DE102021121253A1

DE102021121253A1 - Measuring device and method for the visualization of luminescent features for use in a web printing press

Info

Publication number: DE102021121253A1
Application number: DE102021121253.7A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Goebel Capital GmbH
Current assignee: Goebel Capital GmbH
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2023-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Anwendung in einer Rollendruckmaschine zur Visualisierung von auf einer Papierbahn (6) aufgebrachten und unter Beleuchtung lumineszierenden Merkmalen (16). Die Papierbahn (6) wird mit einer Papierbahngeschwindigkeit innerhalb einer Transportebene (12) transportiert. Die Messvorrichtung weist eine Beleuchtungseinrichtung (1) und eine Detektiereinrichtung (2) auf. Die Beleuchtungseinrichtung (1) weist mindestens eine Beleuchtungsquelle (8) auf, mit der Beleuchtungsstrahlen (9) mit einer oder mehreren Beleuchtungsstrahlwellenlängen erzeugbar sind. Mit den Beleuchtungsstrahlen (9) wird die Papierbahn (6) zumindest abschnittsweise entlang einer Beleuchtungsachse (10) beleuchtet. Mit der Detektiereinrichtung (2) sind die beleuchteten Merkmale (16) detektierbar. Die Beleuchtungseinrichtung (1) und die Detektiereinrichtung (2) sind in einem durch eine lichtundurchlässige Gehäusewandung (5) ausgebildeten Gehäuse (4) angeordnet. Das Gehäuse (4) weist eine in Richtung der Papierbahn (6) orientierte Gehäuseöffnung (7) auf, durch welche die Beleuchtungsstrahlen (9) und durch Beleuchtung der Merkmale (16) von den Merkmalen (16) ausgesendeten Lumineszenzlichtstrahlen (17) hindurchtreten können. Die Lumineszenzlichtstrahlen (17) sind auf einem Bildsensor (18) der Detektiereinrichtung (2) abbildbar.The invention relates to a measuring device and a method for use in a web-fed printing press for visualizing features (16) applied to a paper web (6) and luminescent when illuminated. The paper web (6) is transported at a paper web speed within a transport plane (12). The measuring device has an illumination device (1) and a detection device (2). The illumination device (1) has at least one illumination source (8) with which illumination beams (9) with one or more illumination beam wavelengths can be generated. The paper web (6) is illuminated at least in sections along an illumination axis (10) with the illumination beams (9). The illuminated features (16) can be detected with the detection device (2). The lighting device (1) and the detection device (2) are arranged in a housing (4) formed by an opaque housing wall (5). The housing (4) has a housing opening (7) oriented in the direction of the paper web (6), through which the illumination beams (9) and the luminescence light beams (17) emitted by the features (16) by illuminating the features (16) can pass. The luminescent light beams (17) can be imaged on an image sensor (18) of the detection device (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Anwendung in einer Rollendruckmaschine zur Visualisierung von auf einer Papierbahn aufgebrachten und unter Beleuchtung lumineszierenden Merkmalen, wobei die Papierbahn mit einer Papierbahngeschwindigkeit innerhalb einer Transportebene transportiert wird, wobei die Messvorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung und eine Detektiereinrichtung aufweist, wobei die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine Beleuchtungsquelle aufweist, mit der Beleuchtungsstrahlen mit einer oder mehreren Beleuchtungsstrahlwellenlängen erzeugbar sind, wobei mit den Beleuchtungsstrahlen die Papierbahn zumindest abschnittsweise entlang einer Beleuchtungsachse beleuchtet wird, wobei mit der Detektiereinrichtung die beleuchteten Merkmale detektierbar sind.The invention relates to a measuring device and a method for use in a web-fed printing press for the visualization of features applied to a paper web and luminescent under illumination, the paper web being transported at a paper web speed within a transport plane, the measuring device having an illumination device and a detection device, the Illumination device has at least one illumination source with which illumination beams with one or more illumination beam wavelengths can be generated, with the illumination beams illuminating the paper web at least in sections along an illumination axis, the illuminated features being detectable with the detection device.

Für die Bedruckung von Papierbögen oder Papierbahnen sind unterschiedliche Druckverfahren und entsprechend unterschiedlich ausgestaltete Druckmaschinen bekannt. In Bogendruckmaschinen werden einzelne Papierbögen in einem oder mehreren Druckprozessen bedruckt. Anschließend werden die Papierbögen am Ende der Bogendruckmaschine aufeinandergestapelt und gesammelt. Eine Kontrolle des Druckergebnisses erfolgt in der Regel am Ende des Druckprozesses. In Rollendruckmaschinen, oder auch Rollen-Offset-Druckmaschinen, werden eine oder mehrere Papierbahnen mit großen Papierbahngeschwindigkeiten von bis zu 600 Metern pro Minute transportiert und bedruckt. Dabei erfolgt der Druck nicht auf vereinzelten Papierbögen, sondern auf Papierbahnen, die in einem kontinuierlichen Endlosdruckprozess bedruckt werden. Die Papierbahnen werden nach dem Druckprozess in der Regel aufgewickelt, in schmale Bahnen geschnitten und aufgewickelt, in Bogen geschnitten oder gefalzt. Durch den kontinuierlichen Endlosdruckprozess werden Rollendruckmaschinen insbesondere für auflagenstarke Druckerzeugnisse eingesetzt. Aufgrund des Endlosdruckprozesses erfolgt eine Kontrolle des Druckergebnisses vor dem Wickeln, Zuschnitt oder vor dem Falzen der Papierbahnen in der Regel mittels Kameramesstechnik, die in die Rollendruckmaschine integriert ist. Aufgrund der großen Papierbahngeschwindigkeiten werden hierzu spezielle Hochgeschwindigkeitskameras eingesetzt.Different printing methods and correspondingly differently configured printing machines are known for printing sheets of paper or paper webs. In sheet-fed printing machines, individual sheets of paper are printed in one or more printing processes. The sheets of paper are then stacked and collected at the end of the sheet-fed printing press. The print result is usually checked at the end of the printing process. In web-fed printing machines, or web offset printing machines, one or more paper webs are transported and printed at high paper web speeds of up to 600 meters per minute. The printing does not take place on individual sheets of paper, but on paper webs that are printed in a continuous endless printing process. After the printing process, the paper webs are usually wound up, cut into narrow webs and wound up, cut into sheets or folded. Due to the continuous endless printing process, web presses are used in particular for long-run print products. Due to the continuous printing process, the print result is checked before winding, cutting or folding the paper webs, usually using camera measurement technology that is integrated into the web press. Due to the high paper web speeds, special high-speed cameras are used for this.

Das beschriebene Offset-Druckverfahren wird auch für den Druck von Sicherheitsdrucken, wie beispielsweise Banknoten, eingesetzt. Dabei werden die Sicherheitsdrucke sowohl mit üblichen und für Menschen sichtbaren Druckfarben wie beispielsweise Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz als auch mit weiteren Sonderfarben oder Lacken bedruckt, die gegebenenfalls beim Betrachten ohne zusätzliche Hilfsmittel nicht ohne weiteres erkannt werden können. Beispielsweise ist es möglich, Sonderfarben auf die Banknoten zu drucken, die spezielle reflektierende oder lumineszierende Eigenschaften aufweisen.The offset printing method described is also used for printing security prints, such as banknotes. The security prints are printed with the usual printing inks that are visible to humans, such as cyan, magenta, yellow and black, as well as with other special colors or coatings that may not be readily recognizable when viewed without additional aids. For example, it is possible to print special colors on the banknotes that have special reflective or luminescent properties.

Bei der Untersuchung von Sicherheitsdrucken beziehungsweise Banknoten hinsichtlich der Echtheit weisen diese in der Regel eine Vielzahl verschiedenartige Sicherheitsmerkmale auf. Dabei gibt es Sicherheitsmerkmale, die ohne technische Hilfsmittel identifizierbar sind. Dies können beispielsweise Wasserzeichen, Reliefs, also haptisch wahrnehmbare Sicherheitsmerkmale oder Sicherheitsmerkmale sein, die sich bei einem Verkippen der Sicherheitsdrucke verändern. Des Weiteren werden Sicherheitsmerkmale verwendet, die nur unter Zuhilfenahme von technischen Hilfsmitteln detektierbar sind. Dazu zählen beispielsweise in die Sicherheitsdrucke integrierte Magnetstreifen, integrierte Schaltkreise oder Mikroschriften, die nur unter Verwendung von Vergrößerungsgläsern erkennbar sind. Auch sind Sicherheitsmerkmale bekannt, die erst bei Beleuchtung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge sichtbar werden. Durch Beleuchtung von Sicherheitsdrucken mit energiereicher UV-Strahlung werden die Sicherheitsmerkmale durch Photolumineszenz, oder auch Lumineszenz genannt, erkennbar. Bei der Lumineszenz werden den Sicherheitsmerkmalen durch die Beleuchtung Energie von außen hinzugefügt, sodass die Sicherheitsmerkmale in einen angeregten und energiereichen Zustand versetzt werden. Bei dem Übergang von dem angeregten Zustand in einen nicht mehr angeregten und energieärmeren Zustand werden energiearme Lichtstrahlen im sichtbaren und auch im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert. Somit wird das Sicherheitsmerkmal sichtbar und detektierbar.When security prints or banknotes are examined for authenticity, these usually have a large number of different security features. There are security features that can be identified without technical aids. These can be, for example, watermarks, reliefs, that is to say security features which can be perceived haptically, or security features which change when the security prints are tilted. Furthermore, security features are used that can only be detected with the help of technical aids. These include, for example, magnetic strips integrated into the security prints, integrated circuits or microprints that can only be recognized using magnifying glasses. Security features are also known which only become visible when illuminated with light of a specific wavelength. By illuminating security prints with high-energy UV radiation, the security features become recognizable through photoluminescence, also known as luminescence. In luminescence, the illumination adds energy from the outside to the security features, bringing the security features into an excited and high-energy state. In the transition from the excited state to a state that is no longer excited and has a lower energy level, low-energy light beams are emitted in the visible and also in the non-visible wavelength range. The security feature thus becomes visible and detectable.

Je nach Art der Anregung der Sicherheitsmerkmale können verschiedene Arten der Lumineszenz unterschieden werden. Beispielsweise wird bei der Photolumineszenz das emittierende Merkmal mittels Photonen angeregt, während bei der Elektrolumineszenz das emittierende Merkmal mit einem elektrischen Feld angeregt werden kann. Je nach Art des strahlenden Übergangs von dem angeregten Zustand in den Grundzustand wird zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz unterschieden. Im Gegensatz zur Phosphoreszenz erfolgen bei der Fluoreszenz direkte Übergänge zwischen dem angeregten Zustand und dem Grundzustand. Die angeregten Zustände haben daher eine kurze Lebensdauer und die Fluoreszenz klingt nach kurzer Zeit ab. Bei der Phosphoreszenz erfolgt der Übergang aus einem angeregten Zustand indirekt über einen Zwischenzustand, sodass die Lichtemission verzögert erfolgt und ein Nachleuchten sichtbar ist. Bei den Sicherheitsmerkmalen von Sicherheitsdrucken, insbesondere bei Banknoten, wird in der Regel der Effekt der Fluoreszenz ausgenutzt.Depending on the type of excitation of the security features, different types of luminescence can be distinguished. For example, in photoluminescence, the emitting feature is excited using photons, while in electroluminescence, the emitting feature can be excited with an electric field. Depending on the type of radiative transition from the excited state to the ground state, a distinction is made between fluorescence and phosphorescence. In contrast to phosphorescence, in fluorescence there are direct transitions between the excited state and the ground state. The excited states therefore have a short lifetime and the fluorescence decays after a short time. In phosphorescence, the transition from an excited state occurs indirectly through an intermediate state, so light emission is delayed and afterglow is visible. In the case of the security features of security prints, in particular in the case of banknotes, the effect of fluorescence is generally used.

Beim Druck von Sicherheitsdrucken mittels Bogendruckmaschinen kann die Kontrolle des Druckergebnisses am Ende des Druckprozesses erfolgen. Dazu können die bedruckten Papierbögen am Ende der Bodendruckmaschine entnommen und manuell kontrolliert werden. Dazu kann der Papierbogen beispielsweise mit UV-Strahlung einer UV-Lampe beleuchtet werden, um auch die lumineszierenden Sicherheitsmerkmale sichtbar zu machen.When printing security prints using sheet-fed printing machines, the print result can be checked at the end of the printing process. For this purpose, the printed sheets of paper can be removed at the end of the floor printing machine and checked manually. For this purpose, the sheet of paper can be illuminated with UV radiation from a UV lamp, for example, in order to also make the luminescent security features visible.

Aufgrund des Endlosdruckprozesses innerhalb einer Rollendruckmaschine muss eine Prüfung des Druckergebnisses und der Sicherheitsmerkmale während des Druckprozesses und innerhalb der Rollendruckmaschine erfolgen. Für die Qualität und Güte der Aufzeichnung von bewegten Objekten mit einem statischen und nicht bewegten Kamerasystem sind sowohl die Art der Beleuchtung des Objekts als auch die Art der Aufzeichnung des Objekts entscheidend. Dabei sind die Qualität und Güte der Aufzeichnung insbesondere durch die Beleuchtungsdauer, die Beleuchtungsstärke und die Belichtungszeit des Bildsensors beeinflussbar. Die Belichtungszeit beschreibt den Zeitraum, in dem der Verschluss des Kamerasystems geöffnet ist und währenddessen Lichtstrahlen auf den Bildsensor einfallen. Je kürzer die Belichtungszeit gewählt ist, desto geringer ist die auf den Bildsensor fallende Lichtmenge. Wie oben beschrieben, erfolgt die Aufzeichnung von sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegenden Objekten zur Qualitätssicherung unter Zuhilfenahme von Hochgeschwindigkeitskameras, die Belichtungszeiten von kleiner 100 µs und Frame-Raten zur Aufnahme von mehreren tausend Bildern pro Sekunde aufweisen.Due to the continuous printing process within a web press, the print result and the security features must be checked during the printing process and within the web press. Both the type of illumination of the object and the type of recording of the object are decisive for the quality and quality of the recording of moving objects with a static and non-moving camera system. The quality and quality of the recording can be influenced in particular by the lighting duration, the lighting intensity and the exposure time of the image sensor. The exposure time describes the period in which the shutter of the camera system is open and during which light rays are incident on the image sensor. The shorter the exposure time, the less light falls on the image sensor. As described above, objects moving at high speeds are recorded for quality assurance with the aid of high-speed cameras that have exposure times of less than 100 µs and frame rates for recording several thousand images per second.

Zur Steuerung der auf den Bildsensor einfallenden Lichtmenge werden Bildsensoren mit einem sogenannten Global Shutter oder einem sogenannten Rolling Shutter verwendet. Sowohl Global Shutter als auch Rolling Shutter sind vollelektronische Verschlüsse eines Bildsensors. Durch diese werden die Belichtungszeit und damit die auf den Bildsensor auftreffende Lichtmenge beeinflusst. Die Lichtmenge, hier Photonen, wird in den einzelnen Pixeln des Bildsensors in Elektronen umgewandelt, quantisiert und als digitaler Wert ausgegeben. Bei einem Bildsensor mit einem Global Shutter wird die gesamte Bildsensorfläche zeitgleich belichtet und ausgewertet, wohingegen bei einem Bildsensor mit einem Rolling Shutter der Bildsensor zeilenweise zeitlich versetzt freigegeben und beleuchtet wird. Das Auslesen und die Auswertung der erzeugten Elektronen in den einzelnen Pixeln erfolgen üblicherweise sequenziell. Bei Verwendung des Bildsensors mit Rolling Shutter kann der sogenannte Rolling Shutter Effekt auftreten, sobald sich ein Objekt schneller als die Belichtungs- und Auslesezeit des Bildsensors bewegt. Dabei erscheint das aufgezeichnete Objekt verzerrt.Image sensors with a so-called global shutter or a so-called rolling shutter are used to control the amount of light incident on the image sensor. Both Global Shutter and Rolling Shutter are fully electronic shutters of an image sensor. These influence the exposure time and thus the amount of light hitting the image sensor. The amount of light, in this case photons, is converted into electrons in the individual pixels of the image sensor, quantized and output as a digital value. In the case of an image sensor with a global shutter, the entire image sensor surface is exposed and evaluated at the same time, whereas in the case of an image sensor with a rolling shutter, the image sensor is released and illuminated line by line with a time offset. The electrons generated in the individual pixels are usually read out and evaluated sequentially. When using the image sensor with rolling shutter, the so-called rolling shutter effect can occur as soon as an object moves faster than the exposure and readout time of the image sensor. The recorded object appears distorted.

Bei bekannten Kamerasystemen zur Qualitätskontrolle bewegter Objekte zur Anwendung in einer Rollendruckmaschine werden die von der Objektoberfläche zurückreflektierten Beleuchtungsstrahlen zusammen mit aus der Umgebung vorhandenen Umgebungsstrahlung auf dem Bildsensor abgebildet. Durch die beschriebenen Kamerasysteme mit einer in den Messaufbau integrierte Hochgeschwindigkeitskamera kann eine Kontrolle der ohne Hilfsmittel sichtbaren Sicherheitsmerkmale erfolgen.In known camera systems for quality control of moving objects for use in a web-fed printing press, the illumination beams reflected back from the object surface are imaged on the image sensor together with ambient radiation from the environment. The camera systems described, with a high-speed camera integrated into the measurement setup, can be used to check the security features that are visible without any aids.

Bei der Verwendung bekannter Messanordnungen mit Hochgeschwindigkeitskameras zur Visualisierung von unter Beleuchtung lumineszierenden Sicherheitsmerkmalen würde die durch die lumineszierenden Merkmale ausgesendete niedrigenergetische Strahlung zusammen mit den von dem Objekt reflektierten Beleuchtungsstrahlen und Umgebungsstrahlung auf dem Bildsensor abgebildet. Eine Unterscheidung der niedrigenergetischen Strahlung von den reflektierten Beleuchtungsstrahlen und der Umgebungsstrahlung bei der Auswertung der aufgezeichneten Kamerabilder ist nicht möglich, da die niedrigenergetische Strahlung von den Beleuchtungsstrahlen und Umgebungsstrahlung überlagert werden würde. Eine Aufzeichnung und Auswertung der niedrigenergetischen Strahlung der lumineszierenden Merkmale getrennt von der Aufzeichnung und Auswertung der reflektierten Beleuchtungsstrahlen und der Umgebungsstrahlung ist mit den bekannten Messanordnungen nicht möglich.When using known measurement arrangements with high-speed cameras for visualizing security features that luminescent under illumination, the low-energy radiation emitted by the luminescent features would be imaged on the image sensor together with the illumination rays and ambient radiation reflected by the object. It is not possible to distinguish the low-energy radiation from the reflected illumination beams and the ambient radiation when evaluating the recorded camera images, since the low-energy radiation would be superimposed by the illumination beams and ambient radiation. A recording and evaluation of the low-energy radiation of the luminescent features separately from the recording and evaluation of the reflected illumination beams and the ambient radiation is not possible with the known measuring arrangements.

Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird es angesehen, eine Vorrichtung und ein Messverfahren zur Anwendung innerhalb einer Rollendruckmaschine zur Verfügung zu stellen, mit der auf der Papierbahn aufgebrachte lumineszierende Merkmale detektierbar sind.It is considered the object of the present invention to provide a device and a measuring method for use within a web-fed printing machine, with which luminescent features applied to the paper web can be detected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Beleuchtungseinrichtung und die Detektiereinrichtung in einem durch eine lichtundurchlässige Gehäusewandung ausgebildeten Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse eine in Richtung der Papierbahn orientierte Gehäuseöffnung aufweist, durch welche die Beleuchtungsstrahlen und durch Beleuchtung der Merkmale von den Merkmalen ausgesendeten Lumineszenzlichtstrahlen hindurchtreten können und diese auf einem Bildsensor der Detektiereinrichtung abbildbar sind.This object is achieved according to the invention in that the illumination device and the detection device are arranged in a housing formed by an opaque housing wall, the housing having a housing opening oriented in the direction of the paper web, through which the illumination beams and luminescence light beams emitted by the features by illuminating the features can pass through and these can be imaged on an image sensor of the detection device.

Durch das Objektiv der Detektiereinrichtung ist eine Fokusebene definierbar. Vorteilhafterweise stimmt die Fokusebene mit der Transportebene der Papierbahn überein, sodass die innerhalb der Transportebene bewegten Merkmale scharf abgebildet werden.A focal plane can be defined by the lens of the detection device. The focal plane advantageously coincides with the transport plane of the paper web, so that the features moving within the transport plane are imaged sharply.

Aufgrund der durch den Transport der Papierbahn erzeugte relative Bewegung zwischen dem Merkmal und der Messvorrichtung ist innerhalb des mit dem Bildsensor aufgezeichneten Kamerabildes ein Versatz des Merkmals wahrzunehmen. Je größer die Papierbahngeschwindigkeit bei gleicher Belichtungszeit ist, desto größer ist der zu beobachtende Versatz. Andersherum ausgedrückt ist der zu beobachtende Versatz desto größer, je größer die Belichtungszeit bei gleicher Papierbahngeschwindigkeit. Vorteilhafterweise ist zur Aufzeichnung des Kamerabildes mit einem geringen Versatz des Merkmals ein Kamerasystem mit einer geringen Belichtungszeit einzusetzen. Zudem ist in der erfindungsgemäßen Messvorrichtung vorgesehen, eine Hochgeschwindigkeitskamera einzusetzen.Due to the relative movement between the feature and the measuring device generated by the transport of the paper web, an offset of the feature can be perceived within the camera image recorded with the image sensor. The greater the paper web speed with the same exposure time, the greater the offset that can be observed. To put it another way, the longer the exposure time at the same paper web speed, the greater the offset to be observed. Advantageously, a camera system with a short exposure time can be used to record the camera image with a small offset of the feature. In addition, the measuring device according to the invention provides for the use of a high-speed camera.

Erfindungsgemäß ist es optional vorgesehen, dass Bildsensoren zusammen mit einem Global Shutter verwendet werden, sodass der bei Verwendung von Rolling Shuttern auftretende Rolling Shutter Effekt vermieden werden kann.According to the invention, it is optionally provided that image sensors are used together with a global shutter, so that the rolling shutter effect that occurs when using rolling shutters can be avoided.

Außerdem werden erfindungsgemäß vorteilhafterweise sogenannte CMOS-Bildsensor (Abkürzung für „Complementary metal-oxidesemiconductor“) verwendet, um die innerhalb der Bildpixel vorliegenden Informationen zeitgleich auslesen zu können. Optional kann erfindungsgemäß aber auch vorgesehen sein, einen sogenannten ICCD-Bildsensor (Abkürzung für „Intensified charge-coupled device“) einzusetzen, der aus einem CCD-Bildsensor (Abkürzung für „Charged-coupled device“) besteht, an dem durch eine Faseroptik eine Mikrokanalplatte zur Erhöhung der Empfindlichkeit angekoppelt ist.In addition, so-called CMOS image sensors (abbreviation for “complementary metal-oxide semiconductor”) are advantageously used according to the invention in order to be able to read out the information present within the image pixels at the same time. Optionally, however, the invention can also provide the use of a so-called ICCD image sensor (abbreviation for "Intensified Charge-Coupled Device"), which consists of a CCD image sensor (abbreviation for "Charged-Coupled Device"), on which a fiber optic Microchannel plate coupled to increase sensitivity.

Das Gehäuse der Messvorrichtung ist vorteilhafter so ausgestaltet, dass Gehäusewandungen des Gehäuses lichtundurchlässig sind, sodass die außerhalb des Gehäuses und in der Umgebung der Messvorrichtung vorhandene Umgebungsstrahlung nicht auf den Bildsensor der innerhalb des Gehäuses angeordneten Detektiereinrichtung gelangen kann. Zudem kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses die für den menschlichen Organismus schädliche UV-Strahlung das Gehäuse nicht durch die Gehäusewandungen verlassen. Außerdem wird dadurch erreicht, dass die abschnittsweise Beleuchtung der Papierbahn und die Beleuchtung der Merkmale ausschließlich mit den durch die Gehäuseöffnung hindurchtretenden Beleuchtungsstrahlen erreicht.The housing of the measuring device is advantageously designed such that housing walls of the housing are opaque, so that the ambient radiation outside the housing and in the vicinity of the measuring device cannot reach the image sensor of the detection device arranged inside the housing. In addition, due to the design of the housing according to the invention, the UV radiation that is harmful to the human organism cannot leave the housing through the housing walls. In addition, the result is that the section-by-section illumination of the paper web and the illumination of the features are achieved exclusively with the illumination beams passing through the housing opening.

Erfindungsgemäß ist ein Abstand zwischen der Gehäuseöffnung und der Papierbahn möglichst gering gewählt, vorteilhafterweise in einem Bereich von wenigen Millimetern bis zu wenigen Zentimetern, sodass Umgebungsstrahlung nicht oder nur in einem geringen Umfang auf den Bildsensor der innerhalb des Gehäuses angeordneten Detektiereinrichtung gelangen kann. Somit werden ausschließlich oder überwiegend die Lumineszenzlichtstrahlen auf dem Bildsensor abgebildet. Auch treffen die Beleuchtungsstrahlen nicht oder nur in geringem Umfang auf einen außerhalb der Papierbahn liegenden Umgebungsbereich auf.According to the invention, the distance between the housing opening and the paper web is selected to be as small as possible, advantageously in a range from a few millimeters to a few centimeters, so that ambient radiation cannot reach the image sensor of the detection device arranged inside the housing, or only to a small extent. The luminescence light beams are thus imaged exclusively or predominantly on the image sensor. Also, the illumination beams do not impinge, or impinge only to a small extent on a surrounding area lying outside of the paper web.

Damit die Umgebungsstrahlung nicht auf den Bildsensor des innerhalb des Gehäuses angeordneten Detektiereinrichtung auftreffen kann, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuse ein die Gehäuseöffnung umlaufendes Abschattungselement aufweist. Dabei kann das Abschattungselement als Falz oder als L-förmiges Profilelement ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise weist das Abschattungselement auf der in Richtung der Umgebung weisende Seite eine für die Umgebungsstrahlung reflektierende oder absorbierende Oberflächeneigenschaft auf, sodass die auf das Abschattungselement auftreffende Umgebungsstrahlung in die Umgebung zurück reflektiert oder an dem Abschattungselement absorbiert wird. Somit kann die Gefahr verringert werden, dass Umgebungsstrahlung auf den Bildsensor der innerhalb des Gehäuses angeordneten Detektiereinrichtung gelangt. So that the ambient radiation cannot impinge on the image sensor of the detection device arranged inside the housing, an advantageous embodiment of the invention provides that the housing has a shading element surrounding the housing opening. The shading element can be designed as a fold or as an L-shaped profile element. The shading element advantageously has a surface property which reflects or absorbs the ambient radiation on the side pointing in the direction of the surroundings, so that the ambient radiation impinging on the shading element is reflected back into the surroundings or is absorbed on the shading element. The risk of ambient radiation reaching the image sensor of the detection device arranged inside the housing can thus be reduced.

Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Detektiereinrichtung einen Filter aufweist, welcher für Lumineszenzlichtstrahlen durchlässig ist und die Beleuchtungsstrahlen und Umgebungsstrahlung absorbiert. Somit treffen nur die Lumineszenzlichtstrahlen auf dem Bildsensor auf, sodass eine Aufzeichnung der lumineszierenden Merkmale getrennt von der Aufzeichnung der Beleuchtungsstrahlen und der Umgebungsstrahlung möglich ist.According to the invention, it is advantageously provided that the detection device has a filter which is permeable to luminescence light rays and absorbs the illumination rays and ambient radiation. Thus, only the luminescence light beams impinge on the image sensor, so that the luminescent features can be recorded separately from the recording of the illumination beams and the ambient radiation.

Um die unter Beleuchtung und Anregung lumineszierenden Merkmale sichtbar zu machen, ist in einer vorteilhaften Umsetzung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Beleuchtungsstrahlen Beleuchtungsstrahlwellenlängen im ultravioletten Bereich aufweisen. Dazu können die Beleuchtungsquellen als UV-Lampen ausgestaltet sein, die UV-Strahlung im UV-A-Wellenlängenbereich und/oder im UV-C-Wellenlängenbereich aussenden, wobei als UV-A-Wellenlängenbereich der Wellenlängenbereich von 315 nm bis 400 nm und als UV-C-Wellenlängenbereich der Wellenlängenbereich von 100 nm bis 280 nm bezeichnet werden.In order to make the features luminescent under illumination and excitation visible, an advantageous implementation of the idea of the invention provides that the illumination beams have illumination beam wavelengths in the ultraviolet range. For this purpose, the lighting sources can be designed as UV lamps, which emit UV radiation in the UV-A wavelength range and/or in the UV-C wavelength range, with the wavelength range from 315 nm to 400 nm being used as the UV-A wavelength range and UV -C-wavelength range the wavelength range from 100 nm to 280 nm can be designated.

Die Beleuchtungsquelle kann erfindungsgemäß optional als sogenannte Niederdrucklampe ausgestaltet sein, bei der die charakteristische Wellenlänge des ausgesendeten Lichts bei einer Wellenlänge von 254 nm liegt. Bei Einsatz von synthetischem Quarz als ein das Leuchtmittel einschließender Lampengehäuse kann eine weitere Emissionslinie bei 185 nm erzeugt werden.According to the invention, the illumination source can optionally be designed as a so-called low-pressure lamp, in which the characteristic wavelength of the emitted light is at a wavelength of 254 nm. When using synthetic quartz as a the illuminant closing the lamp housing, another emission line can be generated at 185 nm.

Erfindungsgemäß ist optional vorgesehen, dass die Beleuchtungsquelle als UV-LED ausgestaltet ist. Derartige als UV-LED ausgestaltete Beleuchtungsquellen sind preisgünstig und in verschiedenen Leistungsklassen erhältlich.According to the invention, it is optionally provided that the illumination source is in the form of a UV LED. Lighting sources of this type, designed as UV LEDs, are inexpensive and available in various power classes.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist vorgesehen, dass eine Beleuchtungsintensität der Beleuchtungsstrahlen einstellbar ist. Durch eine gesteigerte Beleuchtungsintensität kann die Belichtungszeit des Bildsensors reduziert werden. Somit ist vorteilhafterweise das Merkmal mit einem besonders geringen Versatz des Merkmals aufzeichnenbar.In an advantageous embodiment of the measuring device according to the invention, it is provided that an illumination intensity of the illumination beams can be adjusted. The exposure time of the image sensor can be reduced by increasing the illumination intensity. The feature can thus advantageously be recorded with a particularly small offset of the feature.

Möglicherweise weist die Papierbahn mehrere Merkmale auf, die bei Beleuchtung mit voneinander verschiedenen Beleuchtungsstrahlwellenlängen zur Aussendung von Lumineszenzlichtstrahlen angeregt werden. Um derartige Merkmale voneinander unterscheiden zu können, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Optikfilter aufweist, sodass die Papierbahn ausschließlich mit Beleuchtungsstrahlen mit einer Beleuchtungsstrahlwellenlänge innerhalb eines durch den Optikfilter vorgegebenen Filterbereichs beleuchtet werden kann. In Abhängigkeit der durch den Optikfilter durchgelassenen Beleuchtungsstrahlwellenlängen oder Wellenlängenbereiche können voneinander verschiedene Merkmale zur Lumineszenz angeregt werden, die mit dem Bildsensor der Detektiereinrichtung aufzeichnenbar sind.The paper web may have a number of features which, when illuminated with illumination beam wavelengths that differ from one another, are excited to emit luminescent light beams. In order to be able to distinguish such features from one another, an advantageous embodiment of the inventive concept provides that the illumination device has an optical filter so that the paper web can be illuminated exclusively with illumination beams with an illumination beam wavelength within a filter range specified by the optical filter. Depending on the illumination beam wavelengths or wavelength ranges let through the optical filter, different features can be excited to luminescence, which can be recorded with the image sensor of the detection device.

Vorteilhafterweise ist der Bildsensor der Detektiereinrichtung nicht sensitiv für Strahlung in dem Wellenlängenbereich der Beleuchtungsstrahlen und der Umgebungsstrahlung, sondern ausschließlich sensitiv für Strahlung im Wellenlängenbereich der Lumineszenzlichtstrahlen. Somit werden nur die durch die Merkmale ausgesendeten Lumineszenzlichtstrahlen mit dem Bildsensor detektiert.The image sensor of the detection device is advantageously not sensitive to radiation in the wavelength range of the illumination beams and the ambient radiation, but only sensitive to radiation in the wavelength range of the luminescence light beams. Thus, only the luminescent light beams emitted by the features are detected with the image sensor.

Um innerhalb der Detektiereinrichtung auch Bildsensoren verwenden zu können, die in einem breitbandigen Wellenlängenbereich sensitiv sind, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Detektiereinrichtung einen Detektierfilter aufweist, der für Strahlung in einem vorgegebenen Detektierfilterbereich durchlässig ist, sodass der Bildsensor ausschließlich mit Strahlung innerhalb des Detektierfilterbereichs beleuchtet werden kann. Vorteilhafterweise ist der Detektierfilterbereich schmalbandig ausgestaltet, sodass ausschließlich oder überwiegend Lumineszenzlichtstrahlen auf dem Bildsensor auftreffen, während Beleuchtungsstrahlen und Umgebungsstrahlung durch den Detektierfilter absorbiert werden.In order to also be able to use image sensors within the detection device that are sensitive in a broadband wavelength range, an advantageous embodiment of the invention provides that the detection device has a detection filter that is transparent to radiation in a predetermined detection filter range, so that the image sensor is only exposed to radiation can be illuminated within the detection filter area. Advantageously, the detection filter area has a narrow-band design, so that only or predominantly luminescence light rays impinge on the image sensor, while illumination rays and ambient radiation are absorbed by the detection filter.

In einer vorteilhaften Umsetzung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass mindestens eine Beleuchtungsquelle als Blitzlampe ausgestaltet ist, mit der Beleuchtungsstrahlen als Lichtimpulse mit einer einstellbaren Impulsdauer erzeugbar sind. Durch die Lichtimpulse werden die Merkmale zur Aussendung von Lumineszenzlichtstrahlen angeregt. Zudem kann auf diese Weise die auf den Bildsensor auftreffende Lichtmenge alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung der Lichtmenge über die Belichtungszeit des Bildsensors eingestellt werden. Analog gilt auch hier, dass ein Lichtpuls mit einer kurzen Impulsdauer, im Falle der Fluoreszenz, die Merkmale zu einer ebenfalls kurz andauernden Lumineszenz anregen, sodass der durch die Bewegung des Merkmals während der Aufzeichnung des Kamerabildes entstehende Versatz des Merkmals vorteilhafterweise gering ist.In an advantageous implementation of the idea of the invention, it is provided that at least one illumination source is designed as a flash lamp with which illumination beams can be generated as light pulses with an adjustable pulse duration. The light pulses stimulate the features to emit luminescence light beams. In addition, in this way the amount of light striking the image sensor can be adjusted as an alternative or in addition to controlling the amount of light via the exposure time of the image sensor. Analogously, it also applies here that a light pulse with a short pulse duration, in the case of fluorescence, excites the features to luminescence, which also lasts for a short time, so that the offset of the feature caused by the movement of the feature during the recording of the camera image is advantageously small.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Beleuchtungsquelle als Laserstrahlquelle zur Erzeugung der Beleuchtungsstrahlen und eine Ablenkvorrichtung zur Auslenkung der Beleuchtungsstrahlen aufweist. Vorteilhafterweise kann die Laserstrahlquelle als UV-Laserstrahlquelle ausgestaltet sein, mit der Beleuchtungsstrahlen in Form von Laserstrahlung im Wellenlängenbereich der UV-Strahlung aussendet. Dadurch, dass mit Laserstrahlquellen Laserstrahlung mit monochromatischen Eigenschaften erzeugbar sind, können die Merkmale vorgegebenen Beleuchtungsstrahlwellenlängen angeregt werden. Zudem kann durch die Fokussierbarkeit von Laserstrahlung eine punktförmige Beleuchtung der Merkmale in einem örtlich eingeschränkten Bereich erfolgen. Somit sind die Merkmale in einem einstellbaren Bereich der Merkmale beleuchtbar, sodass diese in diesem Bereich zur Aussendung von Lumineszenzlichtstrahlen angeregt werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one illumination source has the laser beam source for generating the illumination beams and a deflection device for deflecting the illumination beams. Advantageously, the laser beam source can be configured as a UV laser beam source with which illuminating beams are emitted in the form of laser radiation in the wavelength range of UV radiation. Because laser radiation with monochromatic properties can be generated with laser beam sources, the features can be excited at predetermined illumination beam wavelengths. In addition, due to the focusability of laser radiation, a punctiform illumination of the features can take place in a locally restricted area. The features can thus be illuminated in an adjustable area of the features, so that they are excited to emit luminescence light beams in this area.

Eine Ablenkvorrichtung kann beispielsweise als Laserscanner ausgestaltet sein, mit dem die Laserstrahlung zeilen- oder rasterartig über die Papierbahn geführt werden kann. Dadurch kann die Laserstrahlung auf die Merkmale gerichtet werden und entsprechend der eingestellten Papierbahngeschwindigkeit mit den in Transportrichtung bewegten Merkmalen mitgeführt werden. Somit kann eine Beleuchtungsdauer und damit die auf die Merkmale eingestrahlte Lichtmenge besonders gut eingestellt werden.A deflection device can be designed, for example, as a laser scanner, with which the laser radiation can be guided over the paper web in a line or grid-like manner. As a result, the laser radiation can be directed onto the features and carried along with the features moving in the transport direction in accordance with the set paper web speed. Thus, an illumination duration and thus the amount of light radiated onto the features can be set particularly well.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist vorgesehen, dass die Papierbahn auf der der Messvorrichtung zugewandten Seite durch die von den mehreren Beleuchtungsquellen ausgesendeten Beleuchtungsstrahlen in voneinander verschiedenen Beleuchtungsrichtungen beleuchtet werden. Somit können die Merkmale aus unterschiedlichen Richtungen belichtet und angeregt werden, sodass durch die verschiedenen Beleuchtungsrichtungen die Lumineszenzlichtstrahlen auf unterschiedlichen Positionen des Bildsensors auftreffen. Somit kann durch die Auswertung der auf verschiedenen Positionen des Bildsensors auftreffenden Lumineszenzlichtstrahlen während eines Messvorgangs eine mehrfahre Kontrolle der Merkmale erfolgen.In an advantageous embodiment of the measuring device according to the invention, it is provided that the paper web on the side facing the measuring device is illuminated by the illumination emitted by the plurality of illumination sources rays are illuminated in mutually different illumination directions. The features can thus be illuminated and excited from different directions, so that the luminescence light beams impinge on different positions of the image sensor due to the different directions of illumination. Thus, by evaluating the luminescence light beams impinging on different positions of the image sensor, the features can be checked several times during a measurement process.

Erfindungsgemäß ist es optional auch vorgesehen, dass die Merkmale sowohl mit unterschiedlich ausgerichteten Beleuchtungsstrahlen als auch mit unterschiedlichen Beleuchtungsstrahlwellenlängen angeregt werden, sodass eine beleuchtungsrichtungs- und beleuchtungswellenlängenabhängige Überprüfung der Merkmale erfolgen kann.According to the invention, it is optionally also provided that the features are excited both with differently aligned illumination beams and with different illumination beam wavelengths, so that the characteristics can be checked as a function of the illumination direction and illumination wavelength.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass der Bildsensor der Detektiereinrichtung parallel zur Transportebene ausgerichtet ist. Durch einen senkrechten oder nahezu senkrechten Einfall der Lumineszenzlichtstrahlen auf den Bildsensor ist ein Kamerabild mit einer geringen Verzerrung des mit dem Bildsensor aufgezeichneten Merkmals erreichbar.In an advantageous embodiment of the idea of the invention, it is provided that the image sensor of the detection device is aligned parallel to the transport plane. If the luminescence light beams strike the image sensor perpendicularly or almost perpendicularly, a camera image can be achieved with little distortion of the feature recorded with the image sensor.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gelöst, indem Beleuchtungsstrahlen mit einer oder mehreren Beleuchtungsstrahlwellenlängen erzeugt werden, wobei mit den Beleuchtungsstrahlen die Papierbahn zumindest abschnittsweise entlang einer Beleuchtungsachse beleuchtet wird, wobei durch Beleuchtung der Merkmale von den Merkmalen ausgesendete Lumineszenzlichtstrahlen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Detektiereinrichtung die Lumineszenzlichtstrahlen detektiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft innerhalb von kontinuierlich ablaufenden Endlosdruckprozessen eingesetzt werden.The object stated at the outset is also achieved by a method in which illumination beams are generated with one or more illumination beam wavelengths, the paper web being illuminated at least in sections along an illumination axis with the illumination beams, luminescence light beams emitted by the features being generated by illuminating the features, characterized in that that the luminescence light beams are detected with the detection device. The method according to the invention can be used particularly advantageously within continuous printing processes.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit der Papierbahngeschwindigkeit der bewegten Papierbahn die Beleuchtungsintensität angepasst wird. Somit kann ein geringer Versatz des aufgezeichneten Merkmals erzeugt werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the illumination intensity is adjusted as a function of the paper web speed of the moving paper web. Thus, a slight offset of the recorded feature can be created.

Um einen besonders geringen Versatz des auf dem Kamerabild dargestellten Merkmals zu erhalten, ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass in Abhängigkeit der Papierbahngeschwindigkeit der bewegten Papierbahn eine Impulsdauer von Lichtimpulsen angepasst wird. Dazu werden zur Steuerung der auf den Bildsensor auftreffende Lichtmenge Blitzlampen eingesetzt.In order to obtain a particularly small offset of the feature shown on the camera image, an advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a pulse duration of light pulses is adapted as a function of the paper web speed of the moving paper web. Flash lamps are used to control the amount of light hitting the image sensor.

Für eine technisch einfache Umsetzung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass durch eine kontinuierliche Beleuchtung der Merkmale mit Beleuchtungsstrahlen kontinuierlich Lumineszenzlichtstrahlen erzeugt werden, wobei die Detektion der Lumineszenzlichtstrahlen anhand von mit einer einstellbaren zeitlich begrenzten Belichtungszeit aufgezeichneten Kamerabildern erfolgt. Eine Vorgabe der Belichtungszeit zur Steuerung der auf den Bildsensor auftreffende Lichtmenge ist technisch einfacher umsetzbar, als die Steuerung von einer Impulsdauer von Lichtimpulsen. Dies ist dadurch begründet, dass zur Erzeugung von Lichtimpulsen genutzten Blitzlampen in der Regel ein charakteristisches Ansprechverhalten aufweisen, wodurch die tatsächliche Impulsdauern von durch Blitzlampen erzeugten Lichtimpulsen vergrößert sind und im Bereich von 150 µs bis 200 µs liegen. Die Belichtungszeiten sind im Vergleich zu den Lichtimpulsen deutlich kürzer einstellbar und liegen im Bereich von 10 µs bis 100 µs.For a technically simple implementation of the idea of the invention, continuous illumination of the features with illumination beams continuously generates luminescence light beams, the luminescence light beams being detected using camera images recorded with an adjustable time-limited exposure time. Specifying the exposure time to control the amount of light hitting the image sensor is technically easier to implement than controlling the pulse duration of light pulses. This is due to the fact that flash lamps used to generate light pulses usually have a characteristic response behavior, as a result of which the actual pulse durations of light pulses generated by flash lamps are increased and are in the range from 150 μs to 200 μs. In comparison to the light pulses, the exposure times can be set much shorter and are in the range of 10 µs to 100 µs.

Zur Vergrößerung der Anzahl der für die Auswertung der Merkmale zur Verfügung stehenden Kamerabilder ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Merkmale durch mehrere nacheinander und zeitlich versetzt aufgezeichnete Kamerabilder detektiert werden. Durch eine derartige Mehrfachbelichtung, die sich über ein Trigger-Signal takten lässt, können eine Signalstärke der mit einer kurzen Belichtungszeit aufgezeichneten Kamerabilder, vergrößert werden. Erfindungsgemäß kann die Aufzeichnung mit einer 10-fachen bis zu einer 1000-fachen Mehrfachbelichtungen erfolgen.In order to increase the number of camera images available for evaluating the features, an advantageous embodiment of the method according to the invention provides for the features to be detected by a plurality of camera images recorded one after the other and at different times. A signal strength of the camera images recorded with a short exposure time can be increased by such a multiple exposure, which can be clocked via a trigger signal. According to the present invention, recording can be performed with multiple exposures of 10 times to 1000 times.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die mehreren Kamerabilder mittels einer Recheneinheit zusammengeführt werden. Durch auf der Recheneinheit durchgeführter softwaretechnischer Bildverarbeitungsschritte können die in den einzelnen Kamerabilder aufgezeichneten Merkmale überlagert werden, sodass die Merkmale mit einer gesteigerten Genauigkeit auswertbar sind.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the multiple camera images are combined by means of a computing unit. The features recorded in the individual camera images can be superimposed by software image processing steps carried out on the computing unit, so that the features can be evaluated with increased accuracy.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei der Auswertung des Kamerabildes mittels der Recheneinheit mehrere benachbarte Bildpixel innerhalb einer Bildpixelzeile und/oder einer Bildpixelspalte zusammengefasst werden. Dieser Vorgang wird auch als Binning bezeichnet. Dadurch werden die durch die jeweils zusammengefassten Pixel erfassten Helligkeitswerte addiert, sodass in diesem zusammengefassten Bereich bei Reduzierung der Bildauflösung, ein helleres Kamerabild zur Verfügung steht.Furthermore, it is provided according to the invention that several adjacent image pixels are combined within an image pixel row and/or an image pixel column during the evaluation of the camera image by means of the computing unit. This process is also referred to as binning. As a result, the brightness values recorded by the respective combined pixels are added, so that a brighter camera image is available in this combined area when the image resolution is reduced.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung in einer Seitenansicht und
2 eine weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung in einer Seitenansicht.

Further advantageous configurations of the invention are illustrated in the drawings illustrated embodiments explained. Show it:

1 a schematic representation of the measuring device according to the invention in a side view and
2 a further schematic representation of the measuring device according to the invention in a side view.

In 1 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung innerhalb einer Rollendruckmaschine gezeigt. Die Messvorrichtung weist eine Beleuchtungseinrichtung 1, eine Detektiereinrichtung 2 und eine Recheneinheit 3 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 1 und die Detektiereinrichtung 2 sind in einem Gehäuse 4 angeordnet, wobei Gehäusewandungen 5 des Gehäuses 4 lichtundurchlässig sind und das Gehäuse 4 eine in Richtung einer Papierbahn 6 orientierte Gehäuseöffnung 7 aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung 1 weist zwei als UV-Leuchten ausgestaltete Beleuchtungsquellen 8 auf. Durch die Beleuchtungsquellen 8 werden Beleuchtungsstrahlen 9 entlang einer Beleuchtungsachse 10 mit einer Beleuchtungsstrahlwellenlänge ausgestrahlt. Mit den Beleuchtungsstrahlen 9 wird die Papierbahn 6 zumindest abschnittsweise beleuchtet. Die Papierbahn 6 wird durch Führungsrollen 11 innerhalb einer Transportebene 12 und in einer Transportrichtung 13 mit einer Papierbahngeschwindigkeit transportiert und geführt. Die Detektiereinrichtung 2 weist ein Objektiv 14 mit einem Detektierfilter 15 auf. Mehrere mit den Beleuchtungsstrahlen 9 beleuchteten Merkmale 16 senden Lumineszenzlichtstrahlen 17 auf, die mit einem Bildsensor 18 der Detektiereinrichtung 2 abbildbar sind. Das Gehäuse 4 weist ein die Gehäuseöffnung 7 umlaufendes Abschattungselement 19 auf, welches L-förmig ausgestaltet ist. Das Abschattungselement 19 weist auf der in Richtung der Umgebung weisende Seite des Abschattungselements 19 Umgebungsstrahlung 20 absorbierende Oberflächeneigenschaften auf. Somit wird die auf das Abschattungselement 19 auftreffende Umgebungsstrahlung 20 durch das Abschattungselement 19 absorbiert.In 1 a schematic representation of the measuring device according to the invention is shown within a web-fed printing press. The measuring device has an illumination device 1 , a detection device 2 and a computing unit 3 . The lighting device 1 and the detection device 2 are arranged in a housing 4 , housing walls 5 of the housing 4 being opaque and the housing 4 having a housing opening 7 oriented in the direction of a paper web 6 . The illumination device 1 has two illumination sources 8 designed as UV lamps. The illumination sources 8 emit illumination beams 9 along an illumination axis 10 with an illumination beam wavelength. The paper web 6 is illuminated at least in sections by the illumination beams 9 . The paper web 6 is transported and guided by guide rollers 11 within a transport plane 12 and in a transport direction 13 at a paper web speed. The detection device 2 has an objective 14 with a detection filter 15 . Several features 16 illuminated with the illumination beams 9 emit luminescent light beams 17 that can be imaged with an image sensor 18 of the detection device 2 . The housing 4 has a shading element 19 which runs around the housing opening 7 and is L-shaped. The shading element 19 has surface properties that absorb ambient radiation 20 on the side of the shading element 19 pointing in the direction of the surroundings. The ambient radiation 20 impinging on the shading element 19 is thus absorbed by the shading element 19 .

In 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung innerhalb einer Rollendruckmaschine gezeigt. Die Papierbahn 6 wird auf der der Messvorrichtung zugewandten Seite durch zwei Beleuchtungsquellen 8 beleuchtet. Dabei werden die Merkmale 16 jeweils aus unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen mit den Beleuchtungsstrahlen 9 der zwei Beleuchtungsquellen 8 belichtet und angeregt, sodass durch die verschiedenen Beleuchtungsrichtungen die Lumineszenzlichtstrahlen 17 des jeweiligen Merkmals 16 auf unterschiedlichen Positionen des Bildsensors 18 auftreffen.In 2 is a schematic representation of a further embodiment of the measuring device according to the invention within a web-fed printing press. The paper web 6 is illuminated by two lighting sources 8 on the side facing the measuring device. The features 16 are each illuminated and excited from different illumination directions with the illumination beams 9 of the two illumination sources 8 , so that the luminescence light beams 17 of the respective feature 16 impinge on different positions of the image sensor 18 due to the different illumination directions.

In den Darstellungen der 1 bis 2 sind lediglich jeweils einzelne mehrerer gleichartiger Elemente exemplarisch mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.In the representations of 1 until 2 only a number of elements of the same type are identified by a reference number as an example.

BezugszeichenlisteReference List

11: Beleuchtungseinrichtunglighting device
22: Detektiereinrichtungdetection device
33: Recheneinheitunit of account
44: GehäuseHousing
55: Gehäusewandunghousing wall
66: Papierbahnpaper web
77: Gehäuseöffnungcase opening
88th: Beleuchtungsquellelighting source
99: Beleuchtungsstrahlillumination beam
1010: Beleuchtungsachselighting axis
1111: Führungsrolleleadership role
1212: Transportebenetransport level
1313: Transportrichtungtransport direction
1414: Objektivlens
1515: Detektierfilterdetection filter
1616: Merkmalcharacteristic
1717: Lumineszenzlichtstrahlluminescent light beam
1818: Bildsensorimage sensor
1919: Abschattungselementshading element
2020: Umgebungsstrahlungambient radiation

Claims

Measuring device for use in a web-fed printing machine for visualizing features (16) applied to a paper web (6) and luminescent when illuminated, the paper web (6) being transported at a paper web speed within a transport plane (12), the measuring device having an illumination device (1 ) and a detection device (2), wherein the illumination device (1) has at least one illumination source (8) with which illumination beams (9) with one or more illumination beam wavelengths can be generated, with the illumination beams (9) touching the paper web (6) at least is illuminated in sections along an illumination axis (10), the illuminated features (16) being detectable with the detection device (2), characterized in that the illumination device (1) and the detection device (2) are mounted in one housing wall (5) that is impermeable to light trained housing (4) angeor dnet, whereby that Housing (4) has a housing opening (7) oriented in the direction of the paper web (6), through which the illumination beams (9) and by illuminating the features (16) emitted by the features (16) luminescence light beams (17) can pass and these on an image sensor (18) of the detection device (2) can be imaged.

Measuring device according to claim 1 , characterized in that the housing (4) has a shading element (19) surrounding the housing opening (7).

Measuring device according to claim 1 or 2 , characterized in that the illumination beams (9) have illumination beam wavelengths in the ultraviolet range.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that an illumination intensity of the illumination beams (9) can be adjusted.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination device (1) has an optical filter, so that the paper web (6) can be illuminated exclusively with illumination beams (9) with an illumination beam wavelength within a filter range predetermined by the optical filter.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (2) has a detection filter which is transparent to radiation in a predetermined detection filter range, so that the image sensor (18) can be illuminated exclusively with radiation within the detection filter range.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one illumination source (8) is designed as a flash lamp with which illumination beams (9) can be generated as light pulses with an adjustable pulse duration.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that it has at least one illumination source (8) as a laser beam source for generating the illumination beams (9) and a deflection device for deflecting the illumination beams (9).

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the paper web (6) on the side facing the measuring device is illuminated in mutually different illumination directions by the illumination beams (9) emitted by the plurality of illumination sources (8).

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the image sensor (18) of the detection device (2) is aligned parallel to the transport plane (12).

Method for visualizing features (16) applied to a moving paper web (6) and luminescent under illumination, illumination beams (9) being generated with one or more illumination beam wavelengths, with the illumination beams (9) guiding the paper web (6) at least in sections along a illumination axis (10), whereby luminescence light beams (17) emitted by the features (16) are generated by illuminating the features (16), characterized in that the luminescence light beams (17) are detected with the detection device (2).

procedure according to claim 11 , characterized in that the illumination intensity is adjusted as a function of the paper web speed of the moving paper web (6).

procedure according to claim 11 or 12 , characterized in that a pulse duration of light pulses is adjusted as a function of the paper web speed of the moving paper web (6).

Method according to one of Claims 11 until 13 , characterized in that luminescence light beams (17) are generated continuously by continuously illuminating the features (16) with illumination beams (9), the luminescence light beams (17) being detected using camera images recorded with an adjustable time-limited exposure time.

Method according to one of Claims 11 until 14 , characterized in that the features (16) are detected by several camera images recorded one after the other and offset in time.

Method according to one of Claims 11 until 15 , characterized in that the plurality of camera images are combined by means of a computing unit (3).