DE102022112225A1

DE102022112225A1 - Leergutrücknahmeautomat sowie Beleuchtungsmodul und Betriebsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102022112225A1
Application number: DE102022112225.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Gieselmann
Original assignee: Insensiv GmbH
Current assignee: Insensiv De GmbH
Priority date: 2022-05-16
Filing date: 2022-05-16
Publication date: 2023-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungsmodul (1) für einen Leergutrücknahmeautomaten umfassend eine Leiterplatte (2), umfassend eine Mehrzahl auf der Leiterplatte (2) angeordneter Leuchtdioden (5), welche bestimmt sind, im Betrieb eine definierte Betriebslichtwellenlänge zu emittieren, umfassend wenigstens ein Thermoelement, welches bestimmt ist, die Leiterplatte (2) zu heizen und/oder zu kühlen, umfassend wenigstens einen auf der Leiterplatte (2) angeordneten Temperaturfühler (6.1, 6.2), welcher bestimmt ist, eine Betriebstemperatur (TB) der Leiterplatte (2) zu erfassen, und umfassend einen Temperaturregler (18), welcher bestimmt ist, die von dem Temperaturfühler (6.1, 6.2) erfasste Betriebstemperatur (TB) auszulesen und das Thermoelement zu- oder abzuschalten, um die Betriebstemperatur (TB) der Leiterplatte (2) in einem definierten Toleranzbereich (Hysterese) um eine vorbestimmte Soll-Betriebstemperatur (TB,soll) zu halten. Ferner betrifft die Erfindung einen Leergutrücknahmeautomaten sowie ein Betriebsverfahren für einen Leergutrücknahmeautomaten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungsmodul für einen Leergutrücknahmeautomaten umfassend eine Leiterplatte und eine Mehrzahl auf der Leiterplatte angeordneter Leuchtdioden. Ferner betrifft die Erfindung einen Leergutrücknahmeautomaten mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungsmodul sowie ein Betriebsverfahren für einen erfindungsgemäßen Leergutrücknahmeautomaten.
Aus dem Stand der Technik bekannte Leergutrücknahmeautomaten zur Rücknahme von Leergutbehältern sind ausgebildet, eingeführte Leergutbehälter zu identifizieren und eine Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters auszulesen. Die Sicherheitsmarkierung dient hierbei dazu, einen pfandberechtigten Leergutbehälter von einem nicht pfandberechtigten Leergutbehälter zu unterscheiden. Die Identifizierung des Leergutbehälters als solchen und die Analyse der Sicherheitsmarkierung erfolgt bei den bekannten Leergutrücknahmeautomaten optisch mittels einer Ausleseeinheit, deren Sichtfeld auf den eingeführten Leergutbehälter und die Sicherheitsmarkierung gerichtet ist. Das hierfür erforderliche Licht wird von einem Beleuchtungsmodul mit einer Mehrzahl von Lichtquellen, in der Regel Leuchtdioden, bereitgestellt.
Um die Sicherheitsmarkierung möglichst fälschungssicher auszubilden, weist diese meist wenigstens ein optisch auslesbares Sicherheitskriterium auf, welches bei der Bestrahlung durch Licht mit einer spezifischen Wellenlänge (Lichtwellenlänge) beziehungsweise Lichtfarbe charakteristische Eigenschaften aufweist.
Aus der DE 10 2016 004 662 A1 ist eine Sicherheitsmarkierung mit einer Sicherheitsfarbe als Sicherheitskriterium bekannt, wobei die Sicherheitsfarbe in Abhängigkeit von einer darauf emittierten Lichtwellenlänge einen sich definiert verändernden Reflexionsgrad aufweist, welcher in einem Farbumschlagsintervall einen charakteristischen Verlauf ausbildet. Für die Auslesung dieser Sicherheitsmarkierung ist insofern eine Beleuchtung mit spezifischen/definierten Lichtwellenlängen erforderlich.
Um die Fälschungssicherheit von Sicherheitsmarkierungen zu verbessern, besteht am Markt der Wunsch, Sicherheitsmarkierungen so auszubilden, dass diese bei Bestrahlung mit exakt definierten Lichtwellenlängen beziehungsweise sehr schmalen Lichtwellenlängenbereichen charakteristische Eigenschaften aufweisen. Die im Stand der Technik verfügbaren Beleuchtungsmodule und Leergutrücknahmeautomaten hiermit sind jedoch bislang meist nicht dazu ausgebildet, Licht im Betrieb zuverlässig und konstant mit einer hierfür erforderlichen exakten Lichtwellenlänge beziehungsweise in einem sehr engen Lichtwellenlängenbereich zu emittieren. Problematisch ist hierbei die Temperaturabhängigkeit von Lichtquellen des Beleuchtungsmoduls, meist Leuchtdioden, der sogenannte Temperaturdrift. Bei einer zunehmenden Betriebstemperatur emittiert eine Leuchtdiode im Betrieb in der Regel langwelligere Betriebslichtwellenlängen, bei abnehmender Betriebstemperatur kurzwelligere Betriebslichtwellenlängen. Die emittierte Betriebslichtwellenlänge von Leuchtdioden ist somit abhängig von der Betriebstemperatur, die wiederum unter anderem von der Außen- beziehungsweise Umgebungstemperatur und Eigenerwärmung der Leuchtdioden beeinflusst wird. Schwankende Betriebstemperaturen können daher mit den am Markt erhältlichen Beleuchtungsmodulen und Leergutrücknahmeautomaten zu einem falschen Ergebnis bei der Analyse derartiger hochsicherer Sicherheitsmarkierungen führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insofern, Mittel und ein Betriebsverfahren anzugeben, mit denen eine sichere und zuverlässige Analyse einer Sicherheitsmarkierung eines Leergutbehälters durchführbar ist.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Demzufolge umfasst ein erfindungsgemäßes Beleuchtungsmodul für einen Leergutrücknahmeautomaten

- eine Leiterplatte,
- eine Mehrzahl auf der Leiterplatte angeordneter Leuchtdioden, welche bestimmt sind, im Betrieb eine definierte Betriebslichtwellenlänge zu emittieren,
- ein Thermoelement, welches bestimmt ist, die Leiterplatte zu heizen und/oder zu kühlen,
- einen oder mehrere auf der Leiterplatte angeordneten Temperaturfühler, welcher bestimmt ist, eine Betriebstemperatur der Leiterplatte zu erfassen, und
- einen oder mehrere Temperaturregler, welcher bestimmt ist, die von dem Temperaturfühler erfasste Betriebstemperatur auszulesen und das Thermoelement zu- oder abzuschalten, um die Betriebstemperatur der Leiterplatte in einem definierten Toleranzbereich (Hysterese) um eine vorbestimmte Soll-Betriebstemperatur zu halten.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das erfindungsgemäße Beleuchtungsmodul im Betrieb eine gleichbleibend homogene und definierte Beleuchtung und insbesondere eine gleichbleibend homogene und definierte Betriebslichtwellenlänge, bei einer hohen Temperaturbeständigkeit bereitstellt. Dies bedeutet, dass das Beleuchtungsmodul ausgebildet ist, die Betriebstemperatur der Leiterplatte beziehungsweise der darauf montierten Mehrzahl von Leuchtdioden trotz Störgrößen, wie einer schwankende Umgebungs- beziehungsweise Außentemperatur, einer Eigenerwärmung der Leuchtdiode oder Abwärme elektrischer Komponenten in einer Umgebung des Beleuchtungsmoduls, in einem definierten engen Toleranzbereich zu halten. Das Beleuchtungsmodul ist diesbezüglich ausgebildet, die Leiterplatte im Betrieb auf einer nahezu konstanten, definierten Betriebstemperatur innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches um eine vorgegebene Soll-Betriebstemperatur zu halten. Das Beleuchtungsmodul weist hierzu wenigstens einen Temperaturregler auf, welcher ausgebildet ist, mit dem auf der Leiterplatte vorgesehenen Thermoelement zusammenzuwirken. Der Temperaturregler ist ausgebildet, die von dem wenigstens einen Temperaturfühler erfasste Betriebstemperatur der Leiterplatte auszulesen und das Thermoelement bei Bedarf zu- oder abzuschalten, um die Betriebstemperatur in dem Toleranzbereich um die Soll-Betriebstemperatur zu halten. Vorzugsweise tastet der Temperaturfühler die Betriebstemperatur mit einer Frequenz von 50 Hz oder mehr ab. Durch diese Temperaturregelung kann die Mehrzahl von Leuchtdioden mit einer konstanten und definierten Betriebstemperatur betrieben werden, sodass temperaturbedingte Schwankungen des von den Leuchtdioden emittierten Lichts, der sogenannte Temperaturdrift, insbesondere hinsichtlich der im Betrieb emittierten Betriebslichtwellenlänge, weitestgehend ausgeglichen sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Soll-Betriebstemperatur so gewählt, dass eine Leuchtdiode der Mehrzahl von Leuchtdioden mit einer exakten Fertigungsspezifikation im Betrieb bei der Soll-Betriebstemperatur eine definierte Soll-Betriebslichtwellenlänge emittiert. Die Leuchtdioden und die Soll-Betriebstemperatur sind entsprechend aufeinander abzustimmen, so dass von der Mehrzahl von Leuchtdioden im Betrieb eine definierte Betriebslichtwellenlänge emittiert ist. Eine Leuchtdiode mit einer exakten Fertigungsspezifikation, das heißt ohne Fertigungstoleranzen, entspricht selbstverständlich einer hypothetischen Normbeziehungsweise Referenzgröße, da Leuchtdioden bei der Herstellung Fertigungstoleranzen unterliegen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind daher die einzelnen Leuchtdioden der Mehrzahl von Leuchtdioden hinsichtlich einer emittierten Betriebslichtwellenlänge im Betrieb bei der Soll-Betriebstemperatur vermessen. Weiter sind Leuchtdioden, welche eine gemessene Betriebslichtwellenlänge oberhalb der Soll-Betriebslichtwellenlänge aufweisen, und Leuchtdioden, welche eine gemessene Betriebslichtwellenlänge unterhalb der Soll-Betriebslichtwellenlänge aufweisen, in einem gleichen Verhältnis in Bezug auf die Abweichung von der gemessenen Betriebswellenlänge zu der Soll-Betriebslichtwellenlänge über eine Grundfläche der Leiterplatte homogen verteilt angeordnet derart, dass sich Lichtkegel der Leuchtdioden so überlappen, dass im Betrieb von der Mehrzahl von Leuchtdioden eine durchschnittliche Betriebslichtwellenlänge emittiert ist, die von der Soll-Betriebslichtwellenlänge um maximal ± 5 nm und bevorzugt um maximal ± 1 nm und besonders bevorzugt minimal abweicht.
Demzufolge sind die einzelnen Leuchtdioden vor Montage auf der Leiterplatte vermessen und hinsichtlich ihrer im Betrieb bei der Soll-Betriebslichtwellenlänge emittierten Betriebslichtwellenlänge klassifiziert beziehungsweise gesortet. Vereinfacht wird hierbei von einem symmetrischen beziehungsweise gleichverteilten Lichtspektrum ausgegangen, sodass die in Bezug beziehungsweise als Referenz genommene Betriebslichtwellenlänge einer Peak-Lichtwellenlänge beziehungsweise einer Schwerpunkt-Lichtwellenlänge des Lichtspektrums der Leuchtdioden entspricht. Bei einem unsymmetrischen Lichtspektrum der Leuchtdioden können die Peak-Lichtwellenlänge und die Schwerpunkt-Lichtwellenlänge selbstverständlich leicht auseinanderfallen, sodass hier beispielsweise die Peak-Lichtwellenlänge und die Betriebslichtwellenlänge gleichgesetzt werden können.
Eine bevorzugte Sortung (Binning) der Leuchtdioden weist Sortungen beziehungsweise Binnings mit einem Abstand von 0 nm (Leuchtdioden mit einer exakten beziehungsweise annähernd exakten Fertigungsspezifikation) und jeweils 1 nm, 2 nm und 3 nm oberhalb und unterhalb der Soll-Betriebslichtwellenlänge auf. Zusätzlich zu der Einteilung in Sorten können die Leuchtdioden für eine genauere Verteilung in weitere Untergruppen zu den einzelnen Sorten gegurtet beziehungsweise unterklassifiziert werden.
Die Verteilung der Leuchtdioden auf der Leiterplatte erfolgt dann so, dass sich das arithmetische Mittel der Betriebslichtwellenlänge aller Leuchtdioden der Mehrzahl von Leuchtdioden möglichst nicht verschiebt, das Beleuchtungsmodul also eine möglichst homogen über die Grundfläche der Leiterplatte verteilte Beleuchtung bereitstellt. Vorteilhaft ist hierdurch ein Ausschuss an Leuchtdioden bei der Fertigung des Beleuchtungsmoduls reduziert, da auch Leuchtdioden, die von der Soll-Betriebslichtwellenlänge (Normwellenlänge) abweichen, verbaut werden können.
Anstelle beziehungsweise zusätzlich zu der Betriebslichtwellenlänge als Bezugsgröße, können die Leuchtdioden auch hinsichtlich anderer Parameter ihres Lichtspektrums, beispielsweise hinsichtlich der Lichtstärke oder der exakten Wellenlänge der jeweiligen zugrundeliegenden monochromatischen Leuchtdiodentypen, vermessen und gesortet werden. Die Anordnung auf der Leiterplatte erfolgt hierbei dann nach dem gleichen Prinzip, demzufolge Leuchtdioden mit positiven und negativen Abweichungen zur Norm im gleichen Verhältnis und paarweise nebeneinander auf der Leiterplatte angeordnet werden, so dass sich ein aus der Mehrzahl von Leuchtdioden gebildeter Mittelwert der Bezugsgröße gegenüber der Norm- beziehungsweise Soll-Bezugsgröße möglichst nicht verschiebt.
Im Betrieb ist dabei von der Mehrzahl von Leuchtdioden eine durchschnittliche Betriebslichtwellenlänge emittiert, die von der Soll-Betriebslichtwellenlänge um maximal ± 5 nm und vorzugsweise um ± 1 nm und besonders bevorzugt möglichst minimal abweicht. Ein derart enges Lichtspektrum für das von dem Beleuchtungsmodul im Betrieb emittierte Licht (Betriebslichtwellenlänge), ist durch ein Zusammenwirken der vorgenannten Erfindungsaspekte, insbesondere der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung der Leuchtdioden auf der Leiterplatte und des Temperaturmanagements durch den Temperaturregler, ermöglicht.
Die Soll-Betriebstemperatur der Leiterplatte liegt vorzugsweise über einer maximalen Umgebungstemperatur an einem Verwendungsort des Beleuchtungsmoduls und vorzugsweise im Bereich von 40 °C bis 70 °C. Das Thermoelement muss nach dieser Weiterbildung der Erfindung nur zum Aufheizen, nicht jedoch auch zum Kühlen der Leiterplatte ausgebildet sein. Demzufolge kann das Thermoelement als ein kostengünstig zu fertigendes Heizelement, insbesondere als eine Mehrzahl verteilt angeordneter Heizstreifen beziehungsweise eine vorzugsweise mäanderförmig verlaufende Heizschleife, ausgebildet sein. Die Soll-Betriebstemperatur darf auf der anderen Seite nicht zu hoch gewählt sein, da zu hohe Betriebstemperaturen die Lebensdauer der Leuchtdioden reduzieren können.
Die Soll-Betriebstemperatur und die Hysterese des Temperaturreglers sind vorzugsweise einstellbar. Die Hysterese liegt dabei bevorzugt bei ± 5°C um die Soll-Betriebstemperatur, nachdem die Leiterplatte erstmalig auf die Soll-Betriebstemperatur aufgeheizt ist (Aufheizphase). Im Rahmen der Erfindung wird der Zustand nach der Aufheizphase als der Betriebszustand des Beleuchtungsmoduls bezeichnet.
Der Temperaturregler ist vorzugsweise ausgebildet, bei einem von dem Temperaturfühler ausgelesenen Wert für die Betriebstemperatur oberhalb des Toleranzbereichs um die hinterlegte Soll-Betriebstemperatur, eine Teilmenge der Mehrzahl von Leuchtdioden und vorzugsweise die Leuchtdioden, die ausschließlich für die Analyse der Sicherheitsmarkierung benötigt werden, auszuschalten.
Für den Temperaturregler des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls sind unterschiedliche Ausführungsformen denkbar. Vorzugsweise ist der Temperaturregler als ein Zweipunktregler mit Hysterese oder als ein Pulsweitenmodulationsregler (PWM-Regler) ausgebildet. Ein Zweipunktregler zeichnet sich im Allgemeinen durch vergleichsweise geringe Anschaffungskosten aus. Von Vorteil bei dem PWM-Regler gegenüber einem Zweipunktregler als Temperaturregler hingegen ist, dass Zykluszeiten einstellbar sind, wodurch eine Aufheizphase der Leiterplatte so gesteuert werden kann, so dass sich die Entstehung von thermischen Spannungsrissen besser vermeiden lässt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Thermoelement wenigstens ein auf der Leiterplatte angeordneter Heizstreifen beziehungsweise eine Heizschleife. Der wenigstens eine Heizstreifen ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Leiterplatte über ihre zweidimensional erstreckte Grundfläche möglichst homogen aufgeheizt werden kann, sodass alle Leuchtdioden der Mehrzahl von Leuchtdioden des Beleuchtungsmoduls mit einer möglichst gleichen Betriebstemperatur betrieben sind. Vorzugsweise ist das Thermoelement daher eine mäanderförmig ausgeführte Heizschleife beziehungsweise das Beleuchtungsmodul weist eine Mehrzahl von in die Leiterplatte eingearbeiteten und über die Grundfläche verteilt angeordneten Heizstreifen auf.
Vorzugsweise sind der Temperaturfühler, der Temperaturregler und die Mehrzahl von Leuchtdioden auf einer äußeren Schicht der Leiterplatte und das Thermoelement auf einer daran angelegten weiteren Schicht, vorzugsweise einer Zwischenschicht, der Leiterplatte angeordnet beziehungsweise kontaktiert. Hierdurch gibt das Thermoelement seine Wärmeleistung beziehungsweise Kühlleistung vorteilhaft vorrangig und möglichst direkt an die Leuchtdioden ab wodurch weniger thermische Verlustleistung an die Umgebung verloren geht. Demzufolge ist der Wirkungsgrad beziehungsweise die Effizienz des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls verbessert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Beleuchtungsmodul zur Emission unterschiedlicher definierter Betriebslichtwellenlängen eine Mehrzahl monochromatischer erster Leuchtdioden zur Emission einer definierten ersten Betriebslichtwellenlänge und wenigstens eine Mehrzahl monochromatischer zweiter Leuchtdioden zur Emission einer definierten zweiten Betriebslichtwellenlänge auf.
Die Leuchtdioden der Mehrzahl erster Leuchtdioden und der wenigstens einen Mehrzahl zweiter Leuchtdioden sind vorzugsweise jeweils gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gesortet und homogen verteilt über die Grundfläche der Leiterplatte angeordnet. Demzufolge emittiert die Mehrzahl erster Leuchtdioden Licht im Bereich einer definierten ersten Soll-Betriebslichtwellenlänge und die Mehrzahl zweiter Leuchtdioden emittiert Licht im Bereich einer definierten zweiten Soll-Betriebslichtwellenlänge.
Die Mehrzahl erster Leuchtdioden und die wenigstens eine Mehrzahl zweiter Leuchtdioden sind vorzugsweise gemeinsam sowie jeweils einzeln zu- und abschaltbar.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 11 auf. Demzufolge umfasst ein erfindungsgemäßer Leergutrücknahmeautomat ein Gehäuse mit einer Eingabeöffnung zur Einführung eines Leergutbehälters, eine Transporteinrichtung zur Abführung des eingeführten Leergutbehälters entlang einer von der Eingabeöffnung in ein Inneres des Leergutrücknahmeautomaten verlaufenden Transportrichtung, eine Objekterkennungseinheit, insbesondere eine Lichtschranke beziehungsweise eine Bewegungserkennungseinheit, wobei die Objekterkennungseinheit bestimmt ist, eine Einführung eines Leergutbehälters durch die Eingabeöffnung zu registrieren, eine Ausleseeinheit, mit wenigstens einer Kamera, die ein auf die Transporteinrichtung gerichtetes Sichtfeld aufweist, und mit einem mit der Kamera zusammenwirkenden Prozessor, wobei die Ausleseeinheit bestimmt ist, den Leergutbehälter als solchen zu erkennen und eine Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters auszulesen und weiter wenigstens ein in dem Gehäuse integriertes und mit der Ausleseeinheit zusammenwirkendes erfindungsgemäßes Beleuchtungsmodul, wobei das Beleuchtungsmodul ausgebildet und angeordnet ist, das Sichtfeld der Kamera mit wenigstens einer definierten Betriebslichtwellenlänge zu beleuchten.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Erkennung des Leergutbehälters und die Analyse der Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters temperaturbeständig und im Betrieb mit einer definierten Lichtwellenlänge (Betriebslichtwellenlänge) beziehungsweise Lichtfarbe durchführbar sind. Vorteilhaft sind dadurch mit dem erfindungsgemäßen Leergutrücknahmeautomaten hochsichere Sicherheitsmarkierungen neuester Generation, die eine Auslesung mit exakt spezifizierten Lichtwellenlängen erfordern, auslesbar.
Die elektronischen Komponenten des Leergutrücknahmeautomaten erzeugen im Betrieb Abwärme. Ohne entsprechende Vorkehrungen kann sich diese Abwärme im Gehäuse aufstauen und dazu führen, dass im Inneren des Gehäuses des Leergutrücknahmeautomaten die Soll-Betriebstemperatur der Leiterplatte des Beleuchtungsmoduls derart stark überschritten wird, dass die auf der Leiterplatte angeordneten Leuchtdioden des Beleuchtungsmoduls Licht mit einer veränderten, und von einer definierten Lichtwellenlänge beziehungsweise Lichtfarbe abweichenden Betriebslichtwellenlänge ausstrahlen. Diese Abweichung kann dazu führen, dass die Erkennung von Leergutbehältern und insbesondere das Auslesen von deren Sicherheitsmarkierungen nicht mehr zuverlässig durchgeführt werden können. Auch können durch eine zu starke Erwärmung die Lebensdauer der Leuchtdioden oder weiterer elektronischer Komponenten des Leergutrücknahmeautomaten reduziert oder die Leuchtdioden beziehungsweise weiteren Komponenten beschädigt werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst daher der Leergutrücknahmeautomat ferner wenigstens ein mit dem Beleuchtungsmodul zusammenwirkendes Kühlelement. Das Kühlelement ist bestimmt, Abwärme aus einem Inneren des Gehäuses abzuleiten beziehungsweise das Gehäuse zu kühlen. Das Kühlelement ist bevorzugt ein Peltier-Element beziehungsweise ein vor einer Luftöffnung des Gehäuses angeordneten Lüfter beziehungsweise ein Klimagerät mit einem Wärmeübertrager. Ebenso kann das Kühlelement durch außen am Gehäuse vorgesehene Kühlrippen gebildet sein. Da Wärme in der Regel nach oben steigt, sollte das Kühlelement bevorzugt in einem oberen Bereich des Gehäuses des Leergutrücknahmeautomaten angeordnet sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Objekterkennungseinheit ein Bestandteil der Ausleseeinheit und weist mindestens zwei im Sichtfeld der Kamera angeordnete Reflexionsstreifen auf, wobei in Bezug auf die Transportrichtung ein erster Reflexionsstreifen vor und ein zweiter Reflexionsstreifen hinter der Kamera und dem Beleuchtungsmodul angeordnet sind. Die Eingabe eines Leergutbehälters durch die Eingabeöffnung hindurch in den Leergutrücknahmeautomaten hinein führt dazu, dass zunächst der in Bezug auf die Eingabeöffnung nähere vordere erste Reflexionsstreifen von dem Leergutbehälter überdeckt wird. Mit tieferer Eingabe entlang der Transportrichtung wird der in Bezug auf die Eingabeöffnung hintere zweite Reflexionsstreifen von dem Leergutbehälter überdeckt. Die Überdeckung des Reflexionsstreifens wird von der Kamera als eine Unterbrechung des Reflexionsstreifens wahrgenommen. Die Objekterkennungseinheit schließt hieraus auf das Vorhandensein eines in den Leergutbehälter eingegebenen Objekts beziehungsweise Leergutbehälters.
Die Objekterkennung mittels der Reflexionsstreifen der Objekterkennungseinheit erfolgt vorzugsweise softwarebasiert. Die Kamera der Ausleseeinheit ist bevorzugt eine Schwarz-Weiß-Kamera, die Grauwerte erkennt. Die Reflexionsstreifen sind in der Software bevorzugt als weiße Flächen hinterlegt, der Raum zwischen den Reflexionsstreifen, in welchem die wenigstens eine Kamera und das wenigstens eine Beleuchtungsmodul angeordnet sind, sowie der außerhalb der Reflexionsstreifen liegende Raum mit dem Gehäuse beziehungsweise dem Inneren des Leergutrücknahmeautomaten sind bevorzugt als schwarze Flächen hinterlegt. Insofern ist neben beziehungsweise zwischen den Reflexionsstreifen jeweils ein schwarzer Bereich definiert. Bei Eingabe eines Leergutbehälters in den Leergutrücknahmeautomaten wird der Leergutbehälter zwischen den Reflexionsstreifen und wenigstens einer darauf gerichteten Kamera eingeführt, wodurch die Kamera den Reflexionsstreifen jedenfalls abschnittsweise unterbrochen wahrnimmt. Softwaremäßig wird dabei der hinterlegte weiße Bereich des Reflexionsstreifens unterbrochen beziehungsweise in einer anderen Farbe dargestellt. Die Objekterkennung schließt daraus auf das Vorhandensein eines eingeführten Objekts beziehungsweise Leergutbehälters.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Objekterkennungseinheit ein Bestandteil der Ausleseeinheit und dazu ausgebildet, bei Einführung des Leergutbehälters eine Mehrzahl von Bildaufnahmen aufzunehmen und zu vergleichen. Die Objekterkennungseinheit ist hierbei ausgebildet, einen Vergleich der aufgenommenen Bildaufnahmen vorzunehmen und anhand des Vergleichs eine Veränderung in den Bildaufnahmen zu erkennen. Wenn sich die Veränderung über mehrere Bildaufnahmen hinweg entlang der Transportrichtung, also ins Innere des Leergutrücknahmeautomaten hinein bewegt, kann die Objekterkennungseinheit hieraus auf ein vorhandenes, eingegebenes Objekt beziehungsweise einen eingegebenen Leergutbehälter schließen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Leergutrücknahmeautomat eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Beleuchtungsmodulen und die Ausleseinheit eine hierzu korrespondierende Anzahl an Kameras. Jeder Kamera ist somit ein Beleuchtungsmodul zugeordnet, welches das Sichtfeld der Kamera mit einer definierten, möglichst homogenen Betriebswellenlänge beleuchtet. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht insgesamt sechs abwechselnd nebeneinander und ringförmig gleichmäßig verteilt angeordnete Kameras und Beleuchtungsmodule vor, sodass eine 360° Rundumsicht realisiert ist. Sofern dabei die Objekterkennungseinheit die Reflexionsstreifen umfasst, sind diese bevorzugt ringförmig ausgebildet. Die Reflexionsstreifen, Kameras und Beleuchtungsmodule umschließen insofern einen zylindrischen Raum, welcher sich an die Eingabeöffnung anschließt und der Eingabe des Leergutbehälters dient.
Die Objekterkennung kann in dem Leergutrücknahmeautomat alternativ auch dadurch erfolgen, dass die Ausleseeinheit eine Sicherheitsmarkierung oder einen Barcode beziehungsweise Datamatrixcode des Leergutbehälters als solchen, vor dessen weiterer Analyse erkennt.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 16 auf. Demzufolge umfasst ein Betriebsverfahren für einen erfindungsgemäßen Leergutrücknahmeautomaten die folgenden Schritte:

- von einem Temperaturfühler eines Beleuchtungsmoduls wird eine Betriebstemperatur einer Leiterplatte des Beleuchtungsmoduls gemessen und von einem Temperaturregler des Beleuchtungsmoduls ausgelesen,
- ein Thermoelement des Beleuchtungsmoduls wird von dem Temperaturregler zu- oder abgeschaltet derart, dass die Betriebstemperatur der Leiterplatte in einem definierten Toleranzbereich (Hysterese) um eine vorbestimmte Soll-Betriebstemperatur gehalten wird.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Regelung der Betriebstemperatur der Leuchtdioden des Beleuchtungsmoduls temperaturabhängige Schwankungen der Beleuchtung, insbesondere der Betriebslichtwellenlänge der Leuchtdioden, ausgeglichen werden. Das Beleuchtungsmodul kann insofern eine nahezu konstante, definierte Betriebslichtwellenlänge bereitstellen, sodass der Leergutrücknahmeautomat in sich eingeführte Leergutbehälter auch bei Temperaturschwankungen beziehungsweise an verschiedenen Aufstellungsorten zuverlässig erkennen kann und auch modernste Sicherheitsmarkierungen des Leergutbehälters, deren Sicherheitsmerkmale nur bei exakt definierten Betriebslichtwellenlängen erkennbar sind, auslesen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei Überschreiten des Toleranzbereichs (Hysterese) durch die gemessene Betriebstemperatur der Leiterplatte das Beleuchtungsmodul in einen Energiesparmodus versetzt, wobei in dem Energiesparmodus

- die Objekterkennung mit einer reduzierten Anzahl an Betriebslichtwellenlängen stattfindet derart, dass
- erste Leuchtdioden einer Mehrzahl von Leuchtdioden des Beleuchtungsmoduls, die eine oder mehrere für die Erkennung eines durch eine Eingabeöffnung eines Gehäuses des Leergutrücknahmeautomaten in denselben eingeführten Leergutbehälters benötigte definierte erste Betriebslichtwellenlängen bereitstellen, angeschaltet sind und
- wobei zweite Leuchtdioden der Mehrzahl von Leuchtdioden des Beleuchtungsmoduls, die eine oder mehrere ausschließlich für die Analyse einer Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters erforderliche definierte zweite Betriebslichtwellenlängen bereitstellen, sukzessive oder vollständig abgeschaltet sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Energiesparmodus für die Dauer der Analyse der Sicherheitsmarkierung deaktiviert, wobei die Analyse der Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters erfolgt, nachdem der Leergutbehälter durch die Eingabeöffnung in den Leergutrücknahmeautomaten eingeführt und von der Objekterkennungseinheit des Leergutrücknahmeautomaten als eingeführtes Objekt unter Bestrahlung mit der oder den definierten ersten Betriebslichtwellenlängen erkannt worden ist.
Vorteilhaft kann der Leergutrücknahmeautomat bei einer Erwärmung der Leiterplatte des Beleuchtungsmoduls auf eine Betriebstemperatur oberhalb des Toleranzbereichs um die vorbestimmte Soll-Betriebstemperatur, sicher und zuverlässig weiterbetrieben werden. Erfindungsgemäß wurde diesbezüglich nämlich erkannt, dass ein hoher Anteil der Abwärme im Inneren des Gehäuses des Leergutrücknahmeautomaten von den Leuchtdioden des Beleuchtungsmoduls verursacht wird. Ein Überschreiten des Toleranzbereichs (Hysterese) durch die gemessene Betriebstemperatur der Leiterplatte erfolgt in der Regel dann, wenn eine Außentemperatur die Soll-Betriebstemperatur übersteigt und infolgedessen die Betriebstemperatur den Toleranzbereich überschreitet. Gemäß dem Betriebsverfahren werden daher die für die Analyse der Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters und für die Objekterkennung nicht erforderlichen Leuchtdioden im Energiesparmodus ausgeschaltet und nur bei Bedarf, also nur für den Zeitraum, in dem die Sicherheitsmarkierung eines in den Leergutrücknahmeautomaten eingeführten Leergutbehälters auch wirklich ausgelesen werden muss, zugeschaltet. Durch die Abschaltung der für die Analyse der Sicherheitsmarkierung vorgesehenen Mehrzahl zweiter Leuchtdioden reduziert sich die Abwärme des Beleuchtungsmoduls. Diese Maßnahme sollte in der Regel ausreichen, um die Betriebstemperatur der Leiterplatte beziehungsweise der Leuchtdioden in dem zulässigen Toleranzbereich (Hysterese) um die Soll-Betriebstemperatur halten zu können, so dass auf eine aktive Kühlung durch ein Kühlelement verzichtet werden kann.
Sofern diese Maßnahme nicht ausreichend ist, kann ein gegebenenfalls vorgesehenes Kühlelement zugeschaltet werden, um die Abwärme aus dem Inneren des Gehäuses abzuführen beziehungsweise um das Gehäuse und das Beleuchtungsmodul des Leergutrücknahmeautomaten auf eine bevorzugte Betriebstemperatur unterhalb der Soll-Betriebstemperatur der Leiterplatte des Beleuchtungsmoduls abzukühlen.
Vorzugsweise emittiert bei der Analyse der Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters das wenigstens eine Beleuchtungsmodul nacheinander Licht in unterschiedlichen Betriebslichtwellenlängen, wobei bei jeder Betriebslichtwellenlänge eine Bildaufnahme des Leergutbehälters durch die wenigstens eine Kamera der Ausleseeinheit aufgenommen wird. Vorzugsweise wird dabei zwischen der Aufnahme der Bildaufnahmen das Thermoelement des wenigstens einen Beleuchtungsmoduls zugeschaltet und während der Bildaufnahmen abgeschaltet. Vorteilhaft sind hierdurch Spannungsspitzen infolge gleichzeitiger Bildaufnahme und Zuheizens vermieden, wodurch die Leistungsaufnahme des Leergutrücknahmeautomaten reduziert und ein Netzteil desselben kostengünstiger und kompakter ausgeführt werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Beleuchtungsmodul nacheinander Licht in zwei unterschiedlichen Betriebslichtwellenlängen emittiert und dass das Beleuchtungsmodul bei Bedarf nacheinander Licht in einer oder mehreren weiteren unterschiedlichen Betriebslichtwellenlängen emittiert. Es wird insofern zunächst versucht, die Sicherheitsmarkierung unter Verwendung von zwei unterschiedlichen, nacheinander emittierten Betriebslichtwellenlängen zu analysieren. Sofern die Sicherheitsmarkierung hierbei noch nicht ausreichend analysiert werden kann, ist vorgesehen, dass eine oder mehrere weitere Betriebslichtwellenlängen von dem Beleuchtungsmodul nacheinander hinzugeschaltet werden.
Vorzugsweise erfolgt die Analyse der Sicherheitsmarkierung unter Bestrahlung des Leergutbehälters mit der oder den zweiten Betriebslichtwellenlängen und/oder mit der oder den ersten Betriebslichtwellenlängen. Es können insofern bei Bedarf eine oder mehrere erste Betriebslichtwellenlängen sowohl zur Objekterkennung als auch zur Analyse der Sicherheitsmarkierung verwendet werden.
Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Dort erwähnte Merkmale können jeweils einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Erfindungsgemäß beschriebene Merkmale und Details des Beleuchtungsmoduls gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Leergutrücknahmeautomaten beziehungsweise dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren und umgekehrt. So kann auf die Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden. Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Doppelansicht eines erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls mit einer mehrschichtigen Leiterplatte in Explosionsansicht,
2 eine schematische Prinzipdarstellung eines Regelkreises für einen Temperaturregler des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls nach 1,
3 eine schematische vereinfachte Ansicht des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls nach 1 mit von drei Leuchtdioden ausgegebenen und einander abschnittsweise überlappenden Lichtkegeln und
4 eine schematische Ansicht von Lichtspektren von fünf Leuchtdioden und eines daraus gebildeten Gesamtlichtspektrums.

Ein erfindungsgemäßes Beleuchtungsmodul 1 nach 1 umfasst eine mehrschichtige Leiterplatte 2 mit einer äußeren ersten Schicht 3 und mit einer daran angelegten weiteren Schicht 4. Die Leiterplatte 2 ist mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden 5 auf einer der weiteren Schicht 4 gegenüberliegenden Plattenvorderseite der ersten Schicht 3 bestückt. Die Mehrzahl von Leuchtdioden 5 ist vorgesehen, um Licht mit einer oder mehreren spezifischen Wellenlängen (Lichtwellenlängen) bereit zu stellen, welches zur Identifizierung eines Leergutbehälters oder zum Auslesen beziehungsweise zur Analyse einer Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters benötigt wird. Ein erfindungsgemäßes Beleuchtungsmodul 1 findet insofern eine bevorzugte Verwendung in einem Leergutrücknahmeautomaten beziehungsweise ist eine wesentliche Komponente eines erfindungsgemäßen Leergutrücknahmeautomaten.
Die Auslesung moderner, hochsicherer Sicherheitsmarkierungen erfordert die Bereitstellung von exakt spezifizierten beziehungsweise definierten Lichtwellenlängen beziehungsweise Lichtfarben. Problematisch ist dabei, dass die von Leuchtdioden 5 emittierte Lichtwellenlänge λ temperaturabhängig ist. Bei einer hohen Betriebstemperatur T_B verschiebt sich diesbezüglich die von der Leuchtdiode 5 emittierte Lichtwellenlänge in den langwelligeren Bereich. Dies kann insofern bei der Auslesung einer Sicherheitsmarkierung eines Leergutbehälters zu Fehlmessungen führen. Aus diesem Grund weist das erfindungsgemäße Beleuchtungsmodul 1 Mittel für ein Temperaturmanagement für die Mehrzahl von Leuchtdioden 5 auf. Das Beleuchtungsmodul 1 sieht diesbezüglich in dem Ausführungsbeispiel nach 1 zwei auf der Plattenvorderseite der ersten Schicht 3 der Leiterplatte 2 angeordnete Temperaturfühler 6.1, 6.2, einen figürlich nicht dargestellten Temperaturregler 18 sowie eine mäanderförmig verlaufende Heizschleife 7 als Thermoelement, welche auf der weiteren Schicht 4 der Leiterplatte 2 eingearbeitet ist, vor.
Ein Regelkreis für den Temperaturregler 18 des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls 1 nach 1 ist schematisch in der 2 angegeben. Der Temperaturregler 18 ist ausgebildet, die Betriebstemperatur T_B der Leiterplatte 2 an eine vorgegebene Soll-Betriebstemperatur T_B,soll im Betrieb anzugleichen. Hierzu ist der Temperaturregler 18 mit den Temperaturfühlern 6.1, 6.2 und der Heizschleife 7 wirkverbunden. Die Soll-Betriebstemperatur T_B,soll bildet insofern die Führungsgröße beziehungsweise den Soll-Wert des Regelkreises und ist vorzugsweise einstellbar. Ein bevorzugter Wert für die Soll-Betriebstemperatur T_B,soll liegt im Bereich zwischen 40 °C und 70 °C. In diesem Temperaturbereich ist die Soll-Betriebstemperatur T_B,soll größer gewählt als eine maximale Außentemperatur. Dies hat den Vorteil, dass das Thermoelement als ein kostengünstig zu fertigendes Heizelement, wie hier im Ausführungsbeispiel als Heizschleife 7, gefertigt werden kann. Der Temperaturregler 18 ist ausgebildet, die von den Temperaturfühlern 6.1, 6.2 ermittelte Betriebstemperatur T_B auszulesen und die Heizschleife 7 bei Bedarf zu- oder abzuschalten. Grundsätzlich sind verschiedene Reglertypen für den Temperaturregler 18 denkbar.
2 zeigt schematisch einen Regelkreis für einen als ein Zweipunktregler mit Hysterese ausgeführten Temperaturregler 18. Der Temperaturregler 18 vergleicht die Betriebstemperatur T_B als Regelgröße mit einem hysteresebehafteten Schaltkriterium, das heißt um einen Sollwert, hier die Soll-Betriebstemperatur T_B,soll, wird ein Toleranzbereich (Hysterese) gelegt. Erst wenn die Regelgröße, also die Betriebstemperatur T_B, aus diesem Toleranzbereich hinausfällt, führt der Temperaturregler 18 eine Zu- oder Abschaltung der Heizschleife 7 durch. Alternativ kann der Temperaturregler 18 auch auf Basis des Pulsweitenmodulationsverfahrens (PWM) ausgeführt sein. Bei einem zu starken Anstieg der Betriebstemperatur T_B oberhalb eines oberen Schwellwerts des Toleranzbereichs heraus schaltet der Temperaturregler 18 insofern die Heizschleife 7 ab, bei einem zu starken Abfall der Betriebstemperatur T_B unterhalb eines unteren Schwellwerts des Toleranzbereichs schaltet der Temperaturregler 18 die Heizschleife 7 zu. Durch diese Maßnahme ist der Temperaturabhängigkeit der Leuchtdioden 5 weitestgehend entgegengewirkt. Das erfindungsgemäße Beleuchtungsmodul 1 kann somit nach dem erstmaligen Aufheizen auf die Soll-Betriebstemperatur T_B,soll im Betrieb auch bei schwankenden Umgebungsbeziehungsweise Außentemperaturen oder mit einer zunehmenden Eigenerwärmung der Leuchtdioden 5 als Störgrößen eine oder mehrere definierte Betriebslichtwellenlängen beziehungsweise Lichtfarben bereitstellen.
Um für das erfindungsgemäße Beleuchtungsmodul 1 eine homogene Beleuchtung beziehungsweise Lichtverteilung zu gewährleisten, ist die Mehrzahl von Leuchtdioden 5 in einer definierten Anordnung auf der Leiterplatte 2 verteilt. Hintergrund hierfür ist, dass Leuchtdioden 5 fertigungsbedingten Toleranzen unterliegen und demzufolge voneinander abweichende Beleuchtungseigenschaften beziehungsweise Lichtspektren 13, 14, 15 aufweisen können. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass die einzelnen Leuchtdioden 5 der Mehrzahl von Leuchtdioden 5 des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls 1 vor Montage auf der Leiterplatte 2 vermessen sind hinsichtlich ihrer emittierten Betriebslichtwellenlängen bei der Soll-Betriebstemperatur (T_B,soll) und dass die einzelnen Leuchtdioden 5 definiert auf der Leiterplatte 2 angeordnet sind.
Die Anordnung erfolgt hierbei so, dass zusätzlich zu Leuchtdioden 5, welche eine gemessene Betriebslichtwellenlänge gleich beziehungsweise annähernd gleich einer Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll aufweisen auch Leuchtdioden 5, die eine von der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll abweichende gemessene Betriebslichtwellenlänge aufweisen, angeordnet sind. Die Anordnung dieser Leuchtdioden 5 mit einer von der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll abweichenden Betriebslichtwellenlänge erfolgt homogen über eine Grundfläche der Leiterplatte 2 verteilt und in einem gleichen Verhältnis, das bedeutet, dass jeweils eine Leuchtdiode 5 mit einer unterhalb der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll gemessenen Betriebslichtwellenlänge und eine Leuchtdiode 5 mit einer oberhalb der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,_soll gemessenen Betriebslichtwellenlänge so verteilt angeordnet sind, sodass im Betrieb des Beleuchtungsmoduls 1 eine aus der Mehrzahl von Leuchtdioden 5 gebildete durchschnittliche Betriebslichtwellenlänge möglichst unverändert ist zu der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll.
Die 3 und 4 veranschaulichen diese Problematik der Anordnung der Leuchtdioden 5. 3 zeigt schematisch einander jedenfalls abschnittsweise überlappende Lichtkegel 8 von beispielhaft drei Leuchtdioden 5 eines monochromatisch gleichen Typs des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls 1 nach 1. Das Beleuchtungsmodul 1 ist hier vereinfacht als Platte dargestellt. Die Lichtkegel 8 der Leuchtdioden 5 weisen überlappungsfreie Bereiche 9, Überlappungsbereiche 10, in denen sich die Lichtkegel 8 von zwei der drei Leuchtdioden 5 überlappen sowie einen Überlappungsbereich 11, in welchem sich die Lichtkegel 8 aller drei Leuchtdioden 5 überlappen, auf. Es ist insofern nachvollziehbar, dass eine Überlappung der Lichtkegel 8 der einzelnen Leuchtdioden 5 der Mehrzahl von Leuchtdioden 5 mit unterschiedlichen Betriebslichtwellenlängen zu einer von dem Beleuchtungsmodul 1 emittierten inhomogenen Beleuchtung führen kann.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Anordnung zur Bereitstellung einer homogenen Beleuchtung der Leuchtdioden 5 über die Grundfläche der Leiterplatte 2 wird anhand der nachfolgenden 4 beschrieben. Diese gibt Lichtspektren 13, 14, 15, 16, 17 von insgesamt fünf verschiedenen Leuchtdioden 5 eines monochromatisch gleichen Typs sowie ein daraus gebildetes Gesamtlichtspektrum 12 an. Die Lichtwellenlänge ist hierbei auf der Abszisse, die relative Lichtstärke I_v,rel auf der Ordinate angegeben. Das erfindungsgemäße Ziel ist es, dass sich die Betriebslichtwellenlänge des Gesamtlichtspektrums 12 möglichst nah an die Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll annähert. Für die Leuchtdiode 5 mit dem Lichtspektrum 13 ist dies der Fall. Die Betriebslichtwellenlänge dieser Leuchtdiode 5 ist gleich der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll. Die Lichtspektren 14, 15, 16, 17 der übrigen Leuchtdioden 5 weichen von der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll ab. Da deren Betriebslichtwellenlänge jedoch betragsmäßig die gleiche Abweichung zu der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll aufweisen, bleibt die Betriebslichtwellenlänge des Gesamtlichtspektrums 12 im arithmetischen Mittel unverändert bei der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll. Die Leuchtdioden 5 sind insofern so auf der Leiterplatte 2 verteilt angeordnet, dass sich die Lichtspektren 13, 14, 15, 16, 17 beziehungsweise Lichtkegel 8 der Leuchtdioden 5 flächenmäßig so überlagern, dass eine von dem Beleuchtungsmodul 1 emittierte Flächenbeleuchtung möglichst nahe an der definierten Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll liegt. Vorzugsweise erfolgt die genaue Anordnung der Leuchtdioden 5 über eine diesen Anordnungsalgorithmus ausführende Computersimulation.
In Bezug auf die flächige Erstreckung der Leiterplatte 2 über die Grundfläche werden die Leuchtdioden 5 demzufolge so verteilt angeordnet, dass das Beleuchtungsmodul 1 eine über die Grundfläche der Leiterplatte 2 möglichst homogen verteilte Beleuchtung im Bereich der Soll-Betriebslichtwellenlänge λ_B,soll aufweist. Diese Verteilung erfolgt für jede Mehrzahl von monochromatischen Leuchtdioden 5 des Beleuchtungsmoduls 1.
Unter Beibehaltung der erfinderischen Idee können anstelle der bei der Soll-Betriebstemperatur T_B,soll emittierten Betriebslichtwellenlänge als Bezugsgröße auch andere messbare spektrale Beleuchtungsparameter der Leuchtdioden 5 herangezogen werden. Beispielsweise die Lichtstärke oder die Farbtemperatur der Leuchtdioden 5. Ebenso kann die Vermessung und Sortung (Binning) der Leuchtdioden 5 auf Basis mehrerer dieser Beleuchtungsparameter erfolgen.
Die Erfindung ist nicht auf das figürlich dargestellte Ausführungsbeispiel des Beleuchtungsmoduls 1 beschränkt. Alternative Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Beleuchtungsmodul 1 können beispielsweise vorsehen, dass anstelle der Heizschleife 7 beziehungsweise zusätzlich hierzu anders ausgebildete Thermoelemente, beispielsweise Kühlelemente, auf der Leiterplatte 2 vorgesehen sind. Ebenso können die Thermoelemente auch auf der äußeren ersten Schicht 3 der Leiterplatte 2 eingearbeitet sein. Anstelle der mäanderförmig verlaufenden Heizschleife 7 ist auch eine Mehrzahl von auf der Leiterplatte 2 verteilt angeordnet eingearbeiteten Heizstreifen als Thermoelement denkbar. Die Leiterplatte 2 kann zudem einschichtig ausgeführt sein, wobei jedenfalls die Leuchtdioden 5 und die Heizschleife 7 vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Plattenseiten der Leiterplatte 2 angeordnet sind.
Die Mehrzahl von Leuchtdioden 5 des erfindungsgemäßen Beleuchtungsmoduls 1 kann selbstverständlich hinsichtlich ihrer Anzahl variieren.
Das Beleuchtungsmodul 1 weist bevorzugt unterschiedliche monochromatische Leuchtdioden 5 auf, um eine Beleuchtung mit unterschiedlichen definierten Betriebslichtwellenlängen bereitstellen zu können. Diesbezüglich ist vorgesehen, dass das Beleuchtungsmodul 1 eine Mehrzahl monochromatischer erster Leuchtdioden 5 zur Emission einer oder mehrerer definierter erster Betriebslichtwellenlängen und eine Mehrzahl monochromatischer zweiter Leuchtdioden zur Emission einer oder mehrerer definierter zweiter Betriebslichtwellenlängen aufweist.
Die ersten Betriebslichtwellenlängen des Beleuchtungsmoduls werden im Leergutrücknahmeautomaten bevorzugt dazu verwendet, einen Leergutbehälter als solchen zu erkennen (Objekterkennung) beziehungsweise zu identifizieren. Beispielsweise kann der Leergutrücknahmeautomat hierzu ausgebildet sein, eine Identifizierungsmarkierung des Leergutbehälters, beispielsweise einen Barcode, QR-Code, Datamatrixcode oder dergleichen auszulesen beziehungsweise eine Flaschenform des Leergutbehälters zu erkennen und mit in einem Speicher hinterlegten Referenzflaschenformen abzugleichen.
Die zweiten Betriebslichtwellenlängen sind vorzugsweise in einem Energiesparmodus abgeschaltet, sodass im Leergutrücknahmeautomat die Objekterkennung beziehungsweise Objektidentifizierung mit einer reduzierten Anzahl an Leuchtdioden beziehungsweise Betriebslichtwellenlängen durchgeführt wird und von dem Beleuchtungsmodul eine reduzierte Wärmeleistung abgestrahlt wird. Die zweiten Betriebslichtwellenlängen werden bevorzugt nur zugeschaltet, um die Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters zu analysieren beziehungsweise auszulesen. Insofern wird der Energiesparmodus nach erfolgter Objekterkennung für die Zeitdauer der Analyse der Sicherheitsmarkierung aufgehoben und es werden alle Betriebslichtwellenlängen, vorzugsweise sukzessive beziehungsweise aufeinanderfolgend, zur Analyse der Sicherheitsmarkierung bereitgestellt.
Für die Analyse der Sicherheitsmarkierung stellt das Beleuchtungsmodul 1 vorzugsweise nacheinander unterschiedliche Betriebslichtwellenlängen bereit. Eine Kamera einer Ausleseeinheit des Leergutrücknahmeautomaten nimmt bei jeder Betriebslichtwellenlänge jeweils wenigstens ein Bild des Leergutbehälters auf. Das Thermoelement wird bevorzugt während der Bildaufnahme ausgeschaltet und zwischen den Bildaufnahmen zugeschaltet, sodass elektrische Spannungsbeziehungsweise Leistungsspitzen reduziert sind.
Bevorzugt wird in den Energiesparmodus zurückgeschaltet, wenn der Leergutrücknahmeautomat nach einer vorbestimmten Zeitdauer beziehungsweise während der Analyse der Sicherheitsmarkierung kein Sicherheitsmerkmal des Leergutbehälters erkennt. Der Leergutrücknahmeautomat kann für diesen Fall ausgebildet sein, ein entsprechendes Warnsignal auszugeben, um einen Bediener darauf hinzuweisen beziehungsweise anzuweisen, den Leergutbehälter aus dem Leergutrücknahmeautomat zu entnehmen und gegebenenfalls erneut einzuführen.
Gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016004662 A1 [0004]

Claims

Beleuchtungsmodul (1) für einen Leergutrücknahmeautomaten umfassend: - eine Leiterplatte (2), - eine Mehrzahl auf der Leiterplatte (2) angeordneter Leuchtdioden (5), welche bestimmt sind, im Betrieb eine definierte Betriebslichtwellenlänge zu emittieren, - ein Thermoelement, welches bestimmt ist, die Leiterplatte (2) zu heizen und/oder zu kühlen, - einen oder mehrere auf der Leiterplatte (2) angeordneten Temperaturfühler (6.1, 6.2), welcher bestimmt ist, eine Betriebstemperatur (T_B) der Leiterplatte (2) zu erfassen, und - einen oder mehrere Temperaturregler (18), welcher bestimmt ist, die von dem Temperaturfühler (6.1, 6.2) erfasste Betriebstemperatur (T_B) auszulesen und das Thermoelement zu- oder abzuschalten, um die Betriebstemperatur (T_B) der Leiterplatte (2) in einem definierten Toleranzbereich (Hysterese) um eine vorbestimmte Soll-Betriebstemperatur (T_B,soll) zu halten.
Beleuchtungsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Betriebstemperatur (T_B,soll) so gewählt ist, dass eine Leuchtdiode (5) der Mehrzahl von Leuchtdioden (5) mit einer exakten Fertigungsspezifikation im Betrieb bei der Soll-Betriebstemperatur (T_B,soll) eine definierte Soll-Betriebslichtwellenlänge (λ_B,soll) emittiert.
Beleuchtungsmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Leuchtdioden (5) der Mehrzahl von Leuchtdioden (5) hinsichtlich einer emittierten Betriebslichtwellenlänge im Betrieb bei der Soll-Betriebstemperatur (T_B,soll) vermessen sind, dass die einzelnen Leuchtdioden (5) zur Bereitstellung einer homogenen Beleuchtung derart auf der Leiterplatte (2) angeordnet sind, dass Leuchtdioden (5), welche eine gemessene Betriebslichtwellenlänge oberhalb der Soll-Betriebslichtwellenlänge (λ_B,soll) aufweisen, und Leuchtdioden (5), welche eine gemessene Betriebslichtwellenlänge unterhalb der Soll-Betriebslichtwellenlänge (λ_B,soll) aufweisen, in einem gleichen Verhältnis in Bezug auf die Abweichung von der gemessenen Betriebswellenlänge zu der Soll-Betriebslichtwellenlänge (λ_B,soll) über eine Grundfläche der Leiterplatte (2) homogen verteilt angeordnet sind derart, dass sich Lichtkegel der Leuchtdioden (5) so überlappen, dass im Betrieb von der Mehrzahl von Leuchtdioden (5) eine durchschnittliche Betriebslichtwellenlänge emittiert ist, die von der Soll-Betriebslichtwellenlänge (λ_B,soll) um maximal ± 5 nm und bevorzugt um maximal ± 1 nm abweicht.
Beleuchtungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Betriebstemperatur (T_B,soll) der Leiterplatte (2) über einer maximalen Umgebungstemperatur an einem Verwendungsort und vorzugsweise im Bereich von 40 °C bis 70 °C liegt.
Beleuchtungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement wenigstens einen auf der Leiterplatte (2) angeordneten Heizstreifen und/oder eine Heizschleife (7) vorsieht.
Beleuchtungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturregler (18) als ein Zweipunktregler mit Hysterese ausgebildet ist.
Beleuchtungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturregler (18) als ein Pulsweitenmodulationsregler ausgebildet ist.
Beleuchtungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) mehrschichtig ausgebildet ist.
Beleuchtungsmodul (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (6.1, 6.2), der Temperaturregler (18) und die Mehrzahl von Leuchtdioden (5) auf einer außenliegenden, freien Plattenvorderseite einer äußeren ersten Schicht (3) der Leiterplatte (2) und das Thermoelement auf einer vorzugsweise an der ersten Schicht (3) anliegenden weiteren Schicht (4) der Leiterplatte (2) angeordnet sind.
Beleuchtungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmodul (1) zur Emission unterschiedlicher definierter Betriebslichtwellenlängen eine Mehrzahl monochromatischer erster Leuchtdioden (5)zur Emission definierter erster Betriebslichtwellenlänge und wenigstens eine Mehrzahl monochromatischer zweiter Leuchtdioden (5)zur Emission definierter zweiter Betriebslichtwellenlänge aufweist.
Leergutrücknahmeautomat umfassend ein Gehäuse mit einer Eingabeöffnung zur Einführung eines Leergutbehälters, umfassend eine Transporteinrichtung zur Abführung des eingeführten Leergutbehälters entlang einer von der Eingabeöffnung in ein Inneres des Gehäuses verlaufenden Transportrichtung, umfassend eine Objekterkennungseinheit, welche bestimmt ist, eine Einführung eines Leergutbehälters durch die Eingabeöffnung zu registrieren, umfassend eine Ausleseeinheit, mit wenigstens einer Kamera zur Erfassung des eingeführten Leergutbehälters und mit einem mit der Kamera zusammenwirkenden Prozessor, wobei die Ausleseeinheit bestimmt ist, den Leergutbehälter als solchen zu erkennen und eine Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters auszulesen, weiter umfassend wenigstens ein in dem Gehäuse integriertes und mit der Ausleseeinheit zusammenwirkendes Beleuchtungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Beleuchtungsmodul (1) ausgebildet und angeordnet ist, ein Sichtfeld der Kamera mit wenigstens einer definierten Betriebslichtwellenlänge zu beleuchten.
Leergutrücknahmeautomat nach Anspruch 11, weiter umfassend ein mit dem Temperaturregler (18) des Beleuchtungsmoduls (1) zusammenwirkendes Kühlelement, welches bestimmt ist, Abwärme aus einem Inneren des Gehäuses abzuführen und vorzugsweise ein Peltier-Element und/oder ein vor einer Luftöffnung des Gehäuses angeordneten Lüfter und/oder ein Klimagerät mit einem Wärmeübertrager ist.
Leergutrücknahmeautomat nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterkennungseinheit ein Bestandteil der Ausleseeinheit ist und mindestens zwei im Sichtfeld der Kamera angeordnete Reflexionsstreifen aufweist, wobei in Bezug auf die Transportrichtung ein erster Reflexionsstreifen vor und ein zweiter Reflexionsstreifen hinter der Kamera und dem Beleuchtungsmodul (1) angeordnet sind.
Leergutrücknahmeautomat nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterkennungseinheit ein Bestandteil der Ausleseeinheit und dazu ausgebildet ist, bei Einführung des Leergutbehälters eine Mehrzahl von Bildaufnahmen durchzuführen und zu vergleichen.
Leergutrücknahmeautomat nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseeinheit eine Mehrzahl von vorzugsweise sechs Kameras und eine Mehrzahl von vorzugsweise sechs Beleuchtungsmodulen (1) aufweist, wobei die Kameras und Beleuchtungsmodule (1) abwechselnd nebeneinander und ringförmig gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Betriebsverfahren für einen Leergutrücknahmeautomaten nach einem der Ansprüche 11 bis 15 umfassend die folgenden Schritte: - von einem Temperaturfühler (6.1, 6.2) eines Beleuchtungsmoduls (1) wird eine Betriebstemperatur (T_B) einer Leiterplatte (2) des Beleuchtungsmoduls (1) gemessen und von einem Temperaturregler (18) des Beleuchtungsmoduls (1) ausgelesen, - ein Thermoelement des Beleuchtungsmoduls (1) wird von dem Temperaturregler (18) zu- oder abgeschaltet derart, dass die Betriebstemperatur (T_B) der Leiterplatte (2) in einem definierten Toleranzbereich (Hysterese) um eine vorbestimmte Soll-Betriebstemperatur (T_B,soll) gehalten wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten des Toleranzbereichs (Hysterese) durch die gemessene Betriebstemperatur (T_B) der Leiterplatte (2) das Beleuchtungsmodul (1) in einen Energiesparmodus versetzt wird, wobei in dem Energiesparmodus - eine Mehrzahl erster Leuchtdioden (5) einer Mehrzahl von Leuchtdioden (5) des Beleuchtungsmoduls (1), die eine oder mehrere für die Erkennung eines durch eine Eingabeöffnung eines Gehäuses des Leergutrückgabeautomaten in denselben eingeführten Leergutbehälters benötigte definierte erste Betriebslichtwellenlängen bereitstellen, angeschaltet sind und - wobei eine Mehrzahl zweiter Leuchtdioden (5) der Mehrzahl von Leuchtdioden (5) des Beleuchtungsmoduls (1), die eine oder mehrere ausschließlich für eine Analyse einer Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters erforderliche und für die Objekterkennung nicht erforderliche, definierte zweite Betriebslichtwellenlängen bereitstellen, sukzessive oder vollständig abgeschaltet sind.
Betriebsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiesparmodus für die Dauer der Analyse der Sicherheitsmarkierung deaktiviert wird, wobei die Analyse der Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters erfolgt, nachdem der Leergutbehälter durch die Eingabeöffnung in den Leergutrücknahmeautomaten eingeführt und von der Objekterkennungseinheit des Leergutrücknahmeautomaten unter Bestrahlung mit der oder den von der ersten Mehrzahl erster Leuchtdioden (5) emittierten definierten ersten Betriebslichtwellenlängen als eingeführtes Objekt erkannt worden ist.
Betriebsverfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Analyse der Sicherheitsmarkierung des Leergutbehälters das wenigstens eine Beleuchtungsmodul (1) nacheinander Licht in unterschiedlichen Betriebslichtwellenlängen emittiert, wobei bei jeder Betriebslichtwellenlänge eine Bildaufnahme des Leergutbehälters durch die wenigstens eine Kamera der Ausleseeinheit aufgenommen wird und/oder wobei zwischen den Bildaufnahmen das Thermoelement des wenigstens einen Beleuchtungsmoduls (1) zugeschaltet und während den Bildaufnahmen abgeschaltet wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmodul (1) nacheinander Licht in zwei unterschiedlichen Betriebslichtwellenlängen emittiert und dass das Beleuchtungsmodul (1) bei Bedarf nacheinander Licht in einer oder mehreren weiteren unterschiedlichen Betriebslichtwellenlängen emittiert.
Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Sicherheitsmarkierung unter Bestrahlung des Leergutbehälters mit der oder den zweiten Betriebslichtwellenlängen und/oder der oder den ersten Betriebslichtwellenlängen erfolgt.