EP3201006B1 - Identification feature for identification of an object - Google Patents
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- EP3201006B1 EP3201006B1 EP16779022.9A EP16779022A EP3201006B1 EP 3201006 B1 EP3201006 B1 EP 3201006B1 EP 16779022 A EP16779022 A EP 16779022A EP 3201006 B1 EP3201006 B1 EP 3201006B1
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- B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
Definitions
- the invention relates to an identification feature for identifying an article according to claim 1.
- Electromagnetic radiation in a wavelength range of about 380 nm to 790 nm is generally referred to as light spectrum and is perceivable by humans with his eyes as light. Since the sensitivity of the human eye at the perceptual limits does not abruptly, but gradually decreases, an overly precise narrowing of the light spectrum makes little sense. In addition, the color perception for individual wavelengths in humans is individually slightly different pronounced. Therefore, the Commission Internationale de l'Éclairage (CIE) has empirically determined spectral sensitivities for wavelengths and defined a standard valence system to establish a relation between human color perception (color) and the physical causes of a color stimulus (color valence). The CIE standard-valence system captures the totality of human perceivable colors.
- the wavelength ranges adjacent to the light spectrum are the ultraviolet radiation in the short-wave range and the infrared radiation in the long-wave range.
- Diffraction or Diffraction is the deflection of waves on an obstacle. Diffraction can cause a wave in areas of space spread, which would be blocked in a straight path through the obstacle.
- diffraction is no longer negligible if geometric structures play a role whose size is comparable to the wavelength of the waves used.
- quantum physics light is no longer understood as a classical wave, but as a quantum object. Accordingly, the light is composed of individual discrete energy quanta, the so-called photons. A photon is an elementary particle that always moves at the speed of light.
- the remitted radiation contains predominantly long-wave components up to 790 nm and the remitted radiation is perceived with the color red. With predominantly long-wave absorption up to 790 nm, the color perception from the reflected light is violet.
- energy can be given off again in the form of radiation.
- the incident light beam and the outgoing light beam as well as the solder lie on the reflecting surface in one plane. Incidence angle and angle of departure are equal to each other.
- the ratio of the reflected light intensity to the incident light intensity is referred to as reflectance and is material and wavelength dependent.
- Scattering The light changes its propagation, but not in a defined direction, as in reflection, but diffusely in all possible spatial directions. Depending on the scattering body, a distinction is made between Compton scattering (on free electrons), Rayleigh scattering (on bound electrons without energy transfer), Raman scattering (on bound electrons with energy transfer) and Mie scattering (on particles whose expansion in the Magnitude of the wavelength is).
- Refraction Light is refracted at an interface between two media of different optical density, ie a light beam changes its direction at this interface. Some materials split a light beam into two beams of different polarization. In this case one speaks of a birefringence.
- Optical activity Certain media rotate the polarization plane of polarized light.
- Photo Effect The photons of the incident radiation dissolve electrons from the irradiated body.
- a color stimulus results from absorption and remission (i.e., scattering or reflection) of certain frequency components of visible light.
- the color stimulus is the physical identification of the radiation of visible light, which causes a perception by direct irritation of the retina of the eye, whereby this perception can be perceived as color.
- the color stimulus can be from both a primary light source, i. H. from a self-radiator, d. H. from a self-luminous source, as well as from a secondary light source, d. H. emanating from a lit body.
- a color stimulus caused by a primary light source it is called a light color
- the color stimulus caused by a secondary light source is referred to as body color.
- Body colors change the spectral composition of the incident light according to a transmission and remission behavior of the matter of the body in question.
- a relative spectral radiation distribution S ⁇ is decisive, ie the "irritating" radiation as a function of the wavelength and not in its absolute magnitude or intensity.
- the spectral distribution which determines the color sensation is called the color-stimulus function ⁇ ( ⁇ ).
- this function is equal to its spectral distribution S (A).
- the color stimulus is determined by the product of the beam density factor ⁇ ( ⁇ ) and the spectral distribution of the light source.
- Radiometry is the science of measuring electromagnetic radiation and their application.
- the quantitative measurement of radiation intensities is done with different types of detectors.
- the detectors for the physical measurement of radiation quantities are called radiometers. These detectors convert part of the radiation into heat or into an electrical signal, which, among other things, can be used to deduce the nature of the radiating surface and its temperature.
- Photometry or photometry are measuring methods in the wavelength range of the visible light and the ultraviolet spectral range by means of a photometer, wherein a photometer or photometer is an instrument for measuring at least one photometric quantity. Photometric quantities are derived from the associated radiometric quantities.
- a photometric quantity and a corresponding radiometric quantity The difference between a photometric quantity and a corresponding radiometric quantity is that the sensitivity of the observer is included in photometry by multiplying the radiometric quantity by a CIE-standardized spectral light-sensitivity curve, which is also referred to as the V-lambda curve becomes.
- An index v in noncursive writing, which is attached to the variables by convention, stands for the reference to visible light, ie typically the spectral range from 380 nm to 790 nm.
- the luminous flux measured in the SI unit lumens (lm) is the radiant power of a light source, weighted with the light sensitivity curve, and corresponds to the radiometric magnitude radiant power, ie the radiant flux or radiant energy per time, measured in the SI unit watts (W ).
- the amount of light measured in the SI unit of lumen-seconds (lms), is the radiant energy of a light source weighted with the sensitivity curve, and corresponds to the radiometric amount of radiant energy, ie the amount of radiation or the energy of a number of photons in one stream of photons assumed electromagnetic radiation, measured in the SI unit Joule (J).
- the luminous intensity, measured in the SI unit candela (cd), is the luminous flux per solid angle, measured at a great distance from the light source, and corresponds to the radiometric quantity radiation intensity, d. H. the radiant intensity, radiant intensity or radiant flux per solid angle, measured in the SI unit watts per steradian (W / sr).
- the light intensity indicates how intensively a light source shines in a certain direction.
- the luminous flux is equal to the luminous intensity multiplied by 4 ⁇ , the solid solid angle.
- Illuminance measured in the SI unit lux (lx) is the luminous flux per illuminated area, and corresponds to the radiometric magnitude irradiance, ie the radiant flux density or radiant flux per effective receiver area, measured in SI units watts per square meter (W / m 2 ). The illuminance indicates how intensively the surface is illuminated.
- the specific light emission measured in the SI unit Lux (lx) is the emitted luminous flux, relative to the size of the light-emitting surface, and corresponds to the radiometric magnitude specific emittance or emission current density, ie the radiative flux per effective transmitter area, measured in the SI Unit watts per square meter (W / m 2 ).
- the luminance measured in the SI unit candela per square meter (cd / m 2 ), is the luminous intensity of a light source, based on its projected area (perpendicular to the viewing direction), and corresponds to the radiometric quantity radiance, ie the radiation flux per solid angle per effective Transmitter area, measured in SI unit watts per square meter and steradian (W / (m 2 sr)).
- the luminance takes a picture-capturing optical system, for. As the person or a camera, as brightness of a light-emitting surface true.
- An emission spectrum is the electromagnetic spectrum that is emitted by atoms, molecules or materials without radiating electromagnetic radiation of the same frequency.
- the counterpart of an emission spectrum is the absorption spectrum. While discrete energy levels cause a line spectrum, energy bands cause a continuous spectrum.
- An atomic spectrum is the emission spectrum of a single isolated atom, ie the intensity of the light emitted by it as a function of wavelength or frequency.
- the spectral lines each correspond to the energy difference between two different states of the atom. This energy difference is applied, for example, by an absorbed photon and then emitted in the form of another photon with that energy, that is emitted. This energy (or in the spectrum the line) is discrete, so it can not take any values.
- each atom - according to its electron configuration - can only emit particles of discrete wavelength.
- the wavelengths of the emitted particles are therefore specific to a particular element.
- the fact that the "lines" in the spectrum ('peaks') are exact curves with a certain width is based on quantum effects.
- the spectral lines become wider with increasing gas pressure. At very high pressure, the line width can increase to such an extent that one observes a continuum of light similar to a solid.
- the cause is the more frequent mutual interference of the atoms during the collision. If an electron is completely released from the atom by absorption of a photon, this is called ionization of the atom. For this purpose, depending on the initial state of the electron, a certain minimum energy is necessary.
- a solid is matter in the solid state, especially at a temperature of 20 ° C.
- Solid particles have a certain minimum extent in technical usage, but this is not sharply defined. They are therefore macroscopic body - in contrast to microscopic bodies such. For example, atoms and molecules.
- Polycrystalline solids consist of a collection of small single crystals, which are disorganized into a large whole.
- An absorption or absorption line spectrum is an electromagnetic spectrum that arises when broadband, in particular white, light radiates matter and light quanta, i. H. Photons of certain wavelengths or wavelengths are absorbed thereby (resonance absorption). The absorbed photons are missing in the passing light, whereby the so-called Fraunhofer lines are formed in the spectrum. Therefore the spectrum at the respective wavelengths is dark or in extreme cases black.
- An absorption band is a wavelength interval in which the electromagnetic radiation, e.g. As solar radiation, by chemical substances, eg. B. atmospheric gases such as carbon dioxide, carbon monoxide, ozone, methane, etc. on the way to Receiver is selectively absorbed.
- the originally continuous spectrum of the radiation source arrives at the receiver only with dark gaps, these gaps forming the so-called absorption bands. Certain intervals of the entire wavelength range emitted by the radiation source are no longer present.
- An image of the spectrum obtained by selective absorption is called band spectrum.
- An absorption band consists of a larger number of individual, ie singular, closely spaced absorption lines.
- the absorption bands are due to the coupling of electrical vibrational and rotational excitation in molecules, so that no single energy difference is absorbed, but depending on the excitation of the molecules, a whole spectrum of energy values, ie the absorption spectrum.
- the various molecules absorb each only in a specific wavelength interval for them. If the photons of the electromagnetic radiation emitted by a radiation source are absorbed by these photons excite atoms, then these are sharply defined amounts of energy and thus wavelengths, and the dark areas are accordingly narrow lines. On the other hand, in molecules many absorbable energy values are often close to each other and form wider dark areas in the spectrum, ie the absorption bands. In any case, the observed absorption spectrum is characteristic of the type of matter that traverses the radiation.
- spectroscopy is an important method for analyzing substances. Be free atoms, z. B. in a gas or vapor, spectroscopy, the photons are emitted again after absorption, uniformly in all spatial directions. If the light is irradiated only from one direction, then in the light which has passed through, the absorption spectrum typical of the type of atom present, ie for the relevant chemical element, is found as a line spectrum. The light scattered in the other spatial directions shows the corresponding emission spectrum.
- the spectroscopy of solids may be between the absorption and eventual Emission still a relaxation occur in the solid state.
- the absorption and emission spectra are not complementary to each other as in the case of the free atoms.
- Luminescence is the optical radiation of a physical system, which arises during the transition from an excited state to the ground state. Depending on the type of excitation, a distinction is made between different types of luminescence. So z. B. electroluminescence excited by electric current, z. B. in light emitting diodes (LED). Photoluminescence is excited by photons, with differentiation between phosphorescence and fluorescence depending on the time between excitation and emission of the light. Radioluminescence is excited by an irradiation with alpha or beta radiation or by X-radiation. Superluminescence is produced by optical pumping, whereby spontaneously emitted light is amplified by stimulated emission in an optically active medium. Chemiluminescence is excited by a chemical reaction.
- a light-emitting diode is a semiconductor light-emitting component whose electrical properties correspond to those of a pn-type semiconductor diode.
- a light emitting diode emits electromagnetic radiation having a wavelength ( ⁇ ) dependent on the semiconductor material and its doping, this radiation being either visible light or infrared radiation or ultraviolet radiation.
- a solid to absorb light including a semiconductor
- the ability of a solid to absorb light is subject to the condition that the photon energy is absorbed by the excitation of electrons. Since electrons can not be excited at an energetic distance between a valence band and a conduction band of the solid, ie in its so-called bandgap, the energy of a photon must surpass the energy of the bandgap. Otherwise, the photon can not be absorbed.
- the Energy of a photon is coupled to the frequency of electromagnetic radiation via Planck's constant of action. If a solid has a bandgap, it is therefore transparent to radiation below a certain frequency or above a certain wavelength ( ⁇ ), with the exception of special effects.
- the energy of a photon emitted by the solid is equal to the energy of the bandgap, ie the energy gap between the conduction and valence bands.
- the energy of the bandgap decreases with increasing temperature due to the thermal expansion of the lattice first quadratically, then more or less linearly, starting from a maximum value at the temperature of zero Kelvin.
- the temperature dependence of the band gap is material-dependent and can be z. B. with the Varshni formula describe.
- the size of the band gap, ie the energy gap determines the energy, ie the frequency, wavelength or color of the radiation or of the emitted light. It can be controlled by the chemical composition of the semiconductor.
- the exchange of atoms in the crystal lattice alters the crystalline and / or molecular structure of the material, including its lattice parameters or even its lattice structure.
- light emitting diodes of the frequently used semiconductor material emit indium gallium nitride (InGaN) or gallium nitride (GaN) in the ultraviolet (230 nm ⁇ ⁇ 400 nm), violet (400 nm ⁇ ⁇ 450 nm), blue (450 nm ⁇ ⁇ ) depending on the doping 500 nm) or green (500 nm ⁇ ⁇ 570 nm) spectral range.
- LEDs emit in a limited spectral range ⁇ z. B. of maximum ⁇ ⁇ 30 nm, so their radiation is almost monochromatic. For a light-emitting diode z. B.
- indium gallium nitride InGaN, In x Ga 1-x N
- indium gallium nitride InGaN, In x Ga 1-x N
- gallium nitride Indium gallium nitride
- 20% indium nitride and 80% gallium nitride produce a blue-violet radiation with a wavelength of 420 nm.
- the radiation is 440 nm, which is blue Color corresponds.
- Other materials for LEDs form z.
- the aforementioned methods for generating white light are z. B. in the WO 2007/017049 A1 described.
- the WO 2007/017049 A1 is also known photonic material with regularly arranged cavities containing at least one colorant, wherein the wall material of the photonic material dielectric
- the wall material of the photonic material dielectric As such, it has properties which, as such, are substantially nonabsorbent for the wavelength of an absorption band of the respective colorant and are substantially transparent to the wavelength of an absorption wavelength excitable emission of the colorant and the cavities are designed such that radiation of the wavelength of the weak absorption band of the colorant is stored in the photonic material.
- the colorant is an emitter for radiation in the range of 550 nm to 700 nm, which is preferably a rare earth compound doped with europium, samarium, terbium or praseodymium, preferably with triply positively charged europium ions.
- the colorant is present in nanoparticulate form, preferably with an average particle size of less than 50 nm (hydraulic diameter determined by means of dynamic light scattering).
- phosphor which produce visible light by excitation with short-wave light to the ultraviolet or electron bombardment.
- Phosphors are often inorganic, crystalline substances, which provide a technically utilizable light output by targeted introduction of impurities in the crystal structure. In this case, purity levels of the starting materials of up to 99.9999% are required.
- the phosphors are mostly based on oxides or sulfides such as zinc oxide, zinc sulfide, zinc-cadmium sulfide and zinc sulfide selenide, and silicates such as willemite and zinc beryllium silicate.
- Zinc sulfide is also used in self-luminous radioactive luminescent paints.
- the doping element determines the luminous color (ZnS: Mn ⁇ orange-red, ZnS: Ag ⁇ blue, ZnS: Cu ⁇ green, ZnS: Ln ⁇ depending on the lanthanoid red to blue-green).
- Parameters such as light color of the fluorescence and phosphorescence, afterglow duration and efficiency of the energy reproduction are not only dependent on the substances used, but also of their processing such as annealing, grinding, quenching, atmospheric effects during these processes.
- EP 2 062 960 A1 is a phosphor, in particular a phosphor, which is used in illuminations or in light-emitting devices including LED, wherein the phosphor substantially comprises a silicate and an activating agent ion and has a main chemical composition which is expressed by the following formula: aAO ⁇ bA'O ⁇ cSiO 2 : xEu ⁇ yLn ⁇ zM ⁇ ⁇ N, wherein A is selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba and combinations thereof; A 'is selected from the group consisting of Mg, Zn and combinations thereof; Ln an ion / ion is selected from at least one member selected from the group consisting of Nd, Dy, Ho, Tm, La, Ce, Er, Pr, Bi, Sm, Sn, Y, Lu, Ga, Sb, Tb, Mn and Pb; M is selected from the group consisting of Cl, F, B, I and combinations thereof; N is selected from the group consist
- the phosphor is preferably excited by an excitation light source having an emission maximum in the range of UV light to blue-violet light of 240 nm to 455 nm, this phosphor having a light emission spectrum with two or three maxima in the range of 370 nm to 760 nm generated.
- colorant is according to DIN 55943: 2001-10 "colorants - terms" one Collective name for all coloring substances.
- the DIN 55943 first divides the colorants into organic and inorganic colorants. Each of the two groups is divided into dyes and pigments. Pigments are coloring substances which, unlike dyes, are insoluble in the application medium. In this case, that substance is referred to as the application medium, in which the colorant is incorporated or will.
- the properties of the pigments are in addition to the chemical structure by their solid state properties such. As crystal structure, crystal modification, particle size and particle size distribution determined. In order to address the respective matter of a dye having optical properties, particles of the respective dye are referred to below, even if these particles are molecules soluble in the application medium or more complex chemical compounds.
- Colorants specifically absorb a limited portion of the visible white light and remit the unabsorbed portion of the white light.
- the complementary color of the light perceived by a viewer is absorbed by the colorant.
- the color absorption is based on conjugated double bonds and aromatic bases of the molecules. During absorption, conjugated electrons in the double bond system are raised to a higher energy state and the colorant molecule releases energy by radiation in another, in particular visible, wavelength or by heat radiation.
- the absorption range of a colorant can be influenced, which groups can be formed as a nitro, sulfonic acid, dimethylamino or hydroxy group. At the same time, this can also influence the chemical reactivity and the color property.
- a chemical compound is an aromatic molecule.
- the absorption of electromagnetic radiation raises the energy level of electrons in molecules or atoms. This means that approximately a distance between electrons and the respective associated atomic nuclei is increased.
- the energy required for this is the incident electromagnetic radiation, z. B. the light removed. Since these processes occur under quantum conditions, the absorption of electromagnetic radiation is not continuous, but occurs only in certain jumps, which correspond to the energy difference between the electrons before and after the absorption. This energy difference is inversely proportional to the absorbed wavelength of the incident light and thus determines the color in which the colorant appears.
- the ⁇ -electrons can be "smeared", i. H. delocalize, whereby the energetic distance between excited state and ground state decreases and shifts an absorption or emission maximum in the direction of longer wavelengths.
- the longer the absorption range is, the longer the wavelength of such unsaturated bonds is conjugated.
- Organic and inorganic chromophores There are organic and inorganic chromophores, d. H. Color carrier.
- Organic chromophores consist of systems of conjugated double bonds such as carotene and / or large aromatic molecules such as methyl red.
- Inorganic chromophores are often found among the transition metals. Examples are vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and copper. Depending on the oxidation state and complex formation, these elements can show very different colors.
- the term "chromophore" refers to that part of a colorant which ensures the basic presence of the color.
- Chromophores are molecular structures whose vibrational properties can be significantly influenced by auxochromes (electron donors) and antiauxochromes (electron acceptors), which further shift and / or polarize the delocalized ⁇ electrons of the chromophore.
- auxochromes or antiauxochromes increase the mesomerism in the molecule by displacing electrons to or from a chromophore group.
- the absorption spectrum of a chromophore alone need not necessarily be within the visible range of the electromagnetic spectrum. However, if the chromophore is further modified by the mesomeric effect of a substituent, its absorption spectrum is usually shifted.
- Chromophores are therefore the basic structures that contain delocalizable electrons.
- the type of chromophores influences the hue of the colorant via its absorption maximum, while the frequency of the chromophores influences the color depth.
- Functional colorants fulfill a specific defined function in their application, which is not based solely on an aesthetic color scheme. So z.
- an indicator dye is a functional colorant.
- the ink is to realize a required hue on a substrate, the hue can be specified as a color location in a color space.
- the optical properties of a printing ink are dependent on the printing process used for the inking, the printing substrate, the location of the observer and the light source under which the printed product is viewed.
- the mechanical properties of printing inks are also called rheological properties.
- the color transport is determined by the tack of the ink.
- the tack is the force necessary to separate an ink film. It is a complex ratio of viscosity, cohesion and adhesion and is measured in the ink test as tack.
- Aerosol formation is the formation of a color mist and color threads at high print speeds. These aerosols are undesirable.
- the aerosol formation is strongly temperature-dependent, as it correlates directly with the viscosity.
- the layer thicknesses of the printing inks applied to the printing substrate are very low (typically about 1 ⁇ m to 8 ⁇ m, in offset printing preferably 0.7 ⁇ m to 2.5 ⁇ m), in particular high-color pigments are used.
- Most printing inks consist of a dispersion (actually: suspension) of pigments in a carrier fluid and are thus a heterogeneous substance mixture consisting of a liquid and finely distributed solids.
- Pigments are organic, inorganic or synthetic crystalline powders.
- Organic pigments are extracted from petroleum and used to make cyan, magenta, yellow and spot colors. Organic pigments are less stable to temperature.
- Inorganic pigments are usually special blacks for black and titanium (IV) oxide for opaque white. Carbon black is inorganic by definition. Most inorganic pigments are characterized by the fact that they do not react chemically with the oxygen in the air, which makes them extremely resistant to aging and their hue virtually any length maintained.
- Finely ground metal pigments are used for metal effects. Silver effects are achieved by aluminum bronze. Gold effects can be achieved by using brass bronze or aluminum bronze with yellow / orange pigment. Luminescent colors are caused by UV-active pigments in the printing ink.
- Pigments are insoluble in the printing ink and are generally harmless to health. Radioactive bulbs are not counted among the pigments, although they are insoluble in the application medium. They are self-illuminants whose radiation is not caused by UV radiation or daylight, but by radioactive excitation.
- Dyes allow cleaner colors than pigments because they reflect light with a narrower spectrum. Dyes are soluble on a molecular basis in water, alcohol and fats. Dyes, however, tend to fade under the influence of UV radiation, so they are not as colorfast as pigments. In addition, most dyes are toxic and therefore unsuitable for the coloring of commodities.
- the pigments of the printing ink are in the binder, i. H. dispersed in a dispersant, d. H. finely distributed.
- the binder allows good wetting of the individual pigments and prevents sticking of pigments to agglomerates.
- the binders bond the printing ink on the substrate during printing and determine the viscosity.
- a typical offset ink contains pigments in a mass fraction between 12% and 18%.
- Pigments typically arise in the form of primary particles, in particular in the form of angular primary particles.
- the primary particles can grow together to form aggregates via their surfaces.
- Agglomerates are when primary particles and / or aggregates are connected by their respective corners and / or edges.
- Dispersing process when incorporating the pigments into the relevant application medium, the pigment agglomerates are comminuted. This results in smaller agglomerates, aggregates and primary particles.
- These, if present, are wetted by a dispersing medium or dispersing agent. Ideally, they are distributed statistically via the application medium.
- BR bacteriorhodopsin
- the protein of the BR consists of 248 amino acids, which, arranged in seven approximately parallel alpha helices, pass through a cell membrane and form a pore. In this pore is a bound to the protein retinal molecule.
- Retinal is the chromophore of the molecule and bound to the amine function of the amino acid Lys216 via an imine bond, usually referred to as Schiff's base in this context.
- BR forms two-dimensional crystalline regions in the cell membrane of Halobacterium salinarum, assembled to form trimers. These areas, up to five microns in size, in which BR trimers exist in a two-dimensional hexagonal arrangement in the lipid bilayer are called purple membrane (PM).
- PM purple membrane
- BR can be considered as a light energy driven molecular machine that pumps protons. Initiated by the light-induced isomerization of the chromophore and driven by changes in the proton affinities of amino acid functions, protons from one cytoplasmic to another are synthesized in a multi-step process extracellular side displaced by the pore of the protein. Triggering the directed proton shift is the isomerization of the retinal chromophore due to light absorption. The chromophore is in the unexposed state as a mixture of all-trans and 13-cis retinal, after exposure only in the 13-cis configuration.
- Ink As the ink is an intensely colored liquid for use z. B. referred to in the word processing or goods labeling.
- Ink consists of a solution or dispersion of colorants in water or other solvent and contains little or no binder. Inks without binders are therefore none Printing inks.
- the particles of the dye of the ink of the first identification element are z. B. in a mass fraction between 1% and 15% in the ink in question.
- WO 2012/083469 A1 a method for verifying the authenticity of a security feature, in particular on a security document, wherein the security feature in the visible area under excitation of a flash of light shows a change, wherein at least a first image of the unexcited security feature is recorded with a mobile phone, the mobile phone is a camera having built-in flash function, wherein at least a second image of the stimulated with the flash function using the safety feature is recorded with the same mobile phone, the order of the two aforementioned recordings can also be performed vice versa.
- an authentication check is then performed on the mobile phone from the at least two pictures with the aid of a suitable data processing program and the result of this check is output via a display or an acoustic interface on the mobile phone.
- An electronic flash device is a z. B. in a data acquisition device or in an image pickup device, for. B. in a camera or in a mobile phone, z. B. in a smartphone built-in flash unit with a on a gas discharge tube based flash lamp works.
- Electronic flash units usually work with xenon-filled flash tubes.
- a typical lighting duration of this flash is between about 1/300 and 1 / 40,000 seconds depending on the power and control.
- the emitted spectral range of a xenon-filled flash tube extends continuously from the ultraviolet range over the visible range to the infrared range, depending on the design of the flash tube, a particularly high radiation intensity in the wavelength range z. B. between 300 nm and 500 nm or between 880 nm and 1000 nm.
- LEDs are used in mobile phones or smart phones, preferably power LEDs as a flash unit, z.
- These flashlight LEDs have i. d. R. two spectral maxima, namely at about 440 nm (blue) and at about 570 nm (yellow), resulting in at least approximately white light for a viewer in the additive color mixture.
- a security element or document having a support and at least one first feature attached to the support having a dynamic effect is known, the dynamic effect due to excitation by illumination having a selected wavelength or wavelength band, producing an optical spectral response dynamically changing the optical spectral response during illumination excitation over an observable period of time between a plurality of color phenomena, wherein the first dynamic effect feature is located in a region of the carrier close to an adjacent feature mounted on the carrier is arranged, wherein the adjacent feature has a color impression, which is selected such that this color impression enhances and / or supplemented at least one color impression of the first feature with the dynamic effect.
- This dynamic effect is preferably caused by a pigment, as z. B.
- such a pigment comprises a core having a carrier substance and either a fluorescent material or a phosphorescent material, the core having a substantially spherical shape, wherein a shell surrounding the core is provided, the shell containing photochromic material which is in the radiation of a first light source having a first optical property and having a second optical property in the radiation of a second light source, the second light source containing a quantity of wavelengths insufficient in the first light source, the second optical property being one of the fluorescent material or The radiation emitted by the phosphorescent material is attenuated.
- the first optical property is z. B. substantially transparent.
- the second light source comprises z. B. ultraviolet wavelengths.
- the security identifier contains a random pattern.
- the security identifier is z. B. formed by the reflective surface of each object to be marked.
- the safety mark of particles e.g. As colored particles, pigments, effect pigments, sand, dust, crystals (eg salt crystals of different colors), ferromagnetic, magnetizable, permanent magnetic, fluorescent, phosphorescent, iridescent, opalescent or radioactive particles.
- the particular machine-readable random pattern is applied to a product or a label. From a read random pattern, a fingerprint is extracted in the form of a data set containing the individual features of the pattern. This fingerprint is saved individually for each security code. During authentication, the fingerprint is extracted again and the match with the stored fingerprint is verified.
- Suitable particles in safety characteristics are, for example, organic and inorganic, especially inorganic fluorescent particles, such as those offered by the company Leuchtstoffwerk Breitmaschine GmbH (98597 Breitungen, www.leuchtstoffwerk.com).
- crystals for. B. platelet-shaped crystals, liquid crystals, reflective pigments of at least two layers with different refractive index, effect pigments (interference pigments, Pearlescent and metallic luster pigments). Effect pigments are offered, for example, on the one hand under the trade names Iriodin® / Afflair® and Colourstream® by Merck KGaA, Darmstadt, and on the other hand under the trade name Helicone® by Wacker Chemie, Burghausen.
- a particular advantage of reflective particles is the fact that a) they are subject to almost no wear by light in contrast to fluorescent particles and b) depending on the viewing and illumination angle different random patterns arise. Such changes arise z.
- each individual pigment acts as a microscopic mirror for light of a particular wavelength, which reflects that light in its random spatial orientation, creating three-dimensional random patterns.
- the particles used have, for example, a diameter between 0.1 ⁇ m and 1 ⁇ m, between 1 ⁇ m and 10 ⁇ m, between 10 ⁇ m and 80 ⁇ m, between 80 ⁇ m and 150 ⁇ m or between 150 ⁇ m and 2000 ⁇ m, and in each case a thickness of up to 50 ⁇ m, preferably up to 10 ⁇ m, particularly preferably up to 3 ⁇ m.
- the particles are preferably introduced into a matrix (carrier). The resulting mixture is used to coat objects.
- Suitable as matrix are paints and varnishes, preferably water, solvent, powder, UV varnishes, epoxy resins, plastics (eg polyethylene), ethyl acetate and comparable materials, paraffins, waxes and wax-like coatings (eg Flexane ).
- the concentration in percent by weight of the particles in the matrix is between 0.01% and 30%, preferably between 0.01% and 1%, between 1% and 10%, and between 10% and 30%, particularly preferably between 0.01 % and 1% and between 10% and 15%.
- a stochastic distribution ie a random distribution of optically active particles in a layer with readable information for the authentication and / or identification of a Security feature is z. B. also in the WO 2006/078220 A1 described, wherein these particles have a length extension preferably in the range between 10 nm and 500 microns.
- the WO 2007/131043 A2 discloses an object to be authenticated having a substrate and a mark on the substrate, the mark comprising a luminescent material, this material being distributed in a random pattern, the luminescent material having photoluminescence with a quantum efficiency of at least 10 percent.
- the marker has particles with the luminescent material, these particles being distributed in the random pattern. The particles have a size in the nanometer range.
- the WO 2013/144645 A1 relates to a method for generating a mark to distinguish between genuine and counterfeit goods, wherein at least one coding is applied to a surface, wherein the coding is created randomly, so that the coding has a unique pattern when of a certain kind is subjected to stimulus. It can also be applied to a variety of codes.
- the unique pattern arises z. B. from the fact that the position of elements of the coding is visible only under UV radiation, that the visible color of the elements of the coding is visible only under UV radiation, or that the position of the elements of the coding and the visible color of the elements Coding under IR radiation are visible.
- an identification feature for Identification of an object which comprises at least two identification elements, wherein at least a first of the identification elements is given by at least one defined limited surface with a defined diffractive surface structure, which is visible by light irradiation in the visual area, and wherein at least a second of the identification elements within an optical Detection field is provided, which detects the defined limited surface of the first identification element at least partially, wherein the first and the second identification element are each an integral part of the object.
- the at least one second identification element is given by a random structure in a surface of the second identification element or the object, wherein the random structure of the second identification element z.
- the at least one second identification element is z. B. not visible.
- the position at which the at least one second identification element is arranged relative to the at least one first identification element is stored. Further, identification information unique to the at least one second identification element is stored. For identification, an image of the first identification element is compared with the stored data.
- the DE 28 29 778 A1 is a mark such.
- these features on or in the map area available in random distribution and physically scanned, wherein for generating a reproducible, the random distribution of the characteristics corresponding sample size on or in the card with optical means scannable and contrasting with the surroundings track is provided, the optical properties of which is modulated by the random distribution of lying with the track features.
- the features are z. B. absorbing and / or scattering structures in one or more levels of the stamp, the structures z. B. inclusions in the layers of Wert Schweizer are.
- the line has z. B. in random distribution fluorescent particles that vary in size and in their mutual distance from each other.
- a data carrier is arranged with an optically variable security element arranged on its surface, wherein the security element in each case imparts a different visual impression at at least two viewing angles, wherein the data carrier is provided with a background layer at least in a partial area, which has at least one authenticity feature, and wherein the security element at least partially overlaps this background layer, the background layer being arranged such that it is not completely covered by the security element in at least one direction.
- the background layer contains z. B. at least one authenticity feature from the group of luminescent, metallic, magnetic electrically conductive substances or optically variable pigments. In the background layer are z. B. visually and / or machine readable information.
- a device for detecting a document having a security feature with wavelength conversion properties, comprising: a) a light-generating device, which is designed to illuminate the security feature for the emission of light with excitation light; b) an image pickup device configured to receive a light emitted by the security feature in response to the excitation light to obtain an emission pickup, the image pickup device further configured to receive light emitted by the security feature in response to a reference light to obtain a reference pickup ; and c) a processor configured to recognize the document based on the emission recording and the reference recording.
- the reference light z.
- the light generating device is designed such that Reference light to generate, in particular as a continuous light during the reference recording, or the light generating device is designed to generate reference light pulses as the reference light during reference recording.
- the processor is z. B. configured to compare the emission recording with the reference recording to obtain a comparison result and to recognize the document on the basis of the comparison result, wherein the reference light in particular has a predetermined wavelength, and wherein the processor is formed, a wavelength difference between the predetermined wavelength and at least one wavelength of the emission light, or a temporal wavelength characteristic of the emission light with respect to the predetermined wavelength, in particular a time course of a wavelength amplitude or wavelength differences, to determine the comparison result.
- the device is preferably a mobile communication device, in particular a smartphone, wherein the light generating device is an LED flash unit of the mobile communication device, and wherein the image pickup device is a digital camera of the mobile communication device.
- the device comprises a transceiver unit, which is designed to emit the emission recording or the reference recording or a comparison result of a comparison of the emission recording with the reference recording via a communication network to a remote server for the purpose of document recognition and, in response thereto, to receive a result of the document recognition.
- the device comprises a control device for activating the light-generating device in order to generate excitation light and / or reference light.
- the control device can be set up in terms of programming and, for example, be designed to execute a computer program that can be an application software (APP).
- the security feature exhibiting wavelength conversion properties may include, for example, siliceous pigments, especially silicate phosphorous pigments, silicate, sulfide, nitride, YAG, TAG, thiogallate phosphorous pigments added to a printing ink.
- Such a security feature emits in response to an excitation with blue light of the wavelength of about 400 nm, a color-shifted light spectrum, which may have, for example, light of the color green, yellow, orange and / or red.
- an LED whose light emission spectrum comprises blue light in a wavelength range between 390 nm and 470 nm.
- the document recognition can therefore be performed by means of an ordinary smartphone equipped with an LED flash unit.
- the excitation light may therefore comprise or be blue light in a wavelength range from 390 nm to 470 nm, preferably in a wavelength range between 430 nm and 460 nm.
- the light generating device can comprise an LED for generating continuous light or flash light or pulsed light.
- the security feature is excited to emit light.
- the security feature Due to the wavelength conversion properties of the security feature, which can be realized, for example, by the use of a silicate compound, such as silicate phosphor, the security feature emits light having a wavelength that differs from a wavelength of the excitation light.
- the emission recording thus contains information about a wavelength spectrum emitted by the security feature in response to the excitation light.
- the reference receptacle includes information about a reference wavelength spectrum that is emissive by the security feature in response to the reference light.
- a group of identifying information is known, the information serving for identification being identifiable by an enlargement or amplification, the group including a first information element and a second information element, the second information element not being augmented by any magnification or gain can be identified with which the first information element is identified.
- a method for the identification of an object in which for identification of the object, an identification feature is used with a plurality of defined within a defined limited area on or on the object identification elements, wherein in a first operating state of the identification feature by irradiation of the identification elements having surface with Visible light, a first identification element is visually recognizable and a second identification element is visually not recognizable, wherein the second identification element as one of pigments or formed from at least one dye random structure is formed, wherein in a second operating state of the identification feature by irradiation of the identification elements having area with a different from the first operating state electromagnetic radiation, the random structure of the second identification element is visually recognizable, wherein the identification feature with a first data acquisition device
- a first illumination situation a first image is captured, wherein the detected first image is stored in the form of digitized image data or a first information decoded from the acquired first image respectively in a first memory, wherein in a second, different from the
- an identification feature with multiple arranged in a defined limited area identification elements for the identification of an object wherein in a first operating state of the identification feature by irradiation of the identification elements having surface with visible light, a first identification element is visually recognizable and a second identification element is not visually recognizable , wherein the second identification element is formed as a random structure formed of pigments or a random structure formed of particles of at least one dye, wherein in a second operating state of the identification feature by irradiation of the surface having the identification elements with at least the random structure of an electromagnetic radiation other than the first operating state of the second identification element is visually recognizable, wherein the first Identification element is designed as an array of code-associated characters and / or meaning carriers, each of the characters or meaning carriers of this arrangement is in each case designed as a pixel-based raster graphics, wherein the pigments or the particles of the at least one dye of the second identification element in a Printing ink or are contained in an ink, wherein
- QR Quick Response
- This QR code is z. B. used for authenticity of banknotes, (value) documents or objects.
- the QR code can be incorporated with a microscopic message that z. B. is readable only with a microscope.
- the QR code is generated by means of a CAD system.
- the QR code is z. B.
- lanthanides refers to the chemical element lanthanum and the 14 elements in the periodic table to the lanthanum cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium. All lanthanoids are silvery, relatively soft and reactive metals and are part of the group of rare earth metals.
- the QR code described in the abovementioned abstract is printed on the carrier material in a direct printing process using an aerosol jet printer. Details of an aerosol jet printer are z. B. in the WO 2006/065978 A2 described.
- An aerosol jet printer first atomises a printing ink having a viscosity between 1 cP and 1,000 cP into fine droplets having a size of 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, preferably from 1 ⁇ m to 2 ⁇ m, and introduces these droplets into a first gas stream first gas stream which transports the thus aerosolized ink to a printhead.
- a second gas stream arranged annularly around the first gas stream is provided, by means of which the first gas stream conveying the aerosolized ink is reduced to a diameter of z. B. is collimated less than 10 microns.
- Both gas streams leave a printing material nozzle of the printhead at high speed and transfer the fine droplets of the ink to the nozzle of the printhead at a distance of z. B. 1 mm to 5 mm arranged substrate.
- Such an aerosol jet printer achieves a resolution of less than 10 ⁇ m, ie more than 2,500 dpi.
- An aerosol jet printer differs accordingly in its operation and in its construction of an inkjet printer. Differences to an inkjet printer exist z. B.
- an inkjet printer typically uses ink with a viscosity of between 8 cP and 12 cP, which is a significantly reduced range compared to an aerosol jet printer.
- a code is an agreement on a set of signs or meaning carriers for the purpose of an information exchange.
- the characters or meaning carriers of a code can be visually readable or haptically detectable or not directly usable by humans, but readable by means of a technical device, d. H. be machine-readable.
- a code is z.
- a visually readable or haptic detectable font since a font is a sign system for the preservation and dissemination of encoded information.
- the characters of a font can be z.
- B. each act on an alphanumeric character or another character.
- the meaning carriers agreed for a particular code are, for example, Each is, for example, a pictograph that represents something material or an ideogram representing an abstract concept.
- Examples of a 2D code are the DataMatrix code defined in the international standard ISO / IEC 16022 or the QR code according to ISO / IEC 18004 or the MaxiCode developed by UPS for fast identification, tracking and sorting of packets or in the standard ISO / IEC 24778 codified Aztec code.
- the two-dimensional QR code consists of a rectangular, mostly square pixel pattern, wherein the individual pixels or symbol elements consist of contrasting, preferably white and black squares and a z.
- a QR code contains at least 21 ⁇ 21 and a maximum of 177 ⁇ 177 symbol elements.
- a QR code is by means of a smartphone with a camera, in particular with a semiconductor camera, and with a trained as a "QR Code Reader" program, d. H. a so-called APP, readable, with the reading i. d. R. omnidirectional is possible. The reading is in particular a picture interpretation based on the recorded contrast values.
- a QR code arranged on a carrier contains markings for identifying its position and orientation at defined locations. Also, at further defined locations in the pixel pattern, information for resolution and version of the pixel pattern and data format of the data stored in the pixel pattern and for error correction are stored, one of a set of allowable error correction levels selected error correction stage during the generation of the respective QR code is determined. Thus, four error-correcting error correction levels L, M, Q and H were determined, according to which 7% (level L), 15%, 25% or 30% (level H) z. B. due to destruction or incorrect production unreadable data can be restored. Each QR code can encode up to 7,089 numbers or 4,296 letters.
- a raster graphics thus consists of a lattice-like arrangement of pixels, that is to say an arrangement in a plurality of respectively adjacent columns and these columns each intersecting rows.
- Contrast refers to a difference between bright and dark areas or colors of an image.
- the contrast is a distinguishing feature for a brightness curve of an image or at least between two pixels.
- the range of contrast or dynamics describes the intensity difference between the brightest and darkest points of an image.
- the contrast is defined by the maximum luminance and minimum luminance present in the image or between the pixels. Different intensities of the respective luminance are perceived by the human eye according to the Weber-Fechner law not linear, but logarithmic. So that a visual or an optical system, eg. As an eye or a camera can perceive an object, this object must be sufficiently large and have a sufficiently high contrast. This is understood to mean the limit of visibility that is reached when objects that are viewed and z. B.
- the invention has for its object to provide an identification feature for the identification of an object that can be massively and inexpensively formed in a printing process and a reliable statement regarding the identity and / or authenticity of the object in question allowed.
- the advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the claimed identification feature can be mass-produced in a simple manner and inexpensively in a printing method that can be executed with a printing press.
- the identification feature contains in a defined limited area a plurality of identification elements for the identification of an object, of which, however, an identification element in the visual area is not recognizable and thus usually remains hidden to a human observer.
- a first identification element is preferably designed as an arrangement of characters and / or meaning carriers belonging to a code.
- the first identification element is designed as an arrangement of characters or meaning carriers of a multi-dimensional code, for. B. in the form of a pixel pattern having QR code.
- Such a trained first identification element is both high device complexity and both generated and machine-readable.
- the second identification element is formed as a random structure formed of pigments or of a dye, this random structure being recognizable only by irradiation with electromagnetic energy of a specific wavelength in the visual range and thereby being photographically imaged.
- the random structure makes the identification feature unique, so that on the basis of the second identification element, a check of the authenticity and / or identity of the object bearing the relevant identification feature z. B. is easily possible by comparison with a previously created pattern image.
- the pigments or the at least one dye of the second identification element are contained in a printing ink or in an ink, so that z. B. from this ink or ink formed pixels of the first identification element can be arranged by means of a printing forme-bound printing process or by means of a pressure-formless printing process on the object.
- Fig. 1 shows by way of example preferably a printing device of a Printing machine formed in particular in an inkjet printing method identification feature 01 with a plurality of identification elements for identification and / or authentication of this identification feature 01 supporting object, wherein the identification feature 01 z. B. is arranged on a surface of this article.
- the identification elements of the identification feature 01 are located within a defined limited area on or on the object. All identification elements belonging to the relevant identification feature 01 are arranged within that area which occupies the relevant identification feature 01 on the surface of the relevant object. Thus, at least a first identification element and a second identification element are present in this same area, wherein the second identification element has the function of a security feature.
- the first identification element is preferably designed as an arrangement of code-associated characters and / or meaning carriers, wherein each of the characters or meaning carriers of this arrangement is in each case designed as a pixel-based graphic, these pixels being applied by application of an ink or an ink are formed on the surface of the subject or are.
- the first identification element is not used as a particular machine-readable information carrier, but forms only the environment for the second identification element.
- the pigments or the particles of the at least one dye of the second identification element are contained in the printing ink or in the ink.
- the second identification element comprising the pigments or the particles of the at least one dye is therefore applied together with the first identification element formed from the printing ink or the ink in the same or in only a single working step on the surface of the relevant object.
- the second identification element is thus at the time of the arrangement of the identification feature 01 on the surface of the object in question always a part of the first identification element and not readily separable from the first identification element.
- the first identification element is designed as a multi-dimensional code, for. B. as a two-dimensional code having a pixel pattern, in particular as a QR code.
- a pixel pattern at least two contrasting configurations of pixels 02 are present in the respective pixel pattern, ie at least two different types of pixels 02 are present, ie they form optical contrast contrasts.
- These pixels 02 are in the relevant first identification element for the purpose of their visual perception in at least two different shades, z. B. designed in a color pairing, z. Black / White or Blue / Yellow or Red / Green.
- the contrast can then be considered sufficient if the different types of pixels 02 as such are different from the optical or visual system, e.g. B. from a data acquisition device or image recording device, in particular a scanner or a (semiconductor) camera, z. B. with a CCD image sensor or with a CMOS image sensor, reliably visually perceptible and the different configurations of the pixels 02 are clearly distinguishable from each other.
- This minimum contrast depends on the design of the optical or visual system used and also on the light conditions surrounding the relevant identification feature 01 at the time of data acquisition or image acquisition.
- the pixels 02 of the pixel pattern are preferably each formed in their geometric configuration as a rectangle, in particular as a square.
- An arrangement of the respective pixels 02 selected for the formation of the pixel pattern represents a z. B. with the aid of a computing unit using mathematical algorithms encoded, in particular machine-readable information content.
- a link to the website www.kba.com is coded.
- the first identification element is designed as a visually readable or haptic detectable font.
- the font in particular has at least one alphanumeric character.
- at least one meaning carrier belonging to the code in the arrangement is designed as a pictogram or as an ideogram.
- the first identification element is visually recognizable by an irradiation of the surface having the identification elements with visible light and the second identification element is not visually recognizable.
- a second operating state of the identification feature 01 is by irradiation of the identification elements having surface having a different from the first operating state electromagnetic radiation, the random structure formed from pigments or particles of at least one dye formed random structure of the second identification element, which within the same defined limited area as that first identification element is arranged on the object, visually recognizable.
- the random structure of the second identification element formed either from pigments or particles of the at least one dye preferably represents a second machine-readable information content.
- the random structure of the second identification element formed either from pigments of a colorant or from particles of the at least one dye forms a second machine-readable information content
- Information content preferably by means of a computing unit z. B. determined by a gray value determination or another threshold value evaluation with regard to the number and / or intensity of the pigments or particles concerned or with respect to the area filled or claimed by them in the first identification element.
- the respective information content of the first and / or second identification element is preferably in each case omnidirectionally readable.
- the second identification element is formed as a random structure formed from pigments 03 or the at least one dye, wherein the random structure of the second identification element formed from pigments 03 or the at least one dye only by virtue of a by irradiation of electromagnetic energy having a wavelength z. B. from the UV-triggered optical change for a viewer in the visual field is recognizable and photographically mapped.
- this energy is of an electromagnetic nature and preferably originates from a radiation whose respective wavelength z. B. is in the UV range.
- an emission spectrum of the radiation irradiated in the second operating state of the identification feature 01 into the surface having the identification elements includes the wavelength of at least one absorption line of the pigments or the particles of the at least one dye of the second identification element or radiation energy absorbed by the relevant particles of the dye causes the relevant pigment or particles of the dye to emit electromagnetic radiation in the spectrum of visible light.
- the radiation energy of the electromagnetic radiation radiated into the surface having the identification elements in the second operating state of the identification feature 01 is at least 1.59 eV.
- the pigments 03 or the particles of the at least one dyestuff of the second identification element are preferably contained in an ink or ink used for printing the first identification element, ie for printing the QR code, for example, wherein at least a subset of the pixels 02 of the first identification element forming pixel pattern of this ink or ink.
- the first identification element and the second identification element are each z. B. in a compression-molded Printing process, preferably in an offset printing process or in a gravure printing process or in a high-pressure process, or in a pressure-formless, ie direct printing process, for.
- the object on the surface of the identification feature 01 is formed, for. As a substrate, on which by means of a printing press several identifiers 01 in a printing process z. B. be formed in a benefit.
- the substrate is z. B. formed as a web or as a sheet, the printing material z. B. made of paper or a plastic film or of a metal foil or of a textile.
- the identification feature 01 is formed directly and directly on the surface of the object by means of a printing process, wherein the object z. B. as a package, in particular as a hollow body, for. B. as a (glass) bottle or as a (tin) can or as a plastic container, or as a salable product such as. B.
- the second identification element embodied as a random structure formed from pigments 03 or the at least one dye can, like the respective first identification element belonging to the same identification feature 01, be formed identically or differently, ie individually, for the plurality of identification features 01 printed on the printing substrate in a same production process be.
- the contained in the ink or ink, the In order to form the random structure, pigments 03 have a core with a carrier substance and with either a fluorescent material or with a phosphorescent material, the core preferably having a substantially spherical shape.
- a shell surrounding the core is provided, wherein the shell contains photochromic material with which a radiation emitted by the fluorescent material or the phosphorescent material is attenuated or at least attenuatable.
- the pigments used to form the random structure 03 then correspond to z. B. the in WO 2007/005354 A2 described embodiment.
- an identification feature with a plurality of within a defined limited area on or on the object arranged identification elements is used to identify the object and / or to verify its authenticity, wherein in a first operating state of the identification feature irradiation of the surface having the identification elements with visible light a first identification element is visually recognizable and a second identification element is visually not recognizable, wherein the second identification element is formed as an integral part of the first identification element as a formed of pigments or particles of at least one dye random structure, wherein in a second operating state of the identification feature by irradiating the surface having the identification elements with one of the first Radiozu was different electromagnetic radiation excited the random structure of the second identification element forming pigments or particles of the at least one dye for spontaneous emission and fluorescence or phosphorescence and visually recognizable.
- the identification feature a single first image or a sequence of first images is detected, the respective detected first image in the form of digitized image data or a first information decoded from the respective first image are respectively stored in a first memory, wherein at a second, different from the first location with a second data acquisition device again in an illumination situation in which the random structure the second identification element is visually recognizable, a single second image or a sequence of second images which is preferably identical or at least comparable with respect to the illumination situations is detected, wherein the respective captured second image is in the form of digitized image data or a second one decoded from the respective second image Information are each stored in a second memory, wherein the first memory and the second memory after a second place made request for a data exchange via a Kommunikati Onstress be connected to each other, wherein after the data transmission
- the respective sequences exist z. B. from three or more images that are detected in particular in different lighting situations, with a first figure z. B. under normal daylight conditions with light in the wavelength range of 380 nm to 790 nm and a second image during irradiation of the identification feature with a radiation z. B. from the IR range or UV range and a third image after completion of the irradiation of the identification feature with the radiation z. B. from the IR range or UV range are detected.
- the respective sequences for the first image and for the second image preferably each have an equal number of images.
- the first preferably non-contact digital data acquisition device and the second preferably non-contact digital data acquisition device are z. B. each a scanner or as a camera, in particular as a digital camera formed. The detection of the first image and / or the detection of the second image take place for. Using a code reader designed as an application program, e.g. B. a QR code reader or a program for automated text recognition or optical character recognition.
- the first memory and / or the second memory are z. B. each formed as a database in which the respective image is stored digitized in each case in the form of digitized image data and / or in each case one of the detected image concerned decoded information.
- the respective mapping and / or decoding takes place temporally before the object z. B. from a supplier, who may also be the manufacturer of the item in question, is delivered to a user, so z. B. at a time in the production of this article or in the application of the identification feature 01 on or on the object or product in question.
- the user detects, using the irradiation of electromagnetic energy with a wavelength z. B. from the UV region in the second identification element, the respective second image of the identification feature 01, wherein the image data from the respective second image and / or its decoded information is stored at least at short notice.
- the image data of the respective stored first image of the identification feature 01 arranged on the object and the image data of the detected respective second image of the identification feature 01 arranged in this article are then preferably shown in FIG a computing unit z. B. compared with methods of image processing or pattern recognition and checked for conformity.
- the first decoded from the detected respective first image Information and decoded from the detected respective second image second information is preferably compared with each other in the arithmetic unit and checked for conformity.
- the comparison result executes the comparison result message generated to the user and / or to the supplier or the manufacturer of this item and / or z.
- the respective captured second image of the identification feature 01 arranged on or on the relevant object is read by the second data acquisition device via a preferably wireless communication link, e.g. B. via the Internet or a mobile phone connection, to a z. B. from the supplier or manufacturer of the object or operated for him stationary computer, z. B. transmit a network server.
- the transmission of the image data or the decoded information, in particular of the respective captured second image of the identification feature 01 arranged on or on this object for example. B. to the stationary computer and / or a transfer of the result of the comparison message z. B.
- a particularly preferred embodiment of the invention are in an amount of z. B. in a same production process printed identification features 01 for all belonging to this set identification features 01 whose respective first identification elements are identical, ie they are all coded with the same information, whereas the respective, belonging to a particular identification feature 01 second identification element respectively from the other is formed differently for belonging to this quantity second identification elements.
- the relevant random structure is z. B.
- z. B. at the end of a production line for producing a certain set of identification features 01 of these identification features 01 in the relevant, z. B. formed as a printing machine production machine continuously according to the production progress for the production of this set of identification features 01 of each finished identification feature 01 with a non-contact digital data acquisition device, eg. B. with a scanner or with a camera, recorded at least a first image and z. B. in the form of digital image data in a first memory, in particular stored in a database, this at least a first image of the relevant identification feature 01 respectively only the first identification element or each of its first identification element maps together with its second identification element.
- a non-contact digital data acquisition device eg. B. with a scanner or with a camera
- a lighting device with at least one light source of a semiconductor material, for. B. a LED or laser illumination device, and / or a scanner or a semiconductor camera with a CCD image sensor or a CMOS image sensor used.
- a lighting device may be used with at least one gas discharge tube, for. B. with a xenon filled flash tube.
- the production machine or processing machine can also be designed as a packaging machine or as a bottling plant or as a packaging machine.
- the first image is preferably acquired without the use of a polarizing filter or a color filter or another accessory which manipulates the light remitting by the relevant identification feature 01.
- an electromagnetic radiation which is at least partially absorbed by the pigments or the particles of the at least one dye of the random structure.
- the electromagnetic radiation absorbing pigments or particles of the at least one dye of the random structure are excited by the at least partial absorption of the relevant electromagnetic radiation at least to a visually detectable luminescence, preferably also to fluorescence or phosphorescence, wherein the first image and the second image of the respective data acquisition device each detected during the luminescence of the pigments or the particles of the at least one dye of the random structure.
- This printing machine preferably has at least one printing device that prints in an inkjet printing method, this printing device having the identification feature 01 in each case by applying printing ink or ink containing in each case the pigments 03 or the particles of the at least one dye of the second identification element to the surface of the relevant object formed.
- This printing press has a control unit that controls the printing process carried out by the printing press, and preferably a plurality of drives and / or adjusting elements, wherein the drives and / or adjusting elements of the control unit z. B. depending on particular in this printing machine z. B.
- z. B. are controlled by a production planning system parameters.
- As the controlled by her drives and / or actuators are preferably in a particular digital network, eg. B. connected in a bus system at least in terms of data technology, wherein the Actuators and / or control elements of the control unit by a data communication over the network, in particular depending on in this printing machine sensory detected or controlled by program parameters are controlled. It is advantageous also to bind the printing device in question forming the relevant identification feature 01 to this network and the relevant identification feature 01 concerning this network z. B. controlled by the control unit to communicate. In the printing machine is preferably connected to the network, z. B.
- said at least one image is detected by the identification feature 01, wherein the at least one detected image in the form of digitized image data or decoded from the at least one detected image information in each case preferably in a network stored memory to be stored.
- the image data stored in the memory or the decoded information stored there are preferably only communicated via the network after a request triggered outside the printing press.
- a sequence of several images is acquired by the respective identification feature 01 in a defined period of time with the data acquisition device arranged in the printing machine, whereby at least a part of these images is acquired under different lighting situations, the ones belonging to the same sequence being detected under different lighting situations
- Images are each stored in the memory. It is particularly advantageous to capture at least three images from the respective identification feature 01, which is preferably printed in each case with the printing device in an inkjet printing process, with the data acquisition device arranged in the printing machine, wherein a first image is only applied to the z. B. formed as a QR code first identification element, because in the first lighting situation, the random structure having the second identification element z. B.
- a second image is respectively acquired by the same identification feature 01 or by the same identification features 01 with the data acquisition device arranged in the printing machine, in which case the respective identification features 01 are each irradiated with electromagnetic energy of a specific wavelength, so that the Random structure having second identification element is visible together with the first identification element in the visual field and can be detected by the data acquisition device, in particular by a camera can be imaged, wherein the required electromagnetic energy z.
- B. is provided by a flash unit.
- the irradiation of the respective identification features 01 is terminated in each case with electromagnetic energy of a specific wavelength for visualization of the second identification element having the random structure, and in each case a third image is produced by the same identification feature 01 or by the same identification features 01 with the data acquisition device arranged in the printing machine detected, wherein now the random structure having second identification element due to spontaneous emission, fluorescence or - if the process is delayed in time and / or persists much longer - of phosphorescence especially in the visual field is recognizable and can be detected by the data acquisition device.
- This sequence of the at least three images respectively acquired by the same identification feature 01 or by the same identification features 01, in each case with the data acquisition device arranged in the printing press is, for example, B.
- control unit evaluated by the control unit to the effect whether the relevant identification feature 01 or the respective identification features 01 created properly with the function of a security feature, ie has been printed or are, whereby a test or production control or quality control of the respective identifiers 01 still within the Printing machine is running. The result of this test or
- Production control or quality control or the respective sequence of images of the same identification feature 01 is z. B. stored in the preferably connected to the network memory.
- a method for production control of identification features printed with a printing machine on a printing material or article can be carried out, the identification features 01 having a first identification element visually detectable under daylight conditions and a second identification element not visually detectable under daylight conditions, wherein the second identification element only passes through an irradiation of the identification feature 01 with electromagnetic energy of a specific wavelength is visually detectable by at least partially absorbing this radiated energy from pigments of a colorant or particles of a dye of the second identification element and these pigments or these particles of the dye to a visually detectable spontaneous emission and fluorescence or phosphorescence are excited, wherein in the printing machine with an arranged in her Dat In each case, a sequence with at least three images is detected by the respectively printed with a printing device of this printing machine identification features 01, wherein belonging to the respective sequence first image of the identification feature 01 only images under daylight conditions visually detectable first identification element, which to the respective sequence belonging second image of the identification feature 01, the first identification element together with the irradiation of
- the printing device of the printing press prints the respective identification features 01, the z. B. are each formed as a QR code, each in an inkjet printing process.
- the second identification element is designed in particular as a random structure contained in the first identification element.
- the pigments of the colorant or particles of the dye used in each case for the second identification element are advantageously introduced in each case by an agitator and / or in an ultrasonic water bath and / or by means of an ultrasonic atomizer into an ink or ink used in each case for printing the first identification element.
- the pigments used for the second identification element of the colorant or particles of the dye are generally introduced in each case in a mass fraction of less than 5%, in particular up to at most 2% in the printing ink or ink used for printing the first identification element.
- those pigments of the colorant or those particles of the dye are used, each having a core with a fluorescent material or with a phosphorescent material and each one surrounding the core shell of a photochromic and / or a fluorescent or a phosphorescent material exhibit.
- the pigments correspond z. B. the in WO 2007/005354 A2 described embodiment.
- the shell, ie the surface of the pigments consists z.
- the time required for the spontaneous emission of the second identification element electromagnetic energy of certain wavelength
- the pigments used for the second identification element of the colorant or particles of the dye preferably have a length extension in the range between 0.5 .mu.m and 10 .mu.m.
- the pigments used for the ink or the ink of the first identification element of the colorant or particles of the dye are each dispersed in a first dispersant, d. H.
- the pigments of the colorant or the particles of the dye form in each case a first heterogeneous composition in conjunction with the first dispersant, and the pigments used for the second identification element of the colorant or particles of the dye are each dispersed in a second dispersant to form a second heterogeneous composition , wherein preferably the first dispersant and the second dispersant differ from each other, so that different dispersants are used for the first identification element and for the second identification element, wherein between these two dispersants preferably repulsion, d. H. there is a rejection.
- the use of different dispersants for the first identification element and for the second identification element promote coagulation of the pigments used for the second identification element of the colorant or particles of the dye, d. H. a concentration of these pigments of the colorant or particles of the dye and thus a repeal of their finely divided state in the printed image generated in each case with the printing device.
- this ink or ink in each case at 23 ° C, a conductivity preferably in the range of 900 .mu.S / cm to 2200 ⁇ S / cm, in particular between 1000 ⁇ S / cm to 1,900 ⁇ S / cm.
- the conductivity of the ink or ink used is z. B. by a supply of additives, preferably by salts and / or polymers, for. B. increased by polymer salts.
- the additives may be in the form of z. B. a solid and / or a solution and / or a dispersion of the ink or ink used.
- a density of the pigments used in the ink or dye of the dye or dye is in the range between 0.6 kg / m 3 and 1.3 kg / m 3 , preferably between 0.8 kg / m 3 and 1.0 kg / m 3 .
- the upper values of said ranges are preferred.
- an identification feature with at least two arranged in a defined limited area identification elements for the identification of an object, wherein the first identification element is visually recognizable by irradiation of the identification elements of the identification feature having visible light surface and the second identification element is not visually recognizable, wherein the first identification element is formed from a printing ink or from an ink, wherein the second identification element is formed as a random structure formed from pigments of a colorant or as a random structure formed from particles of at least one dye, wherein the Random structure of the second identification element is formed as an integral part of the ink or the ink of the first identification element.
- the ink or ink at 23 ° C has a conductivity in the range of 900 .mu.S / cm to 2,200 .mu.S / cm and / or in the ink or in the ink of the first identification element is at least one polymer and / or as an additive Conducting salt at least one alkali metal salt or an ammonium salt.
- a conducting salt is a salt which, during electrolysis, undertakes a transport of electrical charges and / or reduces the ohmic resistance of the solution in a solution.
- the random structure of the second identification element forming pigments or particles of the at least one dye have a density z. B.
- the pigments or particles of the at least one dye forming the random structure of the second identification element have a spherical surface and those pigments of a colorant or those particles of at least one dye, each containing as colorant in the printing ink or ink forming the first identification element are edged or spherical.
- the pigments of the colorant or the particles of the dye of the ink or the ink of the first identification element are each dispersed in a first dispersant and the pigments of the colorant or the particles of the dye of the second identification element are each dispersed in a second dispersant, wherein the first Dispersant and the second dispersant preferably differ materially from each other.
- the pigments of the colorant forming the random structure of the second identification element or the particles of the at least one dye preferably have an incident light diffusely reflecting surface.
- the random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye have z. B. a length extension in the range between 0.5 .mu.m and 10 .mu.m.
- the printing ink or the ink of the first identification element is preferably applied in a layer thickness in the range of 0.3 microns to 10 microns on a surface of the object to be identified.
- the pigments of the colorant or the particles of the dye each of the printing ink or the ink of the first identification element are made of an organic or of an inorganic or of a synthetic crystalline powder or in particular of carbon black or of titanium (IV) oxide or of an aluminum bronze or formed from a brass bronze.
- the pigments of the colorant or the particles of the dye in each case by the printing ink or the ink of the first identification element are in a mass fraction z.
- between 12% and 18% in the relevant of the ink or ink and / or each of the random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of the dye are each in a mass fraction, in particular less than 5%, preferably less than 2% contained in the relevant ink or ink of the first identification element.
- An identification feature also results with at least two identification elements arranged in a defined limited area for identifying an object, whereby the first identification element is visually recognizable by irradiation of the surface having the identification elements of the identification feature with visible light and its second identification element is not visually recognizable, wherein the first identification element is formed from a printing ink or from an ink, wherein the second identification element is formed as a random structure formed from pigments of a colorant or as a random structure formed from particles of at least one dye, wherein the random structure of the second identification element as an integral part of Printing ink or the ink of the first identification element is formed, wherein the on a surface of the object to be identified in a r lattice-shaped arrangement of pixels applied ink or ink of the first identification element has a layer thickness in the range of 0.3 microns to 10 microns, wherein the pigments of the colorant forming the random structure of the second identification element or the particles of the at least one colorant form by coagulation, ie by a concentration
- the raster graphics consists of a grid-like arrangement of the pixels, this arrangement forming an image in the form of computer-readable data. This arrangement has at least two groups of pixels between which there is a visually perceivable contrast.
- the pigments of the colorant forming the random structure of the second identification element or the particles of the at least one dye which, by coagulation, form a planar structure comprising a plurality of adjacent pixels of the raster graphic are each formed in pixels of the same brightness, z. In each case in the pixels formed with a dark ink or ink compared to other pixels of the same raster graphics.
- the pigments of the colorant forming the random structure of the second identification element or the particles of the at least one dye have a length extension in the range between 0.5 ⁇ m and 10 ⁇ m.
- the pigments of the colorant forming the random structure of the second identification element or the particles of the at least one dye exhibit spontaneous emission of visually detectable light and / or fluorescence and / or phosphorescence by an incident electromagnetic radiation of the type described above.
- the identification feature may be formed with any of the physical and / or material features described above.
- an article with an identification feature arranged for its identification can be formed, wherein the identification feature has at least two identification elements in a defined limited area, wherein the first identification element is formed from a printing ink or an ink, wherein the second identification element is one of pigments a random structure formed of a colorant or is formed as a random structure formed of particles of at least one dye, wherein the random structure of the second Identification element is formed as an integral part of the ink or the ink of the first identification element, wherein the ink or the ink of the first identification element is applied in a layer thickness in the range of 0.3 .mu.m to 10 .mu.m on a surface of the object to be identified, wherein the Random structure of the second identification element-forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye have an incident electromagnetic radiation diffusely reflecting surface.
- This item is z. B. as a substrate made of paper or a plastic film or of a metal foil or of a textile or as a hollow body or as a bottle or as a can or as a product made of a plastic or of a ceramic or of a metal or wood ,
- the pigments of the colorant or the particles of the dye each of the printing ink or the ink of the first identification element are made of an organic or of an inorganic or of a synthetic crystalline powder or of carbon black or of titanium (IV) oxide or of an aluminum bronze or formed of a brass bronze and / or the random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye have a surface of a chitosan Algnat or of a cellulose or of an ethylcellulose or of a gelatin or a gum arabic or a melamine-aldehyde resin or a melamine-formaldehyde resin or a melamine-urea-formalde
- an article with an identification feature arranged for its identification wherein the identification feature has at least two identification elements in a defined limited area, wherein the first identification element is formed from a printing ink or an ink, wherein the second identification element as one of pigments of a
- the random structure of the second identification element is formed as an integral part of the printing ink or the ink of the first identification element, wherein the ink or ink applied to a surface of the object to be identified is formed colorant formed random structure or as a random structure formed of particles of at least one dye of the first identification element is preferably applied in a raster graphic consisting of a lattice-like arrangement of pixels, wherein the random structure de Coagulation of the second identification element-forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye form a planar structure comprising a plurality of adjacent pixels of the raster graphic ( Fig.
- the random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye by an incident electromagnetic radiation of a certain wavelength z.
- a spontaneous emission of visually detectable light and / or fluorescence and / or phosphorescence wherein the random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of at least one dye their spontaneous emission of visually detectable light and / or fluorescence and / or phosphorescence by an incident electromagnetic radiation having a wavelength in particular from the IR range or from the UV range.
- the identification feature of the article may be formed with one or more of the physical and / or physical features described above.
- Subject matter applied ink or ink is formed, wherein the random structure forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye by irradiation of the identification feature with an electromagnetic radiation z.
- B. from the IR region or the UV region to a spontaneous emission and fluorescence or phosphorescence are excited and visually recognizable, wherein for checking the identity and / or authenticity of the object with a data acquisition device of the identification feature during the irradiation of the identification feature the electromagnetic radiation z.
- a single first image or a sequence of first images is detected and wherein with the same data acquisition device of the relevant identification feature after completion of the irradiation of the identification feature with the electromagnetic radiation z.
- a single second image or a sequence of second images is detected, is checked by a performed by means of a computing unit comparison of the respective first and second images, whether the random structure forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye fluoresce or phosphorize, wherein in a detected by the arithmetic unit fluorescence or phosphorescence of the random structure forming pigments of the colorant or particles of the at least one dye the identity and / or authenticity of the article is considered confirmed.
- the random structure is z. B. by irradiation of the identification feature with light in a wavelength range of 380 nm to 790 nm visually unrecognizable.
- the identification feature is arranged on or on the object in a printing-form-linked printing method or in a printing-form-free printing method.
- As an object z. B. a trained as a web or as a sheet Printing material or a packaging or a hollow body or a bottle or a can or a plastic container used.
- the identification feature is preferably arranged on or on the object in a printing machine or in a packaging machine or in a filling installation or in a finishing machine.
- the respective images of the identification feature are respectively detected in each case with a data acquisition device of a mobile communication device, wherein a camera of a mobile phone or a smartphone is preferably used as the data acquisition device.
- the pigments forming the random structure of the colorant or the particles of the at least one dye form a planar structure by coagulation, wherein the planar structure is greater than an optical resolution of the data acquisition device used for the images.
- An information content of the random structure is determined in particular by means of a computing unit by means of a gray value determination or a threshold value evaluation in each case with regard to the number and / or the intensity of the relevant pigments or particles or with regard to the area claimed by them.
- the identification feature of the article may in turn be formed with one or more of the physical and / or material features described above.
Description
Die Erfindung betrifft ein Identifikationsmerkmal zur Identifikation eines Gegenstandes gemäß dem Anspruch 1.The invention relates to an identification feature for identifying an article according to claim 1.
Elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich von etwa 380 nm bis 790 nm wird allgemein als Lichtspektrum bezeichnet und ist vom Menschen mit seinen Augen als Licht wahrnehmbar. Da die Empfindlichkeit des menschlichen Auges an den Wahrnehmungsgrenzen nicht abrupt, sondern allmählich abnimmt, ist eine allzu genaue Eingrenzung des Lichtspektrums jedoch wenig sinnvoll. Zudem ist das Farbempfinden für einzelne Wellenlängen bei Menschen individuell leicht unterschiedlich ausgeprägt. Daher hat die Commission Internationale de l'Éclairage (CIE) spektrale Empfindlichkeiten für Wellenlängen empirisch ermittelt und ein Normvalenzsystem definiert, um eine Relation zwischen der menschlichen Farbwahrnehmung (Farbe) und den physikalischen Ursachen eines Farbreizes (Farbvalenz) herzustellen. Das CIE-Normvalenzsystem erfasst die Gesamtheit der vom Menschen wahrnehmbaren Farben. Die an das Lichtspektrum angrenzenden Wellenlängenbereiche sind im kurzwelligen Bereich die Ultraviolettstrahlung und im langwelligen Bereich die Infrarotstrahlung.Electromagnetic radiation in a wavelength range of about 380 nm to 790 nm is generally referred to as light spectrum and is perceivable by humans with his eyes as light. Since the sensitivity of the human eye at the perceptual limits does not abruptly, but gradually decreases, an overly precise narrowing of the light spectrum makes little sense. In addition, the color perception for individual wavelengths in humans is individually slightly different pronounced. Therefore, the Commission Internationale de l'Éclairage (CIE) has empirically determined spectral sensitivities for wavelengths and defined a standard valence system to establish a relation between human color perception (color) and the physical causes of a color stimulus (color valence). The CIE standard-valence system captures the totality of human perceivable colors. The wavelength ranges adjacent to the light spectrum are the ultraviolet radiation in the short-wave range and the infrared radiation in the long-wave range.
In der klassischen Elektrodynamik wird Licht als eine hochfrequente elektromagnetische Welle aufgefasst. Die Strahlenoptik, auch geometrische Optik genannt, macht sich die Näherung zunutze, dass die Ausbreitung des Lichts durch gerade Strahlen veranschaulicht werden kann. Diese Näherung ist vor allem dann gerechtfertigt, wenn die Abmessungen des zu untersuchenden Objekts oder der zu untersuchenden Struktur gegenüber der Wellenlänge des Lichts groß sind. Dann können sämtliche Beugungsphänomene vernachlässigt werden. Beugung oder Diffraktion ist die Ablenkung von Wellen an einem Hindernis. Durch Beugung kann sich eine Welle in Raumbereiche ausbreiten, die auf rein geradem Weg durch das Hindernis versperrt wären. Beugung ist aber dann nicht mehr vernachlässigbar, wenn geometrische Strukturen eine Rolle spielen, deren Größe mit der Wellenlänge der verwendeten Wellen vergleichbar ist. In der Quantenphysik wird Licht nicht mehr als klassische Welle, sondern als Quantenobjekt aufgefasst. Demgemäß setzt sich das Licht aus einzelnen diskreten Energiequanten, den so genannten Photonen zusammen. Ein Photon ist ein Elementarteilchen, das sich stets mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.In classical electrodynamics, light is understood as a high-frequency electromagnetic wave. Radiation optics, also called geometrical optics, makes use of the approximation that the propagation of light through straight beams can be illustrated. This approximation is justified in particular if the dimensions of the object to be examined or of the structure to be examined are large compared with the wavelength of the light. Then all diffraction phenomena can be neglected. Diffraction or Diffraction is the deflection of waves on an obstacle. Diffraction can cause a wave in areas of space spread, which would be blocked in a straight path through the obstacle. However, diffraction is no longer negligible if geometric structures play a role whose size is comparable to the wavelength of the waves used. In quantum physics, light is no longer understood as a classical wave, but as a quantum object. Accordingly, the light is composed of individual discrete energy quanta, the so-called photons. A photon is an elementary particle that always moves at the speed of light.
Wenn Licht auf Materie trifft, kommt es mit der Materie zu Wechselwirkungen, die sich in einem oder mehreren der folgenden Phänomene äußern:
Ein Farbreiz entsteht durch Absorption und Remission (d. h. Streuung oder Reflexion) bestimmter Frequenzanteile des sichtbaren Lichts. Der Farbreiz ist die physikalische Kennzeichnung der Strahlung von sichtbarem Licht, das durch unmittelbare Reizung der Netzhaut des Auges eine Wahrnehmung hervorruft, wobei diese Wahrnehmung als Farbe empfunden werden kann. Der Farbreiz kann sowohl von einer Primärlichtquelle, d. h. von einem Selbststrahler, d. h. von einer selbst leuchtenden Quelle, als auch von einer Sekundärlichtquelle, d. h. von einem beleuchteten Körper ausgehen. Bei einem von einer Primärlichtquelle hervorgerufenen Farbreiz spricht man von einer Lichtfarbe, wohingegen der von einer Sekundärlichtquelle hervorgerufene Farbreiz als Körperfarbe bezeichnet wird. Körperfarben ändern die spektrale Zusammensetzung des einfallenden Lichts entsprechend einem Transmissions- und Remissionsverhalten der Materie des betreffenden Körpers.A color stimulus results from absorption and remission (i.e., scattering or reflection) of certain frequency components of visible light. The color stimulus is the physical identification of the radiation of visible light, which causes a perception by direct irritation of the retina of the eye, whereby this perception can be perceived as color. The color stimulus can be from both a primary light source, i. H. from a self-radiator, d. H. from a self-luminous source, as well as from a secondary light source, d. H. emanating from a lit body. In a color stimulus caused by a primary light source, it is called a light color, whereas the color stimulus caused by a secondary light source is referred to as body color. Body colors change the spectral composition of the incident light according to a transmission and remission behavior of the matter of the body in question.
Für den Farbreiz ist eine relative spektrale Strahlungsverteilung Sλ entscheidend, d. h. die "reizende" Strahlung in ihrer Abhängigkeit von der Wellenlänge und nicht in ihrer absoluten Größe bzw. Intensität. Die spektrale Verteilung, welche die Farbempfindung bestimmt, wird als Farbreizfunktion ϕ(λ) bezeichnet. Diese Funktion ist im Falle eines Selbststrahlers gleich dessen spektraler Verteilung S(A). Im Falle einer Sekundärlichtquelle, also einer Körperfarbe, wird der Farbreiz vom Produkt aus Strahldichtefaktor β(λ) und der spektralen Verteilung der Lichtquelle bestimmt.For the color stimulus, a relative spectral radiation distribution S λ is decisive, ie the "irritating" radiation as a function of the wavelength and not in its absolute magnitude or intensity. The spectral distribution which determines the color sensation is called the color-stimulus function φ (λ). In the case of a self-radiator, this function is equal to its spectral distribution S (A). In the case of a secondary light source, ie a body color, the color stimulus is determined by the product of the beam density factor β (λ) and the spectral distribution of the light source.
Die Radiometrie ist die Wissenschaft von der Messung elektromagnetischer Strahlung und deren Anwendung. Die quantitative Messung von Strahlungsintensitäten erfolgt mit verschiedenen Arten von Detektoren. Die Detektoren zur physikalischen Messung von Strahlungsgrößen heißen Radiometer. Diese Detektoren wandeln einen Teil der Strahlung in Wärme oder in ein elektrisches Signal um, woraus unter anderem auf die Art der strahlenden Oberfläche und ihre Temperatur geschlossen werden kann. Mit Photometrie oder Fotometrie werden Messverfahren im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes und des ultravioletten Spektralbereiches mit Hilfe eines Photometers bezeichnet, wobei ein Photometer oder Fotometer ein Instrument zur Messung mindestens einer photometrischen Größe ist. Photometrische Größen sind aus den zugehörigen radiometrischen Größen abgeleitet. Der Unterschied zwischen einer photometrischen Größe und einer korrespondierenden radiometrischen Größe besteht darin, dass in der Photometrie die Empfindlichkeit des Betrachters mit einbezogen wird, indem die radiometrische Größe mit einer nach CIE genormten spektralen Hellempfindlichkeitskurve, die auch als V-Lambda-Kurve bezeichnet wird, multipliziert wird. Ein konventionsgemäß an die Größen angehängter Index v (in nicht kursiver Schrift) für "visuell" steht dabei für den Bezug auf sichtbares Licht, also typischerweise den Spektralbereich von 380 nm bis 790 nm. Es bestehen folgende photometrischen Größen:
Der Lichtstrom, gemessen in der SI-Einheit Lumen (lm), ist die Strahlungsleistung einer Lichtquelle, gewichtet mit der Hellempfindlichkeitskurve, und entspricht der radiometrischen Größe Strahlungsleistung, d. h. dem Strahlungsfluss oder der Strahlungsenergie pro Zeit, gemessen in der SI-Einheit Watt (W).Radiometry is the science of measuring electromagnetic radiation and their application. The quantitative measurement of radiation intensities is done with different types of detectors. The detectors for the physical measurement of radiation quantities are called radiometers. These detectors convert part of the radiation into heat or into an electrical signal, which, among other things, can be used to deduce the nature of the radiating surface and its temperature. Photometry or photometry are measuring methods in the wavelength range of the visible light and the ultraviolet spectral range by means of a photometer, wherein a photometer or photometer is an instrument for measuring at least one photometric quantity. Photometric quantities are derived from the associated radiometric quantities. The difference between a photometric quantity and a corresponding radiometric quantity is that the sensitivity of the observer is included in photometry by multiplying the radiometric quantity by a CIE-standardized spectral light-sensitivity curve, which is also referred to as the V-lambda curve becomes. An index v (in noncursive writing), which is attached to the variables by convention, stands for the reference to visible light, ie typically the spectral range from 380 nm to 790 nm. The following photometric variables exist:
The luminous flux, measured in the SI unit lumens (lm), is the radiant power of a light source, weighted with the light sensitivity curve, and corresponds to the radiometric magnitude radiant power, ie the radiant flux or radiant energy per time, measured in the SI unit watts (W ).
Die Lichtmenge, gemessen in der SI-Einheit Lumensekunde (lms), ist die Strahlungsenergie einer Lichtquelle, gewichtet mit der Empfindlichkeitskurve, und entspricht der radiometrischen Größe Strahlungsenergie, d. h. der Strahlungsmenge oder der Energie einer Anzahl von Photonen, die in einer als Strom von Photonen angenommenen elektromagnetischen Strahlung transportiert wird, gemessen in der SI-Einheit Joule (J).The amount of light, measured in the SI unit of lumen-seconds (lms), is the radiant energy of a light source weighted with the sensitivity curve, and corresponds to the radiometric amount of radiant energy, ie the amount of radiation or the energy of a number of photons in one stream of photons assumed electromagnetic radiation, measured in the SI unit Joule (J).
Die Lichtstärke, gemessen in der SI-Einheit Candela (cd), ist der Lichtstrom pro Raumwinkel, gemessen in großer Entfernung von der Lichtquelle, und entspricht der radiometrischen Größe Strahlungsintensität, d. h. der Strahlungsstärke, Strahlstärke oder dem Strahlungsfluss jeweils pro Raumwinkel, gemessen in der SI-Einheit Watt pro Steradiant (W/sr). Die Lichtstärke gibt an, wie intensiv eine Lichtquelle in eine bestimmte Richtung leuchtet. Für eine räumlich isotrop strahlende Lichtquelle ist der Lichtstrom gleich der Lichtstärke multipliziert mit 4π, dem vollen Raumwinkel.The luminous intensity, measured in the SI unit candela (cd), is the luminous flux per solid angle, measured at a great distance from the light source, and corresponds to the radiometric quantity radiation intensity, d. H. the radiant intensity, radiant intensity or radiant flux per solid angle, measured in the SI unit watts per steradian (W / sr). The light intensity indicates how intensively a light source shines in a certain direction. For a spatially isotropically radiating light source, the luminous flux is equal to the luminous intensity multiplied by 4π, the solid solid angle.
Die Beleuchtungsstärke, gemessen in der SI-Einheit Lux (lx), ist der Lichtstrom pro beleuchteter Fläche, und entspricht der radiometrischen Größe Bestrahlungsstärke, d. h. der Strahlungsstromdichte oder dem Strahlungsfluss jeweils pro effektiver Empfängerfläche, gemessen in der SI-Einheit Watt pro Quadratmeter (W/m2). Die Beleuchtungsstärke gibt an, wie intensiv die Fläche beleuchtet wird.Illuminance, measured in the SI unit lux (lx), is the luminous flux per illuminated area, and corresponds to the radiometric magnitude irradiance, ie the radiant flux density or radiant flux per effective receiver area, measured in SI units watts per square meter (W / m 2 ). The illuminance indicates how intensively the surface is illuminated.
Die spezifische Lichtausstrahlung, gemessen in der SI-Einheit Lux (lx), ist der emittierte Lichtstrom, bezogen auf die Größe der Licht abstrahlenden Fläche, und entspricht der radiometrischen Größe spezifische Ausstrahlung oder Ausstrahlungsstromdichte , d. h. dem Strahlungsfluss pro effektiver Senderfläche, gemessen in der SI-Einheit Watt pro Quadratmeter (W/m2).The specific light emission, measured in the SI unit Lux (lx), is the emitted luminous flux, relative to the size of the light-emitting surface, and corresponds to the radiometric magnitude specific emittance or emission current density, ie the radiative flux per effective transmitter area, measured in the SI Unit watts per square meter (W / m 2 ).
Die Leuchtdichte, gemessen in der SI-Einheit Candela pro Quadratmeter (cd/m2), ist die Lichtstärke einer Lichtquelle, bezogen auf deren projizierte Fläche (senkrecht zur Betrachtungsrichtung), und entspricht der radiometrischen Größe Strahldichte, d. h. dem Strahlungsfluss pro Raumwinkel pro effektive Senderfläche, gemessen in der SI-Einheit Watt pro Quadratmeter und Steradiant (W/(m2 sr)). Die Leuchtdichte nimmt ein bilderfassendes optisches System, z. B. der Mensch oder eine Kamera, als Helligkeit einer Licht abstrahlenden Fläche wahr.The luminance, measured in the SI unit candela per square meter (cd / m 2 ), is the luminous intensity of a light source, based on its projected area (perpendicular to the viewing direction), and corresponds to the radiometric quantity radiance, ie the radiation flux per solid angle per effective Transmitter area, measured in SI unit watts per square meter and steradian (W / (m 2 sr)). The luminance takes a picture-capturing optical system, for. As the person or a camera, as brightness of a light-emitting surface true.
Mit den photometrischen Größen oder den entsprechenden radiometrischen Größen können Eigenschaften einer Strahlungsquelle, eines Empfängers und von bestrahltem Material beschrieben werden.With the photometric quantities or the corresponding radiometric quantities, properties of a radiation source, a receiver and of irradiated material can be described.
Ein Emissionsspektrum ist das elektromagnetische Spektrum, das von Atomen, Molekülen oder Materialien ausgestrahlt wird, ohne dass elektromagnetische Strahlung gleicher Frequenz eingestrahlt wird. Das Gegenstück eines Emissionsspektrums bildet das Absorptionsspektrum. Während diskrete Energieniveaus ein Linienspektrum hervorrufen, rufen Energiebänder ein kontinuierliches Spektrum hervor. Ein Atomspektrum ist das Emissionsspektrum eines einzelnen isolierten Atoms, also die Intensität des von ihm emittierten Lichts als Funktion der Wellenlänge oder Frequenz. Die Spektrallinien entsprechen jeweils der Energiedifferenz zwischen zwei verschiedenen Zuständen des Atoms. Diese Energiedifferenz wird beispielsweise durch ein absorbiertes Photon aufgebracht und dann in Form eines anderen Photons mit jener Energie abgegeben, also emittiert. Diese Energie (oder im Spektrum die Linie) ist diskret, kann also nicht beliebige Werte annehmen. Dieses bedingt, dass jedes Atom - entsprechend seiner Elektronenkonfiguration - nur Teilchen diskreter Wellenlänge emittieren kann. Die Wellenlängen der emittierten Teilchen sind daher spezifisch für ein bestimmtes Element. Dass die "Linien" im Spektrum (,peaks') exakterweise Kurven mit einer bestimmten Breite sind, beruht auf Quanteneffekten. Die Spektrallinien werden mit steigendem Gasdruck breiter. Bei sehr großem Druck kann die Linienbreite so weit ansteigen, dass man ein Lichtkontinuum ähnlich wie bei einem Festkörper beobachtet. Ursache ist die häufiger werdende gegenseitige Störung der Atome beim Zusammenprall. Wird durch Absorption eines Photons ein Elektron ganz vom Atom gelöst, spricht man von einer Ionisierung des Atoms. Hierfür ist, abhängig vom Ausgangszustand des Elektrons, eine bestimmte Mindestenergie notwendig. Da für einen kontinuierlichen Energiebereich über der Mindestenergie eine Ionisierung möglich wird, ist ein Kontinuum möglich. Der umgekehrte Vorgang, d. h. die Emission eines Photons beim Einfangen eines Elektrons, nennt man Rekombination des Elektrons mit dem positiven Ion. Bei diesem Vorgang entsteht kontinuierliche Strahlung, das Grenzkontinuum. Während das Emissionsspektrum verdünnter Gase ein Linienspektrum ergibt, emittieren heiße Festkörper und Flüssigkeiten ein kontinuierliches Spektrum, weil die einzelnen Atome zusätzlich miteinander wechselwirken und somit die diskreten Quantenzustände ineinander übergehen. Solch ein kontinuierliches Spektrum lässt sich berechnen, indem man das Spektrum eines Schwarzen Strahlers (Plancksches Strahlungsgesetz) gleicher Temperatur mit dem Absorptionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung des "Objekts" bei der jeweiligen Wellenlänge multipliziert.An emission spectrum is the electromagnetic spectrum that is emitted by atoms, molecules or materials without radiating electromagnetic radiation of the same frequency. The counterpart of an emission spectrum is the absorption spectrum. While discrete energy levels cause a line spectrum, energy bands cause a continuous spectrum. An atomic spectrum is the emission spectrum of a single isolated atom, ie the intensity of the light emitted by it as a function of wavelength or frequency. The spectral lines each correspond to the energy difference between two different states of the atom. This energy difference is applied, for example, by an absorbed photon and then emitted in the form of another photon with that energy, that is emitted. This energy (or in the spectrum the line) is discrete, so it can not take any values. This implies that each atom - according to its electron configuration - can only emit particles of discrete wavelength. The wavelengths of the emitted particles are therefore specific to a particular element. The fact that the "lines" in the spectrum ('peaks') are exact curves with a certain width is based on quantum effects. The spectral lines become wider with increasing gas pressure. At very high pressure, the line width can increase to such an extent that one observes a continuum of light similar to a solid. The cause is the more frequent mutual interference of the atoms during the collision. If an electron is completely released from the atom by absorption of a photon, this is called ionization of the atom. For this purpose, depending on the initial state of the electron, a certain minimum energy is necessary. Since ionization becomes possible for a continuous energy range above the minimum energy, a continuum is possible. The reverse process, ie the emission of a photon when an electron is captured, is called recombination of the electron with the positive ion. In this process arises continuous radiation, the boundary continuum. While the emission spectrum of dilute gases gives a line spectrum, hot solids and liquids emit a continuous spectrum because the individual atoms additionally interact with each other, thus merging the discrete quantum states. Such a continuous spectrum can be calculated by multiplying the spectrum of a blackbody radiator (Planck's law of radiation) of the same temperature by the absorption coefficient for electromagnetic radiation of the "object" at the respective wavelength.
Als Festkörper bezeichnet man Materie im festen Aggregatzustand, insbesondere bei einer Temperatur von 20°C. Festkörper haben im technischen Sprachgebrauch eine gewisse Mindest-Ausdehnung, die aber nicht scharf definiert ist. Sie sind demnach makroskopische Körper - im Gegensatz zu mikroskopischen Körpern, wie z. B. Atome und Moleküle. Man unterscheidet zwischen amorphen, d. h. im kleinsten Maßstab "gestaltlosen", polykristallinen und kristallinen Festkörpern. Polykristalline Festkörper bestehen aus einer Ansammlung von kleinen Einkristallen, die ungeordnet zu einem großen Ganzen verbaut sind.A solid is matter in the solid state, especially at a temperature of 20 ° C. Solid particles have a certain minimum extent in technical usage, but this is not sharply defined. They are therefore macroscopic body - in contrast to microscopic bodies such. For example, atoms and molecules. One distinguishes between amorphous, d. H. in the smallest scale "shapeless", polycrystalline and crystalline solids. Polycrystalline solids consist of a collection of small single crystals, which are disorganized into a large whole.
Ein Absorptions- oder Absorptionslinienspektrum ist ein elektromagnetisches Spektrum, das entsteht, wenn breitbandiges, insbesondere weißes Licht Materie durchstrahlt und Lichtquanten, d. h. Photonen bestimmter Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche dabei absorbiert werden (Resonanzabsorption). Die absorbierten Photonen fehlen im hindurchtretenden Licht, wodurch im Spektrum die so genannten Fraunhoferlinien ausgebildet werden. Deshalb ist das Spektrum bei den betreffenden Wellenlängen dunkel oder im Extremfall schwarz.An absorption or absorption line spectrum is an electromagnetic spectrum that arises when broadband, in particular white, light radiates matter and light quanta, i. H. Photons of certain wavelengths or wavelengths are absorbed thereby (resonance absorption). The absorbed photons are missing in the passing light, whereby the so-called Fraunhofer lines are formed in the spectrum. Therefore the spectrum at the respective wavelengths is dark or in extreme cases black.
Eine Absorptionsbande ist ein Wellenlängenintervall, in dem die elektromagnetische Strahlung, z. B. Sonnenstrahlung, durch chemische Substanzen, z. B. atmosphärische Gase wie Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, Ozon, Methan u. a. auf dem Weg zum Empfänger selektiv absorbiert wird. Das ursprünglich kontinuierliche Spektrum der Strahlungsquelle kommt beim Empfänger nur mit dunklen Lücken an, wobei diese Lücken die so genannten Absorptionsbanden bilden. Bestimmte Intervalle des gesamten von der Strahlungsquelle ausgesendeten Wellenlängenbereichs sind nun nicht mehr vorhanden. Ein Abbild des durch selektive Absorption erhaltenen Spektrums wird Bandenspektrum genannt. Eine Absorptionsbande besteht aus einer größeren Anzahl von einzelnen, d. h. singulären, dicht nebeneinanderliegenden Absorptionslinien. Die Absorptionsbanden entstehen infolge der Kopplung von elektrischer Schwingungs- und Rotationsanregung in Molekülen, so dass keine einzelne Energiedifferenz absorbiert wird, sondern je nach Anregung der Moleküle ein ganzes Spektrum von Energiewerten, d. h. das Absorptionsspektrum. Die verschiedenen Moleküle absorbieren dabei jeweils nur in einem für sie spezifischen Wellenlängenintervall. Wenn die Photonen der von einer Strahlungsquelle ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung absorbiert werden, indem diese Photonen Atome anregen, dann handelt es sich um scharf definierte Energiebeträge und damit Wellenlängen, und die dunklen Bereiche sind dementsprechend schmale Linien. In Molekülen liegen dagegen oft viele absorbierbare Energiewerte dicht beieinander und bilden im Spektrum breitere dunkle Bereiche, d. h. die Absorptionsbanden. In jedem Fall ist das beobachtete Absorptionsspektrum charakteristisch für die Art der Materie, die die Strahlung durchquert. Deshalb ist eine zumeist in verschiedenen Wellenlängenbereichen durchgeführte Spektroskopie eine wichtige Methode zur Analyse von Stoffen. Werden freie Atome, z. B. in einem Gas oder Dampf, spektroskopiert, so werden die Photonen nach der Absorption wieder emittiert, und zwar gleichförmig in alle Raumrichtungen. Wird das Licht nur aus einer Richtung eingestrahlt, so findet man im hindurchgetretenen Licht das für die vorliegende Atomsorte, d. h. für das betreffende chemische Element, typische Absorptionsspektrum als Linienspektrum. Das in die anderen Raumrichtungen gestreute Licht zeigt das entsprechende Emissionsspektrum.An absorption band is a wavelength interval in which the electromagnetic radiation, e.g. As solar radiation, by chemical substances, eg. B. atmospheric gases such as carbon dioxide, carbon monoxide, ozone, methane, etc. on the way to Receiver is selectively absorbed. The originally continuous spectrum of the radiation source arrives at the receiver only with dark gaps, these gaps forming the so-called absorption bands. Certain intervals of the entire wavelength range emitted by the radiation source are no longer present. An image of the spectrum obtained by selective absorption is called band spectrum. An absorption band consists of a larger number of individual, ie singular, closely spaced absorption lines. The absorption bands are due to the coupling of electrical vibrational and rotational excitation in molecules, so that no single energy difference is absorbed, but depending on the excitation of the molecules, a whole spectrum of energy values, ie the absorption spectrum. The various molecules absorb each only in a specific wavelength interval for them. If the photons of the electromagnetic radiation emitted by a radiation source are absorbed by these photons excite atoms, then these are sharply defined amounts of energy and thus wavelengths, and the dark areas are accordingly narrow lines. On the other hand, in molecules many absorbable energy values are often close to each other and form wider dark areas in the spectrum, ie the absorption bands. In any case, the observed absorption spectrum is characteristic of the type of matter that traverses the radiation. Therefore, spectroscopy, usually in different wavelength ranges, is an important method for analyzing substances. Be free atoms, z. B. in a gas or vapor, spectroscopy, the photons are emitted again after absorption, uniformly in all spatial directions. If the light is irradiated only from one direction, then in the light which has passed through, the absorption spectrum typical of the type of atom present, ie for the relevant chemical element, is found as a line spectrum. The light scattered in the other spatial directions shows the corresponding emission spectrum.
Bei der Spektroskopie von Festkörpern kann zwischen der Absorption und eventueller Emission noch eine Relaxation im Festkörper auftreten. Dabei wird ein Teil der Energie der Photonen z. B. in Wärme umgesetzt. In diesem Fall sind Absorptions- und Emissionsspektrum nicht wie bei den freien Atomen komplementär zueinander.In the spectroscopy of solids may be between the absorption and eventual Emission still a relaxation occur in the solid state. In this case, a part of the energy of the photons z. B. converted into heat. In this case, the absorption and emission spectra are not complementary to each other as in the case of the free atoms.
Lumineszenz ist die optische Strahlung eines physikalischen Systems, die beim Übergang von einem angeregten Zustand zum Grundzustand entsteht. Je nach Art der Anregung unterscheidet man verschiedene Arten der Lumineszenz. So wird z. B. Elektrolumineszenz durch elektrischen Strom angeregt, z. B. in Leuchtdioden (LED). Photolumineszenz wird durch Photonen angeregt, wobei man je nach Zeitdauer zwischen Anregung und Emission des Lichtes zwischen Phosphoreszenz und Fluoreszenz unterscheidet. Radiolumineszenz wird durch eine Bestrahlung mit Alpha- oder Beta-Strahlung bzw. durch Röntgenstrahlung angeregt. Superlumineszenz entsteht durch optisches Pumpen, wobei spontan emittiertes Licht durch stimulierte Emission in einem optisch aktiven Medium verstärkt wird. Chemolumineszenz wird durch eine chemische Reaktion angeregt.Luminescence is the optical radiation of a physical system, which arises during the transition from an excited state to the ground state. Depending on the type of excitation, a distinction is made between different types of luminescence. So z. B. electroluminescence excited by electric current, z. B. in light emitting diodes (LED). Photoluminescence is excited by photons, with differentiation between phosphorescence and fluorescence depending on the time between excitation and emission of the light. Radioluminescence is excited by an irradiation with alpha or beta radiation or by X-radiation. Superluminescence is produced by optical pumping, whereby spontaneously emitted light is amplified by stimulated emission in an optically active medium. Chemiluminescence is excited by a chemical reaction.
Eine Leuchtdiode (LED) ist ein lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement, dessen elektrische Eigenschaften denen einer pn-Halbleiterdiode entsprechen. Wenn durch die Diode in deren Durchlassrichtung ein elektrischer Strom fließt, so strahlt eine Leuchtdiode elektromagnetische Strahlung mit einer vom Halbleitermaterial und dessen Dotierung abhängigen Wellenlänge (λ) ab, wobei diese Strahlung entweder sichtbares Licht oder eine Infrarotstrahlung oder eine Ultraviolettstrahlung ist.A light-emitting diode (LED) is a semiconductor light-emitting component whose electrical properties correspond to those of a pn-type semiconductor diode. When an electric current flows through the diode in its forward direction, a light emitting diode emits electromagnetic radiation having a wavelength (λ) dependent on the semiconductor material and its doping, this radiation being either visible light or infrared radiation or ultraviolet radiation.
Die Fähigkeit eines Festkörpers zur Lichtabsorption, so auch für einen Halbleiter, ist an die Bedingung geknüpft, die Photonenenergie durch eine Anregung von Elektronen aufzunehmen. Da Elektronen in einem energetischen Abstand zwischen einem Valenzband und einem Leitungsband des Festkörpers, d. h. in dessen so genannter Bandlücke nicht angeregt werden können, muss die Energie eines Photons die Energie der Bandlücke übertreffen. Ansonsten kann das Photon nicht absorbiert werden. Die Energie eines Photons ist über das Plancksche Wirkungsquantum an die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung gekoppelt. Besitzt ein Festkörper eine Bandlücke, so ist er demnach - abgesehen von Sondereffekten - für Strahlung unterhalb einer gewissen Frequenz bzw. oberhalb einer gewissen Wellenlänge (λ) transparent. Die Energie eines vom Festkörper emittierten Photons ist gleich der Energie der Bandlücke, also dem energetischen Abstand zwischen Leitungs- und Valenzband. Die Energie der Bandlücke nimmt mit steigender Temperatur aufgrund der thermischen Ausdehnung des Gitters zuerst quadratisch, dann mehr oder weniger linear ab, und zwar ausgehend von einem maximalen Wert bei der Temperatur von Null Kelvin. Die Temperaturabhängigkeit der Bandlücke ist werkstoffabhängig und lässt sich z. B. mit der Varshni-Formel beschreiben. Die Größe der Bandlücke, also der Energielücke, bestimmt die Energie, d. h. die Frequenz, Wellenlänge bzw. Farbe der Strahlung bzw. des ausgesandten Lichtes. Sie lässt sich über die chemische Zusammensetzung des Halbleiters steuern. So verändert der Austausch von Atomen im Kristallgitter den kristallinen und/oder molekularen Aufbau des Materials, u. a. seine Gitterparameter oder sogar seine Gitterstruktur. Durch eine gezielte Auswahl der Halbleitermaterialien und deren Dotierung können die Eigenschaften der erzeugten Strahlung variiert werden. So lassen sich vor allem der Spektralbereich und die Effizienz beeinflussen. Beispielsweise emittieren Leuchtdioden aus dem häufig verwendeten Halbleitermaterial Indiumgalliumnitrid (InGaN) oder Galliumnitrid (GaN) je nach Dotierung im ultravioletten (230 nm < λ < 400 nm), violetten (400 nm < λ < 450 nm), blauen (450 nm < λ < 500 nm) oder grünen (500 nm < λ < 570 nm) Spektralbereich. Leuchtdioden emittieren in einem begrenzten Spektralbereich Δλ z. B. von maximal Δλ ≈ 30 nm, ihre Strahlung ist also nahezu monochromatisch. Bei einer Leuchtdiode z. B. aus dem Werkstoff Indiumgalliumnitrid (InGaN, InxGa1-xN), was ein III-V-Halbleiter ist, welcher aus den beiden Grundsubstanzen Galliumnitrid und Indiumnitrid gebildet ist, ergibt sich bei einem Verhältnis von 2 % Indiumnitrid und 98 % Galliumnitrid ein Bandabstand, der für eine Emission im nahen Ultraviolett sorgt. Bei 20 % Indiumnitrid und 80 % Galliumnitrid entsteht dagegen eine blau-violette Strahlung mit einer Wellenlänge von 420 nm. Bei einem Verhältnis von 30 % / 70 % ergibt sich eine Strahlung mit 440 nm, was einer blauen Farbe entspricht. Weitere Werkstoffe für Leuchtdioden bilden z. B. II-VI-Verbindungen oder die chemischen Elemente Si und Se.The ability of a solid to absorb light, including a semiconductor, is subject to the condition that the photon energy is absorbed by the excitation of electrons. Since electrons can not be excited at an energetic distance between a valence band and a conduction band of the solid, ie in its so-called bandgap, the energy of a photon must surpass the energy of the bandgap. Otherwise, the photon can not be absorbed. The Energy of a photon is coupled to the frequency of electromagnetic radiation via Planck's constant of action. If a solid has a bandgap, it is therefore transparent to radiation below a certain frequency or above a certain wavelength (λ), with the exception of special effects. The energy of a photon emitted by the solid is equal to the energy of the bandgap, ie the energy gap between the conduction and valence bands. The energy of the bandgap decreases with increasing temperature due to the thermal expansion of the lattice first quadratically, then more or less linearly, starting from a maximum value at the temperature of zero Kelvin. The temperature dependence of the band gap is material-dependent and can be z. B. with the Varshni formula describe. The size of the band gap, ie the energy gap, determines the energy, ie the frequency, wavelength or color of the radiation or of the emitted light. It can be controlled by the chemical composition of the semiconductor. Thus, the exchange of atoms in the crystal lattice alters the crystalline and / or molecular structure of the material, including its lattice parameters or even its lattice structure. By a selective selection of the semiconductor materials and their doping, the properties of the radiation generated can be varied. In particular, the spectral range and the efficiency can be influenced. For example, light emitting diodes of the frequently used semiconductor material emit indium gallium nitride (InGaN) or gallium nitride (GaN) in the ultraviolet (230 nm <λ <400 nm), violet (400 nm <λ <450 nm), blue (450 nm <λ <) depending on the doping 500 nm) or green (500 nm <λ <570 nm) spectral range. LEDs emit in a limited spectral range Δλ z. B. of maximum Δλ ≈ 30 nm, so their radiation is almost monochromatic. For a light-emitting diode z. B. from the material indium gallium nitride (InGaN, In x Ga 1-x N), which is a III-V semiconductor, which is formed of the two base substances gallium nitride and indium nitride, resulting in a ratio of 2% indium and 98% Gallium nitride, a bandgap that provides near ultraviolet emission. On the other hand, 20% indium nitride and 80% gallium nitride produce a blue-violet radiation with a wavelength of 420 nm. At a ratio of 30% / 70%, the radiation is 440 nm, which is blue Color corresponds. Other materials for LEDs form z. B. II-VI compounds or the chemical elements Si and Se.
Weißes Licht kann mit Leuchtdioden z. B. durch folgende Verfahren zur additiven Farbmischung erzeugt werden:
- a) Es können verschiedene Leuchtdioden z. B. in ein und demselben Bauteil verwendet werden. Blaue Leuchtdioden werden mit gelben oder mit roten und grünen so kombiniert, dass sich ihr Licht gut mischt und damit als weiß erscheint.
- b) Es wird eine blau emittierende LED oder eine UV-LED mit einem Leuchtstoff z. B. in Form einer Lumineszenzschicht aus einem photolumineszierenden Material oder einem Lumineszenzfarbstoff kombiniert. So kann kurzwelliges, höherenergetisches Licht, insbesondere blaues Licht oder eine Ultraviolettstrahlung, in langwelligeres Licht umgewandelt werden. Beispielsweise wird eine blaue LED mit Cer-dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat-Pulver kombiniert. Da blaue LEDs den höchsten Wirkungsgrad haben, UV-LEDs hingegen weniger als die Hälfte, ist das die wirtschaftlichste Methode, weißes Licht mittels LED zu erzeugen, aber mit dem Nachteil eines Blaustichs des weißen Lichts. Der Ultraviolett-Anteil, den blaue LEDs am kurzwelligen Ausläufer ihres Strahlungsspektrums aussenden, wird durch die Lumineszenzschicht ebenfalls weitgehend in gelbliches Licht umgewandelt. Bei einem Herstellungsverfahren für weiße LEDs wird z. B. Galliumnitrid epitaktisch auf einen Träger z. B. aus Saphir oder Silizium aufgebracht. So entsteht die erste Schicht des GaN-Halbleiterkristalls. Die lichtemittierende Schicht besteht in der Regel aus InGaN, deren blaues Licht vom Leuchtstoff teilweise in längerwelliges Licht umgewandelt wird. Die Lichtfarbe der LED ist auch zumindest teilweise von der Schichtdicke des Leuchtstoffs abhängig.
- a) There may be different LEDs z. B. be used in one and the same component. Blue light-emitting diodes are combined with yellow or with red and green in such a way that their light mixes well and thus appears white.
- b) It is a blue emitting LED or a UV LED with a phosphor z. B. in the form of a luminescent layer of a photoluminescent material or a luminescent dye combined. Thus, short-wave, higher-energy light, in particular blue light or ultraviolet radiation, can be converted into longer-wave light. For example, a blue LED is combined with cerium-doped yttrium-aluminum-garnet powder. Since blue LEDs have the highest efficiency, while UV LEDs are less than half, this is the most economical way to produce white light using LEDs, but with the disadvantage of a blue cast of white light. The ultraviolet component which blue LEDs emit at the short-wave spur of their radiation spectrum is likewise largely converted into yellowish light by the luminescent layer. In a manufacturing process for white LEDs z. B. gallium nitride epitaxially on a support z. B. made of sapphire or silicon. This creates the first layer of the GaN semiconductor crystal. The light-emitting layer is usually InGaN, whose blue light is partially converted by the phosphor into longer-wavelength light. The light color of the LED is also at least partially dependent on the layer thickness of the phosphor.
Die vorgenannten Verfahren zur Erzeugung von weißem Licht sind z. B. in der
Allgemein werden solche feste Stoffe als Leuchtstoff bezeichnet, die durch Anregung mit kurzwelligem Licht bis ins Ultraviolett oder Elektronenbeschuss sichtbares Licht erzeugen. Leuchtstoffe sind oft anorganische, kristalline Stoffe, welche durch gezieltes Einbringen von Störstellen in die Kristallstruktur eine technisch verwertbare Lichtausbeute erbringen. Dabei sind Reinheitsgrade der Ausgangsstoffe von bis zu 99,9999 % erforderlich. Die Leuchtstoffe basieren meist auf Oxiden oder Sulfiden wie Zinkoxid, Zinksulfid, Zink-Cadmium-Sulfid und Zink-Sulfid-Selenid sowie Silicaten wie Willemit und Zinkberylliumsilicat. Zinksulfid wird auch in selbstleuchtenden radioaktiven Leuchtfarben eingesetzt. Das Dotierungselement bestimmt die Leuchtfarbe (ZnS:Mn → orangerot; ZnS:Ag → blau; ZnS:Cu → Grün; ZnS:Ln → abhängig vom Lanthanoid rot bis blau-grün). Parameter, wie Lichtfarbe der Fluoreszenz und Phosphoreszenz, Nachleuchtdauer und Effizienz der Energiewiedergabe, sind nicht nur von den eingesetzten Stoffen abhängig, sondern auch von deren Bearbeitung wie Glühen, Mahlen, Abschrecken, atmosphärische Einwirkungen während dieser Vorgänge.In general, such solids are referred to as phosphor, which produce visible light by excitation with short-wave light to the ultraviolet or electron bombardment. Phosphors are often inorganic, crystalline substances, which provide a technically utilizable light output by targeted introduction of impurities in the crystal structure. In this case, purity levels of the starting materials of up to 99.9999% are required. The phosphors are mostly based on oxides or sulfides such as zinc oxide, zinc sulfide, zinc-cadmium sulfide and zinc sulfide selenide, and silicates such as willemite and zinc beryllium silicate. Zinc sulfide is also used in self-luminous radioactive luminescent paints. The doping element determines the luminous color (ZnS: Mn → orange-red, ZnS: Ag → blue, ZnS: Cu → green, ZnS: Ln → depending on the lanthanoid red to blue-green). Parameters such as light color of the fluorescence and phosphorescence, afterglow duration and efficiency of the energy reproduction are not only dependent on the substances used, but also of their processing such as annealing, grinding, quenching, atmospheric effects during these processes.
Durch die
aAO · bA'O · cSiO2 : xEu · yLn · zM · δN,
wobei A ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Sr, Ca, Ba und Kombinationen davon; A' ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Mg, Zn und Kombinationen davon; Ln ein Ion/Ionen ist von wenigstens einem Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nd, Dy, Ho, Tm, La, Ce, Er, Pr, Bi, Sm, Sn, Y, Lu, Ga, Sb, Tb, Mn und Pb; M ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Cl-, F-, B-, I- und Kombinationen davon; N ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Li+, Na+, K+, Ag+ und Kombinationen davon; a, b, c, x, y, z und δ molare Koeffizienten sind; 1,0 ≤ a ≤ 5,0; 0 ≤ b ≤ 2,0; 0,5 ≤ c ≤ 2,5; 0,001 ≤ x ≤ 0,2; 0 ≤ y ≤ 0,5; 0 < z < 0,5; 0 < δ < 0,2; und wobei 1 ≤ (a+b)/c ≤ 4; und dass bei Erregung eines lichtemittierenden Elements als Erregungslichtquelle mit einem Emissionsspektrum im Bereich von UV-Licht bis zu Blaulicht von 240 nm bis 475 nm der Leuchtstoff wenigstens einen Teil des Lichts von der Erregungslichtquelle absorbiert und so ein Emissionsspektrum erzeugt, welches wenigstens zwei Maxima im Bereich von 370 nm bis 760 nm aufweist, wobei die Emissionen sich verbinden, so dass Weißlicht entsteht. Dabei wird der Leuchtstoff vorzugsweise von einer Erregungslichtquelle mit einem Emissionsmaximum im Bereich von UV-Licht bis zu Blau-Violett-Licht von 240 nm bis 455 nm erregt, wobei dieser Leuchtstoff ein Lichtemissionsspektrum mit zwei oder drei Maxima im Bereich von 370 nm bis 760 nm erzeugt.By the
aAO · bA'O · cSiO 2 : xEu · yLn · zM · δN,
wherein A is selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba and combinations thereof; A 'is selected from the group consisting of Mg, Zn and combinations thereof; Ln an ion / ion is selected from at least one member selected from the group consisting of Nd, Dy, Ho, Tm, La, Ce, Er, Pr, Bi, Sm, Sn, Y, Lu, Ga, Sb, Tb, Mn and Pb; M is selected from the group consisting of Cl, F, B, I and combinations thereof; N is selected from the group consisting of Li +, Na +, K +, Ag + and combinations thereof; a, b, c, x, y, z and δ are molar coefficients; 1.0 ≤ a ≤ 5.0; 0 ≤ b ≤ 2.0; 0.5 ≤ c ≤ 2.5; 0.001 ≤ x ≤ 0.2; 0 ≤ y ≤ 0.5; 0 <z <0.5; 0 <δ <0.2; and wherein 1 ≤ (a + b) / c ≤ 4; and that upon excitation of a light emitting element as an excitation light source having an emission spectrum ranging from UV light to blue light of 240 nm to 475 nm, the phosphor absorbs at least a portion of the light from the excitation light source to produce an emission spectrum having at least two peaks in the range from 370 nm to 760 nm, with the emissions joining together to produce white light. In this case, the phosphor is preferably excited by an excitation light source having an emission maximum in the range of UV light to blue-violet light of 240 nm to 455 nm, this phosphor having a light emission spectrum with two or three maxima in the range of 370 nm to 760 nm generated.
Der Begriff Farbmittel ist gemäß DIN 55943:2001-10 "Farbmittel - Begriffe" eine Sammelbezeichnung für alle farbgebenden Stoffe. Die DIN 55943 unterteilt die Farbmittel zunächst in organische und anorganische Farbmittel. Jede der beiden Gruppen wird in Farbstoffe und Pigmente eingeteilt. Pigmente sind farbgebende Substanzen, die im Gegensatz zu Farbstoffen im Anwendungsmedium unlöslich sind. Dabei wird derjenige Stoff als Anwendungsmedium bezeichnet, in den das Farbmittel eingearbeitet ist bzw. wird. Die Eigenschaften der Pigmente sind neben der chemischen Struktur auch durch deren Festkörpereigenschaften wie z. B. Kristallstruktur, Kristallmodifikation, Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung bestimmt. Um die jeweilige, optische Eigenschaften aufweisende Materie eines Farbstoffs zu adressieren, wird im Folgenden von Partikeln des betreffenden Farbstoffs gesprochen, auch wenn es sich bei diesen Partikeln um im Anwendungsmedium lösliche Moleküle oder komplexere chemische Stoffverbindungen handelt.The term colorant is according to DIN 55943: 2001-10 "colorants - terms" one Collective name for all coloring substances. The DIN 55943 first divides the colorants into organic and inorganic colorants. Each of the two groups is divided into dyes and pigments. Pigments are coloring substances which, unlike dyes, are insoluble in the application medium. In this case, that substance is referred to as the application medium, in which the colorant is incorporated or will. The properties of the pigments are in addition to the chemical structure by their solid state properties such. As crystal structure, crystal modification, particle size and particle size distribution determined. In order to address the respective matter of a dye having optical properties, particles of the respective dye are referred to below, even if these particles are molecules soluble in the application medium or more complex chemical compounds.
Farbmittel absorbieren spezifisch einen begrenzten Teil des sichtbaren weißen Lichtes und remittieren den nicht absorbierten Teil des weißen Lichtes. Dabei wird vom Farbmittel die Komplementärfarbe des von einem Betrachter wahrgenommenen Lichtes absorbiert. Die Farbabsorption basiert auf konjugierten Doppelbindungen und aromatischen Grundkörpern der Moleküle. Bei der Absorption werden konjugierte Elektronen im Doppelbindungssystem auf einen höheren Energiezustand gehoben und das Farbmittelmolekül gibt Energie durch Strahlung in einer anderen, insbesondere sichtbaren Wellenlänge oder durch Wärmeabstrahlung wieder ab. Durch die Änderung funktioneller Gruppen am Aromaten kann der Absorptionsbereich eines Farbmittels beeinflusst werden, wobei diese Gruppen als eine Nitro-, Sulfonsäure-, Dimethylamino- oder Hydroxygruppe ausgebildet sein können. Gleichzeitig können dadurch auch die chemische Reaktivität und die Farbeigenschaft beeinflusst werden. So wirkt eine NH2-Gruppe mit ihrem freien Elektronenpaar farbvertiefend. Aromate, d. h. aromatische Verbindungen bzw. chemische Verbindungen mit mindestens einem aromatischen Grundkörper, sind eine Stoffklasse in der organischen Chemie, die dadurch gekennzeichnet ist, dass aromatische Moleküle mindestens ein Ringsystem besitzen, das nach der Hückel-Regel in konjugierten Doppelbindungen, freien Elektronenpaaren oder unbesetzten p-Orbitalen eine Anzahl von 4n+2 (n = 0, 1, 2, ...) delokalisierten Elektronen enthält. Diese Delokalisierung führt zu einem besonderen Bindungssystem, in dem im Ring nicht zwischen Einzel- und Doppelbindungen unterschieden werden kann. In einfachen, symmetrischen Ringsystemen, wie z. B. beim Benzol, sind damit alle Bindungen identisch. Aromaten sind im Vergleich zu nichtaromatischen Doppelbindungssystemen energieärmer und deshalb weniger reaktiv. Insbesondere neigen sie nicht zu Additionsreaktionen. Mit der Hückel-Regel lässt sich bestimmen, ob es sich bei einer chemischen Verbindung um ein aromatisches Molekül handelt. Ein zyklisch durchkonjugiertes Molekül ist mit [4n + 2] π-Elektronen (einer ungeraden Zahl von Elektronenpaaren; Beispiel: n = 1, [4x1 + 2 = 6], also drei Elektronenpaare) besonders stabil und wird als Aromat bezeichnet.Colorants specifically absorb a limited portion of the visible white light and remit the unabsorbed portion of the white light. In this case, the complementary color of the light perceived by a viewer is absorbed by the colorant. The color absorption is based on conjugated double bonds and aromatic bases of the molecules. During absorption, conjugated electrons in the double bond system are raised to a higher energy state and the colorant molecule releases energy by radiation in another, in particular visible, wavelength or by heat radiation. By changing functional groups on the aromatic, the absorption range of a colorant can be influenced, which groups can be formed as a nitro, sulfonic acid, dimethylamino or hydroxy group. At the same time, this can also influence the chemical reactivity and the color property. For example, an NH 2 group with its lone pair of electrons has a deepened color. Aromatics, ie aromatic compounds or chemical compounds having at least one aromatic main body, are a class of substances in organic chemistry, which is characterized in that aromatic molecules have at least one ring system which according to the Hückel rule in conjugated double bonds, lone pairs or unoccupied p orbitals contains a number of 4n + 2 (n = 0, 1, 2, ...) delocalized electrons. This delocalization leads to a special binding system in which no distinction can be made in the ring between single and double bonds. In simple, symmetrical ring systems, such. B. in benzene, so that all bonds are identical. Aromatics are lower in energy and therefore less reactive than non-aromatic double bond systems. In particular, they are not prone to addition reactions. With the Hückel rule, it can be determined whether a chemical compound is an aromatic molecule. A cyclic through-conjugated molecule is particularly stable with [4n + 2] π electrons (an odd number of electron pairs, for example: n = 1, [4x1 + 2 = 6], ie three electron pairs) and is called an aromatic.
Wie bereits erwähnt, wird bei der Absorption von elektromagnetischer Strahlung das Energieniveau von Elektronen in Molekülen oder Atomen angehoben. Dies bedeutet, dass näherungsweise ein Abstand zwischen Elektronen und den jeweiligen zugehörigen Atomkernen vergrößert wird. Die dafür nötige Energie wird der einfallenden elektromagnetischen Strahlung, z. B. dem Licht, entnommen. Da diese Vorgänge unter Quantenbedingungen ablaufen, ist die Absorption elektromagnetischer Strahlung nicht kontinuierlich, sondern erfolgt nur in bestimmten Sprüngen, die dem energetischen Unterschied zwischen den Elektronen vor und nach der Absorption entsprechen. Dieser Energieunterschied ist umgekehrt proportional zu der absorbierten Wellenlänge des einfallenden Lichts und bestimmt somit die Farbe, in der das Farbmittel erscheint.As already mentioned, the absorption of electromagnetic radiation raises the energy level of electrons in molecules or atoms. This means that approximately a distance between electrons and the respective associated atomic nuclei is increased. The energy required for this is the incident electromagnetic radiation, z. B. the light removed. Since these processes occur under quantum conditions, the absorption of electromagnetic radiation is not continuous, but occurs only in certain jumps, which correspond to the energy difference between the electrons before and after the absorption. This energy difference is inversely proportional to the absorbed wavelength of the incident light and thus determines the color in which the colorant appears.
Die Eigenschaft eines Stoffes, ein Farbmittel zu sein, ist somit in seiner chemischen Struktur begründet. Moleküle mit σ-Bindungen absorbieren elektromagnetische Energie im Röntgen- und UV-Bereich. Moleküle mit Elektronen in π-Bindungen, d. h. in ungesättigten Bindungen, werden dagegen bereits bei geringerer Energie von elektromagnetischen Wellen (oder Photonen) angeregt. Wechselwirkungen dieser Art im langwelligen UV- und besonders im sichtbaren Bereich des Lichts lösen den Farbreiz aus.The property of a substance to be a colorant is thus rooted in its chemical structure. Molecules with σ bonds absorb electromagnetic energy in the X-ray and UV ranges. In contrast, molecules with electrons in π bonds, ie in unsaturated bonds, are already excited by electromagnetic waves (or photons) at lower energy. Interactions of this kind in the long-wave UV and especially in the visible range of light trigger the color stimulus.
Bei mehreren konjugiert ungesättigten Bindungen in einem Molekül lassen sich die π-Elektronen "verschmieren", d. h. delokalisieren, wodurch sich der energetische Abstand zwischen angeregtem Zustand und Grundzustand verringert und sich ein Absorptions- oder Emissionsmaximum in Richtung längerer Wellenlängen verschiebt. Dabei wird der Absorptionsbereich umso langwelliger, je mehr solcher ungesättigten Bindungen konjugiert sind.With several conjugated unsaturated bonds in one molecule, the π-electrons can be "smeared", i. H. delocalize, whereby the energetic distance between excited state and ground state decreases and shifts an absorption or emission maximum in the direction of longer wavelengths. In this case, the longer the absorption range is, the longer the wavelength of such unsaturated bonds is conjugated.
Es gibt organische und anorganische Chromophore, d. h. Farbträger. Organische Chromophore bestehen aus Systemen konjugierter Doppelbindungen wie beim Carotin und/oder großen aromatischen Molekülen wie beim Methylrot. Anorganische Chromophore sind häufig unter den Übergangsmetallen zu finden. Beispiele sind Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel und Kupfer. Je nach Oxidationsstufe und Komplexbildung können diese Elemente sehr verschiedene Farben zeigen. Als Chromophor bezeichnet man also denjenigen Teil eines Farbmittels, der für das prinzipielle Vorhandensein der Farbigkeit sorgt.There are organic and inorganic chromophores, d. H. Color carrier. Organic chromophores consist of systems of conjugated double bonds such as carotene and / or large aromatic molecules such as methyl red. Inorganic chromophores are often found among the transition metals. Examples are vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and copper. Depending on the oxidation state and complex formation, these elements can show very different colors. The term "chromophore" refers to that part of a colorant which ensures the basic presence of the color.
Chromophore sind Molekülstrukturen, deren Schwingungseigenschaften durch Auxochrome (Elektronendonatoren) und Antiauxochrome (Elektronenakzeptoren), die die delokalisierten π-Elektronen des Chromophors weiter verschieben und/oder polarisieren, noch einmal wesentlich beeinflusst werden können. Auxochrome bzw. Antiauxochrome erhöhen die Mesomerie im Molekül, indem sie Elektronen zu einer chromophoren Gruppe hin oder von einer solchen weg verschieben. So muss das Absorptionsspektrum eines Chromophors allein zunächst einmal nicht notwendig im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegen. Wenn der Chromophor allerdings durch den mesomeren Effekt eines Substituenten weiter verändert wird, verschiebt sich damit i. d. R. auch sein Absorptionsspektrum.Chromophores are molecular structures whose vibrational properties can be significantly influenced by auxochromes (electron donors) and antiauxochromes (electron acceptors), which further shift and / or polarize the delocalized π electrons of the chromophore. Auxochromes or antiauxochromes increase the mesomerism in the molecule by displacing electrons to or from a chromophore group. For example, the absorption spectrum of a chromophore alone need not necessarily be within the visible range of the electromagnetic spectrum. However, if the chromophore is further modified by the mesomeric effect of a substituent, its absorption spectrum is usually shifted.
Chromophore sind also jene Grundstrukturen, die delokalisierbare Elektronen enthalten. Die Art der Chromophore beeinflusst dabei über deren Absorptionsmaximum den Farbton des Farbmittels, während die Häufigkeit der Chromophore die Farbtiefe beeinflusst. Als Chromophore wirken dabei insbesondere folgende Molekülstrukturen: R-C=C-R; R-N=N-R; R-NO2; R-C=O; R-C=NH; R-N=OChromophores are therefore the basic structures that contain delocalizable electrons. The type of chromophores influences the hue of the colorant via its absorption maximum, while the frequency of the chromophores influences the color depth. In particular, the following molecular structures act as chromophores: RC = CR; RN = NR; R-NO 2 ; RC = O; RC = NH; RN = O
Als Auxochrome bzw. Antiauxochrome wirken insbesondere folgende funktionelle Gruppen:
- a) Auxochrome: R-OH; R-O-R'; R-NH2; R-NH-R'; R-NHCO-R'
- b) Antiauxochrome: R2-C=O; R-NO2; R-CHO, R-COOH; R-SO3H; R-C=NR'
- a) im Molekülaufbau des Farbmittels selbst,
- b) in seinen Molekül- und Atomschwingungen,
- c) in der Konzentration des Farbmittels sowie
- d) in seinem Bindungszustand am oder im jeweiligen Anwendungsmedium.
- a) Auxochrome: R-OH; RO-R '; R-NH 2 ; R-NH-R '; R-NHCO-R '
- b) Antiauxochromes: R 2 -C = O; R-NO 2 ; R-CHO, R-COOH; R-SO 3 H; RC = NR '
- a) in the molecular structure of the colorant itself,
- b) in its molecular and atomic vibrations,
- c) in the concentration of the colorant as well
- d) in its binding state on or in the respective application medium.
Funktionelle Farbmittel erfüllen bei ihrer Anwendung eine spezielle definierte Funktion, die nicht allein auf einer ästhetischen Farbgebung beruht. So ist z. B. ein Indikatorfarbstoff ein funktionelles Farbmittel.Functional colorants fulfill a specific defined function in their application, which is not based solely on an aesthetic color scheme. So z. For example, an indicator dye is a functional colorant.
Aus der Kenntnis der Farbabsorption von aromatischen oder mehrfach ungesättigten Verbindungen nach der Hückel-Regel kann man spezielle Farbmittel herstellen, die
- a) Licht bei einer bestimmten Wellenlänge absorbieren und das absorbierte Licht in Wärme umwandeln,
- b) Licht bei einer anderen Wellenlänge wieder emittieren, z. B. als phosphoreszierende Marker oder z. B. in Form von Fluoreszenz oder Chemilumineszenz,
- c) die Polarisationsrichtung des Lichts verändern, z. B. bei der Frequenzverdoppelung oder als optische Schalter,
- d) elektrische Phänomene bewirken,
- e) fotochemische Prozesse ermöglichen.
- a) absorb light at a certain wavelength and convert the absorbed light into heat,
- b) emit light at a different wavelength again, z. B. as phosphorescent marker or z. In the form of fluorescence or chemiluminescence,
- c) change the polarization direction of the light, z. In frequency doubling or as optical switches,
- d) cause electrical phenomena,
- e) enable photochemical processes.
Die Druckfarbe soll auf einem Bedruckstoff einen geforderten Farbton realisieren, wobei der Farbton als ein Farbort in einem Farbraum angegeben werden kann. Die optischen Eigenschaften einer Druckfarbe sind abhängig von dem für den Farbauftrag verwendeten Druckverfahren, dem Bedruckstoff, dem Standort des Betrachters sowie der Lichtquelle, unter der das Druckerzeugnis betrachtet wird.The ink is to realize a required hue on a substrate, the hue can be specified as a color location in a color space. The optical properties of a printing ink are dependent on the printing process used for the inking, the printing substrate, the location of the observer and the light source under which the printed product is viewed.
Die mechanischen Eigenschaften von Druckfarben werden auch rheologische Eigenschaften genannt. Druckfarben für Druckprozesse, bei denen der Farbauftrag durch Walzen erfolgt, z. B. im Offsetdruck, Hochdruck oder Tiefdruck, erfordern einen guten Transport der Druckfarbe über die Farbwalzen und eine niedrige Aerosolbildung. Der Farbtransport wird über die Zügigkeit der Druckfarbe bestimmt. Die Zügigkeit ist diejenige Kraft, die notwendig ist, um einen Druckfarbenfilm zu trennen. Sie ist ein komplexes Verhältnis von Viskosität, Kohäsion und Adhäsion und wird in der Druckfarbenprüfung als tack gemessen. Die Aerosolbildung ist die Bildung eines Farbnebels und von Farbfäden bei hohen Druckgeschwindigkeiten. Diese Aerosole sind unerwünscht. Die Aerosolbildung ist stark temperaturabhängig, da sie direkt mit der Viskosität korreliert.The mechanical properties of printing inks are also called rheological properties. Printing inks for printing processes in which the inking takes place by rolling, for. B. in offset printing, high pressure or gravure, require a good Transport of the ink over the ink rollers and low aerosol formation. The color transport is determined by the tack of the ink. The tack is the force necessary to separate an ink film. It is a complex ratio of viscosity, cohesion and adhesion and is measured in the ink test as tack. Aerosol formation is the formation of a color mist and color threads at high print speeds. These aerosols are undesirable. The aerosol formation is strongly temperature-dependent, as it correlates directly with the viscosity.
Druckfarben bestehen aus:
- a) Farbmitteln, d. h. aus Pigmenten oder Farbstoffen, für die Farbigkeit,
- b) Bindemitteln, hauptsächlich aus Harzen (Festharze, Alkydharze), um die Farbmittel auf dem Bedruckstoff zu befestigen,
- c) Hilfsstoffen zum Einstellen der rheologischen Eigenschaften, z. B. zur Beeinflussung von Trocknung, Glanz oder Oberflächenhärte.
- a) colorants, ie pigments or dyes, for the colouration,
- b) binders, mainly of resins (solid resins, alkyd resins) to fix the colorants on the substrate,
- c) auxiliaries for adjusting the rheological properties, for. B. for influencing drying, gloss or surface hardness.
Da die Schichtdicken der auf dem Bedruckstoff aufgetragenen Druckfarben sehr gering sind (typisch etwa 1 µm bis 8 µm, im Offsetdruck vorzugsweise 0,7 µm bis 2,5 µm), werden insbesondere farbstarke Pigmente verwendet. Die meisten Druckfarben bestehen aus einer Dispersion (eigentlich: Suspension) von Pigmenten in einem Trägerfluid und sind damit ein heterogenes Stoffgemisch bestehend aus einer Flüssigkeit und darin fein verteilten Festkörpern.Since the layer thicknesses of the printing inks applied to the printing substrate are very low (typically about 1 μm to 8 μm, in offset printing preferably 0.7 μm to 2.5 μm), in particular high-color pigments are used. Most printing inks consist of a dispersion (actually: suspension) of pigments in a carrier fluid and are thus a heterogeneous substance mixture consisting of a liquid and finely distributed solids.
Pigmente sind organische, anorganische oder synthetische kristalline Pulver. Organische Pigmente werden aus Erdöl gewonnen und zur Herstellung der Druckfarben Cyan, Magenta, Yellow und Sonderfarben verwendet. Organische Pigmente sind wenig temperaturstabil. Anorganische Pigmente sind meist spezielle Ruße für Schwarzfarben und Titan(IV)oxid für Deckweiß. Ruß ist per Definition anorganisch. Die meisten anorganischen Pigmente zeichnen sich dadurch aus, dass sie mit dem Sauerstoff der Luft nicht chemisch reagieren, daher äußerst resistent gegen Alterung sind und ihren Farbton praktisch beliebig lange beibehalten. Feingemahlene Metallpigmente werden für Metalleffekte verwendet. Silbereffekte werden durch Aluminium-Bronze erzielt. Goldeffekte erreicht man durch Einsatz von Messing-Bronze oder Aluminium-Bronze mit Gelb/Orange Pigment. Leuchtfarben entstehen durch UV-aktive Pigmente in der Druckfarbe. Pigmente sind in der Druckfarbe unlöslich und zumeist gesundheitlich unbedenklich. Radioaktive Leuchtmittel werden nicht zu den Pigmenten gezählt, obwohl sie im Anwendungsmedium unlöslich sind. Es sind Selbstleuchter, deren Abstrahlung nicht durch UV-Strahlung oder Tageslicht, sondern durch radioaktive Anregung erfolgt.Pigments are organic, inorganic or synthetic crystalline powders. Organic pigments are extracted from petroleum and used to make cyan, magenta, yellow and spot colors. Organic pigments are less stable to temperature. Inorganic pigments are usually special blacks for black and titanium (IV) oxide for opaque white. Carbon black is inorganic by definition. Most inorganic pigments are characterized by the fact that they do not react chemically with the oxygen in the air, which makes them extremely resistant to aging and their hue virtually any length maintained. Finely ground metal pigments are used for metal effects. Silver effects are achieved by aluminum bronze. Gold effects can be achieved by using brass bronze or aluminum bronze with yellow / orange pigment. Luminescent colors are caused by UV-active pigments in the printing ink. Pigments are insoluble in the printing ink and are generally harmless to health. Radioactive bulbs are not counted among the pigments, although they are insoluble in the application medium. They are self-illuminants whose radiation is not caused by UV radiation or daylight, but by radioactive excitation.
Farbstoffe ermöglichen reinere Farben als Pigmente, da sie Licht mit einem schmalbandigeren Spektrum remittieren. Farbstoffe sind auf molekularer Basis in Wasser, Alkohol und Fetten löslich. Farbstoffe neigen jedoch unter Einfluss von UV-Strahlung zum Verbleichen, sie sind also nicht so farbecht wie Pigmente. Außerdem sind die meisten Farbstoffe toxisch und damit für die Farbgebung von Gebrauchsgegenständen ungeeignet.Dyes allow cleaner colors than pigments because they reflect light with a narrower spectrum. Dyes are soluble on a molecular basis in water, alcohol and fats. Dyes, however, tend to fade under the influence of UV radiation, so they are not as colorfast as pigments. In addition, most dyes are toxic and therefore unsuitable for the coloring of commodities.
Die Pigmente der Druckfarbe sind im Bindemittel, d. h. in einem Dispergiermittel dispergiert, d. h. fein verteilt. Das Bindemittel ermöglicht eine gute Benetzung der einzelnen Pigmente und verhindert ein Verkleben von Pigmenten zu Agglomeraten. Die Bindemittel verkleben beim Druck die Druckfarbe auf dem Bedruckstoff und bestimmen die Viskosität.The pigments of the printing ink are in the binder, i. H. dispersed in a dispersant, d. H. finely distributed. The binder allows good wetting of the individual pigments and prevents sticking of pigments to agglomerates. The binders bond the printing ink on the substrate during printing and determine the viscosity.
Eine typische Offsetdruckfarbe enthält Pigmente in einem Massenanteil zwischen 12 % und 18 %.A typical offset ink contains pigments in a mass fraction between 12% and 18%.
Pigmente entstehen typischerweise in Form von Primärteilchen, insbesondere in Form von kantigen Primärteilchen. Die Primärteilchen können über ihre Flächen zu Aggregaten zusammenwachsen. Von Agglomeraten spricht man, wenn Primärteilchen und/oder Aggregate über ihre jeweiligen Ecken und/oder Kanten verbunden sind. Durch einen Dispergierprozess (Dispergierung) beim Einarbeiten der Pigmente in das betreffende Anwendungsmedium werden die Pigment-Agglomerate zerkleinert. Es entstehen kleinere Agglomerate, Aggregate und Primärteilchen. Diese werden, sofern vorhanden, durch ein Dispergiermedium bzw. Dispergiermittel benetzt. Dabei werden sie idealerweise statistisch über das Anwendungsmedium verteilt.Pigments typically arise in the form of primary particles, in particular in the form of angular primary particles. The primary particles can grow together to form aggregates via their surfaces. Agglomerates are when primary particles and / or aggregates are connected by their respective corners and / or edges. Through a Dispersing process (dispersion) when incorporating the pigments into the relevant application medium, the pigment agglomerates are comminuted. This results in smaller agglomerates, aggregates and primary particles. These, if present, are wetted by a dispersing medium or dispersing agent. Ideally, they are distributed statistically via the application medium.
Für Einsatzzwecke in der Sicherheitstechnik sind z. B. durch die
BR kann als eine von Lichtenergie getriebene molekulare Maschine betrachtet werden, die Protonen pumpt. Initiiert durch die lichtinduzierte Isomerisierung des Chromophors und angetrieben durch Veränderungen der Protonenaffinitäten von Aminosäurefunktionen werden in einem mehrstufigen Prozess Protonen von einer cytoplasmatischen zu einer extracellulären Seite durch die Pore des Proteins verschoben. Auslösend für die gerichtete Protonenverschiebung ist die Isomerisierung des Retinal-Chromophors infolge von Lichtabsorption. Das Chromophor liegt im unbelichteten Zustand als Mischung von all-trans- und 13-cis-Retinal, nach Belichtung lediglich in der 13-cis-Konfiguration vor. Dies hat aufgrund der Einbettung des Chromophors strukturelle Veränderungen des Proteins zur Folge, was sich unmittelbar auf den zunächst protonierten Zustand der Schiffschen Base auswirkt. Dieses Proton befindet sich nach der Isomerisierung in einer energetisch ungünstigen Umgebung und wird an den unmittelbaren Wechselwirkungspartner der Schiffschen Base, Asp85, in extracelluläre Richtung abgegeben. Daran ist eine Folge von vier weiteren unidirektionalen Protonenverschiebungen geknüpft, bevor abschließend der Ausgangszustand des Proteins wiederhergestellt wird und ein neuer Zyklus durchlaufen werden kann. Dieses lichtgetriebene Pumpen von Protonen ist an eine zyklische Folge spektroskopisch unterscheidbarer Zustände des Proteins geknüpft. Diese Folge wird Photozyklus genannt. Das Durchlaufen des Photozyklus infolge von Belichtung ist mit einem reversiblen Farbwechsel von Purpur (B-Zustand, Absorptionsmaximum 570 nm) nach Gelb (M-Zustand, Absorptionsmaximum 410 nm) verbunden.BR can be considered as a light energy driven molecular machine that pumps protons. Initiated by the light-induced isomerization of the chromophore and driven by changes in the proton affinities of amino acid functions, protons from one cytoplasmic to another are synthesized in a multi-step process extracellular side displaced by the pore of the protein. Triggering the directed proton shift is the isomerization of the retinal chromophore due to light absorption. The chromophore is in the unexposed state as a mixture of all-trans and 13-cis retinal, after exposure only in the 13-cis configuration. As a result of the embedding of the chromophore, this results in structural changes of the protein, which has a direct effect on the initially protonated state of Schiff's base. This proton is located after the isomerization in an energetically unfavorable environment and is delivered to the immediate interaction partner of Schiff's base, Asp85, in extracellular direction. This is followed by a series of four further unidirectional proton shifts, before finally the initial state of the protein is restored and a new cycle can be run through. This light-driven pumping of protons is linked to a cyclic sequence of spectroscopically distinct states of the protein. This episode is called a photocycle. The photocycle cycling as a result of exposure is associated with a reversible color change from purple (B state, absorption maximum 570 nm) to yellow (M state, absorption maximum 410 nm).
In der vorgenannten
Als Tinte wird eine intensiv gefärbte Flüssigkeit zur Verwendung z. B. in der Textverarbeitung oder Warenauszeichnung bezeichnet. Tinte besteht aus einer Lösung oder Dispersion von Farbmitteln in Wasser oder in einem anderen Lösungsmittel und enthält wenig oder keine Bindemittel. Tinten ohne Bindemittel sind demnach keine Druckfarben. Es gibt verschiedene Tintenarten, z. B. Tinten mit löslichen Farbmitteln oder mit unlöslichen Farbmitteln, wasserlösliche Tinten, lösungsmittelbasierte Tinten oder pigmentierte Tinten, wobei sich Pigmente im Gegensatz zu Farbstoffen im Anwendungsmedium nicht chemisch lösen können. Während Pigmente eine charakteristische Eigenfärbung aufweisen, kann die Farbe eines gelösten Farbstoffs vom verwendeten Lösemittel abhängen, wodurch die Tinte eine andere Farbe als der getrocknete Tintenauftrag haben kann. Die Partikel des Farbstoffs von der Tinte des ersten Identifikationselementes sind z. B. in einem Massenanteil zwischen 1 % und 15 % in der betreffenden Tinte enthalten.As the ink is an intensely colored liquid for use z. B. referred to in the word processing or goods labeling. Ink consists of a solution or dispersion of colorants in water or other solvent and contains little or no binder. Inks without binders are therefore none Printing inks. There are different types of ink, for. As inks with soluble colorants or with insoluble colorants, water-soluble inks, solvent-based inks or pigmented inks, which pigments, unlike dyes in the application medium can not chemically solve. While pigments have a characteristic intrinsic coloration, the color of a dissolved dye may depend on the solvent used, whereby the ink may have a different color than the dried ink application. The particles of the dye of the ink of the first identification element are z. B. in a mass fraction between 1% and 15% in the ink in question.
Durch die
Unter einem Blitzlicht wird in der Fotografie eine Beleuchtungseinrichtung verstanden, die für eine Objektausleuchtung im Moment der Aufnahme mittels eines Lichtblitzes sorgt. Ein Elektronenblitzgerät ist ein z. B. in eine Datenerfassungseinrichtung oder in eine Bildaufnahmeeinrichtung, z. B. in eine Kamera oder in ein Mobiltelefon, z. B. in ein Smartphone integriertes Blitzgerät, das mit einer auf einer Gasentladungsröhre basierenden Blitzlampe arbeitet. Elektronenblitzgeräte arbeiten zumeist mit xenongefüllten Blitzröhren. Beim Auslösen des Blitzgerätes wird ein zuvor auf einige 100 Volt aufgeladener Kondensator, z. B. ein zylinderförmiger Elektrolyt-Kondensator oder ein plattenförmig flachbauender Polymer-Kondensator entladen, wodurch im Inneren der Blitzröhre eine sehr kurze, helle Gasentladung erzeugt wird. Eine typische Leuchtdauer dieses Blitzes liegt je nach Leistung und Ansteuerung zwischen etwa 1/300 und 1/40.000 Sekunde. Der emittierte Spektralbereich einer xenongefüllten Blitzröhre erstreckt sich kontinuierlich vom ultravioletten Bereich über den sichtbaren Bereich bis hin zum Infrarotbereich, wobei je nach Ausbildung der Blitzröhre eine besonders hohe Strahlungsintensität im Wellenlängenbereich z. B. zwischen 300 nm und 500 nm oder zwischen 880 nm und 1.000 nm gegeben ist.Under a flash light is understood in photography, a lighting device that provides for an object illumination at the moment of recording by means of a flash of light. An electronic flash device is a z. B. in a data acquisition device or in an image pickup device, for. B. in a camera or in a mobile phone, z. B. in a smartphone built-in flash unit with a on a gas discharge tube based flash lamp works. Electronic flash units usually work with xenon-filled flash tubes. When the flash unit is triggered, a capacitor previously charged to a few 100 volts, e.g. B. discharged a cylindrical electrolytic capacitor or a plate-shaped flat-building polymer capacitor, whereby in the interior of the flash tube, a very short, light gas discharge is generated. A typical lighting duration of this flash is between about 1/300 and 1 / 40,000 seconds depending on the power and control. The emitted spectral range of a xenon-filled flash tube extends continuously from the ultraviolet range over the visible range to the infrared range, depending on the design of the flash tube, a particularly high radiation intensity in the wavelength range z. B. between 300 nm and 500 nm or between 880 nm and 1000 nm.
Alternativ werden in Mobiltelefonen bzw. Smartphones LED's, vorzugsweise Power-LEDs als Blitzgerät eingesetzt, z. B. eine Blitzlicht-LED der Produktreihe Luxeon von Philips Lumileds Lighting Company, San Jose, Kalifornien, USA, oder der Produktreihe Oslux oder Ceramos jeweils von OSRAM Opto Semiconductors GmbH, Regensburg, DE. Diese Blitzlicht-LED's haben i. d. R. zwei spektrale Maxima, nämlich bei etwa 440 nm (blau) und bei etwa 570 nm (gelb), wodurch sich für einen Betrachter in der additiven Farbmischung zumindest annähernd weißes Licht ergibt.Alternatively, LEDs are used in mobile phones or smart phones, preferably power LEDs as a flash unit, z. For example, a flash LED of the Luxeon product line from Philips Lumileds Lighting Company, San Jose, California, USA, or the Oslux or Ceramos product line from OSRAM Opto Semiconductors GmbH, Regensburg, DE. These flashlight LEDs have i. d. R. two spectral maxima, namely at about 440 nm (blue) and at about 570 nm (yellow), resulting in at least approximately white light for a viewer in the additive color mixture.
Durch die
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In der
Durch die
Als Partikel in Sicherheitskennzeichen eignen sich beispielsweise organische und anorganische, davon besonders anorganische Fluoreszenzpartikel, wie sie beispielsweise von der Firma Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH (98597 Breitungen, www.leuchtstoffwerk.com) angeboten werden. Ebenfalls gut geeignet sind Kristalle, z. B. plättchenförmige Kristalle, Flüssigkristalle, reflektierende Pigmente aus mindestens zwei Schichten mit unterschiedlichem Refraktärindex, Effektpigmente (Interferenzpigmente, Perlglanz- und Metallglanzpigmente). Effektpigmente werden beispielsweise zum Einen unter den Handelsnamen Iriodin®/Afflair® und Colourstream® von der Firma Merck KGaA, Darmstadt, und andererseits unter dem Handelsnamen Helicone® von der Firma Wacker Chemie, Burghausen, angeboten. Besonderer Vorzug reflektierender Partikel ist dabei der Umstand, dass a) sie im Gegensatz zu Fluoreszenzpartikeln nahezu keinem Verschleiß durch Licht unterliegen und b) abhängig vom Betrachtungs- und Beleuchtungswinkel unterschiedliche Zufallsmuster entstehen. Solche Änderungen entstehen z. B. bei der Betrachtung der Effektpigmente dadurch, dass jedes einzelne Pigment wie ein mikroskopischer Spiegel für Licht bestimmter Wellenlänge wirkt, der dieses Licht in seiner zufälligen Raumausrichtung reflektiert, wodurch dreidimensionale Zufallsmuster entstehen. Die verwendeten Partikel haben beispielsweise einen Durchmesser zwischen 0,1 µm und 1 µm, zwischen 1 µm und 10 µm, zwischen 10 µm und 80 µm, zwischen 80 µm und 150 µm oder zwischen 150 µm und 2000 µm, sowie jeweils eine Stärke bis 50 µm, bevorzugt bis 10 µm, besonders bevorzugt bis 3 µm. Die Partikel werden vorzugsweise in eine Matrix (Carrier) eingebracht. Das solcherart entstehende Gemisch wird zur Beschichtung von Objekten verwendet. Als Matrix geeignet sind Farben und Lacke, bevorzugt Wasser-, Lösemittel-, Pulver-, UV-Lacke, Epoxydharze, Kunststoffe (z. B. Polyethylen), Ethylacetat und vergleichbare Materialien, Paraffine, Wachse und wachsartige Beschichtungen (z. B. Flexane). Die Partikel können auch in Druckfarben eingebracht werden. Bevorzugt handelt es sich um Druckfarben für Sieb-, Tief-, Flexo- und Offsetdruck, wobei die Farbschichtstärke <=20 µm, bevorzugt <=10 µm, besonders bevorzugt <= 5 µm, ganz besonders bevorzugt <=3 µm beträgt. Die Konzentration in Gewichtsprozent der Partikel liegt in der Matrix zwischen 0,01 % und 30 %, bevorzugt zwischen 0,01 % und 1 %, zwischen 1 % und 10 %, sowie zwischen 10 % und 30 %, besonders bevorzugt zwischen 0,01 % und 1 % und zwischen 10 % und 15 %.Suitable particles in safety characteristics are, for example, organic and inorganic, especially inorganic fluorescent particles, such as those offered by the company Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH (98597 Breitungen, www.leuchtstoffwerk.com). Also suitable are crystals, for. B. platelet-shaped crystals, liquid crystals, reflective pigments of at least two layers with different refractive index, effect pigments (interference pigments, Pearlescent and metallic luster pigments). Effect pigments are offered, for example, on the one hand under the trade names Iriodin® / Afflair® and Colourstream® by Merck KGaA, Darmstadt, and on the other hand under the trade name Helicone® by Wacker Chemie, Burghausen. A particular advantage of reflective particles is the fact that a) they are subject to almost no wear by light in contrast to fluorescent particles and b) depending on the viewing and illumination angle different random patterns arise. Such changes arise z. For example, when looking at the effect pigments, each individual pigment acts as a microscopic mirror for light of a particular wavelength, which reflects that light in its random spatial orientation, creating three-dimensional random patterns. The particles used have, for example, a diameter between 0.1 μm and 1 μm, between 1 μm and 10 μm, between 10 μm and 80 μm, between 80 μm and 150 μm or between 150 μm and 2000 μm, and in each case a thickness of up to 50 μm, preferably up to 10 μm, particularly preferably up to 3 μm. The particles are preferably introduced into a matrix (carrier). The resulting mixture is used to coat objects. Suitable as matrix are paints and varnishes, preferably water, solvent, powder, UV varnishes, epoxy resins, plastics (eg polyethylene), ethyl acetate and comparable materials, paraffins, waxes and wax-like coatings (eg Flexane ). The particles can also be incorporated in printing inks. Preference is given to printing inks for screen, gravure, flexographic and offset printing, the ink layer thickness being <= 20 μm, preferably <= 10 μm, particularly preferably <= 5 μm, very particularly preferably <= 3 μm. The concentration in percent by weight of the particles in the matrix is between 0.01% and 30%, preferably between 0.01% and 1%, between 1% and 10%, and between 10% and 30%, particularly preferably between 0.01 % and 1% and between 10% and 15%.
Eine stochastische Verteilung, d. h. ein Zufallsverteilung von optisch aktiven Partikeln in einer Schicht mit auslesbarer Information zur Authentifikation und/oder Identifikation eines Sicherheitsmerkmals ist z. B. auch in der
Ebenso beschreibt die
Auch die
Auch die
Des Weiteren ist aus der
Durch die
Durch die
Durch die
Durch die
Durch die
- a) Vorbehandeln der Oberfläche des Artikels;
- b) Einfärben der Oberfläche des Artikels mit einer Farbstofflösung, die einen organischen Farbstoff und ein organisches Lösungsmittel enthält;
- c) Reinigen und Trocknen der Oberfläche des Artikels;
- d) Gravieren durch zumindest teilweises Abtragen der Oberfläche des Artikels.
- a) pretreating the surface of the article;
- b) inking the surface of the article with a dye solution containing an organic dye and an organic solvent;
- c) cleaning and drying the surface of the article;
- d) engraving by at least partially removing the surface of the article.
Durch die nachveröffentlichte
Durch die nachveröffentlichte
Durch die
- a) ein maschinenlesbares Identifikationsmerkmal erzeugt, vorzugsweise in Form eines Matrixcodes oder Quick-Response Codes,
- b) das Identifikationsmerkmal auf den zu kennzeichnenden Gegenstand aufdruckt, bevorzugt im Tintenstrahldruck, Digitaldruck oder Thermodruck, besonders bevorzugt im Tintenstrahldruck,
- c) ein physikalisches Zufallsmerkmal erzeugt, indem man Partikel, die in der Lage sind, elektromagnetische Strahlung zu absorbieren, zu emittieren oder zu reflektieren in eine aushärtbare Flüssigkeit einmischt, die bevorzugt transparent ist und entweder gemeinsam mit dem Identifikationsmerkmal oder separat, aber in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Identifikationsmerkmal auf den zu kennzeichnenden Gegenstand aufbringt, wobei sich die Partikel während des Aufbringens zufällig verteilen und durch Aushärten in ihrer jeweils zufälligen Position fixiert werden.
- a) generates a machine-readable identification feature, preferably in the form of a matrix code or quick-response code,
- b) imprinting the identification feature on the object to be marked, preferably in ink-jet printing, digital printing or thermal printing, particularly preferably in ink-jet printing,
- c) generates a physical random feature by mixing particles capable of absorbing, emitting or reflecting electromagnetic radiation into a curable liquid which is preferably transparent and either together with the identification feature or separately but in close spatial proximity Applying proximity to the identification feature on the object to be marked, wherein the particles are randomly distributed during the application and fixed by curing in their respective random position.
Durch die
- a) ein maschinenlesbares Identifikationsmerkmal, vorzugsweise in Form eines Matrixcodes oder Quick-Response Codes, das auf den zu kennzeichnenden Gegenstand aufgedruckt wird, bevorzugt im Tintenstrahldruck, Digitaldruck oder Thermodruck, besonders bevorzugt im Tintenstrahldruck, sowie
- b) ein physikalisches Zufallsmerkmal, das erzeugt wird, indem man Partikel, die in der Lage sind, elektromagnetische Strahlung zu absorbieren, zu emittieren oder zu reflektieren in eine aushärtbare Flüssigkeit einmischt, die bevorzugt transparent ist und entweder gemeinsam mit dem Identifikationsmerkmal a) oder separat, aber in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Identifikationsmerkmal a) auf den zu kennzeichnenden Gegenstand aufbringt, wobei sich die Partikel während des Aufbringens zufällig verteilen und durch Aushärten in ihrer jeweils zufälligen Position fixiert werden.
- a) a machine-readable identification feature, preferably in the form of a matrix code or quick-response code, which is printed on the object to be marked, preferably in ink jet printing, digital printing or thermal printing, particularly preferably in ink jet printing, and
- b) a physical random feature generated by mixing particles capable of absorbing, emitting or reflecting electromagnetic radiation into a curable liquid which is preferably transparent and either together with the identification feature a) or separately but in the immediate vicinity of the identification feature a) applies to the object to be marked, wherein the particles are randomly distributed during the application and fixed by curing in their respective random position.
Durch die
In der Online-Bibliothek WIKIPEDIA findet sich unter dem Stichwort Aesculin der Hinweis, dass diese Substanz unter ultraviolettem Licht blau fluoresziert [26.07.2015. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Aesculin&oldid=144424767, abgerufen am 25.05.2016].In the online library WIKIPEDIA, under the keyword Aesculin, there is an indication that this substance fluoresces blue under ultraviolet light [26.07.2015. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Aesculin&oldid=144424767, retrieved on 25.05.2016].
In der Online-Bibliothek WIKIPEDIA finden sich unter dem Stichwort Ruß die Hinweise, dass diese Substanz ein schwarzer, pulverförmiger Feststoff ist und dass Ruß als Schwarzpigment verwendet wird [30.09.2015. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ru%C3%9F&oldid=146565693, abgerufen am 25.05.2016].In the online library WIKIPEDIA, under the heading soot, there is evidence that this substance is a black, powdery solid and that carbon black is used as a black pigment [30.09.2015. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ru%C3%9F&oldid=146565693, retrieved on 25.05.2016].
Die Präsentation von
In der Online-Bibliothek WIKIPEDIA findet sich unter dem Stichwort Reflexion (Physik) [03.09.2015. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflexion_%28Physik%29&oldid= 145692527, abgerufen am 25.05.2016] die Erklärung, dass Reflexion in der Physik das Zurückwerfen von Wellen an einer Grenzfläche bezeichnet, an der sich der Wellenwiderstand oder der Brechungsindex des Ausbreitungsmediums ändert.In the online library WIKIPEDIA can be found under the keyword reflection (physics) [03.09.2015. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflexion_%28Physik%29&oldid= 145692527, retrieved on 25.05.2016] the explanation that reflection in physics refers to the throwing back of waves at an interface at which the characteristic impedance or refractive index of the propagation medium changes.
Die Präsentation von Ulrike HERZAU-GERHARDT, betitelt: Drucken oder Beschichten - Organic Electronics Saxony - Workshop, datiert vom 20.03.2013 [URL: http://www.oesnet.de/uploads/media/Vortrag_HTWK_Herzau-Gerhardt.pdf, abgerufen am 25.05.2016] nennt mittlere Schichtdicken diverser Druckverfahren.The presentation by Ulrike HERZAU-GERHARDT, titled: Printing or Coating - Organic Electronics Saxony - Workshop, dated 20.03.2013 [URL: http://www.oesnet.de/uploads/media/Vortrag_HTWK_Herzau-Gerhardt.pdf, accessed on 25.05.2016] names average layer thicknesses of various printing processes.
Im Dokument "
In einem am 16.04.2014 unter der Internetadresse http://iopscience.iop.org/0957-4484/23/39/395201/cites aufgerufenen Abstract von dem Dokument "
Der in der vorgenannten Abstract beschriebene QR-Code wird in einem Direktdruckverfahren mit einem Aerosol Jet Drucker auf dem Trägermaterial aufgedruckt. Einzelheiten zu einem Aerosol Jet Drucker sind z. B. in der
Ein Code ist eine Vereinbarung über eine Menge von Zeichen oder Bedeutungsträgern zum Zweck eines Informationsaustauschs. Die Zeichen oder Bedeutungsträger eines Codes können visuell lesbar oder haptisch erfassbar oder für Menschen nicht unmittelbar nutzbar, sondern mittels einer technischen Einrichtung lesbar, d. h. maschinenlesbar sein. Ein Code ist z. B. auch eine visuell lesbare oder haptisch erfassbare Schrift, da eine Schrift ein Zeichensystem zur Bewahrung und Weitergabe codierter Information darstellt. Bei den Zeichen einer Schrift kann es sich z. B. jeweils um ein alphanumerisches Zeichen oder ein anderes Schriftzeichen handeln. Bei den für einen bestimmten Code vereinbarten Bedeutungsträgern handelt es sich z. B. jeweils um ein etwas Materielles abbildendes Piktogramm oder um ein ein abstraktes Konzept darstellendes Ideogramm.A code is an agreement on a set of signs or meaning carriers for the purpose of an information exchange. The characters or meaning carriers of a code can be visually readable or haptically detectable or not directly usable by humans, but readable by means of a technical device, d. H. be machine-readable. A code is z. As well as a visually readable or haptic detectable font, since a font is a sign system for the preservation and dissemination of encoded information. The characters of a font can be z. B. each act on an alphanumeric character or another character. The meaning carriers agreed for a particular code are, for example, Each is, for example, a pictograph that represents something material or an ideogram representing an abstract concept.
In der Warenwirtschaft oder Logistik werden zur Warenkennzeichnung verschiedene maschinenlesbare, insbesondere optoelektronisch lesbare, z. B. mit einer CCD-Kamera oder mit einer CMOS-Kamera oder mit einem Scanner erfassbare Codes, z. B. Strichcodes, verwendet, mithilfe derer jeweils eine Information z. B. über eine Ware in einer Folge verschiedener Zeichen, z. B. verschieden breiter schwarzer und weißer Streifen ("Strichen") dargestellt wird. Als 2D-Code oder 2D-Barcode werden zweidimensionale Codes bezeichnet, die aus verschieden breiten Strichen oder Punkten und dazwischen liegenden Lücken mit möglichst hohem Kontrast bestehen. Im Gegensatz zu den eindimensionalen Strichcodes (englisch Barcode) sind in einem 2D-Code die Daten nicht nur in einer Richtung (eindimensional) codiert, sondern matrixförmig in einer Fläche über zwei Dimensionen. Beispiele für einen 2D-Code sind der in der internationalen Norm ISO/IEC 16022 definierte DataMatrix-Code oder der QR-Code gemäß ISO/IEC 18004 oder der bei UPS zur schnellen Identifizierung, Verfolgung und Sortierung von Paketen entwickelte MaxiCode oder der in der Norm ISO/IEC 24778 festgeschriebene Aztec-Code.In the merchandise management or logistics, various machine-readable, in particular opto-electronically readable, z. B. with a CCD camera or with a CMOS camera or with a scanner detectable codes, eg. As bar codes, using each of which information z. B. about a product in a sequence of different characters, eg. B. different width black and white stripes ("strokes") is shown. Two-dimensional codes are defined as 2D code or 2D bar code, which consist of differently wide lines or dots and intervening gaps with the highest possible contrast. In contrast to the one-dimensional barcodes (English barcode) are in a 2D code the Data is coded not only in one direction (one-dimensional), but matrix-shaped in an area over two dimensions. Examples of a 2D code are the DataMatrix code defined in the international standard ISO / IEC 16022 or the QR code according to ISO / IEC 18004 or the MaxiCode developed by UPS for fast identification, tracking and sorting of packets or in the standard ISO / IEC 24778 codified Aztec code.
Der zweidimensionale QR-Code besteht aus einem rechteckigen, zumeist quadratischen Pixelmuster, wobei die einzelnen Pixel oder Symbolelemente aus kontrastierenden, vorzugsweise aus weißen und schwarzen Quadraten bestehen und einen z. B. mit einem mathematischen Algorithmus codierten Informationsinhalt damit binär darstellen. In einem QR-Code befinden sich mindestens 21×21 und maximal 177×177 Symbolelemente. Ein QR-Code ist mittels eines Smartphones mit einer Kamera, insbesondere mit einer Halbleiterkamera, und mit einem als "QR Code Reader" ausgebildeten Programm, d. h. einer so genannten APP, lesbar, wobei die Lesung i. d. R. omnidirektional möglich ist. Die Lesung ist insbesondere eine Bildinterpretation anhand der erfassten Kontrastwerte. Ein auf einem Träger angeordneter QR-Code enthält an definierten Stellen Markierungen zur Erkennung seiner Position und Ausrichtung. Auch sind an weiteren definierten Stellen in dem Pixelmuster Informationen zur Auflösung und zur Version des Pixelmusters sowie zum Datenformat der in dem Pixelmuster gespeicherten Daten und für deren Fehlerkorrektur hinterlegt, wobei eine aus einer Menge von zulässigen Fehlerkorrekturstufen ausgewählte Fehlerkorrekturstufe während der Generierung des betreffenden QR-Codes festgelegt wird. So wurden vier eine Fehlertoleranz bestimmende Fehlerkorrekturstufen L, M, Q und H festgelegt, denen zufolge 7% (Stufe L), 15%, 25% oder 30% (Stufe H) z. B. aufgrund von Zerstörung oder fehlerhafter Herstellung unlesbare Daten wiederhergestellt werden können. Je QR-Code können bis zu 7.089 Zahlen oder 4.296 Buchstaben codiert werden.The two-dimensional QR code consists of a rectangular, mostly square pixel pattern, wherein the individual pixels or symbol elements consist of contrasting, preferably white and black squares and a z. B. encoded with a mathematical algorithm information content thus represent binary. A QR code contains at least 21 × 21 and a maximum of 177 × 177 symbol elements. A QR code is by means of a smartphone with a camera, in particular with a semiconductor camera, and with a trained as a "QR Code Reader" program, d. H. a so-called APP, readable, with the reading i. d. R. omnidirectional is possible. The reading is in particular a picture interpretation based on the recorded contrast values. A QR code arranged on a carrier contains markings for identifying its position and orientation at defined locations. Also, at further defined locations in the pixel pattern, information for resolution and version of the pixel pattern and data format of the data stored in the pixel pattern and for error correction are stored, one of a set of allowable error correction levels selected error correction stage during the generation of the respective QR code is determined. Thus, four error-correcting error correction levels L, M, Q and H were determined, according to which 7% (level L), 15%, 25% or 30% (level H) z. B. due to destruction or incorrect production unreadable data can be restored. Each QR code can encode up to 7,089 numbers or 4,296 letters.
Mit Bezug auf eine Anordnung von zu einem Code gehörenden Zeichen oder Bedeutungsträgern sind Pixel Bildelemente oder Bildpunkte, denen in einer Grafik, insbesondere in einer Rastergrafik jeweils ein Farbwert zugeordnet ist, wobei eine Rastergrafik ein Bild in Form von computerlesbaren Daten darstellt. Eine Rastergrafik besteht somit aus einer gitterförmigen Anordnung von Pixeln, also einer Anordnung in mehreren jeweils benachbarten Spalten und diese Spalten jeweils kreuzenden Zeilen.With respect to an array of characters associated with a code or Meaning carriers are pixel picture elements or picture elements to which a color value is assigned in each case in a graphic, in particular in a raster graphic, wherein a raster graphic represents an image in the form of computer-readable data. A raster graphics thus consists of a lattice-like arrangement of pixels, that is to say an arrangement in a plurality of respectively adjacent columns and these columns each intersecting rows.
Als Kontrast wird ein Unterschied zwischen hellen und dunklen Bereichen bzw. Farben eines Bildes bezeichnet. Der Kontrast ist ein Unterscheidungsmerkmal für einen Helligkeitsverlauf eines Bildes oder zumindest zwischen zwei Bildpunkten. Der Kontrastumfang oder die Dynamik beschreiben den Intensitätsunterschied zwischen dem hellsten und dunkelsten Punkt eines Bildes. Der Kontrast ist über die in dem Bild oder zwischen den Bildpunkten vorhandene maximale Leuchtdichte und minimale Leuchtdichte definiert. Dabei werden unterschiedliche Intensitäten der jeweiligen Leuchtdichte vom menschlichen Auge nach dem Weber-Fechner-Gesetz nicht linear, sondern logarithmisch wahrgenommen. Damit ein visuelles oder ein optisches System, z. B. ein Auge oder eine Kamera, ein Objekt wahrnehmen kann, muss dieses Objekt ausreichend groß sein und einen genügend hohen Kontrast aufweisen. Darunter wird die Grenze der Sichtbarkeit verstanden, die dann erreicht wird, wenn sich Objekte, die betrachtet und z. B. auf der Netzhaut im menschlichen Auge oder auf einem Bildsensor in einer Kamera abgebildet werden, nicht mehr als Kontur und Kontrast von der sie umgebenden Leuchtdichte abgrenzen. Dies bedeutet, dass die Erkennbarkeit von Objekten im Wesentlichen von der Fähigkeit des visuellen oder optischen Systems abhängt, Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen. Somit ist zur Wahrnehmung eines Objektes ein bestimmter Mindestkontrast erforderlich, der bei schwachen Umgebungslichtverhältnissen höher ist als bei hellerem Licht.Contrast refers to a difference between bright and dark areas or colors of an image. The contrast is a distinguishing feature for a brightness curve of an image or at least between two pixels. The range of contrast or dynamics describes the intensity difference between the brightest and darkest points of an image. The contrast is defined by the maximum luminance and minimum luminance present in the image or between the pixels. Different intensities of the respective luminance are perceived by the human eye according to the Weber-Fechner law not linear, but logarithmic. So that a visual or an optical system, eg. As an eye or a camera can perceive an object, this object must be sufficiently large and have a sufficiently high contrast. This is understood to mean the limit of visibility that is reached when objects that are viewed and z. B. imaged on the retina in the human eye or on an image sensor in a camera, no longer delineate the contour and contrast of the surrounding luminance. This means that the recognizability of objects depends essentially on the ability of the visual or optical system to perceive brightness differences. Thus, for the perception of an object a certain minimum contrast is required, which is higher in weak ambient light conditions than in brighter light.
Das Dokument
- a) Mindestleuchtdichte
- b) Mindestkontrast
- c) Mindestgröße
- d) Mindestdarbietungsdauer
- a) minimum luminance
- b) minimum contrast
- c) minimum size
- d) Minimum duration of the performance
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Identifikationsmerkmal zur Identifikation eines Gegenstandes zu schaffen, das in einem Druckprozess massenhaft und kostengünstig ausgebildet werden kann und eine zuverlässige Feststellung hinsichtlich der Identität und/oder Echtheit des betreffenden Gegenstandes erlaubt.The invention has for its object to provide an identification feature for the identification of an object that can be massively and inexpensively formed in a printing process and a reliable statement regarding the identity and / or authenticity of the object in question allowed.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments and / or developments emerge from the dependent claims.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das anspruchsgemäße Identifikationsmerkmal in einem mit einer Druckmaschine ausführbaren Druckverfahren auf einfache Weise massenhaft und kostengünstig herstellbar ist. Das Identifikationsmerkmal enthält in einer definiert begrenzten Fläche mehrere Identifikationselemente zur Identifikation eines Gegenstandes, wovon jedoch ein Identifikationselement im visuellen Bereich nicht erkennbar ist und damit einem menschlichen Betrachter gewöhnlich verborgen bleibt. Ein erstes Identifikationselement ist vorzugsweise als eine Anordnung von zu einem Code gehörenden Zeichen und/oder Bedeutungsträgern ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist das erste Identifikationselement als eine Anordnung von Zeichen oder Bedeutungsträgern eines mehrdimensionalen Codes ausgebildet, z. B. in Form eines ein Pixelmuster aufweisenden QR-Codes. Ein derart ausgebildetes erstes Identifikationselement ist ohne hohen gerätetechnischen Aufwand sowohl generierbar als auch maschinenlesbar. Zum Lesen reicht bereits ein herkömmliches Smartphone, das mit einer Kamera ausgestattet ist und über eine zum Lesen eines QR-Codes geeignete App, d. h. Anwendungssoftware verfügt. Das zweite Identifikationselement ist als eine aus Pigmenten oder aus einem Farbstoff gebildete Zufallsstruktur ausgebildet, wobei diese Zufallsstruktur erst durch eine Bestrahlung mit elektromagnetischer Energie einer bestimmten Wellenlänge im visuellen Bereich erkennbar ist und dadurch fotografisch abbildbar wird. Die Zufallsstruktur macht das Identifikationsmerkmal einzigartig, so dass anhand des zweiten Identifikationselementes eine Prüfung der Authentizität und/oder Identität des das betreffende Identifikationsmerkmal tragenden Gegenstandes z. B. durch einen Vergleich mit einer zuvor erstellten Musterabbildung auf einfache Weise möglich ist. Die Pigmente oder der mindestens eine Farbstoff des zweiten Identifikationselements sind in einer Druckfarbe oder in einer Tinte enthalten, so dass z. B. aus dieser Druckfarbe oder Tinte ausgebildete Pixel des ersten Identifikationselements mittels eines druckformgebundenen Druckverfahrens oder mittels eines druckformlosen Druckverfahrens an dem Gegenstand anordenbar sind.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the claimed identification feature can be mass-produced in a simple manner and inexpensively in a printing method that can be executed with a printing press. The identification feature contains in a defined limited area a plurality of identification elements for the identification of an object, of which, however, an identification element in the visual area is not recognizable and thus usually remains hidden to a human observer. A first identification element is preferably designed as an arrangement of characters and / or meaning carriers belonging to a code. In an advantageous embodiment, the first identification element is designed as an arrangement of characters or meaning carriers of a multi-dimensional code, for. B. in the form of a pixel pattern having QR code. Such a trained first identification element is both high device complexity and both generated and machine-readable. To read a conventional smartphone that is equipped with a camera and already enough via an app suitable for reading a QR code, ie application software. The second identification element is formed as a random structure formed of pigments or of a dye, this random structure being recognizable only by irradiation with electromagnetic energy of a specific wavelength in the visual range and thereby being photographically imaged. The random structure makes the identification feature unique, so that on the basis of the second identification element, a check of the authenticity and / or identity of the object bearing the relevant identification feature z. B. is easily possible by comparison with a previously created pattern image. The pigments or the at least one dye of the second identification element are contained in a printing ink or in an ink, so that z. B. from this ink or ink formed pixels of the first identification element can be arranged by means of a printing forme-bound printing process or by means of a pressure-formless printing process on the object.
Auf der Grundlage und unter Einbeziehung der zuvor gegebenen allgemeinen Erläuterungen zu naturwissenschaftlichen und/oder technischen Sachverhalten ist in den Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.On the basis of and including the previously given general explanations on scientific and / or technical facts in the drawings, an embodiment of the invention is shown and will be described in more detail below.
Es zeigen beispielhaft:
- Fig. 1
- ein Identifikationsmerkmal mit einem QR-Code;
- Fig. 2
- eine Darstellung einer Zufallsstruktur innerhalb des QR-Codes;
- Fig. 3
- eine flächige Ausbildung der Zufallsstruktur innerhalb des QR-Codes.
- Fig. 1
- an identifier with a QR code;
- Fig. 2
- a representation of a random structure within the QR code;
- Fig. 3
- a planar formation of the random structure within the QR code.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist das erste Identifikationselement als ein mehrdimensionaler Code ausgebildet, z. B. als ein ein Pixelmuster aufweisender zweidimensionaler Code, insbesondere als ein QR-Code. Im Fall der Ausgestaltung als ein Pixelmuster sind in dem betreffenden Pixelmuster mindestens zwei kontrastierende, d. h. relativ zueinander einen optischen Kontrast bildende Ausbildungen von Pixeln 02 vorhanden, d. h. es sind wenigstens zwei unterschiedliche Sorten von Pixeln 02 vorhanden. Diese Pixel 02 sind bei dem betreffenden ersten Identifikationselement zum Zwecke ihrer optischen Wahrnehmung in mindestens zwei unterschiedlichen Farbtönen, z. B. in einer Farbpaarung gestaltet, z. B. in der Paarung Schwarz / Weiß oder in der Paarung Blau / Gelb oder in der Paarung Rot / Grün. Natürlich sind auch andere Farbpaarungen oder die Verwendung von mehr als zwei Farbtönen möglich, solange die verwendeten Farbtöne einen für die mit einem optischen oder visuellen System vorgenommene optische Wahrnehmung ausreichenden Kontrast aufweisen. Der Kontrast kann dann als ausreichend betrachtet werden, wenn die verschiedenen Sorten von Pixeln 02 als solche von dem optischen oder visuellen System, z. B. von einer Datenerfassungseinrichtung bzw. Bildaufnahmeeinrichtung, insbesondere einem Scanner oder einer (Halbleiter-)Kamera, z. B. mit einem CCD-Bildsensor oder mit einem CMOS-Bildsensor, zuverlässig optisch wahrnehmbar und die unterschiedlichen Ausbildungen der Pixel 02 eindeutig voneinander unterscheidbar sind. Dieser Mindestkontrast ist von der Ausbildung des verwendeten optischen oder visuellen Systems und auch von den das betreffende Identifikationsmerkmal 01 im Zeitpunkt der Datenerfassung bzw. Bildaufnahme umgebenden Lichtverhältnissen abhängig. Die Pixel 02 des Pixelmusters sind in ihrer geometrischen Gestaltung vorzugsweise jeweils als ein Rechteck, insbesondere als ein Quadrat ausgebildet. Eine zur Ausbildung des Pixelmusters gewählte Anordnung der jeweiligen Pixel 02 stellt einen z. B. mit Hilfe einer Recheneinheit unter Anwendung von mathematischen Algorithmen codierten, insbesondere maschinenlesbaren Informationsinhalt dar. In dem beispielhaft dargestellten Fall der
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist das erste Identifikationselement als eine visuell lesbare oder haptisch erfassbare Schrift ausgebildet. Dabei weist die Schrift insbesondere mindestens ein alphanumerisches Zeichen auf. In noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist mindestens ein in der Anordnung zu dem Code gehörender Bedeutungsträger als ein Piktogramm oder als ein Ideogramm ausgebildet.In a further advantageous embodiment, the first identification element is designed as a visually readable or haptic detectable font. In this case, the font in particular has at least one alphanumeric character. In yet another advantageous embodiment variant, at least one meaning carrier belonging to the code in the arrangement is designed as a pictogram or as an ideogram.
In einem ersten Betriebszustand des Identifikationsmerkmals 01 ist das erste Identifikationselement durch eine Bestrahlung der die Identifikationselemente aufweisenden Fläche mit sichtbarem Licht visuell erkennbar und das zweite Identifikationselement ist visuell nicht erkennbar. In einem zweiten Betriebszustand des Identifikationsmerkmals 01 ist durch eine Bestrahlung der die Identifikationselemente aufweisenden Fläche mit einer vom ersten Betriebszustand verschiedenen elektromagnetischen Strahlung die aus Pigmenten gebildete Zufallsstruktur oder aus Partikeln von mindestens einem Farbstoff gebildete Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselements, welches innerhalb derselben definiert begrenzten Fläche wie das erste Identifikationselement an dem Gegenstand angeordnet ist, visuell erkennbar. Die entweder aus Pigmenten oder Partikeln des mindestens einen Farbstoffs gebildete Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselements stellt vorzugsweise einen zweiten maschinenlesbaren Informationsinhalt dar. Wenn die entweder aus Pigmenten eines Farbmittels oder aus Partikeln des mindestens einen Farbstoffs gebildete Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselements einen zweiten maschinenlesbaren Informationsinhalt darstellt, wird dieser Informationsgehalt vorzugsweise mittels einer Recheneinheit z. B. durch eine Grauwertbestimmung oder eine andere Schwellwertauswertung hinsichtlich der Anzahl und/oder der Intensität der betreffenden Pigmente oder Partikel oder hinsichtlich der von ihnen in dem ersten Identifikationselement ausgefüllten bzw. beanspruchten Fläche bestimmt. Der jeweilige Informationsinhalt des ersten und/oder zweiten Identifikationselements ist vorzugsweise jeweils omnidirektional lesbar.In a first operating state of the
Wie die
Die Pigmente 03 oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs des zweiten Identifikationselementes sind vorzugsweise in einer zur drucktechnischen Herstellung des ersten Identifikationselementes, d. h. hier zum Druck beispielsweise des QR-Codes verwendeten Druckfarbe oder Tinte enthalten, wobei zumindest eine Teilmenge der Pixel 02 des das erste Identifikationselement bildenden Pixelmusters aus dieser betreffenden Druckfarbe oder Tinte ausgebildet sind. Das erste Identifikationselement und das zweite Identifikationselement werden jeweils z. B. in einem druckformgebundenen Druckverfahren, vorzugsweise in einem Offsetdruckverfahren oder in einem Tiefdruckverfahren oder in einem Hochdruckverfahren, oder in einem druckformlosen, d. h. direkten Druckverfahren, z. B. in einem Inkjet-Druckverfahren oder in einem Aerosol-Jet-Druckverfahren, an dem Gegenstand, d. h. auf dessen Oberfläche angeordnet oder auf den Gegenstand aufgebracht. Der Gegenstand, an dessen Oberfläche das Identifikationsmerkmal 01 ausgebildet wird, ist z. B. ein Bedruckstoff, auf welchen mittels einer Druckmaschine mehrere Identifikationsmerkmale 01 in einem Druckverfahren z. B. in einem Nutzen ausgebildet werden. Der Bedruckstoff ist z. B. als eine Materialbahn oder als ein Druckbogen ausgebildet, wobei der Bedruckstoff z. B. aus Papier oder aus einer Kunststofffolie oder aus einer Metallfolie oder aus einem Textil besteht. In einer anderen Ausführungsvariante wird das Identifikationsmerkmal 01 mittels eines Druckverfahrens unmittelbar und direkt auf der Oberfläche des Gegenstandes ausgebildet, wobei der Gegenstand z. B. als eine Verpackung, insbesondere als ein Hohlkörper, z. B. als eine (Glas-)Flasche oder als eine (Blech-)Dose oder als ein Kunststoffbehältnis, oder als ein als solches verkaufsfähiges Erzeugnis z. B. aus einem Kunststoff oder aus einer Keramik oder aus einem Metall oder aus Holz ausgebildet ist. Im Fall mehrerer auf den Bedruckstoff aufgebrachter Identifikationsmerkmale 01 werden diese nach ihrem Druck vereinzelt. Die jeweiligen, z. B. jeweils als ein Etikett ausgebildeten einzelnen Identifikationsmerkmale 01 stehen dann zur Verfügung, an einem anderen Gegenstand oder Produkt, dessen Identität und/oder Echtheit zu einem späteren Zeitpunkt anhand des betreffenden Identifikationsmerkmals einer Prüfung unterzogen werden soll, appliziert zu werden. Das als eine aus Pigmenten 03 oder dem mindestens einen Farbstoff gebildete Zufallsstruktur ausgebildete zweite Identifikationselement kann ebenso wie das jeweilige zum selben Identifikationsmerkmal 01 gehörende erste Identifikationselement für die mehreren auf dem Bedruckstoff in einem selben Produktionsprozess gedruckten Identifikationsmerkmale 01 jeweils gleich oder jeweils unterschiedlich, d. h. individuell ausgebildet sein.The
In einer bevorzugten Ausführung weisen die in der Druckfarbe oder Tinte enthaltenen, zur Bildung der Zufallsstruktur verwendeten Pigmente 03 einen Kern mit einer Trägersubstanz und mit entweder einem fluoreszierenden Material oder mit einem phosphoreszierenden Material auf, wobei der Kern vorzugsweise eine im Wesentlichen kugelförmige Gestalt aufweist. Dabei ist eine den Kern umgebende Schale vorgesehen, wobei die Schale photochromes Material enthält, mit dem eine von dem fluoreszierenden Material oder dem phosphoreszierenden Material emittierte Strahlung gedämpft wird oder zumindest dämpfbar ist. Die zur Bildung der Zufallsstruktur verwendeten Pigmente 03 entsprechen dann z. B. der in
Aufbauend auf dem zuvor Beschriebenen wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem zur Identifikation des Gegenstandes und/oder zur Prüfung seiner Echtheit ein Identifikationsmerkmal mit mehreren innerhalb einer definiert begrenzten Fläche an oder auf dem Gegenstand angeordneten Identifikationselementen verwendet wird, wobei in einem ersten Betriebszustand des Identifikationsmerkmals durch eine Bestrahlung der die Identifikationselemente aufweisenden Fläche mit sichtbarem Licht ein erstes Identifikationselement visuell erkennbar wird und ein zweites Identifikationselement visuell nicht erkennbar wird, wobei das zweite Identifikationselement als integraler Bestandteil des ersten Identifikationselementes als eine aus Pigmenten oder aus Partikeln mindestens eines Farbstoffs gebildete Zufallsstruktur ausgebildet wird, wobei in einem zweiten Betriebszustand des Identifikationsmerkmals durch eine Bestrahlung der die Identifikationselemente aufweisenden Fläche mit einer vom ersten Betriebszustand verschiedenen elektromagnetischen Strahlung die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselements bildenden Pigmente oder Partikel des mindestens einen Farbstoffs zu einer spontanen Emission und zur Fluoreszenz oder Phosphoreszenz angeregt und visuell erkennbar werden. Dabei wird an einem ersten Ort, z. B. am Produktionsort des betreffenden Identifikationsmerkmals mit einer ersten Datenerfassungseinrichtung in einer ersten Beleuchtungssituation, in der die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselements visuell erkennbar ist, von dem Identifikationsmerkmal ein einzelnes erstes Abbild oder eine Sequenz erster Abbildungen erfasst wird, wobei das jeweilige erfasste erste Abbild in Form digitalisierter Bilddaten oder eine aus dem jeweiligen erfassten ersten Abbild decodierte erste Information jeweils in einem ersten Speicher gespeichert werden, wobei an einem zweiten, von dem ersten verschiedenen Ort mit einer zweiten Datenerfassungseinrichtung wiederum in einer Beleuchtungssituation, in der die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselements visuell erkennbar ist, von demselben Identifikationsmerkmal ein einzelnes zweites Abbild oder eine hinsichtlich der Beleuchtungssituationen vorzugsweise gleiche oder zumindest vergleichbare Sequenz zweiter Abbildungen erfasst wird, wobei das jeweilige erfasste zweite Abbild in Form digitalisierter Bilddaten oder eine aus dem jeweiligen erfassten zweiten Abbild decodierte zweite Information jeweils in einem zweiten Speicher gespeichert werden, wobei der erste Speicher und der zweite Speicher nach einer am zweiten Ort erfolgten Aufforderung für einen Datenaustausch über eine Kommunikationsverbindung miteinander verbunden werden, wobei nach der Datenübertragung die Bilddaten und/oder die decodierte Information des jeweiligen in dem ersten Speicher gespeicherten ersten Abbildes des an oder auf dem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals und die Bilddaten und/oder die decodierte Information des jeweiligen zweiten Abbildes desselben an oder auf diesem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals mit Hilfe einer Recheneinheit miteinander verglichen werden, wobei anhand des Vergleichs die Identität und/oder die Echtheit des Gegenstandes geprüft wird. Die jeweiligen Sequenzen bestehen z. B. aus jeweils drei oder mehr Abbildungen, die insbesondere in verschiedenen Beleuchtungssituationen erfasst werden, wobei eine erste Abbildung z. B. unter normalen Tageslichtbedingungen mit Licht im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 790 nm und eine zweite Abbildung während einer Bestrahlung des Identifikationsmerkmals mit einer Strahlung z. B. aus dem IR-Bereich oder UV-Bereich und eine dritte Abbildung nach Beendigung der Bestrahlung des Identifikationsmerkmals mit der Strahlung z. B. aus dem IR-Bereich oder UV-Bereich erfasst werden. Die jeweiligen Sequenzen für das erste Abbild und für das zweite Abbild weisen vorzugsweise jeweils eine gleiche Anzahl von Abbildungen auf.Based on the above, a method is proposed in which an identification feature with a plurality of within a defined limited area on or on the object arranged identification elements is used to identify the object and / or to verify its authenticity, wherein in a first operating state of the identification feature irradiation of the surface having the identification elements with visible light a first identification element is visually recognizable and a second identification element is visually not recognizable, wherein the second identification element is formed as an integral part of the first identification element as a formed of pigments or particles of at least one dye random structure, wherein in a second operating state of the identification feature by irradiating the surface having the identification elements with one of the first Betriebszu was different electromagnetic radiation excited the random structure of the second identification element forming pigments or particles of the at least one dye for spontaneous emission and fluorescence or phosphorescence and visually recognizable. It is at a first location, eg. B. at the production of the relevant identification feature with a first data acquisition device in a first lighting situation in which the random structure of the second identification element is visually recognizable, the identification feature a single first image or a sequence of first images is detected, the respective detected first image in the form of digitized image data or a first information decoded from the respective first image are respectively stored in a first memory, wherein at a second, different from the first location with a second data acquisition device again in an illumination situation in which the random structure the second identification element is visually recognizable, a single second image or a sequence of second images which is preferably identical or at least comparable with respect to the illumination situations is detected, wherein the respective captured second image is in the form of digitized image data or a second one decoded from the respective second image Information are each stored in a second memory, wherein the first memory and the second memory after a second place made request for a data exchange via a Kommunikati Onsverbindung be connected to each other, wherein after the data transmission, the image data and / or the decoded information of the respective stored in the first memory first image of the arranged on or on the object identification feature and the image data and / or the decoded information of the respective second image of the same or Identification feature arranged on this object can be compared with each other with the aid of a computing unit, the identity and / or the authenticity of the object being checked on the basis of the comparison. The respective sequences exist z. B. from three or more images that are detected in particular in different lighting situations, with a first figure z. B. under normal daylight conditions with light in the wavelength range of 380 nm to 790 nm and a second image during irradiation of the identification feature with a radiation z. B. from the IR range or UV range and a third image after completion of the irradiation of the identification feature with the radiation z. B. from the IR range or UV range are detected. The respective sequences for the first image and for the second image preferably each have an equal number of images.
Die erste vorzugsweise berührungslos erfassende digitale Datenerfassungseinrichtung und die zweite vorzugsweise berührungslos erfassende digitale Datenerfassungseinrichtung sind z. B. jeweils ein Scanner oder als eine Kamera, insbesondere als eine Digitalkamera, ausgebildet. Die Erfassung des ersten Abbildes und/oder die Erfassung des zweiten Abbildes erfolgen z. B. unter Verwendung eines als ein Anwendungsprogramm ausgebildeten Codelesers, z. B. eines QR-Code-Readers oder eines Programms zur automatisierten Texterkennung bzw. optischen Zeichenerkennung. Der erste Speicher und/oder der zweite Speicher sind z. B. jeweils als eine Datenbank ausgebildet, in welcher das jeweilige Abbild jeweils in Form digitalisierter Bilddaten und/oder jeweils eine aus dem erfassten betreffenden Abbild decodierte Information digitalisiert gespeichert werden.The first preferably non-contact digital data acquisition device and the second preferably non-contact digital data acquisition device are z. B. each a scanner or as a camera, in particular as a digital camera formed. The detection of the first image and / or the detection of the second image take place for. Using a code reader designed as an application program, e.g. B. a QR code reader or a program for automated text recognition or optical character recognition. The first memory and / or the second memory are z. B. each formed as a database in which the respective image is stored digitized in each case in the form of digitized image data and / or in each case one of the detected image concerned decoded information.
Dabei erfolgt die jeweilige Abbildung und/oder Decodierung zeitlich bevor der Gegenstand z. B. von einem Lieferanten, der auch der Hersteller des betreffenden Gegenstandes sein kann, an einen Nutzer ausgeliefert wird, also z. B. zu einem Zeitpunkt bei der Herstellung dieses Gegenstandes oder bei der Applizierung des Identifikationsmerkmales 01 an oder auf dem betreffenden Gegenstand bzw. Produkt. Zu einem anderen, späteren Zeitpunkt erfasst der Nutzer unter Verwendung der Einstrahlung von elektromagnetischer Energie mit einer Wellenlänge z. B. aus dem UV-Bereich in das zweite Identifikationselement das jeweilige zweite Abbild des Identifikationsmerkmals 01, wobei die Bilddaten von dem betreffenden zweiten Abbild und/oder dessen decodierte Information zumindest kurzfristig gespeichert werden. Zur Identifikation des das Identifikationsmerkmal 01 tragenden Gegenstandes und/oder zur Prüfung der Echtheit dieses Gegenstandes werden sodann die Bilddaten des jeweiligen gespeicherten ersten Abbildes des an dem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01 und die Bilddaten des erfassten jeweiligen zweiten Abbildes des an diesem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01 vorzugsweise in einer Recheneinheit z. B. mit Methoden der Bildverarbeitung oder Mustererkennung miteinander verglichen und auf Übereinstimmung geprüft. Alternativ oder zusätzlich werden die aus dem erfassten jeweiligen ersten Abbild decodierte erste Information und die aus dem erfassten jeweiligen zweiten Abbild decodierte zweite Information vorzugsweise in der Recheneinheit miteinander verglichen und auf Übereinstimmung geprüft.The respective mapping and / or decoding takes place temporally before the object z. B. from a supplier, who may also be the manufacturer of the item in question, is delivered to a user, so z. B. at a time in the production of this article or in the application of the
Bei gegebener und/oder unzureichender und/oder fehlender Übereinstimmung des gespeicherten jeweiligen ersten Abbildes des an oder auf dem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01 mit dem erfassten jeweiligen zweiten Abbild des an oder auf diesem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01 wird von der den Vergleich ausführenden Recheneinheit eine das Vergleichsergebnis betreffende Meldung an den Nutzer und/oder an den Lieferanten bzw. den Hersteller dieses Gegenstandes generiert und/oder z. B. optisch auf einer Anzeigeeinrichtung oder akustisch ausgegeben. Dabei kann der Vergleich des gespeicherten jeweiligen ersten Abbildes des an dem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01 mit dem erfassten jeweiligen zweiten Abbild des an diesem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01, d. h. der zuvor beschriebene Vergleich ihrer jeweiligen jeweils digital vorliegenden Bilddaten oder der jeweiligen decodierten Information, in einem vorzugsweise mobilen Kommunikationsgerät, z. B. in einem Smartphone ausgeführt werden, welche heutzutage üblicherweise jeweils über eine ausreichend leistungsfähige Recheneinheit verfügen.Given a given and / or inadequate and / or missing match of the stored respective first image of the
In einer anderen Ausführungsvariante wird das jeweilige erfasste zweite Abbild des an oder auf dem betreffenden Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01 von der zweiten Datenerfassungseinrichtung über eine vorzugsweise drahtlose Kommunikationsverbindung, z. B. über das Internet oder eine Mobilfunkverbindung, an einen z. B. vom Lieferanten bzw. Hersteller des Gegenstandes oder für ihn betriebenen stationären Rechner, z. B. einen Netzserver übertragen. Die Übertragung der Bilddaten oder der decodierten Information insbesondere des jeweiligen erfassten zweiten Abbildes des an oder auf diesem Gegenstand angeordneten Identifikationsmerkmals 01 z. B. an den stationären Rechner und/oder eine Übertragung der das Vergleichsergebnis betreffenden Meldung z. B. von dem stationären Rechner insbesondere an den Nutzer und/oder an den Lieferanten bzw. Hersteller des betreffenden Gegenstandes und/oder eine Übertragung der das Vergleichsergebnis betreffenden Meldung z. B. vom Nutzer insbesondere an den stationären Rechner und/oder an den Lieferanten bzw. Hersteller des betreffenden Gegenstandes erfolgt jeweils vorzugsweise verschlüsselt.In another embodiment variant, the respective captured second image of the
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung sind in einer Menge von z. B. in einem selben Produktionsprozess gedruckten Identifikationsmerkmalen 01 für alle zu dieser Menge gehörenden Identifikationsmerkmalen 01 deren jeweilige erste Identifikationselemente jeweils gleich ausgebildet, d. h. sie sind alle mit derselben Information codiert, wohingegen das jeweilige, zu einem bestimmten Identifikationsmerkmal 01 gehörende zweite Identifikationselement jeweils von den anderen zu dieser Menge gehörenden zweiten Identifikationselementen verschieden ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass sich in einer bestimmten, z. B. in einem selben Produktionsprozess, insbesondere mit einer Druckmaschine hergestellten Menge von Identifikationsmerkmalen 01 diese Identifikationsmerkmale 01 nur durch ihre jeweils aus Pigmenten oder dem mindestens einen Farbstoff gebildete Zufallsstruktur, welche in jedem Identifikationsmerkmal 01 jeweils das zweite Identifikationselement bildet, voneinander unterscheiden, aber gerade aufgrund dieser Unterschiedlichkeit auch eindeutig identifizierbar sind. Die betreffende Zufallsstruktur ist z. B. durch eine Beimischung von Leuchtstoffpigmenten oder anderen lumineszierenden oder zumindest reflektierenden oder polarisierenden Partikeln in die zu verdruckende Druckfarbe oder Tinte und eine stochastische Verteilung dieser Pigmente oder Partikel in der betreffenden Druckfarbe oder Tinte hergestellt, wobei die betreffenden Pigmente oder Partikel im Verhältnis zur Fläche der jeweiligen Pixel z. B. des Pixelmusters des ersten Identifikationselementes jeweils klein sind. In einer alternativen Ausführungsvariante können in einer Menge von z. B. in einem selben Produktionsprozess gedruckten Identifikationsmerkmalen 01 nicht nur die jeweiligen zweiten Identifikationselemente, sondern zusätzlich auch zumindest eine Teilmenge der jeweiligen ersten Identifikationselemente jeweils individuell ausgebildet sein, indem in der betreffenden Teilmenge die betreffenden ersten Identifikationselemente oder alle ersten Identifikationselemente dieser Menge von Identifikationsmerkmalen 01 jeweils mit einer sich von anderen Identifikationsmerkmalen 01 dieser Menge unterscheidenden Information codiert sind.In a particularly preferred embodiment of the invention are in an amount of z. B. in a same production process printed identification features 01 for all belonging to this set identification features 01 whose respective first identification elements are identical, ie they are all coded with the same information, whereas the respective, belonging to a particular identification feature 01 second identification element respectively from the other is formed differently for belonging to this quantity second identification elements. This means that in a certain, z. B. in a same production process, in particular produced with a printing set of identification features 01 these
Es kann vorgesehen sein, dass bereits z. B. am Ende einer Produktionslinie zur Herstellung einer bestimmten Menge von Identifikationsmerkmalen 01 von diesen Identifikationsmerkmalen 01 in der betreffenden, z. B. als eine Druckmaschine ausgebildeten Produktionsmaschine kontinuierlich entsprechend dem Produktionsfortschritt zur Herstellung dieser Menge von Identifikationsmerkmalen 01 von jedem fertig gestellten Identifikationsmerkmal 01 mit einer berührungslosen digitalen Datenerfassungseinrichtung, z. B. mit einem Scanner oder mit einer Kamera, mindestens ein erstes Abbild erfasst und z. B. in Form digitaler Bilddaten in einem ersten Speicher, insbesondere in einer Datenbank gespeichert wird, wobei dieses mindestens eine erste Abbild des betreffenden Identifikationsmerkmals 01 jeweils nur dessen erstes Identifikationselement oder jeweils dessen erstes Identifikationselement zusammen mit dessen zweiten Identifikationselement abbildet. Zur Ausführung der Abbildung des betreffenden Identifikationsmerkmals 01 in der betreffenden, z. B. als eine Druckmaschine ausgebildeten Produktionsmaschine oder Verarbeitungsmaschine wird eine Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer Lichtquelle aus einem Halbleiterwerkstoff, z. B. eine LED- oder Laserbeleuchtungseinrichtung, und/oder ein Scanner oder eine Halbleiterkamera mit einem CCD-Bildsensor oder einem CMOS-Bildsensor verwendet. Alternativ kann eine Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer Gasentladungsröhre verwendet werden, z. B. mit einer xenongefüllten Blitzröhre. Die Produktionsmaschine bzw. Verarbeitungsmaschine kann auch als ein Verpackungsautomat oder als eine Abfüllanlage oder als eine Konfektioniermaschine ausgebildet sein. Das erste Abbild wird vorzugsweise ohne Verwendung eines Polarisationsfilters oder eines Farbfilters oder eine andere das von dem betreffenden Identifikationsmerkmal 01 remittierende Licht manipulierende Zusatzeinrichtung erfasst.It can be provided that already z. B. at the end of a production line for producing a certain set of identification features 01 of these identification features 01 in the relevant, z. B. formed as a printing machine production machine continuously according to the production progress for the production of this set of identification features 01 of each
In der am ersten Ort vorhandenen ersten Beleuchtungssituation und in der am zweiten Ort vorhandenen zweiten Beleuchtungssituation werden jeweils eine elektromagnetische Strahlung verwendet, die von den Pigmenten oder den Partikeln des mindestens einen Farbstoffs der Zufallsstruktur zumindest teilweise absorbiert wird. Die elektromagnetische Strahlung absorbierenden Pigmente oder Partikel des mindestens einen Farbstoffs der Zufallsstruktur werden durch die zumindest teilweise Absorption der betreffenden elektromagnetischen Strahlung zumindest zu einer visuell erfassbaren Lumineszenz, vorzugsweise auch zu Fluoreszenz oder Phosphoreszenz angeregt, wobei das erste Abbild und das zweite Abbild von der jeweiligen Datenerfassungseinrichtung jeweils während der Lumineszenz der Pigmente oder der Partikel des mindestens einen Farbstoffs der Zufallsstruktur erfasst werden.In the first lighting situation present at the first location and in the second lighting situation existing at the second location, in each case an electromagnetic radiation is used which is at least partially absorbed by the pigments or the particles of the at least one dye of the random structure. The electromagnetic radiation absorbing pigments or particles of the at least one dye of the random structure are excited by the at least partial absorption of the relevant electromagnetic radiation at least to a visually detectable luminescence, preferably also to fluorescence or phosphorescence, wherein the first image and the second image of the respective data acquisition device each detected during the luminescence of the pigments or the particles of the at least one dye of the random structure.
Es ist vorteilhaft, in einem Druckverfahren auszubildende Identifikationsmerkmale 01 der zuvor beschriebenen Art mit einer z. B. als eine Bogendruckmaschine oder als eine Rollendruckmaschine ausgebildeten Druckmaschine auszubilden. Diese Druckmaschine weist vorzugsweise mindestens eine in einem Inkjet-Druckverfahren druckende Druckeinrichtung auf, wobei diese Druckeinrichtung das betreffende Identifikationsmerkmal 01 durch ein Aufbringen von jeweils die Pigmente 03 oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs des zweiten Identifikationselements enthaltender Druckfarbe oder Tinte auf der Oberfläche des betreffenden Gegenstandes ausbildet. Diese Druckmaschine weist eine den von der Druckmaschine ausgeführten Druckprozess steuernde Steuereinheit und vorzugsweise mehrere Antriebe und/oder Stellelemente auf, wobei die Antriebe und/oder Stellelemente von der Steuereinheit z. B. in Abhängigkeit von insbesondere in dieser Druckmaschine z. B. sensorisch erfassten oder von programmtechnisch, z. B. von einem Produktionsplanungssystem vorgegebenen Parametern gesteuert sind. Die Steuereinheit und z. B. die von ihr gesteuerten Antriebe und/oder Stellelemente sind vorzugsweise in einem insbesondere digitalen Netzwerk, z. B. in einem Bussystem zumindest datentechnisch miteinander verbunden, wobei die Antriebe und/oder Stellelemente von der Steuereinheit durch eine Datenkommunikation über das Netzwerk insbesondere in Abhängigkeit von in dieser Druckmaschine sensorisch erfassten oder von programmtechnisch vorgegebenen Parametern gesteuert werden. Es ist vorteilhaft, auch die das betreffende Identifikationsmerkmal 01 ausbildende Druckeinrichtung an dieses Netzwerk anzubinden und das jeweilige Identifikationsmerkmal 01 betreffende Daten über dieses Netzwerk z. B. von der Steuereinheit gesteuert zu kommunizieren. In der Druckmaschine ist vorzugsweise eine mit dem Netzwerk verbundene, z. B. als eine Kamera ausgebildete Datenerfassungseinrichtung angeordnet, wobei mit dieser Datenerfassungseinrichtung von dem Identifikationsmerkmal 01 mindestens ein Abbild erfasst wird, wobei das mindestens eine erfasste Abbild in Form digitalisierter Bilddaten oder eine aus dem mindestens einen erfassten Abbild decodierte Information jeweils in einem vorzugsweise mit dem Netzwerk verbundenen Speicher gespeichert werden. Die in dem Speicher gespeicherten Bilddaten oder die dort gespeicherte decodierte Information werden vorzugsweise nur nach einer außerhalb der Druckmaschine ausgelösten Aufforderung über das Netzwerk kommuniziert.It is advantageous to be formed in a printing process identification features 01 of the type described above with a z. B. form as a sheet-fed press or as a web-fed printing press. This printing machine preferably has at least one printing device that prints in an inkjet printing method, this printing device having the
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird mit der in der Druckmaschine angeordneten Datenerfassungseinrichtung von dem jeweiligen Identifikationsmerkmal 01 in einem festgelegten Zeitraum eine Sequenz von mehreren Abbildungen erfasst, wobei zumindest ein Teil dieser Abbildungen unter verschiedenen Beleuchtungssituationen erfasst wird, wobei die zu derselben Sequenz gehörenden unter verschiedenen Beleuchtungssituationen erfassten Abbildungen jeweils in dem Speicher gespeichert werden. Besonders vorteilhaft ist es, von dem jeweiligen jeweils mit der Druckeinrichtung vorzugsweise in einem Inkjet-Druckverfahren gedruckten Identifikationsmerkmal 01 mit der in der Druckmaschine angeordneten Datenerfassungseinrichtung jeweils mindestens drei Abbildungen zu erfassen, wobei ein erstes Abbild nur das z. B. als ein QR-Code ausgebildete erste Identifikationselement abbildet, weil in der ersten Beleuchtungssituation das die Zufallsstruktur aufweisende zweite Identifikationselement z. B. unter normalen Tageslichtbedingungen, d. h. bei einstrahlendem Licht im Wellenlängenbereich zwischen von 380 nm bis 790 nm insbesondere visuell nicht erfassbar bzw. nicht erkennbar ist. In der zweiten Beleuchtungssituation wird von demselben Identifikationsmerkmal 01 oder von denselben Identifikationsmerkmalen 01 mit der in der Druckmaschine angeordneten Datenerfassungseinrichtung jeweils ein zweites Abbild erfasst, wobei in dieser zweiten Beleuchtungssituation die jeweiligen Identifikationsmerkmale 01 jeweils mit elektromagnetischer Energie einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt werden, so dass das die Zufallsstruktur aufweisende zweite Identifikationselement zusammen mit dem ersten Identifikationselement im visuellen Bereich erkennbar ist und von der Datenerfassungseinrichtung erfassbar, insbesondere durch eine Kamera abbildbar wird, wobei die erforderliche elektromagnetische Energie z. B. durch ein Blitzlichtgerät bereitgestellt wird. In der dritten Beleuchtungssituation ist die Bestrahlung der jeweiligen Identifikationsmerkmale 01 jeweils mit elektromagnetischer Energie einer bestimmten Wellenlänge zur Sichtbarmachung des die Zufallsstruktur aufweisenden zweiten Identifikationselementes beendet und es wird von demselben Identifikationsmerkmal 01 oder von denselben Identifikationsmerkmalen 01 mit der in der Druckmaschine angeordneten Datenerfassungseinrichtung jeweils ein drittes Abbild erfasst, wobei nun das die Zufallsstruktur aufweisende zweite Identifikationselement aufgrund von spontaner Emission, von Fluoreszenz oder - wenn der Vorgang zeitlich verzögert erfolgt und/oder deutlich länger anhält - von Phosphoreszenz insbesondere im visuellen Bereich erkennbar ist und von der Datenerfassungseinrichtung erfassbar wird. Diese Sequenz der mindestens drei jeweils von demselben Identifikationsmerkmal 01 oder von denselben Identifikationsmerkmalen 01 jeweils mit der in der Druckmaschine angeordneten Datenerfassungseinrichtung erfassten Abbildungen ist z. B. von der Steuereinheit dahingehend auswertbar, ob das betreffende Identifikationsmerkmal 01 oder die jeweiligen Identifikationsmerkmale 01 ordnungsgemäß mit der Funktion eines Sicherheitsmerkmals erstellt, d. h. gedruckt worden ist bzw. sind, wodurch eine Prüfung bzw. Produktionskontrolle bzw. Qualitätskontrolle der jeweiligen Identifikationsmerkmale 01 noch innerhalb der Druckmaschine ausgeführt wird. Das Ergebnis dieser Prüfung bzw.In an advantageous embodiment variant, a sequence of several images is acquired by the respective identification feature 01 in a defined period of time with the data acquisition device arranged in the printing machine, whereby at least a part of these images is acquired under different lighting situations, the ones belonging to the same sequence being detected under different lighting situations Images are each stored in the memory. It is particularly advantageous to capture at least three images from the
Produktionskontrolle bzw. Qualitätskontrolle oder die jeweilige Sequenz von Abbildungen desselben Identifikationsmerkmals 01 wird jeweils z. B. in dem vorzugsweise mit dem Netzwerk verbundenen Speicher gespeichert.Production control or quality control or the respective sequence of images of the
Gemäß dem zuvor Beschriebenen ist ein Verfahren zur Produktionskontrolle von mit einer Druckmaschine auf einen Bedruckstoff oder Gegenstand gedruckten Identifikationsmerkmalen ausführbar, wobei die Identifikationsmerkmale 01 ein unter Tageslichtbedingungen visuell erfassbares erstes Identifikationselement und ein unter Tageslichtbedingungen visuell nicht erfassbares zweites Identifikationselement aufweisen, wobei das zweite Identifikationselement erst durch eine Bestrahlung des Identifikationsmerkmals 01 mit elektromagnetischer Energie einer bestimmten Wellenlänge dadurch visuell erfassbar wird, dass diese eingestrahlte Energie zumindest teilweise von Pigmenten eines Farbmittels oder Partikeln eines Farbstoffs jeweils des zweiten Identifikationselementes absorbiert wird und diese Pigmente oder diese Partikel des Farbstoffs zu einer visuell erfassbaren spontanen Emission und Fluoreszenz oder Phosphoreszenz angeregt werden, wobei in der Druckmaschine mit einer in ihr angeordneten Datenerfassungseinrichtung von den jeweils mit einer Druckeinrichtung dieser Druckmaschine gedruckten Identifikationsmerkmalen 01 jeweils eine Sequenz mit mindestens drei Abbildungen erfasst wird, wobei das zu der jeweiligen Sequenz gehörende erste Abbild des Identifikationsmerkmals 01 nur das unter Tageslichtbedingungen visuell erfassbare erste Identifikationselement abbildet, wobei das zu der jeweiligen Sequenz gehörende zweite Abbild des Identifikationsmerkmals 01 das erste Identifikationselement zusammen mit dem unter Bestrahlung mit elektromagnetischer Energie bestimmter Wellenlänge spontan emittierenden zweiten Identifikationselement abbildet, wobei das zu der jeweiligen Sequenz gehörende dritte Abbild des Identifikationsmerkmals 01 das erste Identifikationselement zusammen mit dem nach Beendigung der Bestrahlung mit elektromagnetischer Energie bestimmter Wellenlänge fluoreszierenden oder phosphoreszierenden zweiten Identifikationselement abbildet, wobei die zu der jeweiligen Sequenz gehörenden mindestens drei Abbildungen von einer Steuereinheit dahingehend ausgewertet werden, ob das betreffende Identifikationsmerkmal 01 das unter Tageslichtbedingungen visuell nicht erfassbare, durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Energie bestimmter Wellenlänge spontan emittierende und nach Beendigung dieser Bestrahlung fluoreszierende oder phosphoreszierende zweite Identifikationselement aufweist. Vorzugsweise druckt die Druckeinrichtung der Druckmaschine die jeweiligen Identifikationsmerkmale 01, die z. B. jeweils als ein QR-Code ausgebildet sind, jeweils in einem Inkjet-Druckverfahren. Das zweite Identifikationselement wird insbesondere als eine im ersten Identifikationselement enthaltene Zufallsstruktur ausgebildet. Die jeweils für das zweite Identifikationselement verwendeten Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs werden vorteilhafterweise jeweils durch ein Rührwerk und/oder in einem Ultraschallwasserbad und/oder mittels eines Ultraschallzerstäubers in eine jeweils zum Drucken des ersten Identifikationselementes verwendete Druckfarbe oder Tinte eingebracht. Die jeweils für das zweite Identifikationselement verwendeten Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs werden i. d. R. jeweils in einem Massenanteil von unter 5%, insbesondere bis höchstens 2% in die zum Drucken des ersten Identifikationselementes verwendete Druckfarbe oder Tinte eingebracht. Für das zweite Identifikationselement werden jeweils insbesondere solche Pigmente des Farbmittels oder solche Partikel des Farbstoffs verwendet, die jeweils einen Kern mit einem fluoreszierenden Material oder mit einem phosphoreszierenden Material und jeweils eine den Kern umgebende Schale aus einem photochromen und/oder einem fluoreszierenden oder einem phosphoreszierenden Material aufweisen. Die Pigmente entsprechen z. B. der in
Die jeweils für das zweite Identifikationselement verwendeten Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs weisen vorzugsweise eine Längenausdehnung im Bereich zwischen 0,5 µm und 10 µm auf. Die für die Druckfarbe oder die Tinte des ersten Identifikationselementes verwendeten Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs sind jeweils in einem ersten Dispergiermittel dispergiert, d. h. die Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des Farbstoffs bilden in Verbindung mit dem ersten Dispergiermittel jeweils ein erstes heterogenes Stoffgemenge, und die jeweils für das zweite Identifikationselement verwendeten Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs sind jeweils in einem zweiten Dispergiermittel unter Ausbildung eines zweiten heterogenen Stoffgemenges dispergiert, wobei sich vorzugsweise das erste Dispergiermittel und das zweite Dispergiermittel voneinander unterscheiden, so dass für das erste Identifikationselement und für das zweite Identifikationselement unterschiedliche Dispergiermittel verwendet werden, wobei zwischen diesen beiden Dispergiermitteln vorzugsweise Repulsion, d. h. eine Abstoßung besteht. Die Verwendung unterschiedlicher Dispergiermittel für das erste Identifikationselement und für das zweite Identifikationselement fördern eine Koagulation der für das zweite Identifikationselement verwendeten Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs, d. h. eine Zusammenballung dieser Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs und damit eine Aufhebung von deren fein verteiltem Zustand im jeweils mit der Druckeinrichtung erzeugten Druckbild.The pigments used for the second identification element of the colorant or particles of the dye preferably have a length extension in the range between 0.5 .mu.m and 10 .mu.m. The pigments used for the ink or the ink of the first identification element of the colorant or particles of the dye are each dispersed in a first dispersant, d. H. the pigments of the colorant or the particles of the dye form in each case a first heterogeneous composition in conjunction with the first dispersant, and the pigments used for the second identification element of the colorant or particles of the dye are each dispersed in a second dispersant to form a second heterogeneous composition , wherein preferably the first dispersant and the second dispersant differ from each other, so that different dispersants are used for the first identification element and for the second identification element, wherein between these two dispersants preferably repulsion, d. H. there is a rejection. The use of different dispersants for the first identification element and for the second identification element promote coagulation of the pigments used for the second identification element of the colorant or particles of the dye, d. H. a concentration of these pigments of the colorant or particles of the dye and thus a repeal of their finely divided state in the printed image generated in each case with the printing device.
Zur besseren Verdruckbarkeit der in einem Inkjetdruckverfahren verwendeten Druckfarbe oder Tinte weist diese Druckfarbe oder Tinte jeweils bei 23°C eine Leitfähigkeit vorzugsweise im Bereich von 900 µS/cm bis 2.200 µS/cm auf, insbesondere zwischen 1.000 µS/cm bis 1.900 µS/cm. Die Leitfähigkeit der verwendeten Druckfarbe oder Tinte wird z. B. durch eine Zufuhr von Additiven, vorzugsweise durch Salze und/oder Polymere, z. B. durch Polymersalze erhöht. Die Additive können in Form z. B. eines Feststoffes und/oder einer Lösung und/oder einer Dispersion der verwendeten Druckfarbe oder Tinte hinzugefügt werden. Alternativ oder zusätzlich ist in der Druckfarbe oder Tinte mindestens ein Leitsalz z. B. aus der Stoffgruppe der Alkalimetallsalze oder Ammoniumsalze enthalten, wobei das Leitsalz z. B. als Ammoniumsulfat oder als Ammoniumchlorid oder als Ammoniumbromid oder als Magnesiumsulfat oder als Natrium- und Kaliumsulfat oder als Natrium- und Kaliumchlorid oder als Tetra-n-butylammoniumbromid oder als Tetra-n-butylammoniumtetrafluoroborat oder als Tetra-n-butylammoniumhexafluorophosphat oder als Lithiumhexafluorophosphat ausgebildet ist. Die Viskosität dieser Druckfarbe oder Tinte beträgt jeweils bei 25°C für ein CIJ-Druckverfahren (CIJ = continuous ink jet) z. B. 2,5 mPa s bis 6 mPa s oder für ein Piezodruckverfahren z. B. 3 cPa s bis 8 cPa s. Eine Dichte der in der Druckfarbe oder Tinte verwendeten Pigmente des Farbmittels oder Partikel des Farbstoffs liegt im Bereich zwischen 0,6 kg/m3 und 1,3 kg/m3, vorzugsweise zwischen 0,8 kg/m3 und 1,0 kg/m3. Bei der Verwendung einer wasserbasierten Druckfarbe oder Tinte werden die oberen Werte der genannten Bereichsangaben bevorzugt.For better printability of the ink used in an inkjet printing process or ink, this ink or ink in each case at 23 ° C, a conductivity preferably in the range of 900 .mu.S / cm to 2200 μS / cm, in particular between 1000 μS / cm to 1,900 μS / cm. The conductivity of the ink or ink used is z. B. by a supply of additives, preferably by salts and / or polymers, for. B. increased by polymer salts. The additives may be in the form of z. B. a solid and / or a solution and / or a dispersion of the ink or ink used. Alternatively or additionally, in the printing ink or ink at least one conductive salt z. B. from the group of alkali metal salts or ammonium salts, wherein the conductive salt z. B. as ammonium sulfate or as ammonium chloride or as ammonium bromide or as magnesium sulfate or as sodium and potassium sulfate or as sodium and potassium chloride or as tetra-n-butylammonium bromide or as tetra-n-butylammoniumtetrafluoroborat or as tetra-n-butylammoniumhexafluorophosphat or as lithium hexafluorophosphate is. The viscosity of this ink or ink is in each case at 25 ° C for a CIJ printing process (CIJ = continuous ink jet) z. B. 2.5 mPa s to 6 mPa s or for a piezoelectric printing z. 3 cPa s to 8 cPa s. A density of the pigments used in the ink or dye of the dye or dye is in the range between 0.6 kg / m 3 and 1.3 kg / m 3 , preferably between 0.8 kg / m 3 and 1.0 kg / m 3 . When using a water-based ink or ink, the upper values of said ranges are preferred.
Damit ergibt sich z. B. ein Identifikationsmerkmal mit mindestens zwei in einer definiert begrenzten Fläche angeordneten Identifikationselementen zur Identifikation eines Gegenstandes, wobei durch eine Bestrahlung der die Identifikationselemente des Identifikationsmerkmals aufweisenden Fläche mit sichtbarem Licht dessen erstes Identifikationselement visuell erkennbar ist und dessen zweites Identifikationselement visuell nicht erkennbar ist, wobei das erste Identifikationselement aus einer Druckfarbe oder aus einer Tinte ausgebildet ist, wobei das zweite Identifikationselement als eine aus Pigmenten eines Farbmittels gebildete Zufallsstruktur oder als eine aus Partikeln von mindestens einem Farbstoff gebildete Zufallsstruktur ausgebildet ist, wobei die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes als integraler Bestandteil der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes ausgebildet ist. Dabei weist die Druckfarbe oder die Tinte bei 23°C eine Leitfähigkeit im Bereich von 900 µS/cm bis 2.200 µS/cm auf und/oder in der Druckfarbe oder in der Tinte des ersten Identifikationselementes ist als Additiv mindestens ein Polymer und/oder als ein Leitsalz mindestens ein Alkalimetallsalz oder ein Ammoniumsalz enthalten. Ein Leitsalz ist ein Salz, das während einer Elektrolyse einen Transport elektrischer Ladungen übernimmt und/oder in einer Lösung den Ohmschen Widerstand der Lösung verringert. Dabei weisen die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente oder Partikel des mindestens einen Farbstoffs eine Dichte z. B. im Bereich zwischen 0,6 kg/m3 und 1,3 kg/m3 auf. Die Viskosität der Druckfarbe oder der Tinte jeweils bei 25°C liegt z. B. im Bereich zwischen 2,5 mPa s und 6 mPa s oder im Bereich zwischen 3 cPa s und 8 cPa s. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente oder Partikel des mindestens einen Farbstoffs eine sphärische Oberfläche auf und diejenigen Pigmente eines Farbmittels oder diejenigen Partikel mindestens eines Farbstoffs, die jeweils als farbgebender Stoff in der das erste Identifikationselement ausbildenden Druckfarbe oder Tinte enthalten sind, sind kantig oder sphärisch ausgebildet. Ferner sind die Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des Farbstoffs der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes jeweils in einem ersten Dispergiermittel dispergiert und die Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des Farbstoffs des zweiten Identifikationselementes sind jeweils in einem zweiten Dispergiermittel dispergiert, wobei sich das erste Dispergiermittel und das zweite Dispergiermittel vorzugsweise stofflich voneinander unterscheiden. Die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs weisen vorzugsweise eine einfallendes Licht diffus reflektierende Oberfläche auf. Die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs weisen z. B. eine Längenausdehnung im Bereich zwischen 0,5 µm und 10 µm auf. Die Druckfarbe oder die Tinte des ersten Identifikationselementes ist vorzugsweise in einer Schichtdicke im Bereich von 0,3 µm bis 10 µm auf einer Oberfläche des zu identifizierenden Gegenstandes aufgetragen. Die Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des Farbstoffs jeweils von der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes sind aus einem organischen oder aus einem anorganischen oder aus einem synthetischen kristallinen Pulver oder insbesondere aus Ruß oder aus Titan(IV)oxid oder aus einer Aluminium-Bronze oder aus einer Messing-Bronze ausgebildet. Die Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des Farbstoffs jeweils von der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes sind in einem Massenanteil z. B. zwischen 12 % und 18 % in der betreffenden der Druckfarbe oder Tinte enthalten und/oder die jeweils die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes ausbildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des Farbstoffs sind jeweils in einem Massenanteil insbesondere von unter 5 %, vorzugsweise von weniger als 2 % in der betreffenden Druckfarbe oder Tinte des ersten Identifikationselementes enthalten.This results z. B. an identification feature with at least two arranged in a defined limited area identification elements for the identification of an object, wherein the first identification element is visually recognizable by irradiation of the identification elements of the identification feature having visible light surface and the second identification element is not visually recognizable, wherein the the first identification element is formed from a printing ink or from an ink, wherein the second identification element is formed as a random structure formed from pigments of a colorant or as a random structure formed from particles of at least one dye, wherein the Random structure of the second identification element is formed as an integral part of the ink or the ink of the first identification element. In this case, the ink or ink at 23 ° C has a conductivity in the range of 900 .mu.S / cm to 2,200 .mu.S / cm and / or in the ink or in the ink of the first identification element is at least one polymer and / or as an additive Conducting salt at least one alkali metal salt or an ammonium salt. A conducting salt is a salt which, during electrolysis, undertakes a transport of electrical charges and / or reduces the ohmic resistance of the solution in a solution. In this case, the random structure of the second identification element forming pigments or particles of the at least one dye have a density z. B. in the range between 0.6 kg / m 3 and 1.3 kg / m 3 . The viscosity of the ink or ink at 25 ° C is z. In the range between 2.5 mPa s and 6 mPa s or in the range between 3 cPa s and 8 cPa s. In a preferred embodiment, the pigments or particles of the at least one dye forming the random structure of the second identification element have a spherical surface and those pigments of a colorant or those particles of at least one dye, each containing as colorant in the printing ink or ink forming the first identification element are edged or spherical. Further, the pigments of the colorant or the particles of the dye of the ink or the ink of the first identification element are each dispersed in a first dispersant and the pigments of the colorant or the particles of the dye of the second identification element are each dispersed in a second dispersant, wherein the first Dispersant and the second dispersant preferably differ materially from each other. The pigments of the colorant forming the random structure of the second identification element or the particles of the at least one dye preferably have an incident light diffusely reflecting surface. The random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye have z. B. a length extension in the range between 0.5 .mu.m and 10 .mu.m. The printing ink or the ink of the first identification element is preferably applied in a layer thickness in the range of 0.3 microns to 10 microns on a surface of the object to be identified. The pigments of the colorant or the particles of the dye each of the printing ink or the ink of the first identification element are made of an organic or of an inorganic or of a synthetic crystalline powder or in particular of carbon black or of titanium (IV) oxide or of an aluminum bronze or formed from a brass bronze. The pigments of the colorant or the particles of the dye in each case by the printing ink or the ink of the first identification element are in a mass fraction z. B. between 12% and 18% in the relevant of the ink or ink and / or each of the random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of the dye are each in a mass fraction, in particular less than 5%, preferably less than 2% contained in the relevant ink or ink of the first identification element.
Es ergibt sich auch ein Identifikationsmerkmal mit mindestens zwei in einer definiert begrenzten Fläche angeordneten Identifikationselementen zur Identifikation eines Gegenstandes, wobei durch eine Bestrahlung der die Identifikationselemente des Identifikationsmerkmals aufweisenden Fläche mit sichtbarem Licht dessen erstes Identifikationselement visuell erkennbar ist und dessen zweites Identifikationselement visuell nicht erkennbar ist, wobei das erste Identifikationselement aus einer Druckfarbe oder aus einer Tinte ausgebildet ist, wobei das zweite Identifikationselement als eine aus Pigmenten eines Farbmittels gebildete Zufallsstruktur oder als eine aus Partikeln von mindestens einem Farbstoff gebildete Zufallsstruktur ausgebildet ist, wobei die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes als integraler Bestandteil der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes ausgebildet ist, wobei die auf einer Oberfläche des zu identifizierenden Gegenstandes in einer gitterförmigen Anordnung von Pixeln aufgetragene Druckfarbe oder Tinte des ersten Identifikationselementes eine Schichtdicke im Bereich von 0,3 µm bis 10 µm aufweist, wobei die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs durch Koagulation, d. h. durch eine Zusammenballung eine mehrere benachbarte Pixel der Grafik, insbesondere Rastergrafik umfassende flächige Struktur ausbilden (
Es kann demnach ein Gegenstand mit einem zu seiner Identifikation angeordneten Identifikationsmerkmal ausgebildet werden, wobei das Identifikationsmerkmal in einer definiert begrenzten Fläche mindestens zwei Identifikationselemente aufweist, wobei das erste Identifikationselement aus einer Druckfarbe oder aus einer Tinte ausgebildet ist, wobei das zweite Identifikationselement als eine aus Pigmenten eines Farbmittels gebildete Zufallsstruktur oder als eine aus Partikeln von mindestens einem Farbstoff gebildete Zufallsstruktur ausgebildet ist, wobei die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes als integraler Bestandteil der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes ausgebildet ist, wobei die Druckfarbe oder die Tinte des ersten Identifikationselementes in einer Schichtdicke im Bereich von 0,3 µm bis 10 µm auf einer Oberfläche des zu identifizierenden Gegenstandes aufgetragen ist, wobei die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs eine einfallende elektromagnetische Strahlung diffus reflektierende Oberfläche aufweisen. Dieser Gegenstand ist z. B. als ein Bedruckstoff aus Papier oder aus einer Kunststofffolie oder aus einer Metallfolie oder aus einem Textil oder als ein Hohlkörper oder als eine Flasche oder als eine Dose oder als ein Erzeugnis aus einem Kunststoff oder aus einer Keramik oder aus einem Metall oder aus Holz ausgebildet. Die Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des Farbstoffs jeweils von der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes sind aus einem organischen oder aus einem anorganischen oder aus einem synthetischen kristallinen Pulver oder aus Ruß oder aus Titan(IV)oxid oder aus einer Aluminium-Bronze oder aus einer Messing-Bronze ausgebildet und/oder die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs weisen eine Oberfläche aus einem Chitosan-Algnat oder aus einer Cellulose oder aus einer Ethylcellulose oder aus einer Gelatine oder aus einem Gummiarabikum oder aus einem Melamin-Aldehyd-Harz oder aus einem Melamin-Formaldehyd-Harz oder aus einem Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder aus Nylon oder aus Phenolformaldehyd oder aus Polyacrylnitril oder aus Polyamid oder aus einem Polyelektrolytkomplex oder aus einem Polyethylen oder aus einem Polyethylenglycol oder aus einem Poly-L-Lysin oder aus einem Polylactid oder aus einem Polylysin oder aus einem Alginat oder aus einem Polynukleotid oder aus einem Polypeptid oder aus einem Polyphosphazen oder aus einem Polypropylen oder aus einem Polysaccharid oder aus Polystyrol oder aus einem Harnstoff-Formaldehyd-Harz auf. Es kann vorgesehen sein, dass durch eine Bestrahlung der die Identifikationselemente des Identifikationsmerkmals aufweisenden Fläche mit sichtbarem Licht in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 790 nm dessen erstes Identifikationselement visuell erkennbar ist und dessen zweites Identifikationselement visuell nicht erkennbar ist.Accordingly, an article with an identification feature arranged for its identification can be formed, wherein the identification feature has at least two identification elements in a defined limited area, wherein the first identification element is formed from a printing ink or an ink, wherein the second identification element is one of pigments a random structure formed of a colorant or is formed as a random structure formed of particles of at least one dye, wherein the random structure of the second Identification element is formed as an integral part of the ink or the ink of the first identification element, wherein the ink or the ink of the first identification element is applied in a layer thickness in the range of 0.3 .mu.m to 10 .mu.m on a surface of the object to be identified, wherein the Random structure of the second identification element-forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye have an incident electromagnetic radiation diffusely reflecting surface. This item is z. B. as a substrate made of paper or a plastic film or of a metal foil or of a textile or as a hollow body or as a bottle or as a can or as a product made of a plastic or of a ceramic or of a metal or wood , The pigments of the colorant or the particles of the dye each of the printing ink or the ink of the first identification element are made of an organic or of an inorganic or of a synthetic crystalline powder or of carbon black or of titanium (IV) oxide or of an aluminum bronze or formed of a brass bronze and / or the random structure of the second identification element forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye have a surface of a chitosan Algnat or of a cellulose or of an ethylcellulose or of a gelatin or a gum arabic or a melamine-aldehyde resin or a melamine-formaldehyde resin or a melamine-urea-formaldehyde resin or nylon or phenol-formaldehyde or polyacrylonitrile or polyamide or a polyelectrolyte complex or a polyethylene or a polyethylene glycol or from a poly LL ysin or from a polylactide or from a polylysine or from an alginate or from a polynucleotide or from a polypeptide or from a polyphosphazene or from a polypropylene or from a polysaccharide or from polystyrene or from a urea-formaldehyde resin. It can be provided that by irradiating the identification elements of the identification feature having visible light surface in a wavelength range of 380 nm to 790 nm whose first identification element is visually recognizable and the second Identification element is not visually recognizable.
Alternativ ergibt sich auch ein Gegenstand mit einem zu seiner Identifikation angeordneten Identifikationsmerkmal, wobei das Identifikationsmerkmal in einer definiert begrenzten Fläche mindestens zwei Identifikationselemente aufweist, wobei das erste Identifikationselement aus einer Druckfarbe oder aus einer Tinte ausgebildet ist, wobei das zweite Identifikationselement als eine aus Pigmenten eines Farbmittels gebildete Zufallsstruktur oder als eine aus Partikeln von mindestens einem Farbstoff gebildete Zufallsstruktur ausgebildet ist, wobei die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes als integraler Bestandteil der Druckfarbe oder der Tinte des ersten Identifikationselementes ausgebildet ist, wobei die auf einer Oberfläche des zu identifizierenden Gegenstandes aufgetragene Druckfarbe oder Tinte des ersten Identifikationselementes vorzugsweise in einer aus einer gitterförmigen Anordnung von Pixeln bestehenden Rastergrafik aufgetragen ist, wobei die die Zufallsstruktur des zweiten Identifikationselementes bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs durch Koagulation eine mehrere benachbarte Pixel der Rastergrafik umfassende flächige Struktur ausbilden (
Es ergibt sich auch ein Verfahren zur Prüfung der Identität und/oder Echtheit eines Gegenstandes, bei dem ein Identifikationsmerkmal mit einer aus Pigmenten eines Farbmittels oder aus Partikeln von mindestens einem Farbstoff ausgebildeten Zufallsstruktur verwendet wird, wobei die Zufallsstruktur als integraler Bestandteil einer auf einer Oberfläche des Gegenstandes aufgetragenen Druckfarbe oder Tinte ausgebildet ist, wobei die die Zufallsstruktur bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs durch eine Bestrahlung des Identifikationsmerkmals mit einer elektromagnetischen Strahlung z. B. aus dem IR-Bereich oder dem UV-Bereich zu einer spontanen Emission und zur Fluoreszenz oder Phosphoreszenz angeregt und visuell erkennbar werden, wobei zur Prüfung der Identität und/oder Echtheit des Gegenstandes mit einer Datenerfassungseinrichtung von dem Identifikationsmerkmal während der Bestrahlung des Identifikationsmerkmals mit der elektromagnetischen Strahlung z. B. aus dem IR-Bereich oder dem UV-Bereich ein einzelnes erstes Abbild oder eine Sequenz erster Abbildungen erfasst wird und wobei mit derselben Datenerfassungseinrichtung von dem betreffenden Identifikationsmerkmal nach Beendigung der Bestrahlung des Identifikationsmerkmals mit der elektromagnetischen Strahlung z. B. aus dem IR-Bereich oder dem UV-Bereich ein einzelnes zweites Abbild oder eine Sequenz zweiter Abbildungen erfasst wird, wobei durch einen mit Hilfe einer Recheneinheit ausgeführten Vergleich der jeweiligen ersten und zweiten Abbildungen geprüft wird, ob die die Zufallsstruktur bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs fluoreszieren oder phosphorisieren, wobei bei einer von der Recheneinheit festgestellten Fluoreszenz oder Phosphoreszenz der die Zufallsstruktur bildenden Pigmente des Farbmittels oder Partikel des mindestens einen Farbstoffs die Identität und/oder Echtheit des Gegenstandes als bestätigt gilt. Die Zufallsstruktur wird z. B. durch eine Bestrahlung des Identifikationsmerkmals mit Licht in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 790 nm visuell nicht erkennbar. Das Identifikationsmerkmal wird in einem druckformgebundenen Druckverfahren oder in einem druckformlosen Druckverfahren an oder auf dem Gegenstand angeordnet. Als Gegenstand wird z. B. ein als eine Materialbahn oder als ein Druckbogen ausgebildeter Bedruckstoff oder eine Verpackung oder ein Hohlkörper oder eine Flasche oder eine Dose oder ein Kunststoffbehältnis verwendet. Das Identifikationsmerkmal wird vorzugsweise in einer Druckmaschine oder in einem Verpackungsautomat oder in einer Abfüllanlage oder in einer Konfektioniermaschine an oder auf dem Gegenstand angeordnet. Die jeweiligen Abbildungen von dem Identifikationsmerkmal werden insbesondere jeweils mit einer Datenerfassungseinrichtung eines mobilen Kommunikationsgerätes erfasst, wobei als Datenerfassungseinrichtung vorzugsweise eine Kamera eines Mobiltelefons oder eines Smartphones verwendet wird. Die die Zufallsstruktur bildenden Pigmente des Farbmittels oder die Partikel des mindestens einen Farbstoffs bilden durch Koagulation eine flächige Struktur aus, wobei die flächige Struktur größer ist als eine optische Auflösung der für die Abbildungen verwendeten Datenerfassungseinrichtung. Ein Informationsgehalt der Zufallsstruktur wird insbesondere mittels einer Recheneinheit durch eine Grauwertbestimmung oder eine Schwellwertauswertung jeweils hinsichtlich der Anzahl und/oder der Intensität der betreffenden Pigmente oder Partikel oder hinsichtlich der von ihnen beanspruchten Fläche bestimmt. Das Identifikationsmerkmal des Gegenstandes kann wiederum mit einem oder mehreren der zuvor beschriebenen physikalischen und/oder stofflichen Merkmale ausgebildet sein.There is also provided a method of checking the identity and / or authenticity of an article using an identification feature with a random structure formed from pigments of a colorant or from particles of at least one dye, the random structure forming an integral part of one on a surface of the article Subject matter applied ink or ink is formed, wherein the random structure forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye by irradiation of the identification feature with an electromagnetic radiation z. B. from the IR region or the UV region to a spontaneous emission and fluorescence or phosphorescence are excited and visually recognizable, wherein for checking the identity and / or authenticity of the object with a data acquisition device of the identification feature during the irradiation of the identification feature the electromagnetic radiation z. B. from the IR range or the UV range, a single first image or a sequence of first images is detected and wherein with the same data acquisition device of the relevant identification feature after completion of the irradiation of the identification feature with the electromagnetic radiation z. B. from the IR range or the UV range, a single second image or a sequence of second images is detected, is checked by a performed by means of a computing unit comparison of the respective first and second images, whether the random structure forming pigments of the colorant or the particles of the at least one dye fluoresce or phosphorize, wherein in a detected by the arithmetic unit fluorescence or phosphorescence of the random structure forming pigments of the colorant or particles of the at least one dye the identity and / or authenticity of the article is considered confirmed. The random structure is z. B. by irradiation of the identification feature with light in a wavelength range of 380 nm to 790 nm visually unrecognizable. The identification feature is arranged on or on the object in a printing-form-linked printing method or in a printing-form-free printing method. As an object z. B. a trained as a web or as a sheet Printing material or a packaging or a hollow body or a bottle or a can or a plastic container used. The identification feature is preferably arranged on or on the object in a printing machine or in a packaging machine or in a filling installation or in a finishing machine. The respective images of the identification feature are respectively detected in each case with a data acquisition device of a mobile communication device, wherein a camera of a mobile phone or a smartphone is preferably used as the data acquisition device. The pigments forming the random structure of the colorant or the particles of the at least one dye form a planar structure by coagulation, wherein the planar structure is greater than an optical resolution of the data acquisition device used for the images. An information content of the random structure is determined in particular by means of a computing unit by means of a gray value determination or a threshold value evaluation in each case with regard to the number and / or the intensity of the relevant pigments or particles or with regard to the area claimed by them. The identification feature of the article may in turn be formed with one or more of the physical and / or material features described above.
- 0101
- Identifikationsmerkmalidentification feature
- 0202
- Pixelpixel
- 0303
- Pigmentpigment
Claims (15)
- An identification feature (01) for identification of an object with a random structure formed from a dye or of particles of at least one colorant, wherein in a defined limited area of the identification feature at least two identification elements (02, 03) are arranged, wherein a first identification element (02) is formed by a printing colour or an ink, wherein a second identification element (03) is formed by the random structure formed from the pigments of a dye or from the particles of at least one colorant, wherein the pigments of the dye or the particles of the at least one colorant of the printing colour or ink of the first identification element are each dispersed in a first dispersant, and wherein the pigments of the dye or the particles of the at least one colorant of the second identification element are each dispersed in a second dispersant, characterized in that the first dispersant and the second dispersant differ from each other in material.
- The identification feature according to claim 1, characterized in that at least one polymer and/or at least one alkali metal salt or an ammonium salt is contained in the printing colour or in the ink as an additive.
- The identification feature according to claim 1 or 2, characterized in that the random structure is formed as an integral component of the printing colour or ink.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the pigments of the dye or particles of the at least one colorant forming the random structure each have a surface diffusely reflecting incident light.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that the pigments of the dye or particles of the at least one colorant, each contained as colouring matter in the printing colour or ink forming the first identification element, are each formed from an organic or inorganic or synthetic crystalline powder or from soot or from titanium (IV) oxide or from an aluminum bronze or from a brazen bronze.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5, characterized in that the pigments of the dye of the printing colour of the first identification element are contained in a mass percentage between 12 % and 18 % in the relevant printing colour or that the particles of the at least one colorant of the ink of the first identification element are contained in a mass percentage between 1 % and 15 % in the relevant ink.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, characterized in that the pigments of the dye or the particles of the at least one colorant, each forming the random structure of the second identification element, are each contained in a mass percentage of below 5 % in the relevant printing colour or ink of the first identification element.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7, characterized in that by means of an irradiation of the area having the identification elements of the identification feature with light in a wavelength range of 380 nm to 790 nm its first identification element is visually recognizable and/or that by means of an irradiation of the area having the identification elements of the identification feature with light in a wavelength range of 380 nm to 790 nm its second identification element is not visually recognizable.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8, characterized in that the pigments of the dye or particles of the at least one colorant forming the random structure each have a spontaneous emission of visually recognizable light and/or fluorescence and/or phosphorescence by an incident electromagnetic radiation.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9, characterized in that repulsion exists between the first dispersant and the second dispersant.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9 or 10, characterized in that the pigments of the dye or particles of the at least one colorant forming the random structure each form a planar structure by coagulation.
- The identification feature according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11, characterized in that the printing colour or the ink is arranged at or on the surface of the object to be identified as a raster graphic consisting of a plurality of pixels, wherein the pigments of the dye or particles of the at least one colorant forming the random structure form a planar structure comprising several adjacent pixels of the raster graphic.
- The identification feature according to claim 12, characterized in that the raster graphic formed by the printing colour or the ink forms the first identification element.
- The identification feature according to claim 12 or 13, characterized in that the raster graphic formed by the printing colour or ink forms an image in the form of computer-readable data.
- The identification feature according to claim 12 or 13 or 14, characterized in that the raster graphic formed by the printing colour or ink has at least two kinds of pixels, between which a visually perceptible contrast exists and/or that the raster graphic formed by the printing colour or ink has different kinds of pixels, wherein the different kinds of pixels are formed in the form of at least two different shades.
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