, on verra qu'un éventuel désaxage, entre les deux axes Al et A'I (au sens d'un écart transversal selon une direction perpendiculaire à ces axes Al et A'I, et/ou d'un écart angulaire entre les deux axes Al et A'I), sera compensé par l'invention et n'affectera pas de manière significative la détermination de la position axiale d'un point de la surface de bague 16. On comprend que l'intégralité du dispositif 10 selon l'invention peut être positionnée au-dessus du plan d'installation tandis que le récipient sera amené en dessous du plan d'installation, sans risque de contact avec le dispositif. Le récipient 14 pourra donc être amené dans la zone d'installation E par n'importe quel mouvement, de préférence de translation sur une trajectoire rectiligne ou non, selon une direction perpendiculaire à l'axe d'installation AΊ, sans risquer d'interférer avec le dispositif 10.
Le dispositif et le procédé selon l'invention font appel à au moins un capteur photoélectrique bidimensionnel 18 destiné à acquérir une image bidimensionnelle de la surface de bague réelle du récipient, ou, dans certains modes de réalisation, deux de tels capteurs 18, 18'. Un tel capteur, aussi qualifié de matriciel, peut être incorporé dans une caméra 19, 19' et il peut être par exemple du type CCD ou CMOS. Un tel capteur 18, 18' est par exemple constitué d'une matrice bidimensionnelle d'éléments photoélectriques. Le capteur est généralement associé à un circuit électronique de traitement des signaux fournis par les éléments photoélectriques pour délivrer un signal analogique ou numérique représentatif de l'image reçue par le capteur. Ce signal représentatif de l'image optique reçue par le capteur constitue de préférence une image électronique, numérique, bidimensionnelle, qui peut ensuite être délivrée à un dispositif de traitement d'images et/ou à un dispositif de visualisation et/ou à un dispositif de stockage d'images (non représentés).
Un tel capteur 18, 18' est généralement associé à un système objectif optique 20, 20' qui peut comporter un ou plusieurs éléments optiques, notamment une ou plusieurs lentilles minces, et éventuellement un diaphragme, associés pour permettre la formation d'une image optique de la zone d'installation sur le capteur. Le système objectif optique 20, 20', ou en tous cas une partie de celui-ci, et le capteur 18, 18' font généralement partie de la caméra 19, 19'.
Par « système optique » on entend selon l'invention un système d'observation dans lequel entrent des rayons lumineux provenant d'un objet éclairé pour en former une image plane.
Selon l'invention, on considère que deux systèmes optiques 24, 24' sont interposés optiquement, soit tous les deux en parallèle entre la zone d'installation E du récipient et le même capteur commun 18, au sens que les deux systèmes optiques 24, 24' forment une image d'un même objet dans la zone d'installation sur le même capteur 18, soit chacun entre la zone d'installation E du récipient et un capteur associé 18, 18', auquel cas, les deux systèmes optiques 24, 24 forment chacun une image d'un même objet dans la zone d'installation sur le capteur associé 18, 18' On considère qu'il existe pour chaque point image, un trajet d'amont en aval des rayons lumineux partant d'une source, se réfléchissant sur l'objet, puis entrant dans le système optique d'observation pour y être déviés par des éléments optiques dioptriques et/ou catoptrique, filtrés (modification de leur composition spectrale ou de leur polarisation), coupés par un diaphragme etc... afin de former une image de l'objet sur la surface sensible du capteur. Un élément « interposé optiquement » entre un premier et un second autre élément signifie donc qu'en suivant le trajet des rayons lumineux contribuant à faire l'image, ledit élément se trouve situé sur ledit trajet en aval du premier élément et en amont du second.
Dans les modes de réalisation des Figs. IA, 4, 5, 7A ou 7B, les deux systèmes optiques sont associés à un même capteur commun 18. Dans ce cas, on peut, de manière notionnelle, dissocier cet unique capteur commun en deux capteurs, à savoir un premier capteur associé à un premier système optique 24 et un deuxième capteur associé à un deuxième système optique 24'. En réalité, dans ce cas, on pourra avoir un capteur commun dont une première partie de la surface de captation d'image, ou première zone de formation d'image, est dédiée au premier système optique 24 et dont une deuxième partie de la surface de captation d'image, ou deuxième zone de formation d'image, est dédiée au deuxième système optique 24'. Dans ce cas, la première partie du capteur commun forme un premier capteur 18 et la deuxième partie du capteur commun forme le deuxième capteur 18'.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, les deux systèmes optiques 24, 24' sont associés chacun à son propre capteur associé, avec un premier système optique 24 associé à un premier capteur 18, et un deuxième système optique 24' associé à un deuxième capteur 18'.
Chaque système optique 24, 24' définit, pour le capteur associé, un champ de vision amont dans la zone d'installation, défini comme tous les points de la zone d'installation qui sont susceptibles d'être imagés par le système optique considéré sur le capteur considéré. Dans ce champ de vision amont, le premier et le deuxième système optique 24, 24' définissent respectivement, pour le capteur associé, un premier et un second champ d'observation périphérique. On considère ici arbitrairement que l'amont et l'aval correspondent au trajet d'amont en aval d'un rayon lumineux provenant de la zone d'installation et se dirigeant en direction du capteur associé.
Chaque système optique 24, 24' peut ainsi former sur le capteur associé une image de la même surface de bague 16 d'un récipient 14 placé dans la zone d'installation E, chaque image étant formée par les rayons se propageant depuis la surface de bague selon le champ d'observation périphérique correspondant.
Dans les exemples de réalisation, au moins le premier système optique 24 comprend, en plus du système objectif optique 20, au moins un élément optique 122, 261, qui est ici agencé entre le système objectif 20 et la zone d'installation E. L'ensemble du premier système optique 24 entre le premier capteur 18 et la zone d'installation comprend ainsi le système objectif 20 et le ou les éléments optiques 122.
Dans les modes de réalisation des Figs. IA, 5, 7A et 7B, le deuxième système optique 24' comprend, en plus d'un système objectif optique 20', dans ce cas commun pour les deux systèmes optiques 24, 24', au moins un élément optique 122, 262, qui est ici agencé entre le système objectif 20' et la zone d'installation.
Dans les modes de réalisation des Figs. 3, 4, 7A et 7B, le deuxième système optique 24' comprend uniquement un système objectif optique 20', sans aucune surface de réflexion de révolution entre le système objectif 20 et la zone d'installation. Dans le mode de réalisation de la Fig. 4, le deuxième système optique 24' comprend un système objectif optique 20 entièrement commun avec celui du premier système optique 24, 24'. Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, le deuxième système optique 24' comprend un deuxième système objectif optique 20 qui n'est que partiellement commun avec le premier système objectif optique 20 du premier système optique 24. Ainsi, l'exemple de la Fig. 3 comporte un premier système objectif optique 20 et un deuxième système objectif optique 20" qui incorporent une lame de séparation commune 21, dont on verra qu'elle peut être dichroïque, agencée à 45 degrés d'angle sur l'axe d'installation A'I, pour séparer en deux parties des rayons optiques venant de la zone d'installation. Une première partie de ces rayons optiques est envoyée vers un premier capteur 18, appartenant dans cet exemple à une première caméra 19, et une autre partie est envoyée vers un deuxième capteur 18', appartenant dans cet exemple à une deuxième caméra 19'. Dans l'exemple, le premier et le deuxième système objectif 20, 20' ont des éléments communs, dont par exemple une lentille de télécentricité et la lame de séparation 21, et des éléments spécifiques à chacun d'eux, à savoir des éléments optiques qui sont interposés entre la lame de séparation 21 et les capteurs respectifs 18, 18'. Les distances focales des systèmes objectifs 20 et 20' peuvent être différentes.
Dans certains des exemples illustrés, le système objectif optique 20, 20' associé à l'un ou l'autre des capteurs 18, 18' est un système objectif télécentrique. Un système objectif télécentrique est bien connu de l'homme du métier des dispositifs de vision industrielle car il est utilisé pour former sur le capteur une image qui ne comporte pas ou quasiment pas d'effet de parallaxe. En théorie optique, un système objectif télécentrique est un système objectif dont la pupille d'entrée est positionnée à l'infini. Il s'ensuit qu'un tel objectif observe dans son champ de vision selon des rayons principaux d'observations qui, au travers du système optique associé 24, 24', passent par le centre de la pupille d'entrée CO du système objectif 20, 20', et qui sont parallèles ou quasi-parallèles à l'axe optique, d'où l'absence d'effet de parallaxe. Cependant, le système objectif optique 20, 20' n'est pas nécessairement télécentrique, comme illustré par le mode de réalisation de la Fig. 4.
Un capteur 18, 18' présente généralement une forme rectangulaire ou carrée, donc bidimensionnelle, de sorte qu'il délivre une image numérique bidimensionnelle représentative de l'image optique bidimensionnelle formée sur le capteur par le système objectif optique 20, 20'. On appellera image globale IG, IG' l'intégralité de l'image numérique délivrée par un tel capteur 18, 18'. Il sera vu plus loin que, dans cette image numérique globale, seulement une ou plusieurs zones d'images seront utiles. De préférence, l'image globale IG, IG' est acquise lors d'un unique temps d'intégration (aussi appelé temps d'exposition) du capteur. Alternativement deux acquisitions très rapprochées dans le temps sont faites de manière que l'article ne se déplace que de manière négligeable entre les deux acquisitions.
L'axe optique du système objectif 20, 20' est de préférence confondu avec l'axe d'installation A'1. Dans certains cas, cet axe optique n'est pas rectiligne, mais segmenté, par exemple par intégration d'un miroir de renvoi dans le système objectif ou bien lors de l'utilisation d'une lame de séparation 21. On peut ainsi prévoir un miroir de renvoi à 45 degrés d'angle par rapport à l'axe d'installation, avec ainsi un premier segment de l'axe optique, côté capteur, qui serait agencé à 90 degrés d'angle par rapport à l'axe d'installation, et un second segment, de l'autre côté du miroir de renvoi, qui serait agencé en concordance avec l'axe d'installation A'1. Ainsi, dans l'exemple de la Fig.3 comportant un premier et un deuxième capteurs physiquement distincts 18, 18', associés respectivement à un premier et à un deuxième système optique 20, 20', le deuxième système objectif 20' présente, du fait de la présence de lame de séparation 21 qui renvoie certains des rayons lumineux à 90 degrés d'angle en direction du deuxième capteur 18', un segment aval d'axe optique, du côté du deuxième capteur 18', qui est agencé à 90 degrés d'angle par rapport à l'axe d'installation A'1, et un segment amont, de l'autre côté de la lame de séparation 21, qui est agencé en concordance avec l'axe d'installation A'1. Pour mémoire, on considère ici arbitrairement que l'amont et l'aval correspondent au trajet d'amont en aval d'un rayon lumineux provenant de la zone d'installation et se dirigeant en direction du capteur associé. Dans les exemples illustrés, le premier système optique 20 est agencé verticalement selon l'axe LΊ, et il est tourné vers le bas pour observer la zone d'installation E en-dessous du dispositif, pour ainsi observer par le dessus, i.e. par le haut, un éventuel récipient 14 agencé dans la zone d'installation. Le premier capteur photoélectrique 18, qui dans les modes de réalisation des Figs. IA, 4, 5, 7A et 7B, est un capteur commun associé aux deux systèmes optiques 24, 24', est donc au sommet du dispositif 10 et il est tourné vers le bas en direction de la zone d'installation E. Avec cette disposition, on comprend que la surface théorique de bague d'un récipient 14 placé dans la zone installation est donc contenue dans un plan parallèle au plan du capteur. Ceci reste vrai pour l'exemple de la Fig. 3 si l'on considère le basculement de l'axe optique qui est induit par la présence de la lame de séparation 21. Ainsi, avec un simple objectif télécentrique, sans autre système optique, l'image de la surface de bague qui serait formée sur un seul capteur ne permettrait pas de « voir » un défaut de planéité. Au contraire, aucune variation de hauteur de cette surface de bague ne serait visible. Ceci sera cependant mis en oeuvre pour le deuxième système optique de la Fig. 3.
De manière pratique, on définira l'axe d'installation A'I comme étant la prolongation dans la zone d'installation E de l'axe optique du premier système optique 24.
Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu que la surface de bague réelle 16 du récipient soit éclairée à l'aide d'au moins un premier faisceau lumineux incident périphérique, c'est-à-dire s'étendant à 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation AΊ. La surface de bague est éclairée par en-dessus, au sens que des premiers rayons lumineux incidents arrivent sur la surface de bague 16 en provenance de points situés au-dessus du plan PRef perpendiculaire à l'axe central théorique Al et tangent à un point de la surface de bague, de préférence le point le plus haut selon la direction de l'axe central théorique Al. Le premier faisceau lumineux comprend, pour toute une série de plans radiaux répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation AΊ, des premiers rayons lumineux radiaux incidents contenus dans ces plans radiaux contenant l'axe d'installation. Les rayons radiaux sont, au moins pour certains d'entre eux, dirigés vers l'axe d'installation A'I, tel qu'illustré sur la Fig.2. Ces premiers rayons lumineux radiaux incidents ne sont, au moins pour la plupart d'entre eux, pas perpendiculaire à cet axe. Les rayons lumineux radiaux incidents sont de préférence non-parallèles entre eux et, dans le procédé illustré par la Fig. IA, le faisceau lumineux incident périphérique comprend, dans un demi-plan radial Pri donné (illustré sur la Fig, IB), contenant l'axe d'installation et délimité par l'axe d'installation, des rayons lumineux radiaux incidents non parallèles. Ainsi, il est illustré sur la Fig. IA que le premier faisceau lumineux incident périphérique peut contenir des rayons lumineux radiaux incidents qui forment un angle d'élévation, avec un plan perpendiculaire à l'axe d'installation, compris de préférence entre 0 et 45 degrés. De préférence, le premier faisceau lumineux contient des rayons lumineux radiaux incidents selon un éventail angulaire continu ou sensiblement continu. Cet éventail peut avoir une étendue angulaire d'au moins 30 degrés, voire plus. Les rayons contenus dans cet éventail peuvent former un angle d'élévation, avec un plan perpendiculaire à l'axe central théorique, compris entre 5 et 40 degrés.
En plus des premiers rayons radiaux, le premier faisceau lumineux incident périphérique peut contenir également des rayons lumineux incidents non radiaux.
Dans les modes de réalisation illustrés, le dispositif 10 comporte au moins un premier système d'éclairage destiné à assurer l'éclairage de la surface de bague selon le premier faisceau lumineux incident périphérique. Ce sont ainsi les rayons issus de ce premier système d'éclairage qui sont réfléchis par la surface de bague et recueillis au moins par le premier système optique selon au moins le premier champ d'observation pour être dirigés en direction du premier capteur 18. Dans les modes de réalisation illustrés, ce premier système d'éclairage comporte une première source lumineuse 28 qui est annulaire et axée sur l'axe d'installation, et qui est agencée au-dessus de la zone d'installation. La première source lumineuse 28 présente un diamètre supérieur au diamètre de la surface de bague 16.
Dans l'exemple illustré, le diamètre de la première source lumineuse annulaire 28 est supérieur au diamètre de la couronne 122 annulaire qui porte au moins la surface primaire de réflexion 261. Dans ce mode de réalisation, la source lumineuse 28 est agencée sensiblement à la même hauteur selon la direction de l'axe installation Â'I que la surface primaire de réflexion inférieure 261. Cependant, cette position est purement illustrative et pourrait être adaptée en fonction du diamètre et de la position axiale de la surface de bague du récipient à inspecter.
On remarquera que la Fig. 2 illustre une variante du mode de réalisation de la Fig. IA qui ne diffère que par le fait que le système d'éclairage comporte, en plus de la source lumineuse annulaire 28, un réflecteur 140 agencé juste en dessous de la source lumineuse annulaire 28. Ce réflecteur 140 comporte ici une surface tronconique, tournée en direction de l'axe d'installation. La surface du réflecteur 140 est évasée vers le haut et présente donc un diamètre sensiblement identique à celui de la source lumineuse 28. Elle réfléchit des rayons sensiblement verticaux, émis par la source lumineuse 28, en direction de la zone d'installation, selon une incidence rasante, en direction de la surface de bague. Un tel réflecteur permet de concentrer la lumière émise par la source lumineuse 28 en direction de la surface de bague, sous une incidence rasante favorable pour les modes de réalisation qui ont un premier angle d'élévation d'observation rasant, c'est-à-dire inférieur à 25 degrés d'angle.
Dans le mode de réalisation de la Fig. IA, et aussi pour celui de la Fig. 7B, pour lesquels le premier et le deuxième angle d'élévation d'observation diffèrent de moins de 20 degrés d'angle, la première source lumineuse 28 est celle qui fournit aussi la lumière destinée à former la deuxième image de la surface de bague 16 au travers du deuxième système optique 24'. On pourrait cependant, dans l'un ou l'autre cas, prévoir la présence d'une deuxième source lumineuse dédiée à la formation de la deuxième image de la surface de bague 16 au travers du deuxième système optique 24'.
En effet, pour les modes de réalisation des Figs. 3, 4, 5, et 7k, il est prévu de fournir un deuxième système d'éclairage, distinct du premier, et destiné à assurer l'éclairage de la surface de bague. Ce sont ainsi au moins majoritairement les rayons issus de ce deuxième système d'éclairage qui sont réfléchis par la surface de bague 16 et qui sont recueillis selon le deuxième champ d'observation en direction du deuxième capteur 18' ou du capteur commun. Ce deuxième système d'éclairage comporte une deuxième source lumineuse 28' et est apte à fournir un deuxième faisceau lumineux incident périphérique, ici distinct du premier, comprenant des deuxièmes rayons lumineux radiaux incidents contenus dans des plans radiaux contenant l'axe d'installation A'1 et répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation A'1. Ils éclairent la zone d'installation, et donc une surface de bague 16 amenée à s'y trouver, par le haut.
Dans les exemples des Figs. 3 et 5, lesdits deuxièmes rayons lumineux radiaux incidents sont dirigés de manière à s'écarter de l'axe d'installation A'1 lorsqu'on les parcoure depuis la deuxième source lumineuse 28', laquelle deuxième source lumineuse 28' est, comme dans les autres modes de réalisation, agencée au-dessus du plan de référence Pref de la surface de bague 16.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, la deuxième source lumineuse 28' est annulaire et axée sur l'axe d'installation et elle présente un diamètre qui est légèrement inférieur au diamètre de la surface de bague 16. De préférence, ces deux diamètres seront très proches, pour avoir une directions d'incidence de rayons lumineux issus de la deuxième source lumineuse 28' proche de 90° par rapport à un plan de référence perpendiculaire à l'axe d'installation. Dans le mode de réalisation de la Fig. 5, la deuxième source lumineuse 28' est une source centrale, que l'on peut considérer comme ponctuelle et placée sur l'axe d'installation A'1. Elle présente de ce fait aussi un diamètre qui est inférieur au diamètre de la surface de bague 16. De la sorte, la surface de bague 16 est éclairée depuis l'axe d'installation AΊ, autrement dit, depuis l'intérieur.
On a illustré sur la Fig. 4 une possible variante pour la deuxième source lumineuse 28'. Dans une telle variante la source lumineuse 28' peut être annulaire, être axée sur l'axe d'installation et présenter un diamètre qui est supérieur au diamètre de la surface de bague 16. Elle est aussi placée au-dessus des éléments optiques 122 et 132. Dans ce cas, on note que les deuxièmes rayons radiaux sont dirigés en direction de l'axe d'installation A'1 lorsqu'on les parcoure depuis la deuxième source lumineuse 28', laquelle est agencée au-dessus du plan de référence Pref de la surface de bague 16. Cette variante est aussi mise en œuvre dans le mode de réalisation de la Fig. 7A, et elle peut aussi être mise en œuvre dans le cadre du mode de réalisation de la Fig. 3. De préférence, pour chaque champ d'observation, on prévoit que le faisceau incident éclaire la surface de bague 16, depuis le haut, sous une incidence telle que, au point de réflexion T' d'un rayon incident, dont le rayon réfléchi par la surface de bague réelle est vu par le capteur associé au travers du système optique associé, la normale « n » à la surface de bague forme par rapport à l'axe A'1 un angle inférieur à 30 degrés d'angle, de préférence inférieur à 10 degrés d'angle. Dans le cadre d'une géométrie parfaite, avec une surface de bague réelle correspondant à la surface de bague théorique, on s'assure ainsi que la lumière réfléchie par la surface de bague qui est vue par le capteur 18 est la lumière qui est réfléchie par le point localement le plus haut, ou proche du plus haut local de la surface de bague. On considère ici uniquement ce qui se passe dans un demi-plan radial Pri du dispositif et de la surface de bague à contrôler. Ainsi, le point localement le plus haut de la surface de bague est le point qui, dans le profil de la surface de bague dans ce demi-plan radial Pri, est le plus haut selon la direction de l'axe installation. Par ailleurs, le point localement le plus haut peut être généralement défini comme étant celui pour lequel la normale à la surface de bague est parallèle à l'axe installation. La Figure 2 illustre un rayon incident RII émis par la source lumineuse, qui est réfléchi par un point Ti de la surface de bague en un premier rayon réfléchi RR1 qui est intercepté par la première surface primaire de réflexion 261 et ainsi envoyé vers le capteur associé. Un autre rayon incident RI2 est réfléchi selon un second rayon réfléchi RR2 par le même point Ti de la surface de bague en un deuxième rayon réfléchi qui est intercepté par la deuxième surface primaire de réflexion 262 et ainsi envoyé vers le capteur associé. Pour l'illustration, la normale « n » à la surface de bague 16, au point Ti, est sensiblement parallèle à la direction de l'axe d'installation, et le point Ti est le point localement le plus haut du profil de surface de bague dans le demi-plan radial correspondant. Dans le cadre du dispositif, cette condition sera remplie en sélectionnant la position adéquate de la ou des sources lumineuse 28, 28'. Cette position, qui peut par exemple être définie par le diamètre de la source annulaire 28, 28', et par sa position en hauteur selon la direction de l'axe installation AΊ, définit en effet l'angle d'incidence des rayons qui sont susceptibles d'éclairer la surface de bague. Bien entendu, le diamètre et la position en hauteur de la surface de bague réelle 16 déterminent, en combinaison avec l'orientation de la normale au point de réflexion sur la surface de bague, lequel ou lesquels des rayons émis par la source 28 sont susceptibles d'être réfléchis en direction du capteur. On comprend donc que pour chaque diamètre de surface de bague, il pourrait être utile d'adapter soit le diamètre de la source annulaire, soit sa position en hauteur par rapport à la surface de bague 16. Cependant, il n'est pas nécessairement critique de détecter le point localement le plus haut de la surface de bague. En effet, dans le cadre d'une surface de bague plane et annulaire, les bords radiaux interne et externe de la surface de bague présentent une arête qui fait que, si le point de réflexion de la lumière incidente est situé sur cette arête, la différence de hauteur entre le point de réflexion et le point localement le plus haut sera dans ce cas considérée comme négligeable. Dans le cadre d'une surface de bague dont le profil dans le demi plan radial est arrondi, on considérera aussi que le fait que la réflexion puisse se faire sur un point qui n'est pas le point localement le plus haut est largement compensé par le fait que cette situation se répète sur toute la périphérie à 360 degrés d'angle de sorte que, d'un point de vue de l'analyse de la planéité par exemple, l'erreur ainsi commise est généralement considérée comme négligeable. Ainsi, il est certes possible de prévoir un dispositif dans lequel la ou les sources lumineuses seraient réglables, par réglage de la position radiale ou de la position selon la direction de l'axe installation, pour régler l'angle d'incidence du faisceau lumineux sur la surface de bague. Cependant, une telle disposition n'est pas obligatoire. Pour couvrir au mieux une large gamme de diamètre de surface de bague, on peut prévoir que le dispositif soit muni de plusieurs sources lumineuses annulaires, par exemple décalées selon la direction de l'axe installation et/ou de diamètre différent, ces différentes sources lumineuses pouvant être utilisées simultanément, ou alternativement en fonction du diamètre et la forme de la surface de bague d'un récipient à inspecter. Dans la pratique, on utilise généralement des sources lumineuses qui présentent, dans un plan radial, une étendue selon la direction radiale et qui émettent un faisceau lumineux contenant des rayons radiaux selon un éventail angulaire continu ou sensiblement continu pouvant avoir une étendue angulaire d'au moins 30 degrés, voire plus. De telles sources lumineuses, qui présentent une étendue radiale et qui sont diffuses, permettent d'éclairer convenablement toute une série de récipients ayant des surfaces de bague possédant un diamètre, un profil et une position en hauteur qui peuvent différer dans certaines plages, sans nécessiter d'adaptation en position.
On notera que, notamment dans le mode de réalisation de la Fig. IA, ou dans celui de la Fig. 7B, il sera avantageux de prévoir que la différence entre les deux angles d'élévation d'observation gΐ, Y2 soit inférieure ou égale à 20 degrés d'angle, ce qui limitera les erreurs qui pourraient être induites par des réflexions qui, pour les deux images de la surface de bague, se feraient en des points différents de la surface de bague, qui, tout en étant dans un même plan radial pourraient être décalés radialement et axialement l'un de l'autre. Ceci sera notamment avantageux dans la mesure où cela favorisera la possibilité d'utiliser une source lumineuse commune pour l'observation selon les deux angles d'élévation d'observation.
Dans les modes de réalisation présentant une forte différence entre les angles d'élévation d'observation gΐ, Y2, on prévoira de préférence deux sources lumineuses distinctes 28, 28' agencées pour que, dans un plan radial Pri donné, le premier et le deuxième faisceau incident éclairent la surface de bague sous une incidence telle que, les rayons réfléchis par la surface de bague réelle 16 soient vus au travers des deux systèmes optiques après réflexion en un même point de la surface de bague. Mais on peut accepter que les points de réflexion soient différents, car cela peut être pris en compte dans le traitement des images.
Dans les exemples illustrés, pour un système optique 24, 24', le capteur 18, 18', son système objectif 20, 20', l'élément optique 122 éventuel et la zone d'installation sont alignés dans cet ordre selon le même axe optique correspondant à l'axe d'installation A'1.
Dans les exemples illustrés, l'élément optique de vision périphérique 122 comporte au moins une première surface primaire de réflexion 261 appartenant au premier système optique 24. Dans l'exemple de la Fig. IA, le même élément optique 122 comporte une deuxième surface primaire de réflexion 262 appartenant au deuxième système optique 24', de sorte que l'élément optique 122 est commun aux deux systèmes optiques, mais par le biais de deux surfaces primaires de réflexion différentes. Dans l'exemple de la Fig. 5, un deuxième élément optique 122', distinct, comporte la deuxième surface primaire de réflexion 262 appartenant au deuxième système optique 24'.
La première surface primaire de réflexion 261, et, pour les modes de réalisation qui en sont munis, la deuxième surface primaire de réflexion 262, sont agencées dans un champ de vision aval du capteur 18, 18' associé, c'est-à-dire dans la portion du champ de vision du capteur qui, dans les exemples illustrés, est définie par le système objectif 20, 20' associé. Le champ de vision amont est donc celui qui est en-dehors du système optique associé 24, 24', en amont de celui-ci dans le sens de circulation de la lumière depuis la zone d'installation vers le capteur associé.
Dans les exemples illustrés, la première surface primaire de réflexion 261 et l'éventuelle deuxième surface primaire de réflexion 262 sont des surfaces de révolution tronconiques de révolution générées par rotation, chacune de son propre segment de droite générateur, autour du même axe, ici l'axe d'installation A'1, et elles sont agencées pour réfléchir des rayons lumineux, provenant de la surface de bague, en direction du capteur associé, au travers du système objectif 20, 20' associé. Elles possèdent donc des propriétés de réflexion spéculaire. Elles peuvent être avantageusement formées par un miroir, mais elles peuvent être aussi réalisées sous la forme d'un prisme, i.e. un dioptre optique.
Dans les modes de réalisation illustrés, la première surface primaire de réflexion 261, et l'éventuelle deuxième surface primaire de réflexion 262, est une surface tronconique de révolution, concave dans un plan perpendiculaire à l'axe d'installation A'1, qui est tournée vers l'axe d'installation A'1, et pouvant par être exemple formée sur une face interne d'une couronne annulaire, par exemple de l'élément optique 122, 122'. De cette manière, chaque surface primaire de réflexion 261, 262 peut renvoyer, directement ou indirectement, en direction de l'axe d'installation A'1, des rayons lumineux provenant de la surface de bague réelle selon un angle d'élévation d'observation correspondant yi, y2.
Pour un champ d'observation périphérique donné, les rayons d'observation sont les rayons issus de la zone d'installation E et susceptibles d'être reçus par le capteur 18, 18' associé au travers du système optique associé 24, 24'. Parmi ces rayons, les rayons principaux d'observation sont ceux qui, au travers du système optique associé 24, 24', passent par le centre de la pupille d'entrée CO du système objectif 20, 20'. L'angle d'élévation d'observation d'un rayon principal d'observation correspond à l'angle, par rapport à un plan de référence de l'installation Pref perpendiculaire à l'axe d'installation A'1, d'un rayon principal d'observation dans la zone d'installation où il est susceptible d'impacter la surface de bague d'un récipient à inspecter. On peut arbitrairement considérer que les rayons d'observation se propagent d'amont en aval en partant de la zone d'observation en direction du capteur 18, 18' associé.
Dans le cadre d'un dispositif pourvu d'un système optique télécentrique, les rayons principaux d'observation reçus par le capteur entrent tous dans le système objectif 20, 20' de manière parallèle. Si de plus, comme dans certains des systèmes illustrés, le système optique comporte comme premier élément optique selon la propagation amont-aval de la lumière depuis la zone d'installation vers le capteur associé, une surface primaire de réflexion 261, 262 tronconique générée par un segment de droite, l'angle d'élévation d'observation Y1, Y2 du champ d'observation périphérique correspondant est alors un angle unique pour tout rayon principal d'observation appartenant à ce champ d'observation périphérique donné, et il peut être directement déduit de l'inclinaison de la surface primaire de réflexion correspondante 261, 262 par rapport à l'axe d'installation AΊ. Cet angle est alors considéré comme étant l'angle d'élévation d'observation yi, Y2 du champ d'observation périphérique.
Cependant, dans certains cas, notamment le cas d'un dispositif n'ayant pas un système objectif télécentrique, les rayons d'observation reçus par le capteur, y compris les rayons principaux, peuvent avoir des angles d'élévation d'observation différents les uns par rapport aux autres au sein d'un champ d'observation périphérique déterminé par un système optique 24, 24' donné. Dans ce cas, on peut prendre comme convention que l'angle d'élévation d'observation d'un champ d'observation périphérique est l'angle, mesuré dans la zone d'installation où il est susceptible d'impacter la surface de bague d'un récipient à inspecter, par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation AΊ, d'un rayon principal d'observation moyen. Le rayon principal moyen d'un champ d'observation périphérique, est celui qui présente un angle d'élévation d'observation qui est la moyenne arithmétique des valeurs minimale et maximale des angles d'élévation d'observation pour les rayons principaux du champ considéré. De préférence, dans tous les modes de réalisation, le premier et/ou le second champ d'observation périphérique est sans rupture azimutale autour de l'axe d'installation A'1. Notamment, il n'y a pas de discontinuité angulaire azimutale entre deux rayons radiaux d'observation infiniment proches angulairement autour de l'axe d'installation. De la sorte, il n'y a pas de rupture de point vue dans l'image générée par le champ considéré, qui pourrait rendre l'image plus difficile à interpréter. Pour cela, la première et/ou la deuxième surface primaire de réflexion 261, 262 est de préférence sans discontinuité de courbure autour de l'axe d'installation A'1, la courbure étant analysée dans un plan perpendiculaire à l'axe d'installation A'1, pour assurer un champ d'observation sans rupture azimutale. Les surfaces primaires de réflexion 261, 262 sont aussi de préférence continues en azimut au sens qu'elles sont continuellement réfléchissantes autour de l'axe d'installation A'1, sans secteur angulaire masqué, pour assurer la continuité azimutale du champ d'observation. Toutefois, dans certains cas, notamment du fait de contraintes d'installation matérielle, par la présence d'un câble d'alimentation, il se peut qu'un ou plusieurs secteurs angulaires, autour de l'axe d'installation, soient masqués. De préférence, un tel secteur angulaire azimutal masqué sera d'étendue faible voire très faible, de préférence inférieure à 5 degrés autour de l'axe d'installation.
Le premier et/ou le second champ d'observation sont périphériques en ce sens que les rayons radiaux d'observation correspondants sont répartis dans plans radiaux à 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation AΊ. Dans les exemples, le premier champ d'observation périphérique est symétrique en rotation autour de l'axe d'installation AΊ. De même, le deuxième champ d'observation périphérique est symétrique en rotation autour de l'axe d'installation AΊ.
Le premier et/ou le second champ d'observation périphérique observe « par au-dessus » au sens que la surface de bague est observée depuis au-dessus d'un plan Pref perpendiculaire à l'axe central théorique Al de la surface de bague, et contenant au moins un point de la surface de bague, par exemple le point le plus haut selon la direction de l'axe central théorique Al.
Dans les modes de réalisation illustrés aux Figs. IA à 5, le premier système optique 24, éventuellement le deuxième système optique 24', comporte en plus, intercalée optiquement entre l'élément optique 122 et le système objectif 20, une surface de réflexion de renvoi 132. Ainsi, comme on peut le voir sur la Fig. IA, les rayons réfléchis par les deux surfaces primaires de réflexion 261, 262 sont interceptés par la surface de réflexion de renvoi 132. La surface de réflexion de renvoi 132 est agencée dans le champ de vision aval du capteur 18, ce champ de vision aval étant défini par le système objectif optique 20, 20'. Dans l'exemple, cette surface de réflexion de renvoi 132 comporte une surface de révolution convexe tournée à l'opposé de l'axe d'installation A'1, de manière à renvoyer les rayons en direction du capteur. De préférence, la surface de réflexion de renvoi 132 est une surface tronconique convexe qui est axée sur l'axe d'installation A'1. La surface de réflexion de renvoi 132 est donc formée sur la surface externe d'un tronc de cône. Dans certains modes de réalisation, elle présente un petit diamètre et un grand diamètre qui sont tous les deux inférieurs au diamètre de la surface de bague d'un récipient à contrôler, mais cette caractéristique n'est obligatoire que pour les modes de réalisation pour lesquels le deuxième système optique 24' assure au deuxième capteur 18' associé une vision directe de la surface de bague 16, comme dans les modes de réalisation des Figs. 3 et 4. Le grand diamètre est agencé en-dessous du petit diamètre.
La surface de réflexion de renvoi 132 s'inscrit dans le champ de vision aval défini par le système objectif 20 pour le premier capteur 18. Dans le mode de réalisation de la Fig. IA, la surface de réflexion de renvoi 132 s'inscrit aussi dans le champ de vision aval défini par le système objectif 20 pour le second capteur 18', ici le capteur commun.
Dans les modes de réalisation des Figs. IA à 5, la première surface primaire de réflexion 261, et, pour le mode de réalisation de la Fig. IA, aussi la deuxième surface primaire de réflexion 262, tout en étant une surface de révolution axée sur l'axe d'installation A'I, est donc agencée pour réfléchir indirectement des rayons lumineux, provenant de la surface de bague réelle sous des angles d'élévation d'observation respectifs gΐ, Y2, en direction du capteur associé 18, 18'. En effet, la réflexion sur chacune des surfaces primaires de réflexion 261, 262 est indirecte car suivie par au moins une réflexion, ici sur la surface de réflexion de renvoi 132, avant d'aboutir au capteur associé 18, 18'.
Dans les exemples de réalisation des Figs. 7A et 7B, la réflexion, sur la première surface primaire de réflexion 261, des rayons lumineux provenant de la surface de bague vers le capteur associé, est une réflexion directe, sans autre surface de réflexion entre la surface de bague 16 et le capteur 18 pour un rayon lumineux donné issu de la surface de bague.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur la Fig. 5, la réflexion, sur la deuxième surface primaire de réflexion 262, des rayons lumineux provenant de la surface de bague vers le capteur associé, est une réflexion directe, sans autre surface de réflexion entre la surface de bague 16 et le capteur 18 pour un rayon lumineux donné issu de la surface de bague.
Dans le cas d'une réflexion indirecte, on prévoit avantageusement que la trajectoire des rayons principaux entre chacune des surfaces primaires de réflexion 261, 262 et la surface de réflexion de renvoi 132 soit perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe d'installation. Une telle disposition permet de réduire considérablement la sensibilité du dispositif à un éventuel défaut de centrage des surfaces primaires de réflexion 261, 262 ou de la surface de réflexion de renvoi 132. Pour cela, la surface de réflexion de renvoi tronconique 132 présente un demi-angle au sommet de 45 degrés d'angle et elle est agencée à la même hauteur selon la direction de l'axe d'installation A'I que les surfaces primaires de réflexion 261, 262. Chaque surface primaire de réflexion 261, 262 présente dans ce cas un demi-angle au sommet al, a2 qui est égal à la moitié de l'angle d'élévation d'observation correspondant gΐ, Y2 souhaité pour la surface primaire de réflexion 261, 262 considérée. Ainsi, pour un angle d'élévation d'observation gΐ souhaité de 15 degrés d'angle, la première surface primaire de réflexion 261 présente une conicité dont le demi-angle au sommet a2 vaut 7,5 degrés d'angle, la première surface primaire de réflexion tronconique 261 étant évasée vers le bas, avec son grand diamètre agencé en-dessous de son petit diamètre selon la direction de l'axe d'installation. Dans cette configuration, il est particulièrement avantageux qu'en plus le système objectif 20, 20' soit télécentrique, pour que la trajectoire de tous les rayons principaux entre chacune des surfaces primaires de réflexion 261, 262 et la surface de réflexion de renvoi 132 soit perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe d'installation A'I.
Cependant, en variante, toujours dans le cas d'une réflexion indirecte, la surface de réflexion de renvoi 132 pourrait être une surface tronconique présentant un demi-angle au sommet inférieur à 45 degrés d'angle, par exemple égal à 45 degrés d'angle moins un angle d (delta). Dans ce cas, la surface de réflexion de renvoi 132 peut être disposée au-dessus du niveau de la ou des surfaces primaires de réflexion 261, 262, et la ou les surfaces primaires de réflexion 261, 262 présenteraient alors un demi-angle au sommet al, a2 égal à la moitié de l'angle d'élévation d'observation gΐ, Y2 souhaité, moins la valeur de l'angle d (delta).
Dans l'exemple de la Fig. IA, la première surface primaire de réflexion 261 et la deuxième surface primaire de réflexion 262 sont agencées pour travailler toutes les deux en réflexion indirecte conjointement avec une surface de réflexion de renvoi 132, et elles sont avantageusement décalées axialement tout en étant en directement accolées l'une à l'autre selon la direction de l'axe d'installation, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas agencées axialement au même niveau. Arbitrairement, on considère que la surface primaire de réflexion qui se trouve en-dessous de l'autre selon la direction de l'axe d'installation AΊ est la première surface primaire de réflexion 261, la deuxième surface primaire de réflexion 262 étant alors agencée au-dessus de la première. Les deux surfaces primaires de réflexion peuvent alors présenter une arête circulaire commune correspondant au bord inférieur de la surface supérieure, ici la deuxième surface primaire de réflexion 262, et au bord supérieur de la surface inférieure, ici la première surface primaire de réflexion 261.
Cependant la première surface primaire de réflexion 261 et la deuxième surface primaire de réflexion 262 pourraient être décalées axialement en étant séparées axiaiement d'un écart axial non nul entre le bord inférieur de la surface supérieure et le bord supérieur de la surface inférieure, comme dans l'exemple de la Fig. 5.
Dans les modes de réalisation illustrés, on voit que, par rapport à l'axe Al de la surface de bague, l'observation faite par l'intermédiaire d'une surface primaire de réflexion se fait de manière périphérique radialement depuis l'extérieur par rapport à la surface de bague, au sens que la première surface primaire de réflexion 261, et par ailleurs aussi la deuxième surface primaire de réflexion 262 pour les modes de réalisation des Figs. IA et 5, est agencée radialement à l'extérieur par rapport au diamètre de la surface de bague 16.
On remarque cependant que, pour les modes de réalisation des Figs. IA à 7A, un rayon d'observation du premier champ d'observation, provenant de la surface de bague 16, est intercepté par la première surface primaire de réflexion 261 en un point diamétralement à l'opposé du point d'origine sur la surface de bague, selon un trajet long qui coupe l'axe d'installation Â'I. Ainsi, on voit que la surface de bague 16 est observée, selon le premier champ d'observation au moins, par le côté de son bord intérieur, c'est-à-dire que les rayons d'observation, dans leur trajectoire depuis la surface de bague vers le capteur, sont dirigés en direction de l'axe d'installation lorsqu'ils quittent la surface de bague 16 en direction de la première surface primaire de réflexion 261, et qu'ils coupent cet axe d'installation AΊ avant d'aboutir sur la première surface primaire de réflexion 261.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 7B, le premier système optique 24 définit un champ d'observation périphérique radialement par l'extérieur et observant la surface de bague par le côté de son bord extérieur. Ainsi, un premier rayon d'observation provenant de la surface de bague 16 ne coupe pas l'axe d'installation AΊ entre la surface de bague et le premier système optique 24.
Dans le mode de réalisation de la Fig. IA, le deuxième système optique 24', définit, comme le premier, un champ d'observation périphérique radialement par l'extérieur et observant la surface de bague par le côté de son bord intérieur, donc selon des rayons d'observation qui coupent l'axe d'installation A'1 lorsque l'axe d'installation et l'axe central théorique Al sont confondus.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, le deuxième système optique 24', sans surface de réflexion de révolution donc en vision directe télécentrique, définit, par rapport à l'axe central théorique Al de la surface de bague, une observation perpendiculaire par rapport aux plans de références de l'installation et de la surface de bague.
Dans les modes de réalisation des Figs. 4, 7A et 7B, le deuxième système optique 24', sans surface de réflexion de révolution donc en vision directe non-télécentrique, définit, par rapport à l'axe Al de la surface de bague, une observation radialement depuis l'intérieur par rapport à la surface de bague. Toutefois, dans ce mode de réalisation de la Fig. 4, la surface de bague 16 est observée, selon le deuxième champ d'observation, par le côté de son bord intérieur, comme pour le premier mode de réalisation.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 5, le deuxième système optique 24', définit un champ d'observation périphérique radialement par l'extérieur et observant la surface de bague par le côté de son bord extérieur.
Dans les modes de réalisation des Figs. 3, 4, et 5, un deuxième rayon d'observation provenant de la surface de bague 16 ne coupe pas l'axe d'installation A'1 entre la surface de bague et le deuxième système optique 24'.
Dans tous les modes de réalisation illustrés pour lesquels le système optique comporte une surface primaire de réflexion agencée pour une réflexion directe ou indirecte, la surface primaire de réflexion présente un petit diamètre et un grand diamètre tous les deux supérieurs au diamètre de la surface de bague théorique, de telle sorte qu'elle définit un champ d'observation périphérique radialement depuis l'extérieur. Dans les cas où la surface primaire de réflexion est agencée pour une réflexion indirecte, elle est de préférence évasée dans la direction de l'axe d'installation en allant vers la zone d'installation. Au contraire, dans les configurations des modes de réalisation des Figs. 5, 7 Â et 7B, avec un système optique 24, 24' comportant une surface primaire de réflexion 261 et/ou 262 qui est agencée pour une réflexion directe vers le capteur, la dite surface primaire de réflexion 261 et/ou 262 peut être évasée dans la direction de l'axe d'installation en allant vers le capteur associé, ou être cylindrique de révolution autour de l'axe d'installation A'1.
Dans les modes de réalisation des Figs. IA à 5, le premier champ d'observation périphérique, définit pour le premier capteur ou pour le capteur commun par le premier système optique 24 incluant la première surface primaire de réflexion, présente, par rapport à un plan PRef perpendiculaire à l'axe d'installation A'1, un premier angle d'élévation d'observation Yi, qui est par exemple compris entre 5 et 25 degrés d'angle, par exemple 15 degrés d'angle. Dans les exemples illustrés, le premier champ d'observation périphérique comprend les rayons d'observation selon lesquels des rayons lumineux incidents sont réfléchis par la première surface primaire de réflexion 261 vers le capteur 18. En d'autres termes, ce premier champ d'observation périphérique constitue une première portion amont CAM1 du champ de vision du premier capteur 18 au travers du premier système optique 24, telle que déterminée par la première surface primaire de réflexion 261, dans la zone d'installation E jusqu'à cette première surface primaire de réflexion 261.
Pour les modes de réalisation des Figs. 7A et 7B, le premier champ d'observation périphérique, définit pour le premier capteur ou pour le capteur commun par le premier système optique 24 incluant la première surface primaire de réflexion, présente, par rapport à un plan PRef perpendiculaire à l'axe d'installation A'1, un premier angle d'élévation d'observation gΐ, qui, pour la Fig. 7A, est compris dans la gamme allant de 25 à 45 degrés d'angle, et qui, pour la Fig. 7B, est supérieur à 45 degrés d'angle.
Pour les modes de réalisation des Figs. IA à 5, ainsi que pour celui de la Fig. 7A, dans la portion amont des rayons d'observation qui est dans la zone d'installation E jusqu'à cette première surface primaire de réflexion 261, les premiers rayons d'observations radiaux déterminés par le premier système optique sont d'abord centripètes lorsqu'on les parcourt depuis la surface de bague, donc orientés en direction de l'axe d'installation A'I, puis coupent l'axe d'installation AΊ pour devenir, au-delà de l'axe d'installation, centrifuges en direction de la première surface primaire de réflexion 261 du premier système optique, jusqu'à impacter cette première surface primaire de réflexion 261.
Pour le mode de réalisation de la Fig. 7B, en réflexion directe par la première surface primaire de réflexion 261 sans autre réflexion sur une surface de réflexion de révolution, les premiers rayons d'observations radiaux déterminés par le premier système optique sont, lorsqu'on les parcourt d'amont en aval depuis la surface de bague en direction du capteur, centrifuges par rapport à l'axe d'installation A'I, jusqu'à impacter la première surface primaire de réflexion 261 du premier système optique 24.
Le deuxième champ d'observation périphérique a, par rapport à un plan PRef perpendiculaire à l'axe d'installation A'I, un deuxième angle d'élévation d'observation Y2, qui est par exemple compris entre 20 degrés d'angle et 90 degrés d'angle, ce deuxième angle étant différent du premier angle d'élévation d'observation gΐ.
De préférence, le premier et le deuxième angle d'élévation d'observation diffèrent par au moins 5 degrés d'angle. En effet, une telle différence angulaire apparaît nécessaire pour une bonne précision des opérations de triangulation qui seront décrites plus loin. Dans les exemples illustrés, mais de manière arbitraire, le deuxième angle d'élévation d'observation Y2 est strictement supérieur au premier angle d'élévation d'observation Yl. Dans les exemples illustrés aux Figs. IA et 5, le deuxième champ d'observation périphérique comprend les rayons d'observation selon lesquels des rayons lumineux incidents sont réfléchis sur la deuxième surface primaire de réflexion 262, au travers donc du deuxième système optique 24', en direction du deuxième capteur 18', en l'occurrence formé par le capteur commun. Ce deuxième champ d'observation périphérique constitue une deuxième portion amont CAM2 du champ de vision du capteur commun 18, 18' au travers du deuxième système optique 24', telle que déterminée par la deuxième surface primaire de réflexion 262, dans la zone d'installation E jusqu'à la deuxième surface primaire de réflexion 262.
Pour le mode de réalisation de la Fig. IA, dans la portion amont des deuxièmes rayons d'observation qui est dans la zone d'installation E, jusqu'à cette deuxième surface 261, 262, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont d'abord centripètes lorsqu'on les parcourt d'amont en aval depuis la surface de bague en direction du capteur, donc d'abord orientés en direction de l'axe d'installation A'1, puis coupent l'axe d'installation A'1 pour devenir centrifuges au-delà de l'axe d'installation A'1 en direction de la deuxième surface primaire de réflexion 262 du deuxième système optique 24', jusqu'à impacter la deuxième surface primaire de réflexion 262.
Dans le mode de réalisation de la Fig. IA, le deuxième angle d'élévation d'observation ¥2 est, comme le premier angle d'élévation d'observation ¥1, un angle rasant, inférieur à 25 degrés d'angle.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 5, en réflexion directe par la deuxième surface primaire de réflexion 262 sans autre réflexion sur une surface de réflexion de révolution, le deuxième angle d'élévation d'observation ¥2 est un angle plongeant, supérieur à 65 degrés d'angle, de préférence supérieur à 75 degrés d'angle. Pour ce mode de réalisation de la Fig. 5, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt d'amont en aval depuis la surface de bague en direction du capteur, centrifuges par rapport à l'axe d'installation A'1, jusqu'à impacter la deuxième surface primaire de réflexion 262 du deuxième système optique 24'.
On note, dans les modes de réalisation des Figs. IA et 5 , qui ont en commun la présence de la deuxième surface de réflexion 262 et la présence d'un capteur commun 18, que la première surface primaire de réflexion 261 et la deuxième surface primaire de réflexion 262 sont chacune dans des portions disjointes du champ de vision aval du capteur commun 18, au sens qu'elles peuvent être vues simultanément par le capteur au travers du système objectif 20, sans se masquer l'une l'autre. Dans la mesure où l'une masquerait l'autre partiellement, on ne considérera, pour celle qui est partiellement masquée, que la partie non masquée utile.
Dans les modes de réalisation des Figs. 3 et 4, en vision directe sans réflexion sur une surface de réflexion de révolution, le deuxième angle d'élévation d'observation Y2 est lui aussi un angle plongeant, supérieur à 65 degrés d'angle, de préférence supérieur à 75 degrés d'angle. Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, la présence d'un système objectif télécentrique fait que le deuxième angle d'élévation d'observation Y2 est égal à 90 degrés d'angle. Dans ces deux modes de réalisation aussi, ce deuxième champ d'observation périphérique constitue une deuxième portion amont CAM2 du champ de vision, du capteur commun 18 pour le mode de réalisation de la Fig. 4, ou du deuxième capteur 18' pour le mode de réalisation pour la Fig. 3, au travers du deuxième système optique tel que déterminé le système objectif 20'. Dans la portion des rayons d'observation qui est dans la zone d'installation E jusqu'au système objectif 20', les rayons d'observation de ce second champ d'observation sont, pour le mode de réalisation de la Fig. 4, centripètes vers l'axe A'1, ou, pour le mode de réalisation de la Fig. 3, parallèle à cet axe, lorsqu'on les parcourt depuis la zone d'installation E vers le système objectif 20'. On note que, dans ces modes de réalisation ne comportant pas de surface de réflexion de révolution pour le deuxième système optique 24', lequel est alors réduit au système objectif 20', on peut considérer que la portion amont et la portion aval du champ de vision pour le deuxième capteur, distinct ou commun, sont confondues.
On remarque donc que la portion amont du second champ de vision est de section annulaire par un plan perpendiculaire à l'axe d'installation AΊ. Dans les deux modes de réalisation des Figs. 3 et 4, la limite interne de cette zone annulaire est déterminée par le contour externe de la surface de renvoi 132, voire par le contour externe de la seconde source lumineuse annulaire 28' pour l'exemple de la Fig. 3. Sa limite externe est déterminée par le contour interne de l'élément optique 122, ou par une éventuelle deuxième source lumineuse annulaire 28' dans le mode de réalisation de la Fig. 4, ou encore par la limite de champ du capteur 18, 18' associé.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, le second capteur 18' étant un capteur dédié, il est possible de prévoir un positionnement spécifique du second capteur ou une mise au point spécifique du deuxième système objectif 20', qui permet de tenir compte de la différence de longueur de trajet relativement importante pour d'une part les rayons au travers du premier système optique 24 et d'autre part les rayons au travers du second système optique 24'. Dans le mode de réalisation de la Fig. 4, tout comme dans celui de la Fig. 5, comprenant un capteur commun 18 associé aux deux systèmes optiques 24, 24', la différence de trajet peut être compensée par exemple en augmentant la profondeur de champ, par exemple au moyen d'un diaphragme, et/ou en effectuant une mise au point médiane du système objectif 20, et/ou en utilisant un système optique dioptrique ou catoptrique supplémentaire intercalé dans l'un ou l'autre des deux systèmes optiques 24, 24'.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 7 A, une première source lumineuse commune 28 illumine un point T la surface de bague 16 au moyen de rayons lumineux incidents radiaux RII qui se réfléchissent en des rayons réfléchis RR1 pour le premier système d'observation dont le premier champ d'observation périphérique définit un premier angle d'élévation d'observation ¥i inférieur à 45 degrés d'angle, mais supérieur ou égal à 25 degrés d'angle, les rayons réfléchis RR1 étant, dans la première zone amont du champ de vision du capteur commun 18, centripètes dans leur parcours entre la surface de bague 16 et l'axe de l'installation A% pour aller se réfléchir de manière centrifuge sur la première surface primaire de réflexion tronconique 261 après avoir intersecté l'axe AΊ, Dans la Fig. 7A toujours, une deuxième source lumineuse 28', distincte, illumine le même point T de la surface de bague 16 au moyen de second rayons lumineux incidents radiaux RI2 qui se réfléchissent en des rayons réfléchis RR2 pour le deuxième système optique 24' dont le deuxième champ d'observation périphérique définit un deuxième angle d'élévation d'observation Y2 distinct du premier angle, ici supérieur à 45 degrés d'angle, par exemple supérieur à 65 degrés d'angle, voire supérieur à 75 degré d'angle, les rayons réfléchis RR2 étant, dans la deuxième portion amont du champ de vision, centripètes vers l'axe de l'installation A'I dans leur parcours depuis la surface de bague 16 en direction du deuxième système optique 24' qui est ici limité à l'objectif 20'.
Dans la Fig. 7B, une source lumineuse unique commune 28, annulaire autour de l'axe d'installation A'I, illumine la surface de bague 16 au moyen des rayons incidents RII, RI2 qui se réfléchissent, en un même point T de la surface de bague, respectivement
- en des rayons réfléchis RR1 selon le premier champ d'observation périphérique, définit par le premier système optique 24, et qui présente ici un premier angle d'élévation d'observation gΐ supérieur à 45°, les rayons réfléchis étant dans la première portion amont du champ de vision, centrifuges dans leur parcours entre la surface de bague 16 et la première surface primaire de réflexion tronconique 261.
- en des rayons réfléchis RR2 selon le deuxième champ d'observation périphérique, définit par le deuxième système optique 24, et qui présente ici un deuxième angle d'élévation d'observation Y2, distinct du premier angle, ici supérieur à 45°, par exemple supérieur à 65 degrés d'angle, voire supérieur à 75 degré d'angle, les rayons réfléchis RR2 étant, dans la deuxième portion amont du champ de vision, centripètes vers l'axe de l'installation AΊ dans leur parcours depuis la surface de bague en direction du deuxième système optique 24' qui est ici limité à l'objectif 20'.
On note que, dans les modes de réalisation des Figs. 7A et 7B, les deux systèmes optiques 24, 24' sont non-télécentriques. En variante, l'un et/ou l'autre des deux systèmes optiques 24, 24' pourrait être télécentrique. De même, bien qu'illustrés avec un capteur commun, des variantes peuvent être prévus avec des capteurs dédiés distincts.
On comprend donc que toutes les combinaisons d'angle sont possibles pour le couple formé par le premier angle d'élévation et par le deuxième angle d'élévation d'observation, pourvu que ces deux angles diffèrent, de préférence par au moins 5 degrés d'angle.
Dans tous les cas, le premier et le deuxième système optiques sont configurés, par rapport au capteur associé 18, 18', pour déterminer respectivement une première portion de champ de vision amont CAM1 et une deuxième portion de champ de vision amont CAM2 qui se recoupent, dans la zone d'installation E selon un volume utile d'inspection VUI de révolution autour de l'axe d'installation AΊ. Ainsi, tout point d'un objet situé dans le volume utile d'inspection, qui est éclairé convenablement, et qui est imagé par un premier point image dans la première image formée par le premier système optique sur le premier capteur, est aussi imagé par un deuxième point image dans la deuxième image formée par le deuxième système optique sur le deuxième capteur. Ce volume utile VUI, qui forme une zone d'inspection commune, doit présenter une géométrie adaptée pour pouvoir recevoir la surface de bague 16 d'un récipient à inspecter. Dans les exemples illustrés, ce volume utile présente une formée générée par la révolution, autour de l'axe d'installation A'1, d'un losange, ce losange étant éventuellement tronqué, par exemple dans le mode de réalisation de la Fig. IA, en fonction de la profondeur de champ déterminée par les systèmes optiques 24, 24' pour les capteurs associés.
Pour le mode de réalisation de la Fig. IA, cette propriété est mise en évidence sur le graphe schématique la Fig. IC. Sur ce graphe, on a représenté en traits pointillés en section dans une moitié d'un plan radial Pr, les limites hautes et basses de la première portion de champ de vision amont CAM1 et les limites hautes et basses de la deuxième portion de champ de vision amont CAM2. Ces deux portions se recoupent selon le volume utile d'inspection VUI.
Dans tous les modes de réalisation, ces deux portions de champ de vision amont CAM1, CAM2 sont imagées chacune, par le système optique 24, 24' associé, respectivement sur une première zone et sur une deuxième zone de formation d'image du capteur d'image, lesdites zones de formation d'image du capteur associé respectivement à une première et une deuxième zone d'image de l'image globale IG délivrée dans le capteur, cette image globale étant donc commune pour les deux systèmes optiques dans l'exemple illustré sur la Fig. 1D. Ce raisonnement est tenu pour les modes de réalisation comportant un seul capteur commun associé aux deux systèmes optiques 24, 24'.
Dans les modes de réalisation comportant deux capteurs dédiés distincts, un pour chaque système optique, comme illustré à la Fig. 3, on pourra faire en sorte qu'une première image globale IG délivrée par le premier capteur, et une deuxième image globale IG' délivrée par le deuxième capteur 18' comporte de cette manière respectivement une première image de la surface de bague 16, dans une première zone image de la première image globale, et une deuxième image de la surface de bague 16, dans une deuxième zone image de la deuxième image globale. Dans ce cas, on notera d'ailleurs qu'il est possible de fusionner les deux images globales, informatiquement, pour obtenir une image globale composite identique ou similaire à l'image globale commune obtenue avec un capteur commun, à condition de les représenter disjointes.
Dans les modes de réalisation comportant un seul capteur commun associé aux deux systèmes optiques 24, 24', on notera que la première zone d'image ZI1 et la deuxième zone d'image ZI2 sont disjointes dans l'image numérique globale commune. Les deux systèmes optiques forment simultanément, sur le même capteur bidimensionnel 18, deux images séparées dans deux zones de formation d'image distinctes du capteur, de manière que celui-ci délivre une image globale comprenant deux zones d'images distinctes, chaque zone d'image distincte comportant une image de la surface de bague à partir des rayons recueillis selon le champ d'observation périphérique ayant l'angle d'élévation d'observation déterminé par la surface primaire de réflexion correspondante. Ainsi, cela permet la formation simultanée, à partir des rayons réfléchis recueillis selon les premier et deuxième champs d'observation périphériques, par l'intermédiaire des systèmes optiques 24, 24', d'une image bidimensionnelle 1161, 1162 de la surface de bague du récipient à la fois dans la première zone d'image ZI1 correspondant à l'observation selon le premier champ d'observation périphérique ayant le premier angle d'élévation d'observation gΐ et dans la deuxième zone d'image ZI2 correspondant à l'observation selon le deuxième champ d'observation périphérique ayant le deuxième angle d'élévation d'observation Y2. Dans ce cas, on disposera donc, pour chaque récipient, d'une image globale comportant deux zones d'image comportant chacune une image de la surface de bague, sous deux angles d'élévation d'observation différents. Cette image globale IG commune est de préférence acquise lors d'un unique temps d'acquisition du capteur d'image 18. Dans le cas de deux capteurs, les deux images globales peuvent avantageusement être acquises simultanément. Cependant, on peut au contraire prévoir que la première image de surface de bague et la deuxième image de surface de bague soient acquises à des instants distincts. Les images de la surface de bague 1161, 1162 sont formées par les rayons radiaux du faisceau lumineux incident correspondant qui sont réfléchis par réflexion spéculaire sur la surface de bague 16 et dirigés par le système optique correspondant 24, 24', sur le capteur associé 18, 18'. Dans certains modes de réalisation, on considérera que l'image 1161, 1162 de la surface de bague réelle est constituée uniquement par ces rayons radiaux du faisceau lumineux incident correspondant qui sont réfléchis par réflexion spéculaire sur la surface de bague 16 et dirigés par le système optique correspondant 24, 24', sur le capteur associé 18.
Dans certains modes de réalisation, notamment ceux comportant deux capteurs dédiés distincts et deux sources lumineuses distinctes, avec un capteur et une source lumineuse dédiés pour chaque système optique, comme illustré à la Fig. 3, on pourra faire en sorte que chaque image globale comporte uniquement une image de la surface de bague. En effet, on peut prévoir une première source lumineuse 28 émettant dans une première gamme de longueurs d'onde et une deuxième source de lumière 28' émettant dans une deuxième gamme de longueurs d'onde, distincte de la première gamme. Dans certains modes de réalisation, on choisira deux gammes de longueurs d'onde qui ne se recoupent pas. Il suffit alors, dans la formation de la première image et de la deuxième image de la surface de bague, d'opérer un filtrage chromatique pour que chaque image soit formée avec les rayons réfléchis issus de la source lumineuse correspondante. Ce filtrage chromatique peut être réalisé par exemple sous la forme d'un filtre optique chromatique dans le trajet optique au travers de l'un ou les deux systèmes optiques 24, 24'. Dans le mode de réalisation de la Fig. 3, comportant deux capteurs distincts 18, 18' et une lame de séparation 21, on peut prévoir que la lame de séparation soit une lame dichroïque. Le filtrage chromatique peut être réalisé au niveau du ou des capteurs, en utilisant des capteurs opérant dans des gammes chromatiques différentes, on en n'utilisant, dans le traitement du signal recueilli par le capteur, qu'une partie du signal lumineux recueilli. Dans un système comportant un unique capteur, commun, par exemple tri-chromique (Tri CCD ou de type Bayer), on peut par exemple n'utiliser qu'un seul canal chromatique pour la première zone d'image et un autre canal chromatique pour la deuxième zone d'image. Cela peut faciliter l'identification de l'image de la surface de bague dans l'image correspondante. Cela permet notamment de compenser au moins partiellement d'éventuelles réflexions parasites, y compris celles dues à la présence éventuelle des deux sources lumineuses au sein du dispositif. Avantageusement, chacun des deux systèmes optiques 24, 24' permet la formation optique d'une image bidimensionnelle 1161, 1162 de la surface de bague complète et continue à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique Al de la surface de bague 16 sur le capteur associé 18, 18'. Cette image optique complète et continue est formée sur le capteur associé sans transformation numérique, uniquement par un procédé optique agissant sur la lumière. Dans les exemples illustrés, cette image optique complète et continue de la surface de bague est formée sur le capteur par le système optique 24, 24', sans transformation numérique.
On a représenté sur la Fig. 1D un exemple d'une image globale commune ou d'une image globale composite obtenue tel que décrit ci-dessus. Au travers de chaque système optique 24, 24', on a obtenu ainsi deux images optiques planes 1161, 1162 de la surface de bague réelle 16, sur le capteur associé, par le biais de deux transformations géométriques optiques qui convertissent chacune la surface de bague 16 en une image de surface de bague 1161, 1162. De préférence, pour chacune des transformations géométriques optiques, le positionnement angulaire relatif de deux points de la surface de bague autour de l'axe central théorique Al n'est pas modifié, en ce sens que deux points de la surface de bague réelle, séparés par un écart angulaire autour de l'axe central théorique Al, voient, dans l'image obtenue par la transformation géométrique optique considérée, leurs images respectives séparées du même écart angulaire autour de l'image de l'axe central théorique. Pour chacune des deux transformations optiques, on considère que la même transformation convertit théoriquement la surface de bague théorique en une image théorique de la surface de bague I161t, Ï162t, au sens que l'image théorique de surface de bague est l'image, qui serait formée par la transformation, d'une surface de bague réelle qui serait confondue avec la surface de bague théorique.
Dans la Fig. IC, on a illustré en trait continu la trajectoire de deux rayons d'observations, respectivement selon le premier angle d'élévation d'observation et selon le deuxième angle d'élévation d'observation, issus du point Tï de la surface de bague réelle, en direction du capteur photoélectrique 18, en passant respectivement par la première et la seconde surface primaire de réflexion.
Dans la Fig. 1D, on a illustré l'image globale IG telle que reçue par le capteur 18 au travers des deux systèmes optiques 24, 24'. Les deux images réelles de la même surface de bague, formées respectivement selon les deux angles d'élévation d'observation, donc par l'intermédiaire respectivement des deux surfaces primaires de réflexion 261, 262, sont ici illustrées sous la forme chacune d'une ligne image 1161, 1162 qui est l'image, formée par le système optique correspondant sur le capteur commun 18, de la réflexion du faisceau incident correspondant sur la surface de bague 16. L'épaisseur de ces deux lignes images selon la direction radiale dans l'image globale IG est déterminée notamment par la géométrie, par exemple plane, arrondie, en V inversé ou polygonale, du profil de la surface de bague en section dans un plan radial, par l'étendue de la source lumineuse dans un même plan radial, et par l'angle d'éventail lumineux délivré par cette source. Dans la plupart des cas, une image de la surface de bague 1161, 1162 pourra être assimilée à une ligne, sinon il sera possible de définir une ligne représentative de l'image de la surface de bague, par exemple un choisissant une ligne de bord intérieur ou extérieur ou une ligne médiane de l'image de la surface de bague en tant que ligne représentative. On pourra aussi déterminer une telle ligne par segmentation, par « squelettisation », en recherchant un point particulier pour chaque rayon parcouru en partant du centre etc....
Comme illustré aux Figs. IC et 1D, on considère ici que le point correspondant Ttî de la surface de bague théorique 16t est le point de cette surface théorique qui aurait la même coordonnée angulaire que le point considéré Ti de la surface de bague réelle 16 dans un système de coordonnées cylindriques (Z, p, Q) centré sur l'axe central théorique Al. La différence de position entre un point considéré Ti de la surface de bague réelle et un point correspondant Ttî de la surface de bague théorique est la combinaison d'une différence de hauteur réelle dZ, selon la direction de l'axe central théorique, et d'une différence radiale réelle dp, selon la direction radiale perpendiculaire à l'axe central théorique Al.
Les points images ITïl, ITÏ2 de l'image de surface de bague du récipient sont les images du point considéré Ti de la surface de bague réelle au travers respectivement du premier et du deuxième système optique, du fait de la transformation géométrique optique correspondante.
Sur cette Fig. 1D, on a rapporté deux lignes I161t, I162t illustrant respectivement l'image théorique de surface de bague selon les deux angles d'élévation d'observation. Les points images théoriques correspondants ITtïl, ITtï2 des images théoriques I161t, I162t de la surface de bague 16t sont les images du point correspondant Tti de la surface de bague théorique au travers respectivement du premier et du deuxième système optique, du fait de la transformation géométrique optique correspondante.
Une ligne théorique I161t, I162t représentative de l'image théorique de surface de bague peut être une ligne prédéfinie, par exemple un cercle centré sur l'image de l'axe d'installation IA'l.
Alternativement, une ligne théorique I161t, I162t représentative de l'image théorique de surface de bague peut être déduite de l'image de la surface de bague 1161, 1162, par exemple par calcul au sein d'un dispositif de traitement d'images, en estimant la ligne théorique I161t, I162t correspondante. Différentes méthodes sont possibles pour déduire cette ligne théorique, par exemple de type « best fit curve », transformée de Hough, corrélation, recherche du plus grand cercle inscrit etc...Dans ces méthodes il est possible de prendre en compte des valeurs de diamètre a priori de la bague. En effet, la ligne théorique I161t, I162t dans un système optique parfait et pour un récipient centré dans la zone d'installation E (Al = A'1) est un cercle. Le diamètre du cercle d'une image de bague théorique (ligne théorique I161t, I162t) peut être connu a priori du système de traitement d'images, grâce à des moyens de réglage ou d'initialisation, par exemple par apprentissage, ou par saisie ou téléchargement d'une valeur. Il reste donc pour connaître la ligne théorique I161t, I162t de déterminer son centre à partir de l'image de la surface de bague 1161, 1162. Il est possible de généraliser ces méthodes avec des formes plus élaborées de courbes théoriques comme des ellipses, ou autres courbes paramétriques pour des récipients non centrés, donc si Al est décalé par rapport à Al.
Les deux zones d'image numérique ZI1, ZI2, contenant chacune respectivement l'une des deux images de la même surface de bague sont, dans l'exemple illustré, des zones annulaires concentriques qui correspondent respectivement aux deux surfaces primaires de réflexion 261, 262.
Comme illustré aux Figs. IC et 1D, au moins une des deux transformations géométriques optiques, et, au moins pour les modes de réalisation des Figs. IA, 3, 4 et 5, en réalité les deux transformations géométriques optiques, convertit, sauf cas particuliers, une différence de position entre un point considéré Ti de la surface de bague réelle et un point correspondant Tti de la surface de bague théorique, en un décalage radial image dRli, dR2i. Un décalage radial image dRli, dR2i, dans l'image globale IG, IG', est la distance entre, d'une part, le point image ITil, ITi2 dans l'image de surface de bague réelle 1161, 1162 correspondante, et, d'autre part, le point image théorique correspondant ITtil, ITtî2 dans l'image théorique de surface de bague I161t, I162t correspondante.
Dans l'exemple illustré, les deux images de surface de bague réelle 1161, 1162, illustrées en trait continu, sont sensiblement confondues sur toute la périphérie avec l'image théorique de bague correspondante I161t, Ï162t, lesquelles sont illustrées en trait discontinu. On voit que, dans la première zone image ZI1, dans le secteur angulaire correspondant au point Ti de la surface de bague présentant un défaut localisé, la première image de surface de bague réelle 1161 se démarque de la première image théorique de bague correspondante I161t, et présente, dans l'image, un décalage radial image dRli par rapport à cette dernière. On voit que la différence de position entre les deux points Ti et Tti est convertie selon la première transformation géométrique optique, due au système optique 124, en un décalage radial image dRli sur l'image vue par le capteur.
Dans l'exemple illustré, pour lequel le deuxième angle d'élévation d'observation Y2 est aussi un angle rasant, on voit que, dans le secteur angulaire correspondant au même point Ti de la surface de bague présentant un défaut localisé, la deuxième image de surface de bague réelle 1162 se démarque elle aussi de la deuxième image théorique de bague correspondante I162t, et présente, dans l'image, un décalage radial image dR2i par rapport à cette dernière. On voit que, dans cette hypothèse, la différence de position est convertie selon la deuxième transformation géométrique optique, due au système optique 124, en un deuxième décalage radial image dR2i sur l'image vue par le capteur.
On remarque que, pour les configurations dans lesquelles les rayons réfléchis subissent le même nombre de réflexions, ou un nombre de même parité, dans leur trajet entre la surface de bague réelle et le capteur 18, les deux décalages radiaux images dRli et dR2i peuvent être mesurés, dans l'image globale IG délivrée par capteur, sur un même rayon issu d'un point central de l'image qui correspond à l'image IA'l de l'axe d'installation A'I.
De préférence, pour au moins la première des deux transformations géométriques optiques, par exemple celle mise en oeuvre au travers de la première surface de réflexion 261, on observe, dans la première zone d'image plane ZI1 recueillie par le premier capteur 18, que le décalage radial image dRli résultant d'une différence de hauteur réelle dZi unitaire est supérieur au décalage radial image résultant d'un décalage radial réel dpi de même dimension entre un point considéré de la surface de bague réelle et un point correspondant de la surface de bague théorique. En d'autres termes, de préférence, pour au moins la première des deux transformations géométriques optiques, l'influence d'une différence de hauteur réelle dZi est supérieure à l'influence d'une différence radiale réelle dpi dans le décalage radial image obtenu dans la première transformation géométrique optique obtenue par le premier système optique 24. Ainsi, un décalage de hauteur de 1 mm de la surface de bague réelle par rapport à la surface de bague théorique se traduirait par un décalage radial image d'origine axiale, tandis qu'un décalage radial de 1 mm de la surface de bague réelle par rapport à la surface de bague théorique se traduirait par un autre décalage radial image, d'origine radiale, de valeur inférieure.
Dans certains modes de réalisation d'un dispositif de l'invention, une telle prépondérance des décalages radiaux image d'origine axiale est assurée par le fait que le premier angle d'élévation d'observation est inférieur ou égal à 45° degrés d'angle, encore plus s'il est inférieur à 25 degrés d'angle. Cependant, dans le mode de réalisation de la Fig. 7B, une telle prépondérance n'est prévue pour aucune des deux transformations géométriques définies par les deux systèmes optiques 24, 24'.Dans les exemples de réalisation illustrés comportant une première surface primaire de réflexion 261 tronconique, concave dans un plan perpendiculaire à l'axe d'installation, cette propriété, selon laquelle l'influence d'une différence de hauteur réelle est supérieure à l'influence d'une différence radiale réelle dans le décalage radial image obtenu dans la transformation géométrique optique, est assurée notamment par l'angle de la surface primaire de réflexion 261 par rapport à l'axe d'installation Al. Plus précisément, le demi-angle au sommet a1 , caractéristique de la surface primaire de réflexion 261, détermine le rapport d'influence, sur le décalage radial image, entre une différence de hauteur et une différence radiale de la surface réelle par rapport à la surface de bague théorique.
Dans les modes de réalisation illustrés, avec une première surface primaire de réflexion 261 concave et une surface de réflexion de renvoi 132, le plus ce demi-angle au sommet a1 de la surface primaire de réflexion 261 diminue en se rapprochant de 0 degrés d'angle, le plus l'influence de la différence de hauteur sur le décalage radial image sera importante. Bien entendu, on veillera de préférence à ce que le sommet du cône qui porte la surface primaire de réflexion soit disposé vers le haut par rapport à ladite surface, de telle sorte que l'élément optique 122 qui porte la surface primaire de réflexion 261, 262 puisse être agencé au-dessus de la surface de bague 16, le capteur 18 voyant ainsi la surface de bague 16 par le dessus au travers du système optique 24. Dans le cas illustré où la surface de réflexion de renvoi 132 présente un angle de 45 degrés d'angle, ce demi-angle au sommet a1 est inférieur à 12,5 degrés d'angle pour que l'influence de la différence de hauteur réelle soit très nettement supérieure à l'influence d'un décalage radial réel dans le décalage radial image.
De préférence, pour au moins le premier des deux champs d'observation périphérique, le décalage radial image correspondant à une différence de hauteur réelle unitaire est au moins 2,14 fois supérieur, et plus préférentiellement au moins 3 fois supérieur au décalage radial image correspondant à un décalage radial réel de même dimension entre ledit point de la surface de bague réelle et un point correspondant de la surface de bague théorique. De la sorte, on assure que, dans l'image obtenue, un décalage radial image est très majoritairement dû à un décalage en hauteur de la surface de bague réelle par rapport à la surface de bague théorique plutôt qu'à un décalage radial entre ces deux surfaces.
Dans les exemples illustrés aux Figs. IA à 5, l'angle d'élévation d'observation yi défini par la première surface primaire de réflexion 261 est de 15 degrés d'angle, et le demi-angle au sommet al de la première surface primaire de réflexion 261 est de 7,5 degrés d'angle. De manière plus générale, dans la configuration du dispositif de la Fig. IA, la première surface primaire de réflexion concave 261 peut être une surface de révolution tronconique, continue à 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation AΊ, et présentant un demi-angle au sommet al égal à la moitié de l'angle d'élévation d'observation.
Dans la configuration du dispositif de la Fig. IA, le deuxième angle d'élévation d'observation Y2 aussi est inférieur à 45 degrés d'angle, et même de préférence inférieur à 25 degrés d'angle, donc rasant, comme vu plus haut. Il en ressort que l'on trouve aussi, dans la deuxième image 1162 de surface de bague, un décalage radial image dR2 correspondant à une différence de hauteur réelle unitaire supérieure au décalage radial image correspondant à un décalage radial réel de même dimension entre ledit point de la surface de bague réelle 16 et un point correspondant de la surface de bague théorique 16t.
Au contraire, dans les modes de réalisation des Figs. 4, 5, 7A et 7B, le deuxième angle d'élévation d'observation Y2 n'est pas rasant, comme vu plus haut. Il peut être par exemple supérieur à 65 degrés d'angle, voire supérieur à 75 degrés d'angle. Dans ce cas, un décalage radial image est très majoritairement dû à un décalage radial réel dp de la surface de bague réelle par rapport à la surface de bague théorique plutôt qu'à un décalage en hauteur entre ces deux surfaces. Ce décalage radial image pour la deuxième image est donc d'origine radiale principalement.
Pour le mode de réalisation de la Fig. 3, le deuxième angle d'élévation d'observation Y2 est de 90 degrés d'angle. Dans ce cas, un décalage radial image dR2 est dû uniquement à un décalage radial réel dp de la surface de bague réelle par rapport à la surface de bague théorique. Un décalage en hauteur dZi entre ces deux surfaces n'est pas visible sur la deuxième image de surface de bague. Autrement dit, dans ce dispositif de la Fig. 3, un décalage radial image dR2i mesuré dans la deuxième image 1162 de surface de bague donne directement une valeur représentative de décalage radial de la surface de bague réelle par rapport à la surface de bague théorique selon une direction perpendiculaire à l'axe d'installation.
Dans la suite de la description sont expliquées des méthodes possibles de traitement d'image et de détermination des mesures pour l'inspection des récipients. Afin que les mesures réalisées en unités de pixels ou sub-pixels dans les images soient traduites en mesures physiques relatives à des récipients, notamment en unités de longueur, les calculs prennent en compte les caractéristiques optiques et géométriques des premier et deuxième systèmes optiques 24, 24', y compris des systèmes objectifs 20, 20', et des capteurs 18 et 18' telles que : les dimensions des pixels, les distances focales des objectifs, les distances et positions des éléments optiques et de la surface de bague, et les angles des miroirs tronconiques, etc.... Ces caractéristiques optiques et géométriques sont donc considérées connues du système de traitement d'image. Elles sont mises à disposition du système de traitement d'image soit par tout support de mémoire, par exemple par saisie ou par étalonnage du dispositif.
Ces caractéristiques optiques et géométriques servent également à calculer des rayons géométriques correspondant à des rayons otiques afin d'effectuer tout calcul utile dans l'espace tridimensionnel de mesure.
Ainsi, de manière plus générale, dans les images qui sont obtenues par le procédé et/ou le dispositif décrit ci-dessus, on peut procéder, par traitement d'image, à la détermination de points d'intérêts de chaque image de bague. Ces déterminations seront faites pour un nombre N de directions Di analysées, issues d'un point de référence O de l'image numérique globale et décalées angulairement les unes des autres autour du point de référence O, qui sera de préférence l'image IA'l de l'axe d'installation.
On note que l'on peut alors travailler dans une image numérique globale commune délivrée dans le cas d'un capteur commun, ou, dans le cas de deux capteurs dédiés, dans une image numérique globale composite obtenue par composition des deux images numériques globales délivrées séparément par deux capteurs dédiés délivrée, ou séparément dans les deux images numériques globales délivrées séparément par deux capteurs dédiés. Dans tous les cas, on veillera à tenir compte de toute inversion optique entre les deux images numériques bidimensionnelles, de toute différence de grandissement entre les deux images, de toute différence d'orientation, quitte à recaler les deux images si nécessaire pour qu'elles soient géométriquement comparables.
Ainsi, on pourra déterminer, selon la direction Di analysée, un premier point image ITil de la première image numérique bidimensionnelle 1161 de la surface de bague 16, sur la direction analysée. Ce point image ITil est l'image du point Ti de la surface de bague au travers du premier système optique. On peut alors déterminer une première valeur représentative de la distance de ce premier point image au point de référence dans la première image numérique globale IG. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, cette valeur représentative peut être la valeur du premier décalage radial image dRli, soit la distance entre le premier point image ITil et un premier point image théorique ITtil, appartenant à la première image théorique I161t de surface de bague et situé sur la même direction. Ce premier décalage radial image dRli est donc, dans cet exemple, la distance, selon la direction analysée, issue du point de référence, entre la ligne 1161 représentative de la première image de la surface de bague 16 et la ligne théorique I161t représentative de l'image théorique de surface de bague dans la première image. Cependant, on pourrait aussi prendre comme valeur représentative la valeur de la distance de la distance de ce premier point image au point de référence dans la première image numérique globale IG comme cela sera décrit plus loin.
On peut aussi déterminer un deuxième point image ITÎ2 de la deuxième image 1162 de la surface de bague 16, sur la même direction analysée Di issue du point de référence IA1, IA'l. Ce point image ITÏ2 est l'image du même point Ti de la surface de bague au travers du deuxième système optique 24'. On peut alors déterminer une valeur représentative de la distance de ce deuxième point image ITÎ2 au point de référence IA1, IA'l dans la deuxième image numérique globale IG'. Dans l'exemple mentionné ci-dessus, cette valeur représentative peut être la valeur du deuxième décalage radial image dR2i, toujours pour la même direction Di analysée, soit la distance entre le deuxième point image ITi2 et un deuxième point image théorique ITti2, appartenant à la deuxième image théorique I162t de surface de bague et situé sur la même direction. Ce deuxième décalage radial image dR2i est donc, dans cet exemple, la distance, selon la direction analysée, issue du point de référence IA1, IA'l, entre la ligne 1162 représentative de la deuxième image de la surface de bague 16 et la ligne théorique I162t représentative de l'image théorique de surface de bague dans la deuxième image. Cependant, comme on le verra en référence à la Fig. 1E, on peut aussi prendre, comme valeur représentative la valeur de la distance, la distance de ce deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique globale IG. Bien entendu, pour les deux images, on prendra des valeurs représentatives de la même grandeur.
Sur cette base, on peut alors déduire, pour chaque direction Di analysée, par une relation géométrique de triangulation dans le plan radial Pri, au moins une valeur représentative d'une position axiale, selon la direction de l'axe de l'installation A'1, du point Ti de la surface de bague réelle 16 dont les images par le premier et le deuxième système optique 24, 24' sont respectivement le premier point image ITil et le deuxième point image ITÏ2.
En faisant référence à la Fig. 1D, cette relation géométrique de triangulation utilise par exemple :
- la première valeur, par exemple le premier décalage radial image dRli ;
- la deuxième valeur, par exemple le deuxième décalage radial image dR2i ;
- le premier angle d'élévation d'observation gΐ, et
- le deuxième angle d'élévation d'observation Y2.
En effet, par projection orthogonale dans un plan radial Pri contenant l'axe d'installation A'1 et passant par le point Ti considéré, donc contenant la direction Di analysée, on peut déterminer des relations reliant :
- un décalage radial réel dpi entre les points Ti et Tti considérés dans le plan radial Pri les contenant ;
- une différence de hauteur dZi selon la direction de l'axe d'installation entre les points Ti et Tti considérés
- les décalages radiaux images dRli et dR2i mesurés dans l'image globale.
Dans l'exemple de réalisation illustré, cette relation peut être décrite par les équations :
dRli = dZi * G1 * cos(yi) + dpi * G1 * sin (yi) dR2i = dZi * G2 * cos(Y2) + dpi * G2 * sin (Y2)
où G1 et G2 sont des fonctions du grandissement respectivement du premier système objectif 20 et du deuxième système objectif 20'.
En variante, en référence à la Fig. 1E, on pourra déterminer, selon la direction Di analysée, un premier point image ITil de la première image numérique bidimensionnelle 1161 de la surface de bague 16, sur la direction analysée. Ce point image ITil est l'image du point Ti de la surface de bague au travers du premier système optique. On peut alors déterminer la distance Rli de ce premier point image au point de référence O, par exemple l'image IA'l de l'axe d'installation, dans la première image numérique globale IG. Cette valeur peut être nommée coordonnée radiale image Rli.
On peut aussi déterminer un deuxième point image ITi2 de la deuxième image 1162 de la surface de bague 16, sur la même direction analysée Di issue du point de référence O. Ce point image GP2 est l'image du même point Ti de la surface de bague au travers du deuxième système optique 24'. On peut alors déterminer la distance R2ï de ce deuxième point image ITÎ2 au point de référence O dans la deuxième image numérique globale IG'. Cette valeur peut être nommée coordonnée radiale image R2i.
Sur cette base, on peut alors déduire, pour chaque direction Di analysée, par une relation géométrique de triangulation dans le plan Pri, au moins une valeur représentative Zi d'une position axiale, selon la direction de l'axe de l'installation Â'I, et une valeur représentative pi d'une position radiale du point Ti de la surface de bague réelle 16 dont les images par le premier et le deuxième système optique 24, 24' sont respectivement le premier point image ITil et le deuxième point image ITi2.
Cette relation géométrique de triangulation utilise par exemple :
- la première valeur, la coordonnée radiale image Rli du premier point image ITil ;
- la deuxième valeur, la coordonnée radiale image R2i du premier point image GP2 ; - le premier angle d'élévation d'observation gΐ, et
- le deuxième angle d'élévation d'observation Y2.
En effet, par projection orthogonale dans un plan radial Pri contenant l'axe d'installation A'I et passant par le point Tï considéré, donc contenant la direction Di analysée, on peut déterminer des relations reliant :
- la position radiale pi du point Tï par rapport à l'axe d'installation AΊ dans le plan radial Pri les contenant ;
- la position axiale Zi selon la direction de l'axe d'installation A'I pour le point Ti.
- Rli = Zi * Kll * cos(Yl) + pi * K12 * sin (gΐ) + K13
- R2i = Zi * K21* cos(Y2) + pi * K22* sin (Y2) + K23
- dans laquelle Kij sont des constantes dépendant des caractéristiques géométriques et optiques du dispositif, telles que décrites plus haut. On connaît donc, pour toutes directions Di, donc pour les tous plans PRi donc pour tous les angles qϊ, les coordonnées cylindriques complètes d'un point Ti de la surface de bague.
Une méthode équivalente est de calculer, dans un plan radial donné Pri, pour les points images ITli et IT2i, le rayon principal d'observation associé, et considérer la position du point Ti comme étant l'intersection des deux rayons principaux d'observation ainsi calculés. En effet, par la connaissance des caractéristiques optiques et géométriques du dispositif, il est possible d'associer à chaque point image d'une image, un rayon principal d'observation pour ce point de l'image. Ainsi, les deux points images ITli et IT2i correspondant à un même point réel permettent des déterminer l'équation de deux rayons principaux d'observation, ayant donc chacun un angle d'élévation d'observation différent. Une telle méthode reste basée sur une relation géométrique de triangulation utilisant une première valeur représentative de la distance du premier point image au point de référence, une valeur représentative de la distance du deuxième point image au point de référence, le premier angle d'élévation d'observation gΐ, et le deuxième angle d'élévation d'observation Y2. Selon une variante, on peut analyser une des deux images 1161 (respectivement 1162) de la surface de bague en considérant ensemble les N points images ITli (respectivement IT2î) pour obtenir une estimation de l'une des deux valeurs, soit du décalage radial réel dpi, soit de la différence de hauteur dZï. Par exemple, à partir des N points IT2ï de la deuxième image 1162, on détermine une estimation, pour chaque direction, du décalage radial réel dpi. Cette estimation du décalage radial réel dpi est ensuite prise en compte pour corriger des estimations de différence de hauteur dZi à partir uniquement des points ITli.
Selon une variante, la deuxième image 1162 est obtenue avec un dispositif comme ceux des Figs. 3 ou 4, avec un angle d'élévation observation plongeant, notamment supérieur à 75 degrés d'angle, dans laquelle l'influence de la différence de hauteur réelle dZi, sur la position radiale du second point image ou sur le décalage radial image dR2i, est négligeable voire nulle si Y2=90 degrés d'angle. Dans ce cas, on peut analyser d'abord la deuxième image 1162 de la surface de bague en considérant ensemble les N points IT2i. A partir des N points IT2i de la deuxième image 1162 on détermine des valeurs représentatives du décentrement et/ou de la circularité, par exemple les valeurs de décalage radial réel dpi. Dans un deuxième temps, ces valeurs déterminant la forme et position du cylindre de la bague, il est possible de déterminer avec une grande précision la position dZi de chaque point objet réel Ti à partir de la position du point image ITli.
En effet, de manière générale, on considère qu'un décalage radial réel dpi d'un point Ti de la surface de bague peut être dû :
a) au décentrement de l'axe central théorique Al de la bague par rapport à l'axe Â'I de l'installation lors de la prise de vue.
b) à un défaut de circularité.
On néglige dans l'explication qui suit l'influence d'une éventuelle inclinaison, qui peut cependant être prise en compte par ailleurs. Dans tous les cas, pour la première image obtenue après réflexion sur une surface primaire de réflexion, en l'absence de tout défaut de circularité mais en présence d'un décentrement, la première image de surface de bague réelle 1161 est une courbe paramétrique, résultant de l'observation d'un cercle à travers sa réflexion sur les miroirs tronconiques. En l'absence de décentrement, cette première image est un cercle.
Au contraire, en l'absence de tout défaut de circularité, l'image de surface de bague réelle 1162 est un cercle centré ou non pour le mode de réalisation de la Fig. 3 et une ellipse pour le mode de réalisation de la Fig. 4. Il est aisé de déterminer un cercle ou une ellipse dans la zone image ZI2 au moyen d'algorithmes connus et donc de connaître le décentrement. On peut en définir une mesure dans le repère image en pixels ou dans le repère réel en millimètres la distance entre les axes Al et A'I.
Pour les modes de réalisation des Figs. 3 et 4, les défauts de circularités sont alors les écarts entre les courbes théoriques et les courbes réelles. Un défaut de circularité se détermine alors par exemple en recherchant la deuxième ligne théorique I162t de type cercle ou ellipse s'approchant le plus de la courbe réelle 1162. On applique donc un algorithme similaire au précédent. Pour les modes de réalisation des Figs. 3 et 4 les défauts de circularités sont alors les écarts entre les courbes théoriques et les courbes réelles. On peut en définir, dans le repère image en pixels ou dans le repère réel en millimètres, des mesures, et comparer ces mesures à des seuils de tolérance. Un exemple de mesure est donné par la surface de l'aire comprise entre les deux courbes comparées, ou une valeur de distance entre ces courbes. D'autres critères sont envisageables. Ce sont en tous cas des valeurs représentatives de la distance des points images à point de référence dans l'image numérique correspondante.
De manière générale, la méthode d'analyse des images IG, IG' par le système de traitement d'image, pour la détermination d'une géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle d'un récipient, prend en compte les caractéristiques optiques et géométriques du dispositif. Dans l'image IG, IG', on sélectionne un point de référence comme origine O d'un repère image de coordonnées polaires. De préférence cette origine est le point IA'l qui est l'image par le premier système de l'axe d'installation AΊ. Chaque pixel P de l'image IG, IG', possède donc comme coordonnées polaires P(R, Q), son rayon R défini comme sa distance au point de référence et l'angle Q du rayon PO.
On note que, pour certaines méthodes, plus les angles d'élévation d'observation gΐ et Y2 sont différents, plus le calcul, notamment de triangulation, sera précis. Si la deuxième observation est « verticale » ou presque verticale (Y2 égal ou proche de 90 degrés d'angle) elle ne « voit » pas ou presque pas une éventuelle différence de hauteur dZi et donc permet un calcul fiable du décalage radial réel. L'observation complémentaire, obtenue selon le premier angle d'élévation d'observation, pourra évaluer la différence de hauteur dZi avec précision car l'on pourra compenser par le calcul tout décalage radial, notamment si le premier angle d'élévation d'observation gi est inférieur ou égal à 45° degrés d'angle, et encore plus s'il est inférieur à 25° degrés d'angle.
Ainsi, en répétant ces calculs pour un nombre déterminé N de directions différentes Di, réparties de préférence sur les 360 degrés d'angle autour du point de référence, on peut déterminer la géométrie de la surface de bague réelle et en déduire la présence de différents défauts de la surface de bague, notamment :
- des défauts de planéité, par exemple de type « manque de verre », ou de type « bague voilée » ;
- des défauts de circularité ;
- etc....
De préférence, pour toutes les méthodes ci-dessus, on prendra un nombre N suffisant de directions Di pour, sur les 360 degrés d'angle de la surface de bague, avoir une information géométrique suffisamment fine pour les défauts à observer. De préférence, le nombre de directions Di est choisi pour que, sur les 360 degrés d'angle, les deux directions Di ne soient pas séparées de plus de 20 degrés d'angle, de préférence pas séparées de plus de 10 degrés d'angle, plus préférentiellement pas séparées de plus de 5 degrés d'angle. Cela se traduira respectivement par au moins 18 directions distinctes, de préférence au moins 36 directions distinctes, plus préférentiellement au moins 72 directions distinctes.
On notera que le dispositif et la méthode proposés présentent l'avantage de pourvoir déterminer des défauts de planéité indépendamment d'un éventuel défaut de circularité de la surface de bague, par exemple une ovalisation, et, encore plus important, indépendamment d'un éventuel défaut de centrage de la surface de bague, défaut qui peut être un défaut inhérent à la géométrie du récipient (décentrage de la surface de bague par rapport à l'axe central théorique du récipient Al) ou qui peut être un défaut de positionnement du récipient dans l'installation au moment de l'inspection (centrage de la surface de bague par rapport à l'axe d'installation A'1). Ce dernier point est important car il permet d'augmenter les tolérances de positionnement du récipient lors de l'inspection. Cela est très appréciable pour une inspection en ligne, notamment à haute cadence.
Ils permettent également de prendre en compte et mesurer les défauts d'inclinaison de la bague.
Dans une méthode dans laquelle on aura déterminé une autre valeur représentative, par exemple la valeur de la distance de ce deuxième point image au point de référence dans la première image numérique globale IG, on aura directement les coordonnées des points correspondants de la surface de bague dans un repère cylindrique.
Dans tous le cas, on peut ainsi déterminer des informations représentatives de la géométrie tridimensionnelle de la surface de bague réelle 16 du récipient 14 inspecté.
Cette détermination peut être effectuée, dans un dispositif selon l'invention, par un système de traitement d'images associé au capteur 18, incluant notamment par exemple un ordinateur.
On a illustré sur la Figure 6 une ligne d'inspection 200 de récipients 14 mettant en oeuvre un dispositif 10 selon l'invention. Dans l'exemple illustré, des récipients 14 sont déplacés par un convoyeur 210 qui transporte les récipients 14 selon une direction de déplacement, par exemple de translation horizontale perpendiculaire à l'axe central théorique Al des récipients 14. Dans l'exemple illustré, le convoyeur 210 comporte un tapis convoyeur 212 sur lequel les récipients 14 sont posés par leur surface de fond, aussi appelé plan de pose, avec leur axe central théorique Al agencé verticalement. Le convoyeur 210 pourrait aussi comporter des moyens de guidage (non représentés) coopérant avec les faces latérales des récipients 14. Le convoyeur 210 pourrait aussi comporter des courroies de transport opposées, exerçant un serrage des faces latérales de récipient pour leur transport sur une portion linéaire. Le convoyeur pourrait comporter une roue de convoyage déplaçant les récipients 14 selon une trajectoire de déplacement circulaire, notamment dans un plan horizontal. Les récipients 14 présentent ainsi leur surface de bague 16 dans un plan horizontal tourné vers le haut. Le convoyeur 210 amène les récipients selon la trajectoire horizontale en dessous du dispositif 10 selon invention, sans risque d'interférence avec le dispositif 10. Le dispositif 10 peut être porté par support, par exemple en forme de boîtier 230, incorporant le dispositif 10, notamment le ou les capteurs 18, 18', les systèmes objectif 20, 20', la ou les source lumineuse 28, 28', la ou les surfaces primaires de réflexion 261 , 262. Le boîtier 230 est agencé au-dessus du convoyeur. À l'intérieur du boîtier 230, le dispositif 10 selon l'invention est agencé avec son axe d'installation A'I en position verticale, de telle sorte que les champs d'observation et le faisceau lumineux incident sont orientés vers le bas, vers la zone d'installation E qui se situe entre la face inférieure du boîtier 230 et le tapis convoyeur 212. On comprend donc que, au niveau de cette station d'inspection, le convoyeur 210 amène les récipients de manière à ce que leur axe central théorique Al coïncide au mieux avec l'axe d'installation A'I. Au moment de cette coïncidence, au moins une première image et une deuxième image sont acquises grâce au dispositif 10, éventuellement sous la forme d'une image numérique globale commune, sans que cela nécessite ni une manutention du récipient ni un arrêt du convoyeur. Les images acquises par le dispositif 10 peuvent ensuite être envoyées à un dispositif de traitement 240, par exemple un système de traitement d'images et/ou un dispositif de visualisation et/ou un dispositif de stockage d'images, par exemple un système informatique comprenant un ordinateur. Il est alors possible d'analyser les images ainsi acquises et de déterminer la géométrie tridimensionnelle de la surface de bague 16 du récipient 14.
La caméra peut être déclenchée pour intégrer les images de manière synchronisée avec le déplacement des articles, notamment pour figer l'image au moment de l'alignement de l'axe central théorique de bague Al avec l'axe d'installation AΊ. Le temps d'intégration est prévu court, par exemple inférieur à lms, voire inférieur à 400ps, afin de réduire le risque de flou de bougé dans les images.
La source de lumière peut être pulsée, c'est-à-dire produire l'éclairage pendant une durée brève de type flash, par exemple inférieure à lms, voire inférieure à 400pm, afin de réduire le flou de bougé dans les images.
Il peut être prévu que système de traitement 240 coopère avec, ou inclut, une unité de commande, qui pilote la source de lumière et la caméra, afin de les synchroniser avec le déplacement des articles.
Le dispositif et le procédé sont donc sans contact physique avec le récipient à contrôler. Un dispositif selon l'invention se révèle moins onéreux et d'encombrement plus faible que des dispositifs de l'art antérieur, permettant notamment son installation aisée dans une station ou sur une ligne d'inspection d'articles, station ou ligne d'inspection qui peut comporter d'autres dispositifs destinés à d'autres contrôles, et le dispositif suivant l'invention peut ainsi être installé notamment dans une ligne de production où les récipients circulent à la chaîne. Un tel dispositif permet alors le contrôle de récipients en ligne, que ce soit sur une ligne de production des récipients, ou sur une ligne de traitement des récipients, ou sur une ligne de remplissage, à grande vitesse. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de détermination d'une géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle (16) d'un récipient (14), la surface de bague ayant une géométrie théorique plane et annulaire ou circulaire autour d'un axe central théorique (Al), du type comportant :
- l'éclairage de la surface de bague réelle (16) du récipient, par au-dessus, à l'aide d'un premier faisceau lumineux incident périphérique comprenant des premiers rayons lumineux radiaux incidents contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique (Al) et répartis sur 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation (AΊ), lesdits premiers rayons lumineux radiaux incidents étant dirigés vers l'axe central théorique (Al), et certains des premiers rayons lumineux radiaux incidents du premier faisceau lumineux incident étant réfléchis par réflexion spéculaire sur la surface de bague (16), sous la forme de rayons réfléchis (RR1) ;
- la formation, avec les rayons réfléchis et par l'intermédiaire d'un premier système optique (24, 261), d'une première image optique plane de la surface de bague du récipient, sur un premier capteur photoélectrique bidimensionnel (18) apte à délivrer une première image numérique globale ; et du type dans lequel l'étape consistant à former une première image optique plane comporte l'observation de la surface de bague (16), par au-dessus, par un premier système optique (24, 261), selon un premier champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague (16) selon des premiers rayons d'observation radiaux qui sont contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique (Al) et qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique (Al), le premier champ d'observation périphérique ayant un premier angle d'élévation d'observation (YD par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe central théorique (Al), de manière à recueillir sur le premier capteur photoélectrique bidimensionnel, dans une première zone annulaire du capteur, des rayons réfléchis pour former une première image numérique bidimensionnelle (1161) dans une première zone image (ZI1) de la première image numérique globale délivrée par le premier capteur ; caractérisé en ce que le procédé comprend :
- la formation, par l'intermédiaire d'un deuxième système optique
(24', 262), d'une deuxième image optique plane de la surface de bague du récipient, distincte de la première image plane, sur un deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel (18, 18') apte à délivrer une deuxième image numérique globale, par l'observation de la surface de bague (16), par au-dessus, par le deuxième système optique (24', 262), selon un deuxième champ d'observation périphérique, symétrique en rotation autour de l'axe central théorique (Al), qui observe la bague (16) selon des deuxièmes rayons d'observation radiaux qui sont contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique (Al), qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique (Al), le deuxième champ d'observation périphérique ayant un deuxième angle d'élévation d'observation (Y2) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe central théorique (Al), mais différent du premier angle d'élévation d'observation (gΐ), de manière à recueillir sur le deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel, dans une deuxième zone annulaire du capteur, des rayons réfléchis pour former une deuxième image numérique bidimensionnelle (1162) de la surface de bague dans une deuxième zone image (ZI2) de la deuxième image numérique globale délivrée par le deuxième capteur ;
- et en ce que le procédé comporte la détermination, pour un nombre N de directions (Di) analysées issues d'un point de référence de l'image numérique considérée et décalées angulairement les unes des autres autour du point de référence :
• d'un premier point image de la première image numérique bidimensionnelle de la surface de bague (16), sur la direction analysée, et d'une première valeur représentative de la distance de ce premier point image au point de référence dans la première image numérique ; • d'un deuxième point image de la deuxième image numérique de la surface de bague (16), sur la direction analysée, et d'une valeur représentative de la distance de ce deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique ;
- et en ce que le procédé déduit, pour les N directions analysées, par une relation géométrique utilisant les N premières valeurs, les N deuxièmes valeurs, le premier angle d'élévation d'observation (gΐ), et le deuxième angle d'élévation d'observation (Y2), au moins une valeur représentative d'une position axiale, selon la direction de l'axe central théorique (Al), de chacun des N points de la surface de bague réelle (16) dont les images par le premier système optique (24) et le deuxième système optique (24') sont respectivement les N premiers points images et les N deuxièmes point image.
2 - Procédé de détermination selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte :
- l'observation simultanée de la surface de bague (16) par le premier système optique (24, 261), selon le premier champ d'observation périphérique, et par le deuxième système optique (24, 262), selon le deuxième champ d'observation périphérique ;
- la formation simultanée, à partir des rayons réfléchis recueillis selon les premier et deuxième champs d'observation périphériques, par l'intermédiaire du premier et du deuxième système optique (24, 261, 262), de la première et de la deuxième image bidimensionnelle de la surface de bague du récipient simultanément à la fois dans une première zone d'image (ZI1) correspondant à l'observation selon le premier champ d'observation périphérique (gΐ) et dans une deuxième zone d'image (ZI2) correspondant à l'observation selon le deuxième champ d'observation périphérique (Y2). 3 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier système optique (24) comporte une première surface primaire de réflexion (261) et le deuxième système comporte optique (24', 262) comporte une deuxième surface primaire de réflexion (262), les deux surfaces primaires de réflexion (261, 262) étant des surfaces tronconiques de révolution, générées chacune par un segment de droite par révolution autour l'axe central théorique (Al), tournées vers l'axe central théorique (Al) et agencées pour réfléchir directement ou indirectement des rayons lumineux, provenant de la surface de bague réelle sous l'angle d'élévation d'observation correspondant, en direction du capteur associé.
4 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la formation de la première et de la deuxième image optique plane inclut pour chacune la formation optique d'une image bidimensionnelle complète et continue de la surface de bague réelle (16).
5 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier faisceau lumineux incident périphérique comporte, dans un même plan radial, des rayons lumineux radiaux incidents non parallèles.
6 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier faisceau incident éclaire la surface de bague sous une incidence telle que, au point de réflexion d'un premier rayon incident, dont le rayon réfléchi par la surface de bague réelle (16) est vu par le premier capteur selon le premier champ d'observation périphérique, la normale (« n ») à la surface de bague (16) forme un angle inférieur à 30 degrés d'angle par rapport à la direction de l'axe central théorique (Al).
7 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième faisceau incident éclaire la surface de bague sous une incidence telle que, au point de réflexion d'un deuxième rayon incident, dont le rayon réfléchi par la surface de bague réelle (16) est vu par le deuxième capteur selon deuxième champ d'observation périphérique, la normale (« n ») à la surface de bague (16) forme un angle inférieur à 30 degrés d'angle par rapport à la direction de l'axe central théorique (Al).
8 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier angle d'élévation d'observation (gΐ) est inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, de préférence inférieur à 25 degrés d'angle.
9 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence entre les deux angles d'élévation d'observation (gΐ, Y2) est inférieure ou égale à 20 degrés d'angle.
10 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le deuxième angle d'élévation d'observation (Y2) est supérieur à 65 degrés d'angle, de préférence supérieur ou égal à 75 degrés d'angle.
11 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que pour les N directions Di, le procédé déduit, pour chaque direction, par une relation géométrique de triangulation utilisant la distance du premier point image au point de référence dans la première image numérique bidimensionnelle, la distance du deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique bidimensionnelle, le premier angle d'élévation d'observation (gΐ), et le deuxième angle d'élévation d'observation (Y2), au moins une valeur représentative d'un décalage axial, selon la direction de l'axe central théorique (Al), entre la surface de bague réelle (16) et une surface de bague théorique.
12 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que pour les N directions Di:
• la première valeur représentative de la distance du premier point image au point de référence dans la première image numérique bidimensionnelle est la valeur d'un premier décalage radial image (dRli) entre une ligne (1161) représentative de la première image de la surface de bague (16) et une ligne théorique (I161t) représentative d'une image théorique de surface de bague dans la première image ;
• la deuxième valeur représentative de la distance du deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique bidimensionnelle est la valeur d'un deuxième décalage radial image (cSR2ï) entre une ligne (1162) représentative de l'image de la surface de bague (16) et une ligne théorique (I162t) représentative d'une image théorique de surface de bague dans la deuxième image ;
• et en ce que le procédé déduit, pour chaque direction, par une relation géométrique de triangulation utilisant le premier décalage radial, le deuxième décalage radial, le premier angle d'élévation d'observation m et le deuxième angle d'élévation d'observation (Y2), au moins une valeur représentative d'un décalage axial, selon la direction de l'axe central théorique (Al), entre la surface de bague réelle (16) et une surface de bague théorique.
13 - Procédé de détermination l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une ligne (1161, 1162) représentative de l'image de la surface de bague est l'image, formée par le système optique correspondant (24) sur le capteur associé (18), de la réflexion du faisceau incident correspondant sur la surface de bague (16).
14 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier et le deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel sont confondus en un même capteur photoélectrique bidimensionnel (18) délivrant une image numérique globale commune, la première zone d'image (ZI1) et la deuxième zone d’image (ZI2) étant disjointes dans l'image numérique globale commune. 15 - Dispositif de détermination d'une géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle (16) d'un récipient (14), la surface de bague ayant une géométrie théorique plane et annulaire ou circulaire autour d'un axe central théorique (Al), du type dans lequel le dispositif (10) présente une zone d'installation (E) d'un récipient, cette zone d'installation ayant un axe d'installation (AΊ), du type comprenant :
- un premier système d'éclairage (28, 140) ayant une première source lumineuse (28) qui est axée sur l'axe d'installation (AΊ), qui présente un diamètre supérieur au diamètre de la surface de bague (16) et qui est apte à fournir un premier faisceau lumineux incident périphérique comprenant des premier rayons lumineux radiaux incidents contenus dans des plans radiaux contenant l'axe d'installation (AΊ) et répartis sur 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation (AΊ), lesdits premiers rayons lumineux radiaux incidents étant dirigés vers l'axe d'installation (AΊ) ;
- un premier capteur photo-électrique bidimensionnel (18), relié à une unité d'analyse d'images ;
- un premier système optique (24, 261) interposé entre la zone d'installation du récipient et le premier capteur (18) apte à former sur le capteur (18) une première image (1161) de la surface de bague (16) d'un récipient (14) placé dans la zone d'installation ;
du type dans lequel le premier système optique (24, 261) comporte au moins une première surface primaire de réflexion (261) agencée dans une portion aval du champ de vision du premier capteur, la première surface primaire de réflexion (261) étant une surface tronconique de révolution, générée par un segment de droite par révolution autour de l'axe d'installation (A'I), tournée vers l'axe d'installation, et agencée pour réfléchir, directement ou indirectement, en direction du premier capteur (18) des premiers rayons lumineux provenant de la zone d'installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation (AΊ) et selon un premier champ d'observation périphérique ayant un premier angle d'élévation d'observation (yi) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (A!l) définissant ainsi un premier champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague (16) selon des premiers rayons d'observations radiaux qui sont contenus dans un plan radial contenant l'axe d'installation (A'I), qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique (Al), et qui forment par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (A'I) le premier angle d'élévation d'observation ;
et du type dans lequel le premier système d'éclairage (28, 140), le premier capteur (18) et le premier système optique (24, 261) sont agencés au-dessus de la zone d'installation ;
caractérisé en ce que
- le dispositif comporte un deuxième système optique (24, 262), interposé entre la zone d'installation du récipient et un deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel (18), et apte à former sur le capteur (18) une deuxième image (1162) de la surface de bague (16) d'un récipient (14) placé dans la zone d'installation ;
- en ce que le deuxième capteur (18) et le deuxième système optique (24, 262) sont agencés au-dessus de la zone d'installation ;
- en ce que le deuxième système optique (24, 262) est configuré pour conduire, directement ou indirectement, en direction du deuxième capteur (18), des deuxièmes rayons lumineux provenant de la zone d’installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation (A'I) et selon un deuxième champ d'observation périphérique ayant un deuxième angle d'élévation d'observation (Y2) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (AΊ) définissant ainsi un deuxième champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague (16) selon des deuxièmes rayons d'observations radiaux qui sont contenus dans un plan radial contenant l'axe d'installation (AΊ), qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique (Al), et qui forment par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (A'I) le deuxième angle d'élévation d'observation (Y2), ledit deuxième angle d'élévation d'observation CY2) étant différent du premier angle d'élévation d'observation CYD ;
- et en ce que le premier système optique et le deuxième système optique déterminent respectivement pour le premier capteur et pour le deuxième capteur respectivement une première portion de champ de vision amont et une deuxième portion de champ de vision amont qui se recoupent dans la zone d’installation selon un volume utile d'inspection (VUI) de révolution autour de l'axe d'installation (AΊ), tel que tout point objet placé dans le volume utile, et illuminé par au moins la première source lumineuse de manière à être imagé par un premier point image dans la première image formée par le premier système optique sur le premier capteur, est également imagé par un deuxième point image dans la deuxième image formée par le deuxième système optique sur le deuxième capteur.
16 - Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que, dans la première portion de champ de vision amont déterminée par le premier système optique pour le premier capteur, les premiers rayons d'observations radiaux déterminés par le premier système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VUI), centripètes en direction de l'axe d'installation, puis coupent l'axe d'installation pour devenir centrifuges en direction du premier système optique (24, 261).
17 - Dispositif selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le dispositif forme deux images optiques complètes, distinctes et continues (1161, 1162) de la surface de bague réelle (16) sur le capteur photoélectrique bidimensionnel (18) associé.
18 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) réfléchit indirectement des rayons lumineux en direction du capteur (18), et en ce que le dispositif comporte, entre la première surface primaire de réflexion (261) et le premier capteur (18), au moins une surface secondaire de réflexion (132). 19 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le deuxième système optique comporte au moins une deuxième surface primaire de réflexion (262) dans une portion aval du champ de vision du deuxième capteur (18), la deuxième surface primaire de réflexion étant une surface tronconique de révolution, générée par un segment de droite par révolution autour de l'axe d'installation, tournée vers l'axe d'installation et agencée pour réfléchir directement ou indirectement en direction du capteur (18) des rayons lumineux, provenant de la zone d'installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation
Figure imgf000082_0001
et selon le deuxième champ d'observation périphérique ayant le deuxième angle d'élévation d'observation (Y2) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (AΊ).
20 - Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) réfléchissent indirectement des rayons lumineux en direction du capteur (18), et en ce que le dispositif comporte, entre d'une part la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) et d'autre part le capteur commun (18), au moins une surface secondaire de réflexion (132) de révolution autour de l'axe d'installation (AΊ).
21 - Dispositif selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) comportent chacune une surface tronconique de révolution, tournée vers l'axe d'installation (A'I), présentant un petit diamètre et un grand diamètre tous les deux supérieurs au diamètre le plus grand de la surface de bague théorique de manière à renvoyer, en direction de l'axe d'installation (A'I), des rayons lumineux, provenant de la surface de bague réelle (16) sous l'angle d'élévation d'observation correspondant (gΐ, Y2), lesdits rayons étant ensuite interceptés par une surface de réflexion de renvoi (132) qui comporte une surface tronconique de révolution (132) tournée à l'opposé de l'axe d'installation (A'I) de manière à renvoyer les rayons en direction du capteur associé (18). 22 - Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que la trajectoire des rayons entre les deux surfaces primaires de réflexion (261, 262) et la surface de réflexion de renvoi (132) est perpendiculaire à l'axe d'installation (AΊ).
23 - Dispositif selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) sont chacune une surface tronconique concave et présentant un demi-angle au sommet (al, a2) égal à la moitié de l'angle d'élévation d'observation (gΐ, Y2), et présentant un petit diamètre et un grand diamètre tous les deux supérieurs au diamètre le plus petit de la surface de bague théorique.
24 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 23, caractérisé en ce que le premier angle d'élévation d'observation (gΐ) est inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, de préférence inférieur à 25 degrés d'angle.
25 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 24, caractérisé en ce que la différence entre les deux angles d'élévation d'observation (gΐ, Y2) est inférieure à 20 degrés d'angle.
26 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 25, caractérisé en ce que, dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VUI), centripètes en direction de l'axe d'installation, puis coupent l'axe d'installation pour devenir centrifuges en direction du deuxième système optique (24', 262).
27 - Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la deuxième surface primaire de réflexion (262) réfléchit directement des rayons lumineux en direction du deuxième capteur (18), sans surface secondaire de réflexion de révolution.
28 - Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que, dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VUI), centrifuges en direction de la deuxième surface primaire de réflexion (262).
29 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que, dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VUI), parallèles à l'axe d'installation ou centripètes en direction de l'axe d'installation sans couper l'axe d'installation (A'I) jusqu'au deuxième système optique.
30 - Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que le deuxième système optique est dépourvu de toute surface de réflexion de révolution.
31 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18 ou 29 à 30, caractérisé en ce que le deuxième angle d'élévation d'observation (Y2) est supérieur à 65 degrés d'angle, de préférence supérieur ou égal à 75 degrés d'angle.
32 - Dispositif selon la revendication 31, caractérisé en ce que le premier angle d'élévation d'observation (gΐ) est inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, de préférence inférieur à 25 degrés d'angle.
33 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 32, caractérisé en ce que le premier système optique comporte un système optique télécentrique (20).
34 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 33, caractérisé en ce le deuxième système optique comporte un système optique télécentrique (20).
35 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 34, caractérisé en ce que le premier et le deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel sont confondus en un même capteur photoélectrique bidimensionnel (18) commun, la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) étant toutes deux dans des portions disjointes du champ de vision aval du capteur.
36 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 35, caractérisé en ce que la première source lumineuse (28) est une source annulaire de révolution axée sur l'axe d'installation (AΊ).
37 - Ligne d'inspection (200) de récipients (14) présentant une surface de bague (16), du type dans laquelle des récipients (14) sont déplacés sur une ligne de convoyage par un convoyeur (210) qui transporte les récipients (14) selon une direction de déplacement horizontale perpendiculaire à un axe central théorique (Al) des récipients 14 qui présentent ainsi leur surface de bague (16) dans un plan horizontal tourné vers le haut, caractérisée en ce que l'installation comporte un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 15 à 36, qui est agencé sur l'installation avec son axe d'installation (A'I) en position verticale, de telle sorte que les champs d'observation et les faisceaux lumineux incidents sont agencés vers le bas, vers la zone d'installation (E) qui se situe entre le dispositif et un organe de transport du convoyeur (212).
38 - Ligne d'inspection (200) selon la revendication 37, caractérisée en ce que le convoyeur (210) amène les récipients de manière à ce que leur axe central théorique (Al) coïncide avec l'axe d'installation (A'I), et, au moment de cette coïncidence, au moins une image est acquise grâce au dispositif (10), sans contact du dispositif (10) avec le récipient (14).
PCT/FR2018/053479 2018-01-05 2018-12-20 Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient Ceased WO2019135041A1 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18840032.9A EP3735579B1 (fr) 2018-01-05 2018-12-20 Procede et dispositif pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient
JP2020537214A JP7268032B2 (ja) 2018-01-05 2018-12-20 容器のリング面の三次元形状を特定する方法、装置及び検査ライン
CN201880085520.3A CN111556962B (zh) 2018-01-05 2018-12-20 容器环状表面的三维几何形状的确定方法、装置和检查线
ES18840032T ES2998432T3 (en) 2018-01-05 2018-12-20 Method and device for determining the three-dimensional geometry of a container ring surface
RU2020125900A RU2776263C2 (ru) 2018-01-05 2018-12-20 Способ, устройство и линия технического контроля для определения трехмерной геометрии кольцевой поверхности контейнера
MX2020006931A MX2020006931A (es) 2018-01-05 2018-12-20 Metodo, dispositivo y linea de inspeccion para determinar la geometria tridimensional de una superficie de anillo de contenedor.
US16/958,261 US11333617B2 (en) 2018-01-05 2018-12-20 Method, device and inspection line for determining the three-dimensional geometry of a container ring surface

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1850105 2018-01-05
FR1850105A FR3076619B1 (fr) 2018-01-05 2018-01-05 Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimensionnelle d'une surface de bague de recipient
FR1850209 2018-01-10
FR1850209A FR3076620B1 (fr) 2018-01-05 2018-01-10 Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimensionnelle d'une surface de bague de recipient

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019135041A1 true WO2019135041A1 (fr) 2019-07-11

Family

ID=65237063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2018/053479 Ceased WO2019135041A1 (fr) 2018-01-05 2018-12-20 Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019135041A1 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022006718A1 (fr) * 2020-07-06 2022-01-13 罗伯特·博世有限公司 Système de mesure tof
CN119517825A (zh) * 2025-01-22 2025-02-25 中国电子科技集团公司第十研究所 一种用于毫米波sop组件的一体化堆叠封装方法
CN119715390A (zh) * 2025-02-27 2025-03-28 豪尔沃(山东)机械科技有限公司 一种基于机器视觉的汽车覆盖件表面缺陷检测装置
RU2852244C2 (ru) * 2021-09-30 2025-12-05 Тиама Способ и устройство контроля емкостей, перемещаемых по прямолинейной траектории

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916361A1 (de) * 1979-04-23 1980-11-06 Siemens Ag Verfahren und anordnung zum pruefen des randes von durchsichtigen gefaessen
US6172748B1 (en) 1998-12-28 2001-01-09 Applied Vision Machine vision system and method for non-contact container inspection
US6903814B1 (en) 2003-03-05 2005-06-07 Owens-Brockway Glass Container Inc. Container sealing surface inspection
WO2008050067A1 (fr) 2006-10-24 2008-05-02 Tiama Poste d'inspection optique pour detecter des defauts reflechissant la lumiere
WO2016059343A1 (fr) 2014-10-17 2016-04-21 Msc & Sgcc Procédés, dispositif et ligne d'inspection pour visualiser la planéité d'une surface de bague de récipient

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916361A1 (de) * 1979-04-23 1980-11-06 Siemens Ag Verfahren und anordnung zum pruefen des randes von durchsichtigen gefaessen
US6172748B1 (en) 1998-12-28 2001-01-09 Applied Vision Machine vision system and method for non-contact container inspection
US6903814B1 (en) 2003-03-05 2005-06-07 Owens-Brockway Glass Container Inc. Container sealing surface inspection
WO2008050067A1 (fr) 2006-10-24 2008-05-02 Tiama Poste d'inspection optique pour detecter des defauts reflechissant la lumiere
WO2016059343A1 (fr) 2014-10-17 2016-04-21 Msc & Sgcc Procédés, dispositif et ligne d'inspection pour visualiser la planéité d'une surface de bague de récipient

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022006718A1 (fr) * 2020-07-06 2022-01-13 罗伯特·博世有限公司 Système de mesure tof
RU2852244C2 (ru) * 2021-09-30 2025-12-05 Тиама Способ и устройство контроля емкостей, перемещаемых по прямолинейной траектории
CN119517825A (zh) * 2025-01-22 2025-02-25 中国电子科技集团公司第十研究所 一种用于毫米波sop组件的一体化堆叠封装方法
CN119715390A (zh) * 2025-02-27 2025-03-28 豪尔沃(山东)机械科技有限公司 一种基于机器视觉的汽车覆盖件表面缺陷检测装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3735579B1 (fr) Procede et dispositif pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient
EP3207361B1 (fr) Procédé, dispositif et ligne d'inspection pour visualiser la planéité d'une surface de bague de récipient
EP3482193B1 (fr) Procede, dispositif et ligne d'inspection pour la determination d'une bavure a l'endroit d'un bord interne d'une surface de bague
WO2011117539A1 (fr) Methode et installation pour detecter la presence et l'altitude de defauts dans un composant optique
EP0845656B1 (fr) Système de mesure de jeux et d'affleurements entre des pièces en vis-à-vis
EP2646789B9 (fr) Procédé de détermination d'au moins une caractéristique de réfraction d'une lentille ophtalmique
EP2852815B1 (fr) Convertisseur chromatique d'altimétrie
EP2791643B1 (fr) Système et procédé de lecture optique de marquages imprimés sur une face d'une lentille ophtalmique
WO2019135041A1 (fr) Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimentionnelle d'une surface de bague de recipient
CA2880145C (fr) Procede de controle non destructif d'une preforme d'aube
EP2861970B1 (fr) Dispositif de focalisation d'un faisceau laser par caméra
WO2014060707A1 (fr) Installation pour mesurer l'epaisseur de la paroi de recipients
CA2568021A1 (fr) Dispositif pour mesurer des fissures dans des conduites
FR3131955A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’informations géométriques d’interfaces d’un élément optique
EP2742320B1 (fr) Procede et appareil optoelectronique pour mesurer le diametre interne d'un corps creux
EP4267946B1 (fr) Procede pour detecter des defauts du joint horizontal de moule pour des recipients en verre
EP3926416B1 (fr) Dispositif de mesure d'un composant horloger
EP3206805A1 (fr) Procédé, dispositif et ligne d'inspection pour la lecture optique de reliefs sur une paroi latérale d'un récipient
WO2015086988A1 (fr) Dispositif et procede d'imagerie d'un objet
EP3631424B1 (fr) Dispositif de détection d'un défaut sur une surface par éclairage multidirectionnel
EP3835748A1 (fr) Systeme de controle d'au moins un composant d'un element optique
RU2776263C2 (ru) Способ, устройство и линия технического контроля для определения трехмерной геометрии кольцевой поверхности контейнера
EP4099889B1 (fr) Procédés et systèmes de contrôle de l'alignement de l'oeil dans un appareil d'imagerie ophtalmologique
FR2986626A1 (fr) Mesure de la geometrie 3d d'un anneau creux en stereovision axiale avec deux cameras en opposition
FR2867857A1 (fr) Dispositif de formation de premiere et seconde images d'un meme article, dispositif de controle d'un article et procede de controle d'un article

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18840032

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020537214

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018840032

Country of ref document: EP

Effective date: 20200805