VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR IDENTIFIKATION VON CODIERUNGEN DEVICE AND METHOD FOR IDENTIFYING CODINGS
UNTER EINER TRANSPARENTEN FOLIE UNDER A TRANSPARENT FOIL
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Identifizieren eines von einer transparenten Schicht zumindest abschnittsweise überdeckten Gegen- Standes durch Ermittlung einer Oberflächeneigenschaft. The invention relates to a method and a device for identifying an at least partially covered by a transparent layer counter state by determining a surface property.
Die Oberflächen von prinzipiell gleichen Gegenständen lassen sich bei hinreichend genauer Untersuchung eindeutig voneinander unterscheiden. Dies gilt teilweise bereits für den makroskopischen Bereich, in jedem Fall jedoch im mikroskopischen Bereich. Letztlich sind somit keine zwei Gegenstände vollkommen identisch. The surfaces of basically the same objects can be clearly distinguished from each other with a sufficiently accurate examination. This is partly true for the macroscopic range, but in any case in the microscopic range. Ultimately, therefore, no two objects are completely identical.
Zur Identifizierung von Gegenständen, insbesondere zur Überprüfung ihrer Herkunft oder Echtheit ist es daher bekannt bspw. Eigenschaftsparameter eines Oberflächenabschnitts des Gegenstandes zu ermitteln und in ein oder mehrere charakteris- tische Digitalwerte umzusetzen. D.h., dass Eigenschaften der natürlichen Oberfläche abgetastet und bestimmt werden, um hieraus Messwerte abzuleiten, die ihrerseits zu für die Oberfläche charakteristischen Digitalwerten korrespondieren. For identifying objects, in particular for checking their origin or authenticity, it is therefore known, for example, to determine property parameters of a surface section of the object and to convert them into one or more characteristic digital values. That is, properties of the natural surface are sampled and determined to derive therefrom measurements which, in turn, correspond to digital values characteristic of the surface.
Die Erfassung der Oberflächeneigenschaft wird jedoch beispielsweise durch unter- schiedliche Lichtverhältnisse beim ursprünglichen Ermitteln der Parameter und bei einem nachfolgenden Überprüfungsvorgang erschwert, da bspw. das auf die Oberfläche treffende Licht Reflexionen auf der Oberfläche des Gegenstandes erzeugt, die abhängig von den Lichtverhältnissen sind. Auch kann bspw. die Positionierung des Gegenstandes beim erstmaligen Erheben der Eigenschaftsparameter und bei einer weiteren Überprüfung unterschiedlich sein, so dass hierdurch ebenfalls unterschiedliche Reflexionen entstehen, die die jeweils ermittelten Daten beeinflussen. However, the detection of the surface property is made more difficult, for example, by different light conditions during the initial determination of the parameters and during a subsequent verification process, since, for example, the light striking the surface produces reflections on the surface of the object which are dependent on the light conditions. Also, for example, the positioning of the object when first collecting the property parameters and in a further review may be different, so that in this way also different reflections arise that affect each determined data.
Die ermittelten Eigenschaftsparameter entsprechen somit häufig nicht der Oberfläche des Gegenstandes selbst, sondern sind stark von den unterschiedlichen Umge- bungsverhältnissen beeinflusst. Ein Vergleich der ursprünglichen und der zur Überprüfung ermittelten Datensätze kann somit zu Fehlern bei der Identifizierung führen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem Eigenschaftsparameter einer Oberfläche eines Gegenstandes besonders einfach und zuverlässig ermittelt werden können. The determined property parameters thus often do not correspond to the surface of the article itself, but are strongly influenced by the different environmental conditions. A comparison of the original and the reviewed records can thus lead to errors in the identification. The invention is therefore based on the object to provide a method and a device, with the property parameters of a surface of an object can be determined particularly simple and reliable.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ein Grundgedanke für die Erfindung war das Problem, dass bisherige Oberflächenerkennungsverfahren bei Oberflächen, die von einer transparenten Schicht, wie bspw. einer Zellophanfolie, überdeckt sind, bisher nicht angewendet werden konnten, da die auf der transparenten Schicht entstehenden Lichtreflexionen eine korrekte Erfassung der Eigenschaftsparameter erschweren bzw. vollständig unmöglich machen. The invention achieves the object by a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 8. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. A basic idea for the invention was the problem that previous surface recognition methods could not be applied to surfaces which are covered by a transparent layer, such as a cellophane film, since the light reflections arising on the transparent layer make correct detection of the property parameters difficult or completely impossible.
Das erfinderische Verfahren zum Identifizieren eines von einer transparenten Schicht zumindest abschnittsweise überdeckten Gegenstandes durch Ermittlung einer Oberflächeneigenschaft erfolgt mit einem optischen System, das mindestens zwei Polarisationsebenen von Licht, welches von der Oberfläche des Gegenstandes und der Oberfläche der transparenten Schicht reflektiert wird, erfasst und unter Berücksichtigung der erfassten Polarisationsebenen die Oberflächeneigenschaft zum Identifizieren des Gegenstandes ermittelt. Aufgrund der unterschiedlichen Polarisationsebenen ist es möglich, eine Polarisationsebene, in der das erfasste Bild eine größere Anzahl an Störungen, beispielsweise Lichtreflexionen aufweist, bei der Erfassung der Eigenschaftsparameter auszufil- tern. D.h., die Eigenschaftsparameter werden in jeder dem optischen System möglichen Polarisationsebene soweit möglich als Bild erfasst und vom optischen System aufgearbeitet, bspw. zu einem Datensatz umgewandelt und abgespeichert. Bei der Ermittlung, Aufarbeitung oder Umwandlung lässt das optische System die Polarisationsebenen, in denen die Lichtreflexe auftreten, vollständig unbeachtet oder das
optische System ist derart ausgeführt, dass es Bereiche in Polarisationsebenen, in denen es unerwünschte Licht-Reflexionen ermittelt, bei der Erstellung der Eigenschaftsparameter unberücksichtigt lässt. Anzumerken ist, dass im Zusammenhang mit dieser Erfindung unter den Oberflächeneigenschaften das gesamte Reflektions- profil der Oberfläche verstanden werden soll, was sowohl die innewohnenden (natürlichen) Eigenschaften, Strukturen, Materialeigenschaften und Rauheit umfasst, wie auch künstlich erzeugte Eigenschaften, aufgrund von auf- oder eingebrachte Kennzeichnungen, Prägungen, Strukturen, Farben, etc. Das optische System bestimmt somit die Eigenschaftsparameter der Oberfläche des Gegenstandes weitestgehend ohne, insbesondere der von der Oberfläche der transparenten Schicht erzeugte, störende Lichtreflexe. The inventive method for identifying an object at least partially covered by a transparent layer by determining a surface property is performed with an optical system that detects at least two planes of polarization of light reflected from the surface of the article and the surface of the transparent layer and taking into account the detected polarization planes determines the surface property for identifying the object. Due to the different polarization planes, it is possible to filter out a polarization plane in which the detected image has a larger number of disturbances, for example light reflections, during the detection of the property parameters. That is, the property parameters are recorded as possible in each possible polarization plane of the optical system as an image and processed by the optical system, for example, converted to a data set and stored. During detection, processing or conversion, the optical system ignores completely the polarization planes in which the light reflections occur Optical system is designed such that it disregards areas in polarization planes in which it detects unwanted light reflections when creating the property parameters. It should be noted that in the context of this invention, surface properties are understood to mean the entire reflection profile of the surface, which includes both inherent (natural) properties, structures, material properties, and roughness, as well as artificially created properties due to or introduced markings, embossing, structures, colors, etc. The optical system thus determines the property parameters of the surface of the object largely without, in particular the generated by the surface of the transparent layer, disturbing light reflections.
Das erfinderische Verfahren ermöglicht somit die Erfassung und Bestimmung aus- schließlich der Oberflächeneigenschaften des Gegenstandes, insbesondere ohne Einflüsse der oberhalb angeordneten transparenten Schicht, so dass es bspw. auch möglich ist, bei einer Überprüfung der Eigenschaftsparameter zu einem späteren Zeitpunkt, zu dem der Gegenstand keine transparente Schicht mehr aufweist, die neu ermittelten Eigenschaftsparameter mit den ursprünglich ermittelten Eigen- Schaftsparametern sinnvoll zu vergleichen. The inventive method thus makes it possible to detect and determine exclusively the surface properties of the object, in particular without the influence of the above-arranged transparent layer, so that it is also possible, for example, to check the property parameters at a later point in time, to which the article no Transparent layer has more sense to compare the newly determined property parameters with the originally determined property parameters meaningful.
Das optische System kann aus mehreren Bilderfassungsvorrichtungen, bspw. aus mehreren Bildsensoren, mit jeweils einem Polarisationsfilter ausgebildet sein, wobei die Polarisationsfilter zueinander versetzt ausgerichtet sind. Auch kann bspw. eine Bilderfassungsvorrichtung mit einem drehbaren Polarisationsfilter angeordnet sein, der zur Erfassung der Daten in unterschiedliche Positionen bewegt wird. Dabei muss jedoch in mindestens zwei Positionen des Polarisationsfilters eine Erfassung der Daten durchgeführt werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das optische System einen Polarisationssensor, d.h. einen Bildsensor, der eine Vielzahl von Polarisationsfiltern aufweist und der mindestens zwei oder mehr Polarisationsebenen gleichzeitig erfasst, auf.
Derartige Polarisationssensoren sind bspw. aus der DE 10 2008 014 334 A1 oder der DE 20 2012 010 977 U1 bekannt. Die Verwendung eines derartigen Polarisationsfilters ermöglicht somit eine besonders schnelle Erfassung der Eigenschaftsparameter in mehreren Polarisationsebenen. Hierdurch ist es insbesondere bei einem industriellen Einsatz möglich, die Durchlaufgeschwindigkeit der Gegenstände durch das optische System an die Durchlaufgeschwindigkeit der Gegenstände durch eine industrielle Vorrichtung anzupassen. The optical system may be formed of a plurality of image sensing devices, for example of a plurality of image sensors, each having a polarizing filter, wherein the polarizing filters are aligned offset from each other. Also, for example, an image capture device may be arranged with a rotatable polarization filter, which is moved to acquire the data in different positions. However, in at least two positions of the polarization filter, a capture of the data must be performed. According to a development of the invention, the optical system has a polarization sensor, ie an image sensor which has a multiplicity of polarization filters and which simultaneously detects at least two or more polarization planes. Such polarization sensors are known, for example, from DE 10 2008 014 334 A1 or DE 20 2012 010 977 U1. The use of such a polarization filter thus enables a particularly rapid detection of the property parameters in multiple polarization planes. This makes it possible, in particular in an industrial application, to adapt the speed of passage of the objects through the optical system to the speed of passage of the objects through an industrial device.
Die von dem optischen System ermittelten Oberflächeneigenschaften sind beson- ders bevorzugt natürliche Oberflächeneigenschaften, wie Parameter zur Gefügestruktur, Rauigkeit, Farbe oder auch zur Oberflächenspannung. Dabei kann das optische System sowohl dazu ausgebildet sein, einzelne Eigenschaftsparameter als auch Parameter verschiedener Eigenschaften gemeinsam zu ermitteln. Der vom optischen System erzeugbare„Fingerabdruck" des Oberflächenabschnitts kann dementsprechend auch eine Vielzahl von unterschiedlichen Parametern enthalten, wodurch die Identifizierungsgenauigkeit des Gegenstandes deutlich erhöht wird. The surface properties determined by the optical system are particularly preferably natural surface properties, such as parameters for microstructure, roughness, color or also surface tension. In this case, the optical system can be designed to jointly determine individual property parameters as well as parameters of different properties. Accordingly, the "fingerprint" of the surface portion that can be generated by the optical system can also contain a multiplicity of different parameters, thereby significantly increasing the identification accuracy of the object.
Wie bereits oben ausgeführt, können sowohl natürliche und künstliche Eigenschaften erfasst werden, d.h. es lassen sich grundsätzlich alle optisch erfassbaren Ei- genschaften zur Identifikation heranziehen, so dass es sich bei den Oberflächeneigenschaften auch um auf- oder eingebrachte Eigenschaften handeln kann. Hierzu gehören bspw. in die Oberfläche eingebrachte Kennzeichnungen bspw. Prägungen oder auf die Oberfläche aufgetragene Kennzeichnungen, wie bspw. Zeichen, Schriftzeichen, Farbmarkierungen, Codes, insbesondere ein Punktcode, Barcode oder Matrixcode und/oder weitere künstliche Strukturen, die zum Identifizieren benutzt werden sollen, jedoch unter einer transparenten Schicht nicht ausreichend sicher erfasst werden können. Auch kann es sich bspw. um Oberflächeneigenschaften handeln, die unter normalem Licht für das menschliche Auge nicht eindeutig oder hinreichend klar sichtbar sind, die jedoch bspw. durch die Polarisation des re- flektierten Lichtes sichtbar werden. As stated above, both natural and artificial properties can be detected, i. In principle, all optically detectable properties can be used for identification, so that the surface properties can also be applied or introduced properties. These include, for example, markings introduced into the surface, for example embossings or markings applied to the surface, such as characters, characters, color markings, codes, in particular a dot code, barcode or matrix code and / or other artificial structures which are to be used for identification However, under a transparent layer can not be detected with sufficient certainty. It may also be, for example, surface properties which under normal light are not clearly or sufficiently clearly visible to the human eye, but which, for example, become visible through the polarization of the reflected light.
Unter einer transparenten Schicht werden alle eine Oberfläche oder einen Oberflä-
chenabschnitt eines Gegenstandes bedeckenden Schichten verstanden, die transparent, d.h. durchsichtig sind. Dies kann beispielsweise eine transparente Schicht sein, die als Beschichtung ausgebildet ist. Eine derartige Beschichtung kann mit der Oberfläche fest oder lösbar verbunden sein. Dies können bspw. hochglanzbeschich- tete Verpackungspapiere oder auch Lackbeschichtungen auf bspw. Maschinenbauteilen sein. Under a transparent layer, all surfaces or surfaces are chen section of an object covering layers understood that are transparent, ie transparent. This may for example be a transparent layer, which is formed as a coating. Such a coating can be permanently or detachably connected to the surface. These can be, for example, high-gloss coated packaging papers or else lacquer coatings on, for example, machine components.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die transparente Schicht jedoch als Folie ausgebildet. Die Folie überdeckt dabei zumindest einen Abschnitt des Gegenstan- des, der zur Identifizierung herangezogen werden soll. Sie kann den Gegenstand aber auch vollständig umhüllen. Typisch sind bspw. transparente Folien, die den Gegenstand selbst oder eine Umverpackung zumindest teilweise umhüllen und bspw. vor äußeren Einflüssen schützen. Hierzu gehören z.B. Zellophanfolien, Schrumpffolien oder transparente Transportfolien. According to a development of the invention, however, the transparent layer is formed as a film. The foil covers at least a portion of the object which is to be used for identification. It can also wrap the object completely. Typical examples are transparent films which at least partially encase the article itself or an outer packaging and, for example, protect it against external influences. These include e.g. Cellophane films, shrink films or transparent transport films.
Die transparente Schicht kann grundsätzlich eingefärbt sein, wobei gewährleistet sein muss, dass sie zumindest ein Minimum an Transparenz aufweist. Sie ist somit in jedem Fall minimal durchsichtig, so dass ein optisches System die unter der Schicht angeordnete Oberfläche erfassen kann. Vorzugsweise ist die transparente Schicht jedoch farblos ausgebildet, da die Erfassung der Oberflächeneigenschaften durch eine farblose transparente Schicht besonders einfach ist. The transparent layer may in principle be colored, whereby it must be ensured that it has at least a minimum of transparency. It is thus minimally transparent in each case, so that an optical system can detect the surface arranged below the layer. Preferably, however, the transparent layer is colorless, since the detection of the surface properties by a colorless transparent layer is particularly simple.
Das Verfahren ist grundsätzlich bei jedem Gegenstand einsetzbar, dessen zur Identifizierung bestimmter Oberflächenabschnitt von einer transparenten Schicht abge- deckt ist. So können bspw. Maschinen, Maschinenteile, Verbrauchsgüter, Lebensmittel, Arzneimittel bzw. Arzneimittelverpackungen o. a., die zumindest abschnittsweise von einer transparenten Schicht überdeckt sind, mittels des erfinderischen Verfahrens identifiziert werden. Besonders bevorzugt werden jedoch Gegenstände, deren Oberfläche aus Papier und/oder Kunststoff besteht, insbesondere eine Pa- pierverpackung und/oder Kunststoffverpackung, mit dem erfinderischen Verfahren identifiziert.
Aufgrund der hohen Anzahl an Produktfälschungen besteht bspw. bei Zigaretten ein erhöhter Identifizierungsbedarf. Sowohl Zigarettenverpackungen als auch Umverpa- ckungen von Zigarettenstangen werden zum Schutz vor Feuchtigkeit und Schmutz mit einer Zellophanfolie umhüllt. Diese kann z.B. an den Stirnseiten abschnittsweise sogar doppellagig vorliegen, so dass ein Ermitteln der Eigenschaftsparameter eines unterhalb der doppellagigen Folie angeordneten Oberflächenabschnitts unmöglich wird. The method can basically be used with any object whose surface section identified for identification is covered by a transparent layer. Thus, for example, machines, machine parts, consumer goods, foodstuffs, pharmaceuticals or pharmaceutical packaging or the like which are at least partially covered by a transparent layer can be identified by means of the inventive method. However, particularly preferably objects whose surface consists of paper and / or plastic, in particular a paper packaging and / or plastic packaging, are identified with the inventive method. Due to the high number of product counterfeits, there is an increased need for identification in cigarettes, for example. Both cigarette packaging and cigarette tube packaging are covered with cellophane wrap to protect against moisture and dirt. This can for example be double-layered even at the end sides in sections, so that it is impossible to determine the property parameters of a surface section arranged below the two-ply film.
Durch das erfinderische Verfahren ist es möglich, bspw. vor dem Verpacken der Zigarettenstangen in Kartons einen Oberflächenabschnitt, der die einzelnen Zigarettenschachteln umhüllenden Umverpackung sicher und ohne Einflüsse von auftretenden Licht-Reflexionen zu erfassen und bspw. in einer zentralen Datenbank zu speichern. Dabei können bspw. auch unter doppellagigen transparenten Schichten angeordnete Oberflächenabschnitte und deren natürliche oder künstliche Oberflä- cheneigenschaften erfasst werden. Behörden können bei bspw. sichergestellten Zigaretten nochmals eine Erfassung der Eigenschaften der Oberfläche der Umverpackung durchführen, die ermittelten Daten mit den in der Datenbank gespeicherten Daten vergleichen und so feststellen, ob überhaupt eine Produktfälschung vorliegt oder ggf. die ursprüngliche Lieferkette der Zigarettenstangen nachvollziehen. By the inventive method, it is possible, for example. Before packaging the cigarette rods in cartons a surface portion of the individual cigarette packs enveloping outer packaging safely and without the effects of occurring light reflections to capture and, for example, to save in a central database. In this case, for example, surface sections arranged under double-layered transparent layers and their natural or artificial surface properties can also be detected. In the case of seized cigarettes, for example, authorities can again record the properties of the surface of the outer packaging, compare the data obtained with the data stored in the database and thus determine whether there is any product counterfeiting or, if necessary, the original cigarette chain supply chain.
Um die von dem optischen System ursprünglich erfassten Eigenschaftsparameter zur Identifizierung des Gegenstandes zu einem späteren Zeitpunkt jederzeit abrufen zu können, werden die ermittelten Parameter besonders bevorzugt von dem optischen System verarbeitet, insbesondere als digitale Werte dargestellt und abge- speichert. Diese Digitalwerte sind für die betreffenden Oberflächen des Gegenstandes eindeutig und stellen gleichsam einen Fingerabdruck der Oberfläche dar, der diese folglich eindeutig charakterisiert. Dabei sollte zur sicheren Identifizierung abhängig von der ermittelten Parameterart ein hoher Übereinstimmungsgrad zwischen den ursprünglichen und den bei der Überprüfung ermittelten Daten bestehen. In order to be able to retrieve the property parameters originally acquired by the optical system for identifying the object at a later time at any time, the determined parameters are particularly preferably processed by the optical system, in particular represented and stored as digital values. These digital values are unique to the subject surfaces and, as it were, represent a fingerprint of the surface, thus uniquely characterizing them. Depending on the parameter type determined, there should be a high degree of agreement between the original and the data determined during the check for the purpose of reliable identification.
Das optische System weist somit besonders bevorzugt eine Datenverarbeitungseinheit, wie bspw. einen Mikroprozessor und ggf. eine Speichereinheit bzw. eine Ver-
bindungseinheit zum bspw. drahtlosen Verbinden mit einer Speichereinheit auf. Alternativ oder ergänzend können die Datensätze auf dem Gegenstand selbst, z.B. in Form eines Matrix- oder Barcodes hinterlegt werden. Um den Aufwand beim Erfassen und insbesondere die erfasste Datenmenge zu beschränken, wird zumeist nur ein definierter Abschnittsbereich der Oberfläche er- fasst. Die über die erfinderische Abschnittsgröße ermittelte Anzahl an Oberflächenparameter ist besonders geeignet, eine sichere Identifizierung zu gewährleisten und beschränkt den Aufwand, insbesondere der Erfassung, Verarbeitung und Speiche- rung der Eigenschaftsparameter auf ein Minimum. The optical system therefore particularly preferably has a data processing unit, such as, for example, a microprocessor and possibly a memory unit or a memory unit. Binding unit for example. Wireless connect to a storage unit on. Alternatively or additionally, the data records can be stored on the object itself, for example in the form of a matrix or bar code. In order to limit the effort involved in capturing and, in particular, the amount of data recorded, only a defined section area of the surface is usually detected. The number of surface parameters determined via the inventive section size is particularly suitable for ensuring reliable identification and limits the effort, in particular the acquisition, processing and storage of the property parameters, to a minimum.
Weiter löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Identifizieren eines Gegenstandes, wobei der Gegenstand Further, the invention solves the problem by a device for identifying an object, wherein the article
- zumindest abschnittsweise von einer transparenten Schicht überdeckt und - At least partially covered by a transparent layer and
- mit dem überdeckten Abschnitt im Erfassungsbereich eines optischen Systems angeordnet ist, is arranged with the covered portion in the detection range of an optical system,
- das optischen System dazu ausgebildet ist, mindestens zwei Polarisationsebenen eines von der Oberfläche des Gegenstandes und der Oberfläche der transparenten Schicht reflektierten Lichts zu erfassen und - The optical system is adapted to detect at least two polarization planes of a light reflected from the surface of the article and the surface of the transparent layer and light
- unter Berücksichtigung der erfassten Polarisationsebenen die Oberflächeneigenschaft zum Identifizieren des Gegenstandes zu ermitteln. taking into account the detected planes of polarization, to determine the surface property for identifying the object.
Die erfinderische Vorrichtung ist dazu ausgelegt, unterschiedliche Polarisationsebenen des reflektierten Lichts zu erfassen und die Ebene, in der eine Mehrzahl an Licht-Reflexionen vorliegt auszufiltern. Dies kann bspw. in der Art erfolgen, dass vollständige Polarisationsebenen oder Abschnittsbereiche von erfassten Polarisationsebenen in denen das optische System Licht-Reflexionen ermittelt, bei der Aufnahme oder Verarbeitung bzw. bei dem Erstellen eines Datensatzes unberücksichtigt bleiben. The inventive device is designed to detect different polarization planes of the reflected light and to filter out the plane in which a plurality of light reflections is present. This can be done, for example, in such a way that complete polarization planes or section regions of detected polarization planes in which the optical system determines light reflections are disregarded during recording or processing or when creating a data record.
Der zu identifizierende Gegenstand kann grundsätzlich jeder Gegenstand sein, dessen zu identifizierender Oberflächenabschnitt von einer transparenten Schicht ab-
gedeckt ist. Somit kann auch die Ausbildung der Vorrichtung unterschiedlich sein. So ist es bspw. möglich, eine erfinderische Vorrichtung fest in unterschiedlichen Vorrichtungen einzubauen oder auch die Vorrichtung als mobile Einheit auszubilden. Ein direkter Kontakt zwischen dem optischen System und dem Gegenstand muss nicht vorliegen. The object to be identified can in principle be any object whose surface section to be identified differs from a transparent layer. is covered. Thus, the design of the device may be different. Thus, for example, it is possible to permanently install an inventive device in different devices or to design the device as a mobile unit. Direct contact between the optical system and the object need not be present.
Auch ermöglicht die erfinderische Vorrichtung, dass bei einer unterschiedlichen Positionierung des Gegenstandes vor dem Erfassungsbereich des optischen Systems oder auch bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen beim Ermitteln der Eigenschaftsparameter die Vorrichtung die Eigenschaftsparameter sicher ermitteln kann, so dass die Vorrichtung insbesondere für den mobilen Einsatz geeignet ist. The inventive device also makes it possible for the device to reliably determine the property parameters in the case of a different positioning of the object in front of the detection area of the optical system or else in different light conditions when determining the property parameters, so that the device is particularly suitable for mobile use.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung der entsprechenden Vorrichtung darstellen. Analog dazu sind Aspekte, die im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, auch als eine Beschreibung eines entsprechenden Verfahrensschritts oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen. Although some aspects have been described in the context of a method, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding apparatus. Similarly, aspects described in the context of a device are also to be understood as a description of a corresponding method step or as a feature of a method step.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Furthermore, the invention will be described in detail with reference to an embodiment.
Fig. 1 . zeigt schematisch in einer perspektivischen Darstellung ein optisches System und einen auf einem Laufband transportierten Gegenstand; Fig. 1. shows schematically in a perspective view of an optical system and a transported on a treadmill object;
Fig. 2. zeigt schematisch einen vergrößerten Querschnitt durch die Oberfläche eines Identifizierungsabschnitts des Gegenstandes aus Fig. 2. FIG. 2 schematically shows an enlarged cross section through the surface of an identification portion of the article of FIG. 2. FIG.
Fig.3 zeigt schematisch in einer perspektivischen Darstellung das optisches System aus Figur 1 mit einem Gegenstand mit Punktcode. 3 shows schematically in a perspective view the optical system from FIG. 1 with an article with a point code.
Figur 1 zeigt schematisch eine Zigarettenstange 2 mit einer Umverpackung 2a, die von einer als Zellophanfolie ausgebildeten transparenten Schicht 1 (hier als gepunk-
tete Linie dargestellt) umhüllt ist. Die Zigarettenstange 2 wird auf einem Transportband 7 zu einer Konfektionierungseinheit (hier nicht dargestellt) transportiert. Dabei ist die Zigarettenstange 2 auf dem Transport derart positioniert, dass sie mit einer Stirnseite 2b zu einer Linse 3a eines optischen Systems 3 zeigt. FIG. 1 schematically shows a cigarette rod 2 with an outer package 2a, which is covered by a transparent layer 1 designed as a cellophane film (here as a punk). tete line shown) is wrapped. The cigarette rod 2 is transported on a conveyor belt 7 to a packaging unit (not shown here). In this case, the cigarette rod 2 is positioned on the transport such that it faces an end face 2b to a lens 3a of an optical system 3.
Das optische System 3 weist eine Polarisationskamera 4 auf, die für hochauflösende Aufnahmen ausgebildet ist. Die Polarisationskamera ist mit einer Datenverarbei- tungs- und Speichereinheit 5 verbunden. Die Polarisationskamera 4 weist einen Polarisationssensor (hier nicht dargestellt), d.h., einen Bildsensor mit Polarisationsfil- tern auf, der gleichzeitig vier unterschiedliche Polarisationsebenen von Licht erfasst. The optical system 3 has a polarization camera 4, which is designed for high-resolution recordings. The polarization camera is connected to a data processing and storage unit 5. The polarization camera 4 has a polarization sensor (not shown here), that is to say an image sensor with polarization filters, which simultaneously detects four different polarization planes of light.
Die Polarisationskamera 4 ist somit dazu ausgebildet eine Oberflächenstruktur, hier insbesondere Parameter zur Oberflächenrauigkeit zu erfassen und mithilfe einer zum optischen System 3 gehörenden Datenverarbeitungs- und Speichereinheit 5 aus den ermittelten Eigenschaftsparametern ein Reflektionsprofil der abgetasteten Oberfläche zu erstellen und dieses in einen Datenwert umzuwandeln. Alternativ könnte bspw. auch eine auf den Gegenstand aufgetragene Markierung, wie bspw. ein Punktcode, Bar- oder Matrixcode oder eine in die Oberfläche eingebrachte Kennzeichnung, wie bspw. ein Prägezeichen, erfasst werden. The polarization camera 4 is thus designed to detect a surface structure, in particular parameters for surface roughness, and to create a reflection profile of the scanned surface using a data processing and storage unit 5 belonging to the optical system 3 from the determined property parameters and to convert this into a data value. Alternatively, for example, a mark applied to the object, such as, for example, a point code, bar code or matrix code or a marking introduced into the surface, such as, for example, an embossing mark, could also be detected.
Im Betrieb ist die Polarisationskamera 4 derart zum Transportband ausgerichtet angeordnet, dass es einen unterhalb der transparenten Schicht 1 vorliegenden Identifizierungsabschnitt 6 (hier als quer gestrichelte Fläche dargestellt) an der rechten oberen Ecke der Zigarettenstange 2 erfasst. In operation, the polarization camera 4 is arranged aligned with the conveyor belt such that it detects an identification section 6 present below the transparent layer 1 (shown here as a cross-hatched area) at the upper right corner of the cigarette rod 2.
Die Zigarettenstange 2 wird mittels des Transportbandes 7 durch den Erfassungsbereich (durch gestrichelte Linien dargestellt) der Polarisationskamera 4 transportiert. Dabei tastet die Polarisationskamera 4 den Identifizierungsabschnitt 6 ab, d.h., es fängt das von der Oberfläche der Zellophanfolie und der Oberfläche der Umver- packung 2a der Zigarettenstange 2 reflektierte Licht in vier Polarisationsebenen auf und übermittelt die Information an die Datenverarbeitungseinheit 5. Dabei liegt der Identifizierungsabschnitt 6 aufgrund der Faltung der Zellophanfolie an der Stirnseite
2b der Zigarettenstange 2 jeweils abschnittsweise unter zwei bzw. einer Schicht Zellophanfolie, wodurch eine Vielzahl unterschiedlicher Reflexionen entsteht. The cigarette rod 2 is transported by means of the conveyor belt 7 through the detection area (shown by dashed lines) of the polarization camera 4. In this case, the polarization camera 4 scans the identification section 6, ie, the light reflected from the surface of the cellophane film and the surface of the outer package 2a of the cigarette rod 2 intercepts four polarization planes and transmits the information to the data processing unit 5. The identification section is located there 6 due to the folding of the cellophane film on the front side 2b of the cigarette rod 2 each partially under two or a layer of cellophane, resulting in a variety of different reflections.
Die Polarisationskamera 4 nimmt die in zwei oder mehr Polarisationsebenen ermit- telten Eigenschaftsparameter der Oberfläche auf, filtert die Bereiche des Identifikationsabschnitts 6 heraus, in denen Lichtreflexionen die Erfassung der Oberflächenparameter der Umverpackung 2a gestört haben und erstellt aus den gefilterten Eigenschaftsparametern der vier Polarisationsebenen ein Reflektionsprofil des erfass- ten Oberflächenabschnitts der Umverpackung, und berechnet aus den Eigenschaf- ten von zwei und mehr Polarisationsebenen ein Reflektionsprofil des erfassten Oberflächenbereiches der Umverpackung. The polarization camera 4 records the property parameters of the surface determined in two or more planes of polarization, filters out the regions of the identification section 6 in which light reflections have disturbed the detection of the surface parameters of the outer packaging 2a and creates a reflection profile of the filtered polarity of the four polarization planes detected surface portion of the outer packaging, and calculated from the properties of two and more polarization planes a reflection profile of the detected surface area of the outer packaging.
Das Reflektionsprofil wird von der Datenverarbeitungseinheit 5 in einen Datensatz umgewandelt und in der Datenspeichereinheit 5 abgespeichert, so dass er für einen späteren Vergleich mit erneut ermittelten Eigenschaftsparametern leicht abrufbar ist. The reflection profile is converted by the data processing unit 5 into a data record and stored in the data storage unit 5, so that it is easily retrievable for later comparison with newly determined property parameters.
Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Identifizierungsabschnitt 6 der Zigarettenstange 2. Die Zigarettenstange 2 besteht aus der Umverpackung 2a, die eine Vielzahl von einzelnen Zigarettenpackungen (hier nicht dargestellt) umhüllt. Die Umverpackung 2a ist aus Papier. Das Papier weist individuelle Oberflächeneigenschaften, hier eine Oberflächenrauigkeit (schematisch dargestellt durch eine Wellenform) auf, die von der hoch auflösenden Polarisationskamera 4 des optischen Systems 3 erfassbar ist. Alternativ könnte auch eine aufgetragene Markierung, wie bspw. ein Code erfasst werden. Figure 2 shows schematically a cross section through the identification section 6 of the cigarette rod 2. The cigarette rod 2 consists of the outer package 2a, which covers a plurality of individual cigarette packs (not shown here). The outer package 2a is made of paper. The paper has individual surface properties, here a surface roughness (shown schematically by a wave form), which can be detected by the high-resolution polarization camera 4 of the optical system 3. Alternatively, an applied mark, such as a code could be detected.
Oberhalb des zu erfassenden Oberflächenabschnitts (Identifizierungsabschnitt 6) ist die Umverpackung 2a von einer farblosen, transparenten Zellophanfolie überdeckt. Above the surface section to be detected (identification section 6), the outer packaging 2a is covered by a colorless, transparent cellophane film.
Bei einem Lichteinfall auf die Zigarettenstange 2 wird das Licht sowohl von der Oberfläche der Zellophanfolie als auch von der Oberfläche des Papiers (Umverpackung 2a) in unterschiedlichen Polarisationsebenen reflektiert. Dabei entstehen Lichtreflexionen, insbesondere an der Oberfläche der Zellophanfolie, die eine ge-
naue Erfassung der Oberflächenstruktur der Umverpackung 2a (Papier) behindern. Upon incidence of light on the cigarette rod 2, the light is reflected both from the surface of the cellophane film and from the surface of the paper (outer package 2a) in different polarization planes. This results in light reflections, especially on the surface of the cellophane film, which produce a exact detection of the surface structure of the outer packaging 2a (paper) hinder.
Durch die Erfassung des von dem Identifizierungsabschnitt 6 reflektierten Lichts in unterschiedlichen Polarisationsebenen kann das optische System 3 bei der Verar- beitung der ermittelten Eigenschaftsparameter die störenden Lichtreflexionen herausfiltern, bzw. sie bei der Erstellung eines Datensatzes zu den ermittelten Oberflächenparametern unberücksichtigt lassen. By detecting the light reflected by the identification section 6 in different polarization planes, the optical system 3 can filter out the interfering light reflections during the processing of the determined property parameters, or disregard them when creating a data set for the determined surface parameters.
Figur 3 zeigt das optische System 3 und das Transportband 7 aus Figur 1 . Auf dem Transportband 7 wird eine Zigarettenstange 2 mit einem auf die Umverpackung 2a der Zigarettenstange 2 aufgedruckten Punktcode 8 FIG. 3 shows the optical system 3 and the conveyor belt 7 from FIG. 1. On the conveyor belt 7 is a cigarette rod 2 with a printed on the outer packaging 2a of the cigarette rod 2 point code eighth
(Dotcode) an dem optischen System 3 vorbeigeführt. Der Punktcode 8 ist entsprechend dem Identifizierungsabschnitt 6 von einer Zellophanfolie (transparente Schicht 1 ) überdeckt, die diesen aufgrund der Faltung der Zellophanfolie an der Stirnseite abschnittsweise ein-, bzw. zweilagig überdeckt. Die Ermittlung des Punktcodes 8 durch das optische System 3 erfolgt entsprechend den vorhergehenden Ausführungen zu Figur 1 und 2. (Dot code) past the optical system 3. According to the identification section 6, the dot code 8 is covered by a cellophane film (transparent layer 1), which, on account of the folding of the cellophane film on the front side, covers it one by one or in two layers. The determination of the point code 8 by the optical system 3 is carried out according to the preceding explanations to FIGS. 1 and 2.
Alternativ zu einem Punktcode 8 kann auch jede anderweitige aufgebrachte Kenn- Zeichnung, bspw. auch Schriftzeichen, Farbmarkierungen, Bar- oder Matrixcodes aufgetragen sein und von dem optischen System 3 ausgelesen werden.
As an alternative to a point code 8, any other applied characteristic drawing, for example also characters, color markings, bar or matrix codes can be applied and read out by the optical system 3.