DE4312550C1 - Vorrichtung zur Bewertung von sich fortbewegenden Objekten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontrol­ lieren und/oder Unterscheiden von fallenden Objekten, vorzugs­ weise von frei fallenden Tabletten.

Die Pharmaindustrie geht immer mehr wieder dazu über, Tabletten nicht mehr in Blisterverpackungen, sondern wieder konventionell in Tablettenröhrchen zu vertreiben. Damit stellt sich das Problem, wie Tabletten nach Zahl und Qualität in die Flaschen einzubringen sind.

Bisher wurde dies so bewerkstelligt, daß Leisten mit an die abzufüllenden Tabletten angepaßten Mulden durch einen "Sumpf" von Tabletten gezogen werden, wobei sich in jeder Mulde eine Tablette ablagert. Diese Leisten werden dann über Fülltrichter ausgeleert, unter denen die zu füllenden Röhrchen durchlaufen. Dieses Verfahren hat jedoch zum einen den Nachteil, daß es ungenau ist, und zum anderen, daß die Tabletten während des Abfüllens nicht gleichzeitig auf Bruch kontrolliert werden können.

Bekannt ist es jedoch bereits, Geräte zum Zählen und zur Brucherkennung einzusetzen, die Kameras verwenden und die Tabletten während des Einfüllens in die Röhrchen überwachen. Diese Geräte haben jedoch mehrere Nachteile:

Zum einen benötigen sie einen Bildspeicher, was eine komplexe Hardware erfordert. Da andererseits zunächst der Bildspeicher vollgeschrieben werden muß, bevor die Auswertung erfolgen kann, sind diese konventionellen Systeme sehr langsam, deren Auflösung darüberhinaus begrenzt ist. Da schließlich alle Kameras Abbil­ dungsoptiken erfordern, wirken sich sphärische Abbildungsfehler verzerrend und genauigkeitsbegrenzend auf die Auswertung aus. Außerdem sind mit Kamerasystemen erhebliche Platzerfordernisse verbunden.

Eine aus dem Dokument DE-U-91 14 260 bekannte Vorrichtung wird dazu verwendet, in Blisterverpackungen eingelegte Tabletten auf Bruch zu überprüfen. Zu diesem Zweck werden die Blisterver­ packungen vor dem Aufbringen der Deckelfolie an einer LED-Zeile vorbeibewegt, welche eine Art Lichtvorhang erzeugt. Die in mehreren Spuren nebeneinander angeordneten Tabletten stören beim Durchtritt durch diesen Lichtvorhang dessen Intensitätsver­ teilung, was von einem Zeilensensor entweder im Auflicht- oder im Durchlichtverfahren erfaßt wird.

Die LED-Zeile und der Zeilensensor werden so getaktet, daß während des Vorbeibewegens der Blisterverpackungen eine Reihe von Schnittbildern der die von dem Lichtvorhang gebildete Meßebene durchquerenden Tabletten erzeugt werden. Ferner wird die Vorschubgeschwindigkeit der Blisterverpackungen erfaßt, so daß der Zeilensensor in bekannten Abständen die Abmaße der Tabletten in Längsrichtung des Zeilensensors - also in einer Meßkoordinate - wiedergibt. Aus dem zeitlichen Verlauf der so gemessenen Intensitätsverteilung wird dann sozusagen als Bewer­ tungskriterium die Fläche der Tablette quer zu dieser Meßebene berechnet. Aufgrund dieser Bewertung wird ein Steuersignal erzeugt, das anzeigt, ob die Tablette fehlerfrei ist oder nicht.

Unterschreitet die berechnete Fläche einen Referenzwert, so wird ein Fehler ausgegeben, d. h. die Tablette wird als zerbrochen oder fehlerhaft gekennzeichnet. Der Referenzwert wird dadurch bestimmt, daß zunächst eine Blisterverpackung mit "guten" Tabletten eingelesen wird.

Zur Vermeidung von Fremdlichteinflüssen wird eine Infrarot-LED- Zeile verwendet. Dementsprechend ist dem Zeilensensor ein Infrarotfilter vorgeschaltet. Um eine scharfe Abbildung der einzelnen Schnitte durch die Tabletten zu erhalten, ist zwischen dem Infrarotfilter und dem Zeilensensor eine Abbildungsoptik in Form einer Zeile von Zylinderlinsen - sogenannten SELFOC- Linsen - angeordnet.

Bezüglich der in Blisterverpackungen vertriebenen Tabletten werden die Nachteile bei den eingangs genannten Verfahren also bereits beseitigt. Für jeden Schnitt wird der Zeilensensor seriell ausgelesen und on-line mittels eines Komparators entschieden, ob der zur Zeit ausgelesene Bildpunkt (Pixel) einer Tablette zuzuordnen ist oder nicht. Die einer Tablette zuzuord­ nenden Pixel werden über einen Datenselektor dem jeweiligen Zähler für die entsprechende Spalte zugeführt und dort gezählt. Die Zahl sämtlicher Pixel, die für eine bestimmte Tablette ermittelt wurden, wird dann mit einem vorher eingelesenen Referenzwert verglichen.

Diese Anordnung hat also den Vorteil, daß zum einen auf die komplexe Hardware bekannter Kamerasysteme verzichtet werden kann und daß zum anderen die Auswertung on-line erfolgt.

Eine weitere Vorrichtung zum Überprüfen von in Blisterver­ packungen eingelegten Tabletten ist in dem US-Patent US 4 847 487 beschrieben. Jeder möglichen Tablettenposition ist dort ein Lichtsender und ein Lichtempfänger in Form eines Phototransistors zugeordnet. Die geometrische Anordnung ist so getroffen, daß eine vollständige Tablette den Phototransistor vollständig abdunkelt. Weist die Tablette Fehler auf, die sich in ihrem Querschnitt bemerkbar machen, so gelangt je nach Größe dieses Fehlers mehr oder weniger Licht zu dem Phototransistor, der daran erkennt, daß eine fehlerhafte Tablette eingelegt wurde. An Hand der Intensität des auftreffenden Lichtes kann der Phototransistor ferner erkennen, ob eine nur teilweise fehler­ hafte Tablette eingelegt wurde oder ob die Tablette ganz fehlt. An Hand dieses Ergebnisses gibt die bekannte Vorrichtung ein Steuersignal aus, das die gesamte überprüfte Blisterverpackung zurückweist, also von der weiteren Verarbeitung ausschließt.

Ferner ist es aus dem Gebrauchsmuster DE-U-73 21 096 bekannt, Lichtschranken bei Verpackungsmaschinen zu verwenden. Die Lichtschranken kontrollieren hier zweiarmige Hebel, die bei Abwesenheit eines Gegenstandes in der betreffenden Bahn der Verpackungsmaschine in den Weg der Lichtschranke gelangen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der bei einfachem konstruktivem Aufwand fallende Objekte kontrolliert und qualifiziert werden können. Dabei soll es insbesondere möglich sein, auch frei fallende Objekte zu bewerten.

Hinsichtlich der eingangs genannten Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß folgende Merkmale vorgesehen sind:

• - eine Beleuchtungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, in einer ersten Meßebene eine erste Intensitätsverteilung von Licht zu erzeugen, die das jeweilige Objekt beim Durchqueren der ersten Meßebene beeinflußt, und in einer von der ersten Meßebene verschiedenen zweiten Meßebene eine zweite Intensitätsverteilung von Licht zu erzeugen, die das jeweilige Objekt beim Durchqueren der zweiten Meßebene beeinflußt,
• - eine Detektoreinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, in zeitlich aufeinanderfolgenden Schnitten die Beeinflussung der ersten Intensitätsverteilung längs einer ersten Meßkoordinate und die Beeinflussung der zweiten Intensitäts­ verteilung längs einer von der ersten Meßkoordinate verschiedenen zweiten Meßkoordinate im Durchlicht- oder Auflichtverfahren so zu messen, daß sie die jeweiligen Abmaße des Objektes in Richtung der jeweiligen Meßkoordinaten erfaßt, und
• - eine Auswertevorrichtung, welche aus den erfaßten Abmaßen zumindest ein Steuersignal ableitet, das eine Qualifizierung des jeweiligen Objektes beinhaltet, wobei
• - eine nachschaltbare Sortierstation die Objekte in Abhängig­ keit von dem Steuersignal unterschiedlich weiterleitet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst. Dadurch, daß in zwei voneinander verschiedenen Meßkoordinaten die Beeinflussung verschiedener Intensitätsver­ teilungen durch das Objekt gemessen werden, lassen sich nämlich Aussagen über die Qualität des durch die Meßebenen fallenden Objektes gewinnen. Die Bewertung der Objekte erfolgt sozusagen in zwei verschiedenen Ansichten, was die Überprüfungsmöglichkeit deutlich erhöht. Während es nämlich bei den bekannten Vorrichtun­ gen nur möglich war, sozusagen den "Grundriß" der Objekte zu überprüfen, so daß folglich nur von der Seite zu erkennende Fehler unberücksichtigt blieben, erfolgt hier eine "Rundum­ bewertung" der Objekte. Mit dieser Vorrichtung ist es nun auch möglich, Objekte zu überprüfen und zu unterscheiden, deren genaue Ausrichtung im Raum nicht bekannt ist.

Es ist auf diese Weise nicht nur möglich, Tabletten auf Bruch zu untersuchen, es können auch verschiedene Tablettensorten voneinander unterschieden werden.

Die Bewertung des jeweiligen Objektes kann dabei entweder einen Vergleich mit einem Referenzobjekt umfassen, es kann jedoch auch möglich sein, die Kontur des jeweiligen Objektes zu erfassen, so daß auch solche Fehler erkannt werden, die sich in der Fläche selbst kompensieren. D.h. also, daß auch eine zum Teil zu kleine oder zum Teil zu große Fläche, die bei reiner Aufsummierung der erfaßten Flächenelemente nicht als Fehler erkannt wird, hier dennoch als fehlerhaft bewertet werden kann.

Ferner ist von Vorteil, daß wegen der nachschaltbaren Sortier­ station die Objekte je nach dem Ergebnis der Bewertung entweder ausgeschieden oder aber weiterverarbeitet werden können. Dabei kann ebenfalls eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Objekten vorgesehen sein. So ist es z. B. möglich, mit der neuen Vorrichtung unterschiedliche Tablettensorten gleichzeitig sowohl zu überprüfen als auch in unterschiedliche Röhrchen oder in unterschiedlicher Zahl in gemeinsame Röhrchen weiterzuleiten.

Dabei kann es insbesondere nötig sein, dafür zu sorgen, daß die Objekte zumindest beim Durchqueren der Meßebenen ihre Ausrichtung quer zu ihrer Bewegungsrichtung beibehalten. Auf diese Weise wird ausgeschlossen, daß taumelnde Objekte zu einem verfälschten Meßergebnis führen.

Wie bisher kann auch die neue Vorrichtung entweder im Auflicht- oder im Durchlichtverfahren betrieben werden.

Wenn die erste und die zweite Meßkoordinate in der ersten bzw. zweiten Meßebene liegen, hat dies den Vorteil, daß unmittelbar im Durchlichtverfahren gearbeitet werden kann, was insbesondere aus Justagegründen gewünscht ist.

Weiter ist es bevorzugt, wenn die erste und die zweite Meßkoor­ dinate in etwa senkrecht zueinander verlaufen. Konstruktiv bedingt kann dieser Winkel von 90° abweichen, da z. B. die Geo­ metrie 90° nicht zuläßt oder Montagetoleranzen zu Ungenauigkeiten führen.

Hier ist von Vorteil, daß das Objekt sozusagen von vorne und von der Seite betrachtet wird, so daß umfassende Informationen über seinen Zustand gewonnen werden können.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Detektoreinrichtung einen Zeilensensor mit in Richtung der jeweiligen Meßkoordinate nebeneinander angeordneten optischen Sensoren umfaßt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß während des Durchtritts des Objektes durch die Meßebene alle Sensoren gleichzeitig die Intensitätsverteilung aufnehmen, es ist nicht erforderlich, in der Meßkoordinate auf mechanische oder sonstige Weise abzutasten. Hier kann beispielsweise eine CCD-Zeile verwendet werden.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die erste und die zweite Meßebene parallel zueinander verlaufen oder vorzugsweise in der selben räumlichen Ebene liegen.

Hier ist von Vorteil, daß keine geometrischen Verzerrungen o. ä. aus den gemessenen Intensitätsverteilungen herausgerechnet werden müssen. Da die Abstände, in denen die Schnitte von den Objekten genommen werden, von der Durchtrittsgeschwindigkeit der Objekte durch die jeweilige Meßebene abhängen, ergeben sich besonders einfache Beziehungen, wenn die Meßebenen parallel zueinander liegen, denn dann sind die Durchtrittsgeschwindigkeiten für beide Meßebenen gleich.

Wenn die beiden Meßebenen in einer räumlichen Ebene liegen, hat das den weiteren Vorteil, daß die Bauhöhe der neuen Vor­ richtung in Bewegungsrichtung der Objekte sehr gering gehalten wird. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Kamerasystemen, welche größere Ausmaße aufweisen. Liegen die Meßebenen dagegen in Bewegungsrichtung der Objekte etwas versetzt zueinander, so wird der Vorteil der geringen Bauhöhe dadurch verglichen mit konventionellen Kamerasystemen nicht beein­ trächtigt, während sich der weitere Vorteil ergibt, daß die Intensitätsverteilungen nicht störend auf die Detektoren der anderen Meßebene einwirken. Dies wird zwar schon durch eine rechtwinklige Anordnung der Zeilensensoren gefördert, aber ein zusätzlicher Versatz bringt weitere "optische Isolation" der Meßebenen gegeneinander.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Detektoreinrichtung eine Abbildungsvorrichtung umfaßt, welche die Intensitätsverteilung auf die Sensoren abbildet.

Hier ist von Vorteil, daß durch die Abbildungsvorrichtung für eine hohe Lichtausbeute gesorgt wird. Außerdem führt die Abbildung zu einem sehr scharfen Schnitt durch das jeweilige Objekt, so daß Verzerrungen, wie sie bei Kamerasystemen auf­ tauchen können, hier vermieden werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfaßt die Abbildungsvor­ richtung zumindest eine abbildende Lichtleiteranordnung.

Bei dieser Maßnahme ist insbesondere von Vorteil, daß die Detektoreinrichtung selbst nicht unmittelbar an das ggf. fallende Objekt herangebracht werden muß. Dies können vielmehr die abbildenden Lichtleiteranordnungen übernehmen, welche die auf sie abgebildete Intensitätsverteilung verzerrungsfrei zu der Detektoreinrichtung weiterleiten. Da die Detektoreinrichtungen in der Regel mit weiterer Elektronik versehen sind, kann somit eine sehr kompakte kleine Meßanordnung aus Beleuchtungsvor­ richtung und Lichtleiteranordnung aufgebaut werden, die dicht an die zu überprüfenden Objekte herangeführt werden kann. Damit fallen sämtliche Verzerrungsfehler weg, welche durch große Abbildungsoptiken bewirkt werden.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Beleuchtungsvorrichtung zumindest eine Infrarotlichtquelle aufweist und wenn die Abbildungsvorrichtung ein Infrarotfilter umfaßt.

Diese Maßnahme hat den bereits oben diskutierten Vorteil, daß nämlich der Einfluß von Fremdlicht beseitigt wird. Hier sei erwähnt, daß diese Vorteile sich auch mit anderen optischen Wellenlängen erzielen lassen. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß auf der verwendeten Wellenlänge kein oder wenig Fremdlicht im Bereich der neuen Vorrichtung vorherrscht.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Beleuchtungsvorrichtung in der jeweiligen Meßebene liegende, zeilenförmig angeordnete Lichtsender umfaßt.

Hier ist von Vorteil, daß die Intensitätsverteilung in der Meßebene sozusagen stationär aufgebaut wird. Dieser Lichtsender kann entweder eine LED-Zeile oder aber ebenfalls ein ggf. auch abbildender Lichtleiter sein.

Ferner ist es hier bevorzugt, wenn eine Anordnung vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, mit welcher Geschwindigkeit sich die Objekte im Bereich der Meßebenen bewegen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß Einflüsse auf die Bewegungs­ geschwindigkeit der Objekte sozusagen herausgerechnet werden kön­ nen. Dies ist auch bei frei fallenden Objekten von Vorteil, denn wegen der störenden Einflüsse des Luftwiderstandes unterscheidet sich die Fallgeschwindigkeit unterschiedlich schwerer Objekte voneinander. Würde dieser Effekt nicht berücksichtigt, so würden an schneller fallenden Objekten pro Längeneinheit weniger Schnittbilder genommen werden als von langsamer fallenden Objek­ ten. Geht man dagegen bei der Auswertung dennoch von einem kon­ stanten Abstand der Schnittbilder an den Objekten aus, so würden schneller fallende Objekte sozusagen als "zu klein" gemessen.

In einer Weiterbildung ist bevorzugt, wenn die Vorrichtung einer Zählstation zugeordnet ist, welche das Steuersignal als Zähl­ impuls verwendet.

Hier ist von Vorteil, daß das Steuersignal, anhand dessen "gute" und "schlechte" Objekte unterschieden werden, gleichzeitig dazu verwendet wird, die guten Objekte zu zählen. Auf diese Weise kann z. B. die Zahl der Tabletten erfaßt werden, die bereits in ein zu füllendes Röhrchen eingegeben wurden.

Insgesamt ist es bevorzugt, wenn die Auswertevorrichtung zumindest einen Vergleich mit zumindest einem Referenzsignal durchführt und das Steuersignal in Abhängigkeit von dem Vergleich erzeugt.

Hier ist von Vorteil, daß keine komplexen und sozusagen absoluten Auswertekriterien erforderlich sind, in Form einer JA/NEIN- Entscheidung kann vielmehr auf einfache und schnelle Weise entschieden werden, ob das gerade zu untersuchende Objekt das Bewertungskriterium erfüllt oder nicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Abfüllstation für Tabletten, in welcher die neue Vorrichtung verwendet wird;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Meßstation der neuen Vor­ richtung, längs der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 aufeinanderfolgend gemessene Intensitätsverteilungen für eine fallende Tablette, gemessen in zwei zueinan­ der senkrechten Meßkoordinaten;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Meßstation der neuen Vor­ richtung, längs der Linie IV-IV aus Fig. 2;

Fig. 5 eine schematisch angedeutete Anordnung zur Bestimmung der Fallgeschwindigkeit der Tabletten aus Fig. 1;

Fig. 6 in einer Darstellung wie Fig. 2 eine Meßstation, bei der die Abbildungsvorrichtung abbildende Lichtleiter verwendet; und

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Auswertevorrichtung für die neue Vorrichtung aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist schematisch in einer Seitendarstellung eine Abfüllstation 10 für Objekte 12 gezeigt, die in diesem Falle Tabletten 13 sind. Die Tabletten 13 werden in einen Fallschacht 14 gegeben, wo sie sich in Bewegungsrichtung 15 nach unten fortbewegen, also fallen.

Auf ihren Weg durch den Fallschacht 14 durchqueren die Tabletten 13 eine Vorrichtung 17 zum Bewerten der Objekte. Die Vorrichtung 17 umfaßt eine noch näher zu erläuternde Meßstation 18 sowie eine Auswertevorrichtung 19, die über Leitungen 20 mit der Meßstation verbunden ist.

Ferner ist eine Sortierstation 21 vorgesehen, welche die ankommenden Tabletten 13 entweder über einen Schacht 22 in einen Sammelbehälter 23 für zerbrochene Tabletten 13a, 13b leitet, oder aber die Tabletten 13c über einen Füllschacht 24 in Tablettenröhrchen 25a, 25b, 25c einfüllt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Tablettenröhrchen 25a bereits vollständig mit Tabletten gefüllt, während das Tablettenröhrchen 25b gerade gefüllt wird.

Die Sortierstation 21 umfaßt eine Klappe 27, welche von einem Steuersignal S1 betätigt wird, das von der Auswertestation 19 erzeugt wird und eine Bewertung der Objekte 12 beinhaltet. Je nach Stellung der Klappe 27 gelangen die Tabletten 13 entweder in den Sammelbehälter 23 oder in ein Tablettenröhrchen 25. Die Auswertevorrichtung 19 gibt ein zweites Steuersignal 52 aus, das die Zahl der in den Füllschacht 24 geleiteten Tabletten 13 wiedergibt. Dieses Steuersignal S2 wird dazu verwendet, die Tablettenröhrchen 25 in Richtung ihrer Transportrichtung 28 weiter zu bewegen, wenn die vorbestimmte Anzahl von Tabletten in das aktuelle Tablettenröhrchen eingegeben wurde.

Die Vorrichtung 17 dient also zum einen dazu, defekte oder aus anderen Gründen nicht zu verwendende Tabletten 13 auszusortieren. Andererseits dient sie weiterhin dazu, eine vorbestimmte Anzahl von "guten" Tabletten in jedes Tablettenröhrchen 25 einzufüllen.

Die Abfüllstation 10 kann dahingehend ausgebaut werden, daß dem Füllschacht 24 weitere Sortierstationen 21 nachgeschaltet werden, so daß verschiedene Tablettensorten gleichzeitig von der Vorrichtung 17 kontrolliert und bewertet werden können. Die Bewertung umfaßt dann neben der GUT/SCHLECHT-Entscheidung noch eine weitere Qualifizierung bezüglich der Tablettensorte. Auf diese Weise ist es auch möglich, in ein und dasselbe Tablettenröhrchen 25 Tabletten unterschiedlicher Sorten ein­ zufüllen.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht längs der Linie II-II aus Fig. 1 auf die Meßstation 18.

Es ist zu erkennen, daß die Meßstation 18 eine Beleuchtungsvor­ richtung 31 sowie eine Detektoreinrichtung 32 umfaßt, in deren Mittelpunkt schematisch eine Tablette 13 angedeutet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 31 umfaßt eine erste Infrarot-Lichtquelle 33 in Form einer LED-Zeile 34, sowie eine zweite Infrarot- Lichtquelle 35 in Form einer LED-Zeile 36. Die LED-Zeile 34 erzeugt in einer ersten Meßebene 37 eine Intenstitätsverteilung von Infrarotlicht, während die LED-Zeile 36 in einer zweiten Meßebene 38 eine entsprechende Intensitätsverteilung hervorruft. Durch Pfeile 39 und 40 sind die Ausbreitungsrichtungen der von den LED-Zeilen 34 und 36 abgegebenen Intensitätsverteilungen angedeutet. Es ist zu erkennen, daß die Ausbreitungsrichtungen 39 und 40 in etwa senkrecht zueinander stehen.

In der Meßebene 37 liegt ein erster Zeilensensor 41, während in der Meßebene 38 ein zweiter Zeilensensor 42 liegt. Jeder Zeilensensor 41, 42 weist nebeneinander angeordnete optische Sensoren auf, welche auf Licht der Wellenlänge ansprechen, wie es von den LED-Zeilen 34 und 36 abgegeben wird.

Die Intensitätsverteilungen in den Meßebenen 37 und 38 werden über Abbildungsvorrichtungen 43 und 44 auf die Zeilensensoren 41 bzw. 42 abgebildet. Diese Abbildungsvorrichtungen umfassen jeweils ein Infrarotfilter 45 und ein Array 46 von Zylinder­ linsen, sogenannten SELFOC-Linsen.

Die Anordnung ist derart getroffen, daß das von den LED-Zeilen 34 und 36 abgegebene Licht unmittelbar auf die Zeilensensoren 41 und 42 fokussiert wird, wobei das Licht der ersten Meßebene 37 den zweiten Zeilensensor 42 nicht beeinflußt und umgekehrt. Dies liegt an der rechtwinkligen Anordnung. Liegen die Meßebenen in räumlich versetzten Ebenen, so wird diese optische Isolation noch verstärkt.

Tritt jetzt eine Tablette 13 quer durch diese Meßebenen 37 bzw. 38 hindurch, so führt dies zu einer Art Schattenbildung auf den Zeilensoren 41 und 42. Wie in einem Koordinatenkreuz 47 angedeutet, werden dann die Abmaße der Tablette 13 in einer ersten Meßkoordinate 48 (Zeilensensor 41) und einer dazu senkrechten zweiten Meßkoordinate 49 (Zeilensensor 42) erfaßt. Die von den Zeilensensoren 41, 42 erfaßten Intensitätsver­ teilungen werden über die Leitungen 20 als I1 und I2 in die Auswertevorrichtung 19 gegeben.

In Fig. 3 sind zwei Zeitdiagramme 51 dargestellt, welche die beim Durchtritt einer Tablette 13 durch die Meßebenen 37 und 38 zeitlich aufeinanderfolgenden Intensitätsverteilungen wiedergeben. Hierzu ist zunächst zu bemerken, daß sowohl die LED-Zeilen 34 und 36 als auch die Zeilensensoren 41 und 42 getaktet werden, also in einem bestimmten Zeitabstand derart angesteuert werden, daß sie eine Intensitätsverteilung aufbauen und abfragen. Auf diese Weise gibt es zeitlich aufeinanderfolgen­ de Schnitte durch eine durch die Meßebenen 37, 38 hindurch­ fallende Tablette 13. Diese Intensitätsverteilungen 53 weisen daher zueinander einen zeitlichen Abstand 54 auf, welcher zusammen mit der Fallgeschwindigkeit der Tablette 13 die räumliche Lage der einzelnen Schnitte an der Tablette 13 bestimmt. Wie aus den Zeitdiagrammen 51 und 52 zu erkennen ist, geben die nebeneinander aufgereihten Intensitätsverteilungen 53 die Ansicht der Tablette 13 in Richtung der jeweiligen Ausbreitungsrichtung 39, 40 wieder. Die Abmaße der Tablette 13 lassen sich aus diesen Intensitätsverteilungen 53 in Richtung der jeweiligen Meßkoordinate 48, 49 durch Abzählen der von der Tablette 13 jeweils abgedunkelten einzelnen Sensoren des Zeilensensors 41 bzw. 42 berechnen. In Bewegungsrichtung der Tablette 13 jedoch, also in Richtung der Zeitachse t, bestimmen sich die Abmaße aus den zeitlichen Abständen 54 sowie aus der Fallgeschwindigkeit der jeweiligen Tablette. Wenn man nämlich die dem zeitlichen Abstand 54 entsprechende Strecke kennt, welche die Tablette in diesem Zeitintervall zurückgelegt hat, so kann man die Zeitachse t in eine Streckenachse transformieren und somit nach der Art einer Stützstellenintegration die Fläche der Tablette 13 gesehen aus Richtung der Ausbreitungsrichtungen 39, 40 berechnen.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Kontur der Tablette, wie sie sich aus dem "Schattenbild" in Fig. 3 ergibt, unmittelbar auszuwerten. Es könnte nämlich sein, daß sich Fehler in der Kontur der Tablette bezüglich der Fläche der Tablette gerade herausmitteln, diese Fehler jedoch trotzdem erfaßt werden sollen.

Statt einer Auflösung der Tablette in Richtung der Meßkoordinaten ist es auch möglich, einen Summensensor in jeder Meßebene 37, 38 zu verwenden, welcher die jeweilige Intensitätsverteilung ihrer Summe nach mißt. Die Schattenbildung einer durchfallenden Tablette 13 würde dann dieses Summensignal kleiner werden lassen, was ebenfalls als Maß für den abgedunkelten Bereich in der Intensitätsverteilung ausgewertet werden kann.

Ist die Fallgeschwindigkeit der Tablette 13 immer konstant, so sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich, die Zeitachse t wird über eine Konstante in eine Strecke umgerechnet.

Wenn jedoch Tabletten unterschiedlichen Gewichtes sortiert und bewertet werden sollen, so ergibt sich wegen des störenden Einflusses des Luftwiderstandes ggf. auch eine unterschiedliche Fallgeschwindigkeit.

In Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung längs der Linie IV-IV aus Fig. 2 gezeigt, anhand derer eine Möglichkeit zur Bestimmung der Fallgeschwindigkeit illustriert wird.

In Fig. 4 ist zu erkennen, daß die erste Meßebene 37 und die zweite Meßebene 38 in Richtung der Bewegung 15 der Tablette 13 gegeneinander abgesetzt sind. Obwohl die beiden Meßebenen 37 und 38 parallel zueinander verlaufen, weisen sie einen Abstand 55 zueinander auf, der es ermöglicht, die Fallgeschwindigkeit zu bestimmen. Die Zeitdifferenz nämlich, die zwischen dem Eintauchen der Tablette 13 in die Meßebene 38 und dem Eintauchen in die Meßebene 37 liegt, bestimmt über den Abstand 55 die jeweilige Fallgeschwindigkeit.

In Fig. 5 ist eine weitere Anordnung 57 gezeigt, welche mit Hilfe zweier in Fallrichtung den Meßebenen 37, 38 vor- oder nachgeschalteten Lichtschranken 58 und 59 die Fallgeschwindigkeit der Tablette 13 ermittelt. Die Lichtschranken sind in Bewegungs­ richtung 15 mit einem Abstand 60 voneinander angeordnet und weisen jeweils eine Sendediode 61 und eine Empfängerdiode 62 auf. Die Zeit zwischen dem Unterbrechen der ersten Lichtschranke 58 und der zweiten Lichtschranke 58 bestimmt hier über den Abstand 60 die Fallgeschwindigkeit. Hier können die beiden Meßebenen 37, 38 dann in der selben räumlichen Ebene liegen, so daß gewährleistet ist, daß die Durchtrittsgeschwindigkeit für beide Meßebenen 37, 38 identisch ist.

In Fig. 6 ist in einer Anordnung wie Fig. 2 eine Meßstation 18 gezeigt, bei welcher die Abbildungsvorrichtungen 43, 44 abbildende Lichtleiter 64 umfassen, welche zwischen den Arrays 46 und einem Zeilensensor 66 angeordnet sind. Diese Lichtleiter transportieren die aufgenommene Intensitätsverteilung ohne Verzerrung zu dem Zeilensensor 66 weiter, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus fünf einzelnen Segmenten 67 besteht. Selbstverständlich kann statt eines Zeilensensors 66 auch ein Flächensensor verwendet werden, der von den Lichtleitern geeignet beleuchtet wird.

Die Verwendung derartiger abbildender Lichtleiter hat den Vor­ teil, daß die Intensitätsverteilung jeweils sehr dicht an dem fallenden Objekt gemessen werden kann, so daß Verzerrungen weit­ möglichst ausgeschaltet werden. Darüberhinaus ergibt sich der weitere Vorteil, daß Zeilensensoren 66 verwendet werden können, deren Länge (also Anzahl der Sensoren mal mittlerem Abstand der Sensoren zueinander) nicht an das Meßfeld (die einzelnen Meßebe­ nen) angepaßt ist. Durch die abbildenden Lichtleiter 64 ist es weiterhin möglich, derartige Zeilensensoren 66 effektiv zu nut­ zen. In dem gezeigten Beispiel in Fig. 6 hat der Zeilensensor 66 wie gesagt fünf Segmente 67, von denen jedoch für einen Fall­ schacht 14 nur zweieinhalb Segmente benötigt werden. Die anderen zweieinhalb Segmente können für einen anderen Fallschacht verwen­ det werden. Hier sei noch bemerkt, daß die Zuordnung von Segmen­ ten und abbildenden Lichtleitern in Fig. 6 nur beispielhaft gewählt ist.

Jedes dieser Segmente 67 gibt seine eigene Intensitätsverteilung J1*, J2*, J3*, J4*, J5* aus, wobei jedoch diese Intensitätsver­ teilungen J* nicht den tatsächlich gemessenen Intensitätsver­ teilungen J1 und J2 entsprechen. Wie die Umrechnung bzw. Umformung erfolgt, wird jetzt anhand des Blockschaltbildes aus Fig. 7 erklärt.

Fig. 7 gibt wie gesagt ein schematisches Blockschaltbild eines Teiles der Auswertevorrichtung 19 aus Fig. 1 wieder.

Die seriell ausgelesenen Intensitätsverteilungen J1* . . . J5* werden je Segment 67 getrennt Pixel für Pixel in einen Komparator 71 gegeben, wo sie mit einem Schwellwert 72 (K) verglichen werden. Der Schwellwert 72 ist so eingestellt, daß störende Rauscheffekte kompensiert werden. Die Komparatoren 71 geben an ihrem Ausgang in Form einer Ja/Nein-Entscheidung an, ob das betreffende Pixel einer Tablette 13 zuzuordnen ist oder nicht.

Alle fünf Komparatoren 71 speisen in einen Multiplexer 73 ein, der die einzelnen Pixel den tatsächlich gemessenen Intensitäts­ verteilungen - hier z. B. J1 - zuordnet. Auf seinem Ausgang J1 gibt der Multiplexer 73 sämtliche Pixel des Segmentes J1* sowie so viele Pixel des Segmentes J2* aus, wie sie von dem in Fig. 6 linken abbildenden Lichtleiter 64 bedeckt werden. Auf einem nicht gezeigten weiteren Ausgang gibt der Multiplexer 73 sämtliche Pixel aus, die zu der Intensitätsverteilung J2 gehören und aus den Segmenten J2* und J3* stammen.

Die Intensitätsverteilung J1 wird weiterhin seriell, also Pixel für Pixel, einem Zähler 74 zugeführt, der die Anzahl der einer Tablette 13 zugeordneten Bildpunkte in einer Intensitätsver­ teilung J1 hochzählt. Bei Verwendung eines Summensensors erübrigt sich der Zähler 74 selbstverständlich, da der Summensensor selbst das "Aufsummieren" durchführt. Soll dagegen die Kontur der Tablette 13 bewertet werden, so ist der Zähler 74 ebenfalls überflüssig, denn dann wird die gesamte "Längeninformation" ausgewertet.

Nachdem die Zahl der einer Tablette zugeordneten Bildpunkte fest­ steht, wird diese Zahl in einem Multiplizierer 75 mit einem Faktor F multipliziert, welcher aus einem Rechenbaustein 76 geliefert wird. Der Rechenbaustein 76 berechnet aus seinen Ein­ gangssignalen 77, die z. B. von den Empfängerdioden 62 aus Fig. 5 stammen, die Fallgeschwindigkeit der Tablette 13, und gibt einen entsprechenden Faktor auf seiner Ausgangsleitung 78 aus. Der sich somit ergebende Flächenteilwert der Tablette 13, welcher der In­ tensitätsverteilung J1 zum Zeitpunkt beispielsweise t₁ (siehe Fig. 3) entspricht, wird in einem Summierer 80 gespeichert. Nach einer bestimmten Zeitspanne, die durch die Fallgeschwindig­ keit bestimmt sein kann, wird die nächste Intensitätsverteilung zusammengestellt und wie oben beschrieben aufbereitet. Der der zeitlich nachfolgenden Intensitätsverteilung entsprechende Flächenwert der Tablette 13 wird zu dem vorher berechneten Flächenwert im Summierer 80 zuaddiert. In einem zweiten Addierer 80′ werden zeitgleich oder zeitversetzt die Flächenwerte der Tablette 13 aufsummiert, die sich durch die Messung in der zweiten Meßebene 38 ergeben.

Die Summierer 80, 80′ sind mit ihren Ausgängen 81, 82 zu einer Rechenschaltung 84 geführt, welche die beiden aufsummierten Werte miteinander kombiniert und einen Vergleichswert V erzeugt, der auf einem Ausgang 85 in einen Vergleicher 86 gegeben wird. In dem Vergleicher 86 wird der Vergleichswert V mit einem Referenzwert R verglichen, der über einen Ausgang 87 eines Lesespeichers 88 geliefert wird.

Dieser Referenzwert R kann in den Lesespeicher 88 entweder von außen eingeschrieben worden sein oder aber während einer "Lernphase" über eine Leitung 89 aus der Rechenschaltung 84 in den Lesespeicher 88 eingespeist worden sein. Durch diese Beschaltung ist es möglich, zunächst eine Reihe von "guten" Tabletten 13 durch den Fallschacht 14 fallen zu lassen, und die dabei ermittelten Vergleichswerte V als "Gut-Werte" in den Lesespeicher 88 für eine spätere Verwendung als Referenzwert zu speichern. Genaue Kenntnisse der Geometrie oder der Fallaus­ richtung der Objekte sind nicht erforderlich, die neue Vor­ richtung paßt sich der jeweiligen Form sozusagen automatisch an. Insbesondere bei Objekten, deren Ausrichtung quer zur Fallrichtung sich von Objekt zu Objekt ändert, sorgt eine entsprechende Zahl von Referenzmessungen für die erforderliche statische Sicherheit beim Referenzwert R.

Bei der internen Verrechnung der Signale in der Rechenschaltung 64 kann ferner ein über eine Leitung 90 zugeführtes Referenz­ signal berücksichtigt werden, welches eine Art Fehlerbewertungs­ kriterium beinhaltet.

Der Vergleicher 86 überprüft nun, ob der Vergleichswert V mit dem Referenzwert R innerhalb einer über eine Leitung 91 zugeführ­ ten Fehlerschwelle Δ übereinstimmt. Das Ergebnis dieses Ver­ gleiches wird auf einer Ausgangsleitung 92 angezeigt, welche unmittelbar das Steuersignal 51 für die Ansteuerung der Sortier­ station 21 liefert.

In einer nachgeschalteten Zählstation 93 werden die "guten" Tabletten 13 hochgezählt, so daß jederzeit eine Information darüber verfügbar ist, wieviele Tabletten bereits in ein gerade zu füllendes Tablettenröhrchen 25b eingegeben wurden. Diese Information wird über eine Ausgangsleitung 94 als Steuersignal S2 zur Verfügung gestellt.

Wenn nur eine Sorte von Tabletten 13 zur Zeit gemessen wird, so ergibt sich die Geschwindigkeitskonstante beim Einlernen automatisch. Der Referenzwert R in dem Lesespeicher 88, der genauso gebildet wird, wie der Vergleichswert V, enthält dann schon sozusagen implizit die Fallgeschwindigkeit, so daß auf den Multiplizierer 75 und die Anordnung 76 verzichtet werden kann. Ändert man allerdings die Fallhöhe der Tablette, so kann es erforderlich sein, einen neuen Referenzwert zu erlernen.

Die mit der insoweit beschriebenen Vorrichtung erzielbare Auflösung beträgt in Fallrichtung etwa 0,2 mm und quer zur Fallrichtung ca. 65 µm. Während die Auflösung quer zur Fallrich­ tung durch den Abstand der Sensoren zueinander bedingt ist, ergibt sich die Auflösung in Fallrichtung zum einen durch die Fallgeschwindigkeit der Tabletten 13 und zum anderen durch die verglichen mit Kamerasystemen sehr hohe Zeilenwiederholfrequenz eines Zeilensensors. Der weitere Vorteil eines Zeilensensors verglichen mit einer Kamera, liegt neben der höheren räumlichen Auflösung in Zeilenrichtung und der höheren Zeilenwiederhol­ frequenz, was eine höhere Auflösung in Fallrichtung bedeutet, auch noch in den geringeren geometrischen Abmaßen, was zu einer reduzierten Bauhöhe führt. Insbesondere bei Tabletten mit sehr kleinem Durchmesser hat die erhöhte räumliche Auflösung große Vorteile gegenüber mit Kamerasystemen arbeitenden Meßvorrich­ tungen.

Zusammenfassend läßt sich festhalten, die Vorrichtung zur Bewertung von sich fortbewegenden Objekten 13 umfaßt eine Beleuchtungsvorrichtung 31, welche dazu eingerichtet ist, in einer ersten Meßebene 37 eine erste Intensitätsverteilung J1 von Licht und in einer zweiten Meßebene 38 eine zweite Inten­ sitätsverteilung J2 von Licht zu erzeugen, wobei das jeweilige Objekt 13 beim Durchqueren der Meßebenen 37, 38 diese Intensi­ tätsverteilungen J1, J2 meßbar beeinflußt. Ferner ist eine Detektoreinrichtung 32 vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, über Sensoren die Beeinflussungen der ersten und zweiten Intensitätsverteilung J1, J2 längs einer ersten Meßkoordinate 48 sowie einer zweiten Meßkoordinate 49 zu erfassen. Ferner ist eine Auswertevorrichtung vorgesehen, welche aus der erfaßten Beeinflussung der Intensitätsverteilungen J1, J2 Vergleichs­ signale ableitet, diese mit Referenzsignalen vergleicht und zumindest ein von dem Vergleich abhängendes Steuersignal erzeugt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Kontrollieren und/oder Unterscheiden von fallenden Objekten (12, 13), vorzugsweise von frei fallenden Tabletten (13), mit:

• - einer Beleuchtungsvorrichtung (31), welche dazu eingerichtet ist, in einer ersten Meßebene (37) eine erste Intensitätsverteilung (J1) von Licht zu erzeu­ gen, die das jeweilige Objekt (12, 13) beim Durch­ queren der ersten Meßebene (37) beeinflußt, und in einer von der ersten Meßebene (37) verschiedenen zweiten Meßebene (38) eine zweite Intensitätsver­ teilung (J2) von Licht zu erzeugen, die das jeweilige Objekt (12, 13) beim Durchqueren der zweiten Meßebene (38) beeinflußt,
• - einer Detektoreinrichtung (32), welche dazu eingerich­ tet ist, in zeitlich aufeinanderfolgenden Schnitten die Beeinflussung der ersten Intensitätsverteilung (J1) längs einer ersten Meßkoordinate (48) und die Beeinflussung der zweiten Intensitätsverteilung (J2) längs einer von der ersten Meßkoordinate (48) ver­ schiedenen zweiten Meßkoordinate (49) im Durchlicht- oder Auflichtverfahren so zu messen, daß sie die jeweiligen Abmaße des Objektes (12, 13) in Richtung der jeweiligen Meßkoordinaten (48, 49) erfaßt, und
• - einer Auswertevorrichtung (19), welche aus den erfaßten Abmaßen zumindest ein Steuersignal (S1, S2) ableitet, das eine Qualifizierung des jeweiligen Objektes (12, 13) beinhaltet, wobei
• - eine nachschaltbare Sortierstation (21) die Objekte (12, 13) in Abhängigkeit von dem Steuersignal (S1, S2) unterschiedlich weiterleitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Meßkoordinate (48, 49) in etwa senkrecht zueinander verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Detektoreinrichtung (32) zumindest einen Zeilensensor (41, 42; 66) mit nebeneinander angeord­ neten optischen Sensoren umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste und die zweite Meßebene (37, 38) parallel zueinander verlaufen oder vorzugsweise in der selben räumlichen Ebene liegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Detektoreinrichtung (32) eine Abbildungsvorrichtung (43, 44) umfaßt, welche die Intensi­ tätsverteilung (J1, J2) auf Sensoren abbildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Abbildungsvorrichtung (43, 44) zumindest eine abbildende Lichtleiteranordnung (64) umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (31) zumindest eine Infrarot-Lichtquelle (33) aufweist, und daß die Abbildungs­ vorrichtung zumindest ein Infrarot-Filter (45) umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (31) einen in der jeweiligen Meßebene (37, 38) liegenden, zeilenförmig angeordneten Lichtsender (34, 36) umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sie eine Anordnung (57) umfaßt, welche dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, mit welcher Geschwin­ digkeit sich die Objekte (12, 13) im Bereich der Meßebenen (37, 38) bewegen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei sie einer Zählstation (93) zugeordnet ist, welche das Steuersignal (S1, S2) als Zählimpuls verwendet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Auswertevorrichtung (19) zumindest einen Vergleich mit zumindest einem Referenzsignal (R) durchführt und das Steuersignal (S1, S2) in Abhängigkeit von dem Vergleich erzeugt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Objekte (12, 13) zumindest beim Durchqueren der Meßebenen (37, 38) ihre Ausrichtung quer zu ihrer Bewegungsrichtung (15) beibehalten.