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Optische
Prüfung
mittels Bildverarbeitung findet in vielen Bereichen der industriellen
Fertigung und Qualitätskontrolle
statt. Dabei wird der zu prüfende
Gegenstand mit einer CCD-Kamera aufgenommen, deren Ausgangssignal
durch Vergleich mit einem vorgegebenen Muster ausgewertet wird.
Bei Abweichung des aufgenommenen Bildes von dem vorgegebenen Muster
wird der geprüfte
Gegenstand als fehlerhaft bewertet.
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Auf
diese Weise werden auch mit Medikamenten-Blisterpackungen auf ordnungsgemäße Befüllung geprüft. Dabei
werden auch Packungen hergestellt, die mehrere verschiedene Medikamenten, die
sich gewöhnlich
in Form und/oder Farbe unterscheiden, entsprechend dem Einnahmeregime
für einen
vorgegebenen Einnahmezeitraum, beispielsweise eine Woche, gemeinsam
enthalten. In aufwendigen Fällen
können
derartige Blisterpackungen bis zur Größe eines DINA4-Blattes gehen.
Es ist erforderlich, das ordnungsgemäße Vorhandensein und die richtige
Position jedes Medikaments in der entsprechenden Blistertasche zu
verifizieren, dessen Größe zu messen
und etwaige innerhalb oder außerhalb
einer Blistertasche vorhandene Dragéebruchstücke oder sonstige Fremdkörper festzustellen
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Bei
der optischen Prüfung
derartiger Blisterpackungen ergeben sich Schwierigkeiten aufgrund der
unvermeidbaren Unebenheiten der mit Vertiefungen zur Aufnahme der
einzelnen Medikamente versehenen Blisterfolie und der daraus resultierenden Reflexionen.
Eine weitere Schwierigkeit besteht in den unterschiedlichen und
zum Teil geringen Kontrasten zwischen einzelnen Medikament-Tabletten, -Dragees
oder -Kapseln und den Blistertaschen. Auch Polarisationseffekte
an den Folienoberflächen können die
Genauigkeiten der Bilderfassung beeinträchtigen. Diese Probleme sind
besonders groß, wenn
mit den Vertiefungen oder Taschen versehene Folie aus Aluminium
besteht.
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Um
den Inhalt von Blisterpackungen so genau wie möglich aufzunehmen und auswerten
zu können,
ist eine gute Beleuchtung wesentlich. Dazu kommt es auf eine möglichst
gleichmäßige diffuse Beleuchtung
an, um die genannten Reflexionen und sonstigen örtlichen Störungen nach Möglichkeit
zu vermeiden, was mit den bisherigen Lichtquellen jedoch nur ungenügend erreicht
wurde. Selbst bei Verwendung zweidimensionaler Arrays von Leuchtstoffröhren treten
Reflexe und Ungleichmäßigkeiten
auf, die die Zuverlässigkeit
der Bilderfassung beeinträchtigen.
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Aus
EP 0 634 892 A ist
ein Gerät
zur optischen Prüfung
bekannt. Eine Ausführungsform
des bekannten Gerätes
arbeitet zur Beleuchtung mit lichtemittierenden Kon densatoren, sogenannten
LECs. Weitere Anordnungen, die zur Prüfung von Blisterpackungen bestimmt
sind, aber ohne LECs arbeiten, sind in
DE 4 331 772 C und
DE 3 428 364 beschrieben.
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LECs
sind an sich bekannt; siehe
DE
297 06 234 U ,
DE
195 20 846 A und
DE
197 57 230 A . Sie bestehen im wesentlichen aus zwei Elektroden,
von denen eine lichtdurchlässig
ist und zwischen denen sich ein Leuchtkristalle enthaltendes Dielektrikum
befindet. Durch Anlagen von Wechselspannung an die Elektroden werden
die Kristalle zur Lumineszenz angeregt.
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Das
bisherige Anwendungsgebiet derartiger LECs umfaßt Instrumenten-Panels, etwa Anzeigeinstrumente
in Flugzeugen und Kraftfahrzeugen, Hintergrundbeleuchtungen von
Tastaturen und Sicherheitsmarkierungen. Bei den bekannten Anwendungen
geht es darum, eine vom Betrachter direkt wahrzunehmende, insgesamt
leuchtende oder im Hintergrund beleuchtete Fläche zu erzeugen; siehe
DE 197 57 230 A .
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US 5,690,417 A offenbart
eine Flächenbeleuchtung,
bei der mehrere Leuchtdioden ausgerichtet und zur Beleuchtung von
Stellen eines Arbeitsplatzes steuerbar sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die optische Prüfung von
Gegenständen,
insbesondere Blisterpackungen, zuverlässiger zu machen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt mit der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung.
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Die
Verwendung von LECs in dem zur Durchführung des hier beschriebenen
erfindungsgemäßen Verfahrens
zur optischen Kontrolle des Inhalts von Blisterpackungen soll keine
dem Betrachter sich darbietende leuchtende Fläche erzeugen, sondern einen
Gegenstand mit möglichst
gleichmäßiger Leuchtdichteverteilung
allseitig und diffus zu beleuchten, um den Gegenstand mit einer
Kamera aufnehmen zu können.
Es hat sich gezeigt, daß die
genannten LECs für
diesen Zweck besonders geeignet sind, da sie eine gleichmäßige diffuse
Beleuchtung erzeugen, die mit den herkömmlichen Leuchtmitteln nicht
erreicht wurde.
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Um
die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur optischen Kontrolle des Inhalts von Blisterpackungen geeignete
Kammer zu bilden, liegen die LECs vorzugsweise in Folienform vor und
sind an den Innenwänden
der Kammer angebracht, etwa angeklebt.
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Um
störendes
Fremdlicht auszuschließen, ist
die Kammer vorzugsweise geschlossen und im wesentlichen an sämtlichen
Innenwänden
mit LECs zu versehen.
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Zur
fortlaufenden Prüfung
von Gegenständen
(Blisterpackungen) im Zuge ihrer Herstellung ist es von Vorteil,
die Kammer der zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur optischen Kontrolle des Inhalts von Blisterpackungen geeigneten Beleuchtungseinrichtung
so zu gestalten, daß in
ihrem unteren Bereich die kontinuierliche Durchführung von zu prüfenden Gegenständen gestattet.
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Ein
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur optischen Kontrolle des Inhalts von Blisterpackungen geeignetes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert; darin
zeigt
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1 ein
Beispiel für
eine mittels Bildverarbeitung zu prüfende, mit Medikamenten gefüllte Blisterpackung;
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2 eine
schematische Darstellung einer Verpackungsanlage mit mehreren Füll- und Prüfstationen;
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3 eine
schematische Darstellung einer einzelnen Prüfstation; und
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4 einem
schematischen Schnitt durch den Aufbau einer LEC-Folie.
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Das
in 1 gezeigte Beispiel einer Blisterpackung 10 besteht
aus einer Aluminiumfolie, in der durch Kaltverformung eine Anzahl
von Vertiefungen oder Taschen 12, 13, 14 zur
Aufnahme von in dem gezeigten Beispiel in Kapselform vorliegenden
Medikamenten ausgebildet sind. Es sind sieben Gruppen von je drei
nebeneinander angeordneten Taschen entsprechend einer Wochendosis
vorgesehen. Die drei Taschen 12, 13, 14 jeder
Gruppe dienen zur Aufnahme dreier verschiedener Medikamente.
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Die
Anordnung ist von einem geprägten rechteckigen
Randbereich 15 umgeben. Die ebenfalls aus Aluminium bestehende,
in 2 gezeigte Deckfolie 16 wird nach vollständiger Befüllung mit dem
Randbereich 15 verschweißt.
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In
der in 2 schematisch dargestellten Verpackungsanlage
wird die Aluminiumfolie 11 von einer Vorratsrolle 20 abgezogen
und durchläuft
nacheinander folgende Stationen:
- • Prägestation 21,
in der die in 1 gezeigten Medikament-Aufnahmetaschen 12, 13, 14 und der
Randbereich 15 für
die einzelnen Packungseinheiten 10 in die Folie 11 geprägt wird.
- • Erste
Füllstation 22,
in der (mittels nicht gezeigter Zuführeinrichtungen) die Medikamentenkapseln
in die jeweils linke Tasche 12 jeder der sieben Gruppen
eingelegt wird.
- • Erste
Prüfstation 23,
in der die ordnungsgemäße Füllung der
Taschen 12 überprüft wird.
- • Zweite
Füllstation 24,
in der das zweite Medikament jeweils in die Taschen 13 eingefüllt wird.
- • Zweite
Prüfstation 25,
in der die ordnungsgemäße Füllung der
Taschen 13 geprüft
wird.
- • Dritte
Füllstation 26 zur
Befüllung
der dritten Taschen 14.
- • Dritte
Prüfstation 27 zur
Prüfung
der dritten Taschen 14.
- • Versiegelungsstation 28,
in der die Deckfolie 16 aufgebracht und mit den Randbereichen 15 verschweißt wird.
- • Vereinzelungsstation 29,
in der das Band aus den bereits verschweißten Folien mit den dazwischen
befindlichen Medikamenten zwischen den Randbereichen 15 benachbarter
Packungseinheiten 10 zerschnitten wird.
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Gemäß 3 enthält jede
der drei in 2 angedeuteten Prüfstationen 25, 25, 27 eine
im wesentlichen quaderförmige
Kammer 30. Die Grundfläche
der Kammer 30 entspricht der Fläche der größten zu prüfenden Blisterpackung, die
bis zur Größe eines
DINA4-Blattes gehen kann.
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Die
offene Grundfläche
der Kammer oder Haube 30 ist möglichst dicht über der
an dieser Stelle vorbeigeführten
Blisterfolie 11 angeordnet ist. Ein möglichst geringer Abstand zwischen
der Unterkante der Kammer 30 und der Folie 11 ist
wichtig, um den Einfall von Umgebungslicht zu verhindern. Bei Bedarf kann
an dieser Stelle eine zusätzliche,
nahe über
der Folie 11 verlaufende Abschirmung 31 vorgesehen sein.
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Mindestens
die vier Seitenwände,
vorzugsweise auch die Decke, der Kammer 30 sind an ihren Innenseiten
mit Elektrolumineszenz-Kondensatoren (LECs) 32 versehen.
Die LECs 32 liegen in Form von Folien vor, die sich so
zuschneiden bzw. anpassen lassen, daß sie die Innenflächen der
Kammer 30 im wesentlichen vollständig bedecken.
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Innerhalb
der Kammer 30 befindet sich eine auf die Blisterfolie 11 ausgerichtete
CCD-Kamera 33, deren Ausgangssignal in einer (nicht gezeigten)
Auswerteeinheit mit einem vorgegebenen Muster verglichen wird. Stimmt
das aufgenommene Bild mit dem gespeicherten Muster nicht überein,
so wird ein Signal erzeugt, das die fehlerhafte Befüllung der
betreffenden Packungseinheit 10 anzeigt.
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Dieses
Signal bewirkt, daß hinter
der Vereinzelungsstation 29 die fehlerhaft befüllte Packungseinheit 10 ausgesondert
wird. Wird der Fehler in der ersten oder zweiten Prüfstation 23, 25 festgestellt,
so kann das Signal der Auswerteeinheit auch dazu benutzt werden,
die Befüllung
dieser Packungseinheit 10 mit den weiteren Medikamenten
zu unterbinden.
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Gemäß 4 umfaßt die LEC-Folie 32 eine Trägerschicht 40,
eine hintere Elektrode 41, eine Elektrolumineszenz-Leuchtschicht 42 und
eine dem Innenraum der Kammer 30 zugewandte transparente Elektrode 43.
Durch Anlegen einer Wechselspan nung (bei einer Frequenz von bis
zu 3 kHz) zwischen den Elektroden 41 und 43 wird
die Leuchtschicht 42 zur Lumineszenz angeregt. Dadurch
ergibt sich eine gleichmäßig diffus
leuchtende Fläche
mit hoher Gleichmäßigkeit
(maximal ± 2%
Abweichung).
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Da
sämtliche
Innenwände
der Kammer 30 mit ihrer gesamten Fläche Licht erzeugen, reicht
die von der LEC-Folie 32 erzeugte Leuchtdichte von beispielsweise
65 cd/m2 aus, um die Blisterpackung 10 für die Bildverarbeitung
ausreichend zu beleuchten. Durch Steuerung der angelegten Wechselspannung, läßt sich
die Lichtintensität
steuern. Vorteilhaft ist auch die Tatsache, daß die Lichterzeugung mit sehr geringen
Leistungsbedarf und damit praktisch ohne Erwärmung vonstatten geht, so daß die Kammer 30 trotz
ihres gewünschten,
praktisch vollständigen
Abschlusses ohne Kühleinrichtung
auskommt. Eine komplette Kontrollstation verbraucht typisch 1,5
W. Günstig
ist ferner die Möglichkeit,
mittels der LEC-Folien praktisch beliebig gefärbtes Licht zur Verfügung zu
haben. Für
die vorliegende Anwendung hat sich weiß-rosa Licht als besonders
geeignet erwiesen.
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Die
an den Seitenwänden
und am Boden der Kammer 30 vorgesehenen LECs lassen sich
je nach der speziellen Anwendung und der Art der zu kontrollierenden
Blisterpackungen in ihrer Lichtintensität individuell steuern. Zu diesem
Zweck kann eine zentrale Steuereinheit vorgesehen sein.
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In
dem obigen Ausführungsbeispiel
besteht die untere Folie 11 der Blisterpackung aus Aluminium.
Diese ist wegen ihres hohen Reflexionsvermögens für die Bilderkennung besonders
problematisch. Alternativ, kann die Folie aus PVC oder sonstigem
Kunststoff bestehen. Besteht die untere Folie aus durchsichtigem
Kunststoff, so kann die Beleuchtung auch mit Durchlicht erfolgen.
In diesem Fall läuft die
Blisterfolie innerhalb jeder Prüfstation über eine die
Kammer nach unten begrenzende, mit einer LEC-Folie versehene oder
als LEC ausgebildete Tragfläche.
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Der
geringe Leistungsbedarf und die hohe Ansprechgeschwindigkeit der
LECs gestattet sehr schnelle Umschalten zwischen Durchlicht- und
Reflexionsbeleuchtung, wenn Blisterpackungen mit durchsichtigen
und undurchsichtigen unteren Folien abwechseln kontrolliert werden.
In diesem Fall werden die am Boden (und gegebenenfalls auch die
an den Seitenwänden)
vorhandenen LECs in kurzen Intervallen ein- und ausgeschaltet. Aus
dem gleichen Grund hat das Gerät
auch keine Aufwärmphase; nach
dem Start ist es sofort bereit.