EP3570256A1 - Prüfverfahren und auslesevorrichtung für eine sicherheitsmarkierung - Google Patents

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EP3570256A1
EP3570256A1 EP19174501.7A EP19174501A EP3570256A1 EP 3570256 A1 EP3570256 A1 EP 3570256A1 EP 19174501 A EP19174501 A EP 19174501A EP 3570256 A1 EP3570256 A1 EP 3570256A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wavelength range
field
light
security
contrast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19174501.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Jansen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dpg Deutsche Pfandsystem GmbH
Original Assignee
Dpg Deutsche Pfandsystem GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dpg Deutsche Pfandsystem GmbH filed Critical Dpg Deutsche Pfandsystem GmbH
Publication of EP3570256A1 publication Critical patent/EP3570256A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/2008—Testing patterns thereon using pre-processing, e.g. de-blurring, averaging, normalisation or rotation
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching
    • G07D7/205—Matching spectral properties

Definitions

  • the application relates to a read-out unit and a test method for reading out and checking security markings, in particular security markings on packaging, as used, for example, in the context of a deposit system.
  • Security markings are used in many ways to complicate counterfeiting and to provide the best possible guarantee for the authenticity of a certificate, a product, a banknote or the like. Security-tagged products are used because the deposit value is typically higher than the value of the package itself.
  • an outer shell of the packaging or a label or a banderole of the packaging which may be made of plastic, sheet metal or cardboard, for example, a security mark having a plurality of juxtaposed fields having different reflective properties.
  • One of these fields is, for example, a contrast field with a comparatively high reflectivity in a broad wavelength range which includes, for example, visible and infrared light.
  • a second of these fields is a dark field which has low reflectivity in the broad wavelength range compared to the contrast field.
  • a third field is a safety field that has different reflection properties in at least one known wavelength range, as in another known wavelength range.
  • the security field may have a low reflectivity in a first, for example, visible wavelength range of the light. In a second other, visible or invisible wavelength range of the light, the safety field, however, has a higher reflectivity - or vice versa.
  • the reflectivity of the respective field for a particular wavelength depends on the color with which the respective field is printed on a respective substrate.
  • the color with which the contrast field is printed or the contrast fields printed is a broadband reflective color
  • the color with which the dark field is printed or the dark fields printed is a broadband absorbing color.
  • the contrast field can also be formed by the background itself, if this is even broadband reflective.
  • the color with which the security field is printed or the security fields are printed has a higher absorption in the first wavelength range than in the second wavelength range. Accordingly, the color with which the security field is printed or the security fields printed has a higher reflectivity or a higher transparency or both in the second wavelength range. If the color with which the security field is printed or the security fields printed has a higher reflectivity in the second wavelength range than in the first wavelength range, the intensity of the reflected light in the second wavelength range is always greater than the intensity of the reflected light in the first wavelength range.
  • the intensity of the reflected light in the second wavelength range is greater than the intensity of the reflected light in the second wavelength range first wavelength range, if the background under the color with which the security field is printed, has a sufficiently high reflectivity in this second wavelength range. If the color with which the security field is printed or the security fields are printed already has a high reflectivity in the second wavelength range, it depends on the reflectivity of the background below the color with which the security field is printed or the security fields are printed. less or not at all.
  • One way to test a security marking of the type described is to illuminate the security marking on the one hand with light in the first wavelength range and on the other with light in the second wavelength range.
  • a safety field which is printed with a color which strongly absorbs visible light and is transparent to infrared light, so that the reflectivity of the safety field in the infrared wavelength range from the background under the color with which the security field is printed is determined ,
  • the background of the safety field is white, so that the safety field under infrared light also appears just as white as the background and the surroundings of the safety field, because the color with which the safety field is printed is transparent to infrared light and therefore invisible, so that under infrared light the background is visible under the color with which the security field is printed.
  • Another test method is to determine the extent to which the safety field reflects more strongly in the second wavelength range than in the first wavelength range. This method has the advantage that the check of the safety field need not refer to the environment of the safety field or any reference field that has the same color as the background on which the color for the safety field is printed.
  • the other test method has the disadvantage that the intensity of the reflected light from the safety field on the intensity of the illumination - hereinafter also called illuminance - depends.
  • the illuminance in turn, depends not only on an intensity of a light source, but e.g. also from the distance that the safety field to be tested from the light source, or from the angle at which the light from the light source strikes the safety field.
  • the invention has for its object to improve a test method on the type of the other test method or to provide means for an improved test method.
  • this object is achieved by a test method in which the intensity of the light reflected from the contrast field when illuminated with light in the first wavelength range (in which the safety field is strongly absorbed) is used to correct a difference value that is different from the difference two different Intensities of the light reflected from the security field at the two different wavelength ranges light is derived.
  • the intensities of the light reflected by the security field and by the contrast field in two different wavelength ranges are detected and evaluated. From the two different intensities of the light reflected from the safety field at the two different wavelength ranges, a difference value is derived. From the intensity of the light reflected from the contrast field when illuminated with light in the first wavelength range, a correction value is derived with which the difference value determined from the intensities of the light reflected from the safety field is corrected.
  • the test method is preferably carried out by a readout unit which is designed to carry out the test method.
  • the invention includes the recognition that the intensity of the light reflected from the contrast field when illuminated with light in the first wavelength range in a light source whose intensity is substantially constant depends primarily on the distance and angle the security marker has to the light source ,
  • the difference value is formed such that it also depends on the intensities of the light reflected by at least one dark field.
  • a difference between the intensities of the light reflected by the safety field and by the dark field can first be formed for each wavelength range. This can be done by forming a first gray level s i for a respective wavelength range, which represents the intensity of the light reflected by the dark field in the respective wavelength range. This first gray value s i can be subtracted from a second gray value d i , which represents the intensity of the light reflected by the safety field in the same wavelength range.
  • a contrast value can be formed for each of the two wavelength ranges. Subsequently, the difference between the two contrast values thus formed can be formed.
  • the difference between a gray value d i of the security field and a gray value s i of the dark field for a respective wavelength range i can be understood as a contrast value (d i -s i ) representing the contrast of the security field to the dark field.
  • the contrast value is greater the more the safety field reflects light in the first or the second wavelength range, ie the greater the difference in brightness between the dark field and the safety field when illuminated in the respective wavelength range. Because the security box in is weaker reflected in the first wavelength range than in the second wavelength range, the contrast value for the second wavelength range is greater than for the first wavelength range.
  • the difference value is formed as a difference ((d 1 -s 1 ) - (d 2 -s 2 )) of two contrast values, the difference value is a measure of how much greater the reflectivity of the safety field in the second wavelength range compared to the reflectivity in the first Wavelength range is.
  • each contrast value is normalized by means of a maximum contrast value which represents the difference between a gray value w i of the contrast field and a gray value d i of the dark field for a respective wavelength range.
  • the normalization can be effected by dividing the respective contrast value by the associated maximum contrast value so that a normalized contrast value is formed for each of the two wavelength ranges.
  • the difference value is preferably the difference between the normalized contrast values.
  • the product of the correction factor k and the gray value w 1 of the contrast field in the case of light in the first wavelength range form the previously mentioned correction value.
  • the gray value w 1 of the contrast field in the first wavelength range can also be used as a correction value.
  • the difference of the contrast values ( d 2 -s 2 ) - ( d 1 -s 1 ) is thus normalized with a value - namely the gray value w 1 of the contrast field, which depends on the distance of the security marking to the respective light source.
  • the correction factor k is preferably a constant which has been previously determined for a respective readout unit or a respective readout unit type and stored in the respective readout unit.
  • the security marking is checked and in particular the safety field is tested not only in two different wavelength ranges, but in several different wavelength ranges, so that the spectral properties of the fields of the security marking - and in particular the spectral properties of the security field and the color or the colors with which this is printed - can be examined in more differentiated ways and a forgery is even more difficult.
  • the inventive concept is further embodied by a security marker read-out unit on a package of the type described above.
  • the readout unit is designed to detect an intensity of the light reflected from the security field of the security marking in at least two different wavelength ranges, of which a first wavelength range is a wavelength range in which the security field strongly absorbs, while the other, second wavelength range is a wavelength range, in which the security field reflects comparatively stronger.
  • the readout unit preferably has an image acquisition module with an area sensor with photosensitive sensor elements, which are preferably arranged like a matrix.
  • the area sensor image acquisition module is for capturing an image imaged on the sensor in two dimensions.
  • an optic which images the image of a respective security marking as sharply as possible on the surface sensor.
  • the photosensitive sensor elements are photosensitive both in the first wavelength range of the light and in the second wavelength range and thus capable of displaying images of the security mark and in particular of the security field when illuminated with light in the first wavelength range as well as when illuminated with light in the second wavelength range Record wavelength range. Whether the image of the security marking is recorded for light in the first wavelength range or for light in the second wavelength range thus depends in this embodiment on the light with which the packaging is illuminated with the security mark.
  • the readout unit has an illumination module which is designed and arranged to illuminate a viewing region of the image acquisition module simultaneously or alternately with light in the first wavelength range and with light in the second wavelength range.
  • illumination module which is designed and arranged to illuminate a viewing region of the image acquisition module simultaneously or alternately with light in the first wavelength range and with light in the second wavelength range.
  • an illumination module which simultaneously illuminates the viewing area of the image acquisition module with light in the first wavelength range and with light in the second wavelength range, eg. broadband - illuminates.
  • alternately light filters may be switched in front of the image sensing module, one of which is transparent to light in the first wavelength range and another is transparent to light in the second wavelength range and blocks the other wavelength range.
  • two illumination modules one for light in the first wavelength range and one for light in the second wavelength range, which are switched on alternately.
  • two image capturing units can be provided which, on the one hand, due to the properties of their area sensor or due to corresponding filters, capture only images with light in the first wavelength range and only images with light in the second wavelength range on the other hand.
  • a lighting module that simultaneously emits both light in the first wavelength range and light in the second wavelength range and an image sensing module that is sensitive to both light in the first wavelength range and light in the second wavelength range, without that additional filters are needed.
  • the image of the security marking ultimately acquired in this variant would be dark in the area of the dark fields, since the dark fields absorb both light in the first wavelength range and light in the second wavelength range.
  • the contrast field would be bright because the contrast field has high reflectivity for both light in the first wavelength range and light in the second wavelength range.
  • the security field would have an average gray value, since the security field absorbs light in the first wavelength range but has a relatively high reflectivity for light in the second wavelength range, which is higher in any case than the reflectivity of the dark fields for light in the second wavelength range , Even if the security field had the same high reflectivity for light in the second wavelength range as the contrast field, the latter embodiment will illuminate and reflect the security mark with both light in the first wavelength range and light in the second wavelength range Broadband is detected, come to the fact that the security field does not appear quite bright, but gray, since it absorbs in any case, light in the first wavelength range.
  • the illumination module preferably has light sources which are narrow-band, so that the spectral bandwidth (from the half-value of the maximum to the half-value each of the maximum (FWHM: full with at half maximum)) is less than 60 nm in each case.
  • the mean wavelength between these two half-value wavelengths is referred to in the context of this description as the central wavelength of the respective wavelength range.
  • the illumination module is preferably designed such that it emits light in the visible wavelength range in two partial wavelength ranges whose central wavelengths are preferably more than 200 nm apart.
  • the intensity of the shorter wavelength of these two wavelength ranges is preferably between 25 and 40% of the total intensity of the visible light emitted in the two partial wavelength ranges.
  • Particularly suitable light sources are light-emitting diodes. These have short response times and narrow bandwidths.
  • the illumination module is preferably designed such that the viewing area of the detection module in which a scoring package is located is illuminated so uniformly that the intensity difference over the viewing area is at most 25%.
  • the illumination module is preferably arranged such that the illumination angle related to a surface normal of the security marking to be illuminated is between 20 ° and 45 °.
  • the image acquisition module with associated optics for imaging a security mark to be evaluated on the area sensor is preferably designed such that 1 mm 2 of the security marking is detected by at least four entire sensor elements (pixels).
  • the readout unit preferably comprises an evaluation unit, which is connected to the image acquisition module and which is designed to detect average gray values for at least one contrast field, at least one dark field and the security field, preferably separately for light in the first wavelength range and for light in the second wavelength range.
  • a valuation unit connected to the evaluation unit is designed to carry out an evaluation of the respectively detected security marking on the basis of the gray values of the security field recorded for the two different wavelength ranges. If the evaluation of the gray values by the valuation unit shows that, in particular, the gray values in the region of the image of the security field when illuminated with light in the second wavelength range deviate by a predefined amount from the gray values when illuminated with light in the first wavelength range, the evaluation of the security marking is in order. Otherwise, a rating is not OK.
  • FIG. 1 shows by way of example a package 10 in the form of a box with a security mark 12.
  • the security marker 12 serves to label the package 10 as a package for which a purchase is payable by a consumer, which the consumer receives upon return of the package.
  • the security marking is designed in such a way that it is not easily possible to provide the security marking with packaging for which no deposit has been paid. Since the deposit value is greater than the packaging value, the person who takes back the packaging and pays the deposit would be damaged in the case of packaging with a fake security mark.
  • FIG. 2 shows the essential features of the security marker 12, namely a comparatively highly reflective contrast field 14, which encloses a security field 16 and a signal field 18.
  • the contrast field 14 is highly reflective in a broad wavelength range, in particular in the visible wavelength range of the light and in the transition to the infrared wavelength range.
  • the safety field 16 has the property that in a first, preferably visible wavelength range of the light, it is weakly reflecting, that is to say strongly absorbing and therefore appears dark.
  • the security field 16 is highly reflective, for example just as highly reflective as the contrast field 14. This characteristic of different reflectivity at different wavelengths is obtained by the security field 16 in that the color with which the security field 16 is printed in the second wavelength range has a lower absorption than in the first wavelength range.
  • the safety field 16 when viewing the package 10 in the first wavelength range, e.g. In normal daylight, the safety field 16 can be clearly seen as a dark field against a light background, while the security field 16 is weaker to see when viewed in the second wavelength range, for example with the aid of a corresponding camera, since the security field 16 in the second wavelength range Has reflectivity similar to that of the contrast field 14.
  • the reflectivity of the respective field for a respective wavelength - and thus the intensity with which light is reflected in a respective wavelength range - depends on the Color with which the respective field is printed on a respective substrate.
  • the color with which the contrast field 14 is printed or the contrast fields printed is a broadband reflective color while the color with which the dark fields 20 and 22 are printed is a broadband absorbing color.
  • the contrast field 14 can also be formed by the background itself, if this is itself broadband reflective, so that the contrast field 14 does not necessarily have to be printed.
  • the color with which the security panel 16 is printed has a higher absorption in the first wavelength range than in the second wavelength range. Accordingly, the color with which the security panel 16 is printed has a higher reflectivity or a higher transparency or both in the second wavelength range than in the first wavelength range.
  • the intensity of the reflected light in the second wavelength range is in any case greater than the intensity of the reflected light in the first wavelength range . If the color with which the security field 16 is printed has a higher transparency in the second wavelength range than in the first wavelength range, then the intensity of the reflected light in the second wavelength range is greater than the intensity of the reflected light in the first wavelength range, if the background under the color with which the security panel 16 is printed has a sufficiently high reflectivity in this second wavelength range. If the color with which the security field 16 is printed already has a high reflectivity in the second wavelength range, the reflectivity of the background below the color with which the security field 16 is printed is less or not at all.
  • the substrate under the color with which the security field 16 is printed has a reflectivity which deviates from the reflectivity of the contrast field 14.
  • the safety field 16 can be printed with two colors, namely first with a first color with reflection properties that differ from those of the contrast field 14, and then with a second color, so that the second color covers the first color.
  • the second color with which the security field 16 is printed is then that color which, as described above, has a higher reflectivity and / or transparency in the second wavelength range than in the first wavelength range.
  • the safety panel 16 has an asymmetrical shape, so that its orientation with respect to the rest of the security mark is clearly visible.
  • a signal field 18 which, depending on the nature of the packaging, is either highly absorbent (as in FIG. 4) in a wide wavelength range including visible and infrared light FIG. 2 shown) or highly reflective. In the latter case - highly reflective signal field 18 - the signal field 18 has the same color as the background 14 and is thus practically absent, but determined solely by the abstract definition of its intended location. In the embodiment according to FIG. 2 the signal field 18 is shown in strongly absorbing color, that is weakly reflecting and therefore dark.
  • the signal field 18 serves to signal to a device for reading out the security marking whether and, if appropriate, which stored parameters are to be taken into account when checking the security marking. Parameters may e.g. be stored correction factors.
  • the security marker 12' preferably has further fields, namely dark fields once in the form of corner marks 20 and on the other in the form of orientation marks 22.
  • the dark fields 20 and 22 have the property of being strongly absorbing both in the first wavelength range and in the second wavelength range, that is to say they are weakly reflective and thus appear dark.
  • one or more of the dark fields - similar to the security field - be printed with two colors, namely first with a first color with reflection properties that differ from those of the contrast field 14, and then with a second color, so that the second color covers the first color, wherein the second color in the second wavelength range has a higher reflectivity and / or transparency, as in the first wavelength range.
  • the security against counterfeiting can be further increased.
  • at least one dark field is broadband absorbing and both in appears dark in the first wavelength range as well as in the second wavelength range.
  • the corner marks 20 are in the shape of right-angled isosceles triangles. This form is particularly suitable because such forms practically do not occur in the rest of the packaging imprint.
  • the catheters of the respective isosceles triangle 20 run parallel to the edges of the security marking 12 '. The hypotenuses of the corner marks 20 are thus turned inward with respect to the security mark 12 '.
  • the orientation marks 22 act as corner markings for finding two further corners of the overall quadrangular security mark 12 '.
  • they include between them the signal field 18, so that it is easy to find even if it has the same color as the background 14, as it is exemplified in FIG. 3 is shown.
  • Both the corner markings 20 and the orientation marks 22 may also have shapes other than those illustrated in the exemplary embodiment and be composed of several faces, for example, so that information can be encoded with the corner marks 20 and / or orientation marks 22, similar to the signal field 18 happens.
  • FIG. 4 basically shows the same security mark 12 "as FIG. 3 ,
  • the only difference between the security marker 12 "off FIG. 4 opposite the security marker 12 ' FIG. 3 is that the security field 18 at the security marker 12 "off FIG. 4 is slightly reflective, that is dark, and thus has the same color as the orientation marks 22 and the corner marks 20, while the security field 18 'of the security marker 12' off FIG. 3 is highly reflective and thus has the same color as the contrast field 14.
  • FIG. 5 shows a variant of a security marker 12 '"with a signal field 18", which is divided into a total of 8 partial signal fields, which are either strong or weakly reflective.
  • the eight subfields can thus play an 8-bit (1-byte) code.
  • the signal field 18 "outputs the byte 10100110 or 01011001, depending on whether a strong or a weak reflectivity is assigned to the bit value 1.
  • the read-out device 30, which may be part of a reverse vending machine for beverage packaging, for example, has on the one hand a transport device 32 with which a package 10 'can be positioned in front of a readout unit 34 so that it is within the field of view of the image capture unit 36 of the readout unit 34.
  • the field of view is in FIG. 5 indicated by dashed oblique lines.
  • a lighting module For illuminating the viewing area, a lighting module is provided which has two lighting units 38.1 and 38.2.
  • the illumination direction and thus the angle at which the illumination falls on a package 10 to be read are indicated by dotted arrows.
  • the illumination angle should be to the surface normal of the package 10 in an angular range between 20 ° and 45 °.
  • the lighting units 38.1 and 38.2 of the lighting module are arranged and aligned accordingly.
  • the lighting units 38.1 and 38.2 have a plurality of light-emitting diodes (LED) as light sources.
  • the illumination unit 38.1 is designed to illuminate the package 10 with light intensity of the reflected light in the second wavelength range, while the illumination unit 38.2 illuminates the packaging unit 10 with light intensity of the reflected light in the first wavelength range.
  • the lighting unit 38.2 has two types of light emitting diodes, namely, a first type of light emitting diodes emitting blue visible light and a second type of light emitting diodes emitting red, visible light.
  • the visible light emitted by the illumination unit 38.2 thus consists of two wavelength ranges, each with a central wavelength in the blue region of the visible spectrum and a central wavelength in the red region of the visible spectrum.
  • the half-value bandwidth of the two The partial wavelength ranges emitted by the visible light illumination module 38.2 are each less than 50 nm.
  • the lighting module and its lighting units 38.1 and 38.2 can thus set targeted lighting scenarios.
  • the lighting units 38.1 and 38.2 are operated alternately, so that the package 10 is illuminated either only with light in the second wavelength range from the lighting unit 38.1 or with light in the first wavelength range of the lighting unit 38.2.
  • the image acquisition module 36 has an area sensor 40 and an optical system 42 which images an image of the surface of the package 10 sharply on a surface of the area sensor 40.
  • the surface of the surface sensor 40 is formed by a plurality of photosensitive sensor elements. These are preferably arranged like a matrix.
  • the sensor elements of the surface sensor 40 and the optics 42 are designed so that a square millimeter of the surface of the package 10 is imaged onto a partial surface of the surface sensor 40 such that the partial surface contains at least four complete sensor elements.
  • the magnification with which the optical system 42 images an image of the surface of the package 10 on the surface of the area sensor 40 depends on the size that the sensor elements occupy on the surface of the area sensor 40 and the distance between the sensor elements. It goes without saying that the optic 42 is designed so that it images the surface of the package 10 sharply on the surface sensor 40 in the region of a depth of field required by varying packaging diameters.
  • the sensor elements of the surface sensor 40 are broad-band photosensitive, that is at least in the partial wavelength ranges of the light, which are emitted by the lighting units 38.1 and 38.2 simultaneously or alternately.
  • the output value provided by a respective sensor element of the area sensor 40 which is also referred to here as a gray value, is greater, the greater the total intensity of the light which strikes the respective sensor element.
  • the total intensity of the light which strikes the respective sensor element is composed of the partial intensities of the light in the different wavelength ranges, from which the light impinging on a respective sensor element is composed.
  • This total intensity is the intensity of the light detected by the sensor element in the second wavelength range when the package is illuminated exclusively by the illumination unit 38.1 with light in the second wavelength range.
  • the output value of a respective sensor element corresponds to the respective intensity in the first wavelength range of the light when the packaging surface is illuminated exclusively by the illumination unit 38.2 with light in the first wavelength range.
  • the surface of the packaging 10 is illuminated both by the illumination unit 38.1 and by the illumination unit 38.2 simultaneously with light in the second wavelength range as well as with light in the first wavelength range, the light intensity detected by a respective sensor element - and thus the output gray value - from the sum of the intensity with which a respective surface element assigned to the sensor element via the image reflects light in the first wavelength range and in the second wavelength range.
  • sensor elements which detect, for example, a part of the contrast field 14 of the security marking 12 always detect a large brightness value and thus deliver a large output value - and thus a high gray value w i .
  • sensor elements which detect part of an orientation mark 22 or corner mark 20 will always detect a low brightness value and thus also provide a low output value and gray value s i , irrespective of whether the illumination is performed with light in the first wavelength range or with light in takes place in the second wavelength range.
  • the gray value d i which is supplied by a sensor element onto which a part of the safety field 16 is imaged, depends on the type of illumination.
  • the intensity reflected by the security patch 16 is low, thus forming part of the security field 16 detecting sensor element provides only a low gray value d 1 .
  • the reflected from the safety field intensity of the light - depending on the background - significantly higher and, for example, the intensity of the contrast field 14 reflect.
  • a sensor element on which a part of the security field is imaged provides a high gray value d 2 .
  • the gray value provided by a sensor element detecting the security field is a mean gray value.
  • the processed gray values (output values of the sensor elements of the area sensor 40) are fed to an evaluation unit 46, in which on the one hand a detection of the different areas of the security marking with the aid of itself known pattern recognition process takes place.
  • This image capture of the image of the security marking also serves to determine the location of the signal field 18 in order to be able to read out its intensity.
  • the evaluation unit 46 switches on a different reference threshold for the evaluation of the intensity of the light reflected by the safety field 16 in the second wavelength range.
  • the intensity values supplied by the various fields of the security marking for the purpose of evaluating the respective security marking are compared with respective reference thresholds.
  • This evaluation is performed by a valuation unit, which is part of the evaluation unit 46 and therefore in Fig. 5 not shown in detail.
  • the evaluation of the intensity values represented by corresponding gray values d 2 which are to be assigned to the safety field 16 when illuminated with light in the second wavelength range, takes place with reference to the gray values d 1 - and thus the intensity values - that of the safety field 16 when illuminated with light in the first wavelength range are assigned.
  • packaging is accepted and the disbursement of the deposit is initiated or not.
  • the evaluation by the evaluation unit 46 takes place according to the following procedure: First, therefore, the intensities of the light reflected by the safety field in two different wavelength ranges are detected in the form of gray values d 1 , d 2 . In addition, the intensities of the light reflected by the contrast field in the first wavelength range are detected in the form of a possibly averaged gray value w 1 . From the two gray levels d 1 and d 2 representing the different intensities of the light reflected by the safety field in the two different wavelength ranges, a difference value is derived. From the gray value w 1 representing the intensity of the light reflected by the contrast field when illuminated with light in the first wavelength range, a correction value is derived with which the difference value determined from the intensities of the light reflected by the safety field is corrected.
  • the difference value is formed such that it also depends on the intensities of the light reflected by the dark field.
  • a difference between the intensities of the light reflected by the safety field and by the dark field can first be formed for each wavelength range. This can be done by forming a first gray level s i for a respective wavelength range, which represents the intensity of the light reflected by the dark field in the respective wavelength range. This first gray value s i can be subtracted from a second gray value d i , which represents the intensity of the light reflected by the safety field in the same wavelength range.
  • a contrast value can be formed for each of the two wavelength ranges. Subsequently, the difference between the two contrast values thus formed can be formed.
  • the difference between a gray value d i of the security field and a gray value s i of the dark field for a respective wavelength range i can be understood as a contrast value (d i -s i ) representing the contrast of the security field to the dark field.
  • the contrast value is greater the more the safety field reflects light in the first or the second wavelength range, ie the greater the difference in brightness between the dark field and the safety field when illuminated in the respective wavelength range. Because the security field in the first wavelength range is weaker than in the second wavelength range, the contrast value for the second wavelength range is greater than for the first wavelength range.
  • the difference value is formed as a difference ((d 1 -s 1 ) - (d 2 -s 2 )) of two contrast values, the difference value is a measure of how much greater the reflectivity of the safety field in the second wavelength range compared to the reflectivity in the first Wavelength range is.
  • each contrast value is normalized by means of a maximum contrast value representing the difference between a gray value w i of the contrast field and a gray value s i of the dark field for a respective wavelength range.
  • the normalization can be effected by dividing the respective contrast value by the associated maximum contrast value so that a normalized contrast value is formed for each of the two wavelength ranges.
  • the difference value is preferably the difference between the normalized contrast values.
  • the product of the correction factor k and the gray value w 1 of the contrast field in the case of light in the first wavelength range form the previously mentioned correction value.
  • the gray value w 1 of the contrast field in the first wavelength range can also be used as a correction value.
  • the difference of the contrast values ( d 2 -s 2 ) - ( d 1 -s 1 ) is thus normalized with a value - namely the gray value w 1 of the contrast field, which depends on the distance of the security marking to the respective light source.
  • the correction factor k is preferably a constant which has been previously determined for a respective readout unit or a respective readout unit type and stored in the respective readout unit.
  • the evaluation unit 46 is also connected to a control unit 48 which serves, for example, to control the lighting units 38.1 and 38.2 and which also controls the transport device 32, for example to rotate the package 10 by means of the transport device 32 so that the security marking on the surface of the Packaging 10 is located in the field of view of readout unit 34.
  • the image recognition by the evaluation unit 46 also serves this purpose.
  • the control unit also controls the reimbursement as well as the return of packaging.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren zum Prüfen einer Sicherheitsmarkierung, die wenigstens ein Kontrastfeld mit einer vergleichsweise hohen Reflektivität in einem ersten und einem zweiten Wellenlängenbereich und ein Sicherheitsfeld, das in dem ersten Wellenlängenbereich andere 5 Reflexionseigenschaften aufweist, als in dem zweiten Wellenlängenbereich. Bei dem Prüfverfahren wird die Intensität des von dem Kontrastfeld bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich (in dem das Sicherheitsfeld stark absorbiert) reflektierten Lichtes genutzt, um einen Differenzwert zu korrigieren, der von einer Differenz zwischen den beiden unterschiedlichen Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld bei den 10 zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts abgeleitet ist.

Description

  • Die Anmeldung betrifft eine Ausleseeinheit und ein Prüfverfahren zum Auslesen und Prüfen von Sicherheitsmarkierungen, insbesondere Sicherheitsmarkierungen auf Verpackungen, wie sie beispielsweise im Rahmen eines Pfandsystems genutzt werden.
  • Sicherheitsmarkierungen werden in vielfältiger Weise genutzt um Fälschungen zu erschweren und eine möglichst gute Gewähr für die Authentizität einer Urkunde, eines Produkts, einer Banknote oder dergleichen zu bieten. Bei pfandbehafteten Produkten werden Sicherheitsmarkierungen genutzt, weil der Pfandwert typischerweise höher ist, als der Wert der Verpackung selbst.
  • Es ist bekannt, auf eine äußere Hülle der Verpackung oder ein Etikett oder eine Banderole der Verpackung, die beispielsweise aus Kunststoff, Blech oder Pappe bestehen kann, eine Sicherheitsmarkierung aufzubringen, welche mehrere nebeneinander angeordnete Felder aufweist, die unterschiedliche Reflexionseigenschaften aufweisen. Eines dieser Felder ist beispielsweise ein Kontrastfeld mit einer vergleichsweise hohen Reflektivität in einem breiten Wellenlängenbereich, der z.B. sichtbares und infrarotes Licht umfasst. Ein zweites dieser Felder ist ein Dunkelfeld, das eine im Vergleich zum Kontrastfeld geringe Reflektivität in dem breiten Wellenlängenbereich besitzt. Ein drittes Feld ist ein Sicherheitsfeld, das in wenigstens einem bekannten Wellenlängenbereich andere Reflexionseigenschaften aufweist, als in einem anderen bekannten Wellenlängenbereich. Beispielsweise kann das Sicherheitsfeld in einem ersten z.B. sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes eine geringe Reflektivität besitzen. In einem zweiten anderen, sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes besitzt das Sicherheitsfeld hingegen eine höhere Reflektivität - oder umgekehrt.
  • Die Reflektivität des jeweiligen Feldes für eine jeweilige Wellenlänge hängt von der Farbe ab, mit der das jeweilige Feld auf einen jeweiligen Untergrund gedruckt ist. Typischerweise ist die Farbe, mit der das Kontrastfeld gedruckt ist oder die Kontrastfelder gedruckt sind, eine breitbandig reflektierende Farbe, während die Farbe, mit der das Dunkelfeld gedruckt ist oder die Dunkelfelder gedruckt sind, eine breitbandig absorbierende Farbe ist. Das Kontrastfeld kann auch von dem Untergrund selbst gebildet sein, wenn dieser selbst breitbandig reflektierend ist.
  • Die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist oder die Sicherheitsfelder gedruckt sind, hat in dem ersten Wellenlängenbereich eine höhere Absorption als in dem zweiten Wellenlängenbereich. Dementsprechend besitzt die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist oder die Sicherheitsfelder gedruckt sind, in dem zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität oder eine höhere Transparenz oder beides. Hat die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist oder die Sicherheitsfelder gedruckt sind, im zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität, als in dem ersten Wellenlängenbereich, ist die Intensität des reflektierten Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich in jedem Fall größer, als die Intensität des reflektierten Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich. Hat die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist oder die Sicherheitsfelder gedruckt sind, im zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Transparenz, als in dem ersten Wellenlängenbereich, ist die Intensität des reflektierten Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich dann größer, als die Intensität des reflektierten Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, wenn der Untergrund unter der Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist, eine ausreichend hohe Reflektivität in diesem zweiten Wellenlängenbereich besitzt. Wenn die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist oder die Sicherheitsfelder gedruckt sind, in dem zweiten Wellenlängenbereich bereits selbst eine hohe Reflektivität besitzt, kommt es auf die Reflektivität des Untergrundes unter der Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist oder die Sicherheitsfelder gedruckt sind, weniger oder gar nicht an.
  • Eine Möglichkeit, eine Sicherheitsmarkierung der beschriebenen Art zu prüfen, besteht darin, die Sicherheitsmarkierung zum Einen mit Licht im ersten Wellenlängenbereich zu beleuchten und zum Anderen mit Licht im zweiten Wellenlängenbereich.
  • In DE 10 2006 011 143 , DE 102 47 252 und DE 43 19 555 ist jeweils ein Sicherheitsfeld beschrieben, das mit einer Farbe gedruckt ist, die sichtbares Licht stark absorbiert und für infrarotes Licht transparent ist, so dass die Reflektivität des Sicherheitsfeldes im infraroten Wellenlängenbereich von dem Untergrund unter der Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist, bestimmt ist. Der Untergrund des Sicherheitsfelds ist weiß, so dass das Sicherheitsfeld unter Infrarotlicht ebenfalls genauso weiß wie der Untergrund und die Umgebung des Sicherheitsfeldes erscheint, denn die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist, ist ja für Infrarotlicht transparent und somit unsichtbar, so dass unter Infrarotlicht der Untergrund unter der Farbe, mit der das Sicherheitsfeld gedruckt ist, sichtbar ist.
  • Ein anderes Prüfverfahren stellt darauf ab, das Maß zu bestimmen, um das das Sicherheitsfeld in dem zweiten Wellenlängenbereich stärker reflektiert, als in dem ersten Wellenlängenbereich. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Prüfung des Sicherheitsfelds nicht auf die Umgebung des Sicherheitsfeldes oder irgendein Referenzfeld referenzieren muss, das die selbe Farbe hat, wie der Untergrund auf den die Farbe für das Sicherheitsfeld gedruckt ist.
  • Das andere Prüfverfahren hat dafür den Nachteil, dass die Intensität des von dem Sicherheitsfeld reflektierten Lichts von der Intensität der Beleuchtung - im folgenden auch Beleuchtungsstärke genannt - abhängt. Die Beleuchtungsstärke hängt wiederum nicht nur von einer Intensität einer Lichtquelle, sondern z.B. auch von dem Abstand ab, den das zu prüfende Sicherheitsfeld von der Lichtquelle hat, oder von dem Winkel, in dem das Licht der Lichtquelle auf das Sicherheitsfeld auftrifft.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren nach Art des anderen Prüfverfahrens zu verbessern oder Mittel für ein verbessertes Prüfverfahren bereit zu stellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Prüfverfahren gelöst, bei dem die Intensität des von dem Kontrastfeld bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich (in dem das Sicherheitsfeld stark absorbiert) reflektierten Lichtes genutzt wird, um einen Differenzwert zu korrigieren, der von einer Differenz zwischen den beiden unterschiedlichen Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld bei den zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts abgeleitet ist. Gemäß diesem Verfahren werden also die Intensitäten des vom Sicherheitsfeld und von dem Kontrastfeld in zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts erfasst und ausgewertet. Aus den beiden unterschiedlichen Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld bei den zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts wird ein Differenzwert abgeleitet. Aus der Intensität des von dem Kontrastfeld bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichtes wird ein Korrekturwert abgeleitet, mit dem der aus den Intensitäten des vom Sicherheitsfeld reflektierten Licht bestimmte Differenzwert korrigiert wird.
  • Das Prüfverfahren wird vorzugsweise von einer Ausleseeinheit durchgeführt, die dazu ausgebildet ist, das Prüfverfahren auszuführen.
  • Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass die Intensität des von dem Kontrastfeld bei einer Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichts bei einer Lichtquelle, deren Intensität im Wesentlichen gleichbleibend ist, vor allem vom Abstand und Winkel abhängt, den die Sicherheitsmarkierung zur Lichtquelle hat.
  • Vorzugsweise wird der Differenzwert so gebildet, dass er auch von den Intensitäten des von wenigstens einem Dunkelfeld reflektierten Lichtes abhängt. Beispielsweise kann zunächst für jeden Wellenlängenbereich eine Differenz zwischen den Intensitäten des vom Sicherheitsfeld und vom Dunkelfeld reflektierten Lichtes gebildet werden. Dies kann dadurch geschehen, dass für einen jeweiligen Wellenlängenbereich ein erster Grauwert si gebildet wird, der die Intensität des von dem Dunkelfeld in dem jeweiligen Wellenlängenbereich reflektierten Lichts repräsentiert. Dieser erste Grauwert si kann von einem zweiten Grauwert di abgezogen werden, der die Intensität des von dem Sicherheitsfeld in demselben Wellenlängenbereich reflektierten Lichts repräsentiert. So kann für jeden der beiden Wellenlängenbereiche ein Kontrastwert gebildet werden. Anschließend kann die Differenz der beiden so gebildeten Kontrastwerte gebildet werden. Die Differenz zwischen einem Grauwert di des Sicherheitsfelds und einem Grauwert si des Dunkelfelds für einen jeweiligen Wellenlängenbereich i kann als Kontrastwert (di - si) verstanden werden, der den Kontrast des Sicherheitsfelds zum Dunkelfeld repräsentiert. Der Kontrastwert ist umso größer, je stärker das Sicherheitsfeld Licht in dem ersten oder dem zweiten Wellenlängenbereich reflektiert, d.h. je größer der Helligkeitsunterschied zwischen Dunkelfeld und Sicherheitsfeld bei Beleuchtung in dem jeweiligen Wellenlängenbereich ist. Da das Sicherheitsfeld in dem ersten Wellenlängenbereich schwächer reflektiert, als in dem zweiten Wellenlängenbereich, ist der Kontrastwert für den zweiten Wellenlängenbereich größer, als für den ersten Wellenlängenbereich. Wenn der Differenzwert als Differenz ((d1 - s1) - (d2 - s2)) zweier Kontrastwerte gebildet wird, ist der Differenzwert ein Maß dafür, wieviel größer die Reflektivität des Sicherheitsfelds in dem zweiten Wellenlängenbereich gegenüber der Reflektivität in dem ersten Wellenlängenbereich ist.
  • Vorzugsweise wird jeder Kontrastwert mittels eines Maximalkontrastwertes normiert, der die Differenz zwischen einem Grauwert wi des Kontrastfelds und einem Grauwert di des Dunkelfelds für einen jeweiligen Wellenlängenbereich repräsentiert. Die Normierung kann dadurch erfolgen, dass der jeweilige Kontrastwert durch den zugehörigen Maximalkontrastwert geteilt wird so dass für jeden der beiden Wellenlängenbereiche ein normierter Kontrastwert gebildet wird.
  • In diesem Fall ist der Differenzwert vorzugsweise die Differenz zwischen den normierten Kontrastwerten. Das Produkt aus dem Korrekturfaktor k und dem Grauwert w1 des Kontrastfelds bei Licht in dem ersten Wellenlängenbereich bilden hier den zuvor gennannten Korrekturwert.
  • Im einfachsten Fall kann auch der Grauwert w1 des Kontrastfeldes in dem ersten Wellenlängenbereich als Korrekturwert genutzt werden.
  • In diesem Fall wir die Differenz der Kontrastwerte (d 2 - s 2) - (d 1 - s 1) somit mit einem Wert - nämlich dem Grauwert w1 des Kontrastfeldes - normiert, der von dem Abstand der Sicherheitsmarkierung zur jeweiligen Lichtquelle abhängt.
  • Der Korrekturfaktor k ist vorzugsweise eine Konstante, die für eine jeweilige Ausleseeinheit oder einen jeweiligen Ausleseeinheit-Typ vorab ermittelt wurde und in der jeweiligen Ausleseeinheit gespeichert ist.
  • Gemäß weiterer Varianten des Prüfverfahrens erfolgt die Prüfung der Sicherheitsmarkierung und insbesondere die Prüfung des Sicherheitsfeldes nicht nur in zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, sondern in mehreren unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, so dass die spektralen Eigenschaften der Felder der Sicherheitsmarkierung - und zwar insbesondre die spektralen Eigenschaften des Sicherheitsfeldes und der Farbe oder der Farben mit denen dieses gedruckt ist - noch differenzierter geprüft werden können und eine Fälschung noch stärker erschwert wird..
  • Der Erfindungsgedanke wird außerdem durch eine Ausleseeinheit für eine Sicherheitsmarkierung auf einer Verpackung der vorstehend beschriebenen Art verkörpert. Die Ausleseeinheit ist erfindungsgemäß ausgebildet, eine Intensität des von dem Sicherheitsfeld der Sicherheitsmarkierung reflektierten Lichtes in wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zu erfassen, von denen ein erster Wellenlängenbereich ein Wellenlängenbereich ist, bei dem das Sicherheitsfeld stark absorbiert, während der andere, zweite Wellenlängenbereich ein Wellenlängenbereich ist, bei dem das Sicherheitsfeld vergleichsweise stärker reflektiert.
  • Die Ausleseeinheit besitzt vorzugsweise ein Bilderfassungsmodul mit einem Flächensensor mit lichtempfindlichen Sensorelementen, die vorzugsweise matrixartig angeordnet sind. Das Bilderfassungsmodul mit Flächensensor dient dem Erfassen eines auf den Sensor abgebildeten Bildes in zwei Dimensionen.
  • Vor dem Flächensensor ist hierzu üblicherweise eine Optik angebracht, die das Bild einer jeweiligen Sicherheitsmarkierung möglichst scharf auf dem Flächensensor abbildet.
  • Die lichtempfindlichen Sensorelemente sind sowohl in dem ersten Wellenlängenbereich des Lichtes als auch in dem zweiten Wellenlängenbereich lichtempfindlich und somit in der Lage, sowohl Bilder der Sicherheitsmarkierung und insbesondere des Sicherheitsfeldes bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich, als auch bei Beleuchtung mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aufzunehmen. Ob das Bild der Sicherheitsmarkierung bei Licht in dem ersten Wellenlängenbereich oder bei Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aufgenommen wird, hängt bei dieser Ausführungsvariante somit davon ab, mit welchem Licht die Verpackung mit der Sicherheitsmarkierung beleuchtet wird.
  • Entsprechend weist die Ausleseeinheit in einer bevorzugten Ausführungsvariante ein Beleuchtungsmodul auf, das ausgebildet und angeordnet ist, einen Sichtbereich des Bilderfassungsmoduls gleichzeitig oder abwechselnd mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich zu beleuchten. Mit Sichtbereich des Bilderfassungsmoduls ist hierbei der Raum gemeint, in dem sich die Sicherheitsmarkierung einer Verpackung befindet, wenn sein Bild scharf auf dem Flächensensor abgebildet wird.
  • Alternativ kann auch ein Beleuchtungsmodul vorgesehen sein, das den Sichtbereich des Bilderfassungsmoduls gleichzeitig mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich - also z.B. breitbandig - ausleuchtet. In diesem Fall können vor das Bilderfassungsmodul abwechselnd Lichtfilter geschaltet werden, von denen einer für Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und ein anderer für Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich transparent ist und den jeweils anderen Wellenlängenbereich sperrt. Es können auch zwei Beleuchtungsmodule vorgesehen sein, eines für Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und eines für Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich, die abwechselnd eingeschalten werden. Genauso können zwei Bilderfassungseinheiten vorgesehen sein, die aufgrund der Eigenschaften ihres Flächensensors oder aufgrund entsprechender Filter einerseits nur Bilder bei Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und andererseits nur Bilder bei Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich erfassen.
  • Schließlich ist es auch möglich, ein Beleuchtungsmodul vorzusehen, das gleichzeitig sowohl Licht in dem ersten Wellenlängenbereich als auch Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aussendet und ein Bilderfassungsmodul, das sowohl für Licht in dem ersten Wellenlängenbereich als auch für Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich empfindlich ist, ohne dass weitere Filter benötigt werden. Das bei dieser Variante letztendlich erfasste Bild der Sicherheitsmarkierung wäre im Bereich der Dunkelfelder dunkel, da die Dunkelfelder sowohl Licht in dem ersten Wellenlängenbereich als auch Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich absorbieren. Das Kontrastfeld wäre hell, da das Kontrastfeld sowohl für Licht in dem ersten Wellenlängenbereich als auch für Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich eine hohe Reflektivität besitzt. Das Sicherheitsfeld hätte hingegen einen mittleren Grauwert, da das Sicherheitsfeld zwar Licht in dem ersten Wellenlängenbereich absorbiert, für Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aber eine relativ hohe Reflektivität besitzt, die in jedem Falle höher ist, als die Reflektivität der Dunkelfelder bei Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich. Selbst wenn das Sicherheitsfeld bei Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich die gleiche hohe Reflektivität besäße, wie das Kontrastfeld, wird es bei der letztgenannten Ausführungsvariante, bei der die Sicherheitsmarkierung sowohl mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich als auch mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich beleuchtet und das reflektierte Licht breitbandig erfasst wird, dazu kommen, dass das Sicherheitsfeld nicht ganz hell, sondern grau erscheint, da es ja in jedem Falle Licht in dem ersten Wellenlängenbereich absorbiert.
  • In allen Varianten besitzt das Beleuchtungsmodul vorzugsweise Lichtquellen, die schmalbandig sind, so dass die spektrale Bandbreite (von Halbwert des Maximums zu Halbwert des Maximums (FWHM: full with at half maximum)) jeweils kleiner als 60 nm ist. Die mittlere Wellenlänge zwischen diesen beiden Halbwertswellenlängen wird im Rahmen dieser Beschreibung als zentrale Wellenlänge des jeweiligen Wellenlängenbereichs bezeichnet.
  • Das Beleuchtungsmodul ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich in zwei Teilwellenlängenbereichen ausstrahlt, deren zentrale Wellenlängen vorzugsweise mehr als 200 nm auseinanderliegen.
  • Die Intensität des kurzwelligeren dieser beiden Wellenlängenbereiche beträgt vorzugsweise zwischen 25 und 40 % der Gesamtintensität des in den beiden Teilwellenlängenbereichen ausgestrahlten sichtbaren Lichtes. Besonders geeignete Lichtquellen sind Leuchtdioden. Diese haben kurze Reaktionszeiten und schmale Bandbreiten.
  • Das Beleuchtungsmodul ist vorzugsweise so ausgebildet, dass der Sichtbereich des Erfassungsmoduls, in dem sich eine bewertende Verpackung befindet, derart gleichmäßig ausgeleuchtet wird, dass die Intensitätsdifferenz über den Sichtbereich höchstens 25 % beträgt.
  • Weiterhin ist das Beleuchtungsmodul vorzugsweise so angeordnet, dass der auf eine Flächennormale der zu beleuchtenden Sicherheitsmarkierung bezogene Beleuchtungswinkel zwischen 20° und 45° beträgt.
  • Das Bilderfassungsmodul mit zugehöriger Optik zum Abbilden einer zu bewertenden Sicherheitsmarkierung auf dem Flächensensor ist vorzugsweise so gestaltet, dass 1 mm2 der Sicherheitsmarkierung von wenigstens vier ganzen Sensorelementen (Pixeln) erfasst wird.
  • Die Ausleseeinheit umfasst vorzugsweise eine Auswerteeinheit, die mit dem Bilderfassungsmodul verbunden ist und die ausgebildet ist, mittlere Grauwerte für wenigstens ein Kontrastfeld, wenigstens ein Dunkelfeld und das Sicherheitsfeld zu erfassen, und zwar vorzugsweise separat für Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und für Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich. Eine mit der Auswerteeinheit verbundene Bewertungseinheit ist schließlich ausgebildet, eine Bewertung der jeweils erfassten Sicherheitsmarkierung auf Basis der für die beiden verschiedenen Wellenlängenbereiche erfassten Grauwerte des Sicherheitsfeldes durchzuführen. Wenn die Bewertung der Grauwerte durch die Bewertungseinheit ergibt, dass insbesondere die Grauwerte im Bereich des Abbildes des Sicherheitsfeldes bei Beleuchtung mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich um ein vorgegebenes Maß von den Grauwerten bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich abweichen, erfolgt die Bewertung der Sicherheitsmarkierung als in Ordnung. Anderenfalls erfolgt eine Bewertung als nicht in Ordnung. Letzteres hätte bei der vorgesehenen Verwendung in einem Pfandautomaten die Wirkung, dass eine Verpackung nicht angenommen, sondern zurückgenommen wird. Eine Erstattung des Pfandwertes erfolgt dann nicht. Wird hingegen eine jeweils erfasste Sicherheitsmarkierung als in Ordnung bewertet, wird die entsprechende Verpackung von einem Rücknahmeautomaten mit der erfindungsgemäßen Ausleseeinheit angenommen und der Pfandwert erstattet.
  • Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden:
    • Figur 1:
    zeigt beispielhaft eine Verpackung mit einer Sicherheitsmarkierung gemäß der Erfindung;
    Figur 2:
    zeigt ein Ausführungsbeispiel einer einfachsten Variante einer Sicherheitsmarkierung für eine erfindungsgemäße Verpackung;
    Figur 3:
    zeigt eine erweiterte Ausführungsvariante der Sicherheitsmarkierung aus Figur 2;
    Figur 4:
    zeigt die Sicherheitsmarkierung aus Figur 3 in seiner Form für einen anderen Untergrund;
    Figur 5:
    zeigt eine alternative Ausführungsvariante einer Sicherheitsmarkierung;
    Figur 6:
    zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausleseeinheit.
  • Figur 1 zeigt beispielhaft eine Verpackung 10 in Form einer Dose mit einer Sicherheitsmarkierung 12.
  • Die Sicherheitsmarkierung 12 dient dazu, die Verpackung 10 als eine Verpackung zu kennzeichnen, für die beim Erwerb durch einen Verbraucher Pfand zu zahlen ist, den der Verbraucher bei Rückgabe der Verpackung zurück erhält. Die Sicherheitsmarkierung ist so gestaltet, dass es nicht ohne weiteres möglich ist, solche Verpackungen, für die kein Pfand bezahlt wurde, mit der Sicherheitsmarkierung auszustatten. Da der Pfandwert größer ist als der Verpackungswert, würde demjenigen, der die Verpackung zurücknimmt und den Pfand auszahlt, im Falle von Verpackungen mit gefälschter Sicherheitsmarkierung ein Schaden entstehen.
  • Figur 2 zeigt die wesentlichen Merkmale der Sicherheitsmarkierung 12, nämlich ein vergleichsweise stark reflektierendes Kontrastfeld 14, das ein Sicherheitsfeld 16 und ein Signalfeld 18 umschließt. Das Kontrastfeld 14 ist in einem breiten Wellenlängenbereich stark reflektierend, insbesondere im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes sowie im Übergang zum infrarotem Wellenlängenbereich.
  • Das Sicherheitsfeld 16 hat die Eigenschaft, dass es in einem ersten, vorzugsweise sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes, schwach reflektierend ist, also stark absorbierend und daher dunkel erscheint.
  • In einem zweiten, vorzugsweise ebenfalls sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichts, ist das Sicherheitsfeld 16 hingegen stark reflektierend, beispielsweise genauso stark reflektierend wie das Kontrastfeld 14. Diese Eigenschaft unterschiedlicher Reflektivität bei verschiedenen Wellenlängen erhält das Sicherheitsfeld 16 dadurch, dass die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, in dem zweiten Wellenlängenbereich eine geringere Absorption aufweist, als in dem ersten Wellenlängenbereich.
  • Dies hat zur Folge, dass bei Betrachtung der Verpackung 10 in dem ersten Wellenlängenbereich, z.B. bei normalem Tageslicht das Sicherheitsfeld 16 deutlich als dunkles Feld vor hellem Hintergrund zu erkennen ist, während sich das Sicherheitsfeld 16 bei Betrachtung in dem zweiten Wellenlängenbereich, beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Kamera schwächer zu erkennen ist, da das Sicherheitsfeld 16 in dem zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität besitzt, die der des Kontrastfelds 14 ähnlich sein.
  • Die Reflektivität des jeweiligen Feldes für eine jeweilige Wellenlänge - und damit die Intensität mit der Licht in einem jeweiligen Wellenlängenbereich reflektiert wird - hängt von der Farbe ab, mit der das jeweilige Feld auf einen jeweiligen Untergrund gedruckt ist. Typischerweise ist die Farbe, mit der das Kontrastfeld 14 gedruckt ist oder die Kontrastfelder gedruckt sind, eine breitbandig reflektierende Farbe, während die Farbe, mit der die Dunkelfelder 20 und 22 gedruckt sind, eine breitbandig absorbierende Farbe ist. Das Kontrastfeld 14 kann auch von dem Untergrund selbst gebildet sein, wenn dieser selbst breitbandig reflektierend ist, so dass das Kontrastfeld 14 nicht notwendigerweise bedruckt sein muss.
  • Die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, hat in dem ersten Wellenlängenbereich eine höhere Absorption als in dem zweiten Wellenlängenbereich. Dementsprechend besitzt die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, in dem zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität oder eine höhere Transparenz oder beides, als in dem ersten Wellenlängenbereich. Hat die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, im zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität, als in dem ersten Wellenlängenbereich, ist die Intensität des reflektierten Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich in jedem Fall größer, als die Intensität des reflektierten Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich. Hat die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, im zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Transparenz, als in dem ersten Wellenlängenbereich, ist die Intensität des reflektierten Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich dann größer, als die Intensität des reflektierten Lichts in dem ersten Wellenlängenbereich, wenn der Untergrund unter der Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, eine ausreichend hohe Reflektivität in diesem zweiten Wellenlängenbereich besitzt. Wenn die Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, in dem zweiten Wellenlängenbereich bereits selbst eine hohe Reflektivität besitzt, kommt es auf die Reflektivität des Untergrundes unter der Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, weniger oder gar nicht an.
  • Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch vorteilhaft, wenn der Untergrund unter der Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, eine Reflektivität besitzt, die von der Reflektivität des Kontrastfeldes 14 abweicht. Die bedeutet, dass das Sicherheitsfeld 16 mit zwei Farben gedruckt sein kann, nämlich zunächst mit einer ersten Farbe mit Reflektionseigenschaften, die von denen des Kontrastfeldes 14 abweichen, und anschließend mit einer zweiten Farbe, so dass die zweite Farbe die erste Farbe bedeckt. Die zweite Farbe, mit der das Sicherheitsfeld 16 gedruckt ist, ist dann diejenige Farbe, die wie zuvor beschrieben im zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität und/oder Transparenz besitzt, als in dem ersten Wellenlängenbereich.
  • Das Sicherheitsfeld 16 hat eine asymmetrische Form, so dass dessen Ausrichtung in Bezug auf die übrige Sicherheitsmarkierung eindeutig zu erkennen ist.
  • Weiterer Bestandteil der Sicherheitsmarkierung 12 ist ein Signalfeld 18, das je nach Art der Verpackung in einem breiten Wellenlängenbereich, der sichtbares wie infrarotes Licht einschließt, entweder stark absorbierend (wie in Figur 2 dargestellt) oder stark reflektierend ist. Im letztgenannten Fall - stark reflektierendes Signalfeld 18 - besitzt das Signalfeld 18 die gleiche Farbe wie der Hintergrund 14 und ist somit praktisch nicht vorhanden, sondern ausschließlich durch die abstrakte Definition seines vorgesehenen Ortes bestimmt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist das Signalfeld 18 in stark absorbierender Farbe dargestellt, also schwach reflektierend und daher dunkel.
  • Das Signalfeld 18 dient dazu, einer Vorrichtung zum Auslesen der Sicherheitsmarkierung zu signalisieren, ob und ggf. welche gespeicherten Parameter bei einer Prüfung der Sicherheitsmarkierung zu berücksichtigen sind. Parameter können z.B. gespeicherte Korrekturfaktoren sein.
  • Um das Auffinden der Sicherheitsmarkierung 12' (siehe Figur 3) auf einer Verpackung 10 sowie das Auffinden des Signalfeldes 18 innerhalb der Sicherheitsmarkierung 12' zu erleichtern, weist die Sicherheitsmarkierung 12' vorzugsweise weitere Felder auf, nämlich Dunkelfelder einmal in Form von Eckmarkierungen 20 und zum anderen in Form von Orientierungsmarkierungen 22.
  • Die Dunkelfelder 20 und 22 haben die Eigenschaft, sowohl in dem ersten Wellenlängenbereich als auch in dem zweiten Wellenlängenbereich stark absorbierend, also schwach reflektierend zu sein und somit dunkel zu erscheinen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eines oder können mehrere der Dunkelfelder - ähnlich wie auch das Sicherheitsfeld - mit zwei Farben gedruckt sein, nämlich zunächst mit einer ersten Farbe mit Reflektionseigenschaften, die von denen des Kontrastfeldes 14 abweichen, und anschließend mit einer zweiten Farbe, so dass die zweite Farbe die erste Farbe bedeckt, wobei die zweite Farbe in dem zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität und/oder Transparenz besitzt, als in dem ersten Wellenlängenbereich. Auf diese Weise die Fälschungssicherheit noch weiter erhöht werden. Auch bei dieser Ausführungsvariante ist es hilfreich, wenn wenigstens ein Dunkelfeld breitbandig absorbierend ist und sowohl in dem ersten Wellenlängenbereich als auch in dem zweiten Wellenlängenbereich dunkel erscheint.
  • Die Eckmarkierungen 20 haben die Form von rechtwinkligen, gleichschenkligen Dreiecken. Diese Form ist besonders geeignet, weil derartige Formen im übrigen Verpackungsaufdruck praktisch nicht vorkommen. Die Katheten des jeweiligen gleichschenkligen Dreieckes 20 verlaufen dabei parallel zu den Kanten der Sicherheitsmarkierung 12'. Die Hypotenusen der Eckmarkierungen 20 sind somit in Bezug auf die Sicherheitsmarkierung 12' nach innen gewandt.
  • Die Orientierungsmarkierungen 22 wirken zum Einen als Eckmarkierungen zum Auffinden zwei weiterer Ecken der insgesamt viereckigen Sicherheitsmarkierung 12'. Außerdem schließen sie zwischen sich das Signalfeld 18 ein, so dass dieses auch dann leicht aufzufinden ist, wenn es die gleiche Farbe hat, wie der Hintergrund 14, so wie es beispielhaft in Figur 3 dargestellt ist.
  • Sowohl die Eckmarkierungen 20 als auch die Orientierungsmarkierungen 22 können auch andere als die im Ausführungsbeispiel dargestellten Formen haben und beispielsweise aus mehreren Teilflächen zusammengesetzt sein, so dass mit den Eckmarkierungen 20 und/oder Orientierungsmarkierungen 22 Informationen codiert werden können, ähnlich wie dies mit Hilfe des Signalfelds 18 geschieht.
  • Figur 4 zeigt grundsätzlich die gleiche Sicherheitsmarkierung 12" wie Figur 3. Der einzige Unterschied zwischen der Sicherheitsmarkierung 12" aus Figur 4 gegenüber der Sicherheitsmarkierung 12' aus Figur 3 besteht darin, dass das Sicherheitsfeld 18 bei der Sicherheitsmarkierung 12" aus Figur 4 schwach reflektierend, also dunkel ist, und somit die gleiche Farbe besitzt, wie die Orientierungsmarkierungen 22 und die Eckmarkierungen 20, während das Sicherheitsfeld 18' der Sicherheitsmarkierung 12' aus Figur 3 stark reflektierend ist und somit die gleiche Farbe besitzt, wie das Kontrastfeld 14.
  • Figur 5 zeigt eine Variante einer Sicherheitsmarkierung 12'" mit einem Signalfeld 18", das in insgesamt 8 Teilsignalfelder unterteilt ist, die entweder stark oder schwach reflektierend sind. Die acht Teilfelder können auf diese Weise einen 8 Bit (1 Byte) umfassenden Code wiedergeben. Je nach Wert des jeweiligen Bits - 0 oder 1 - ist das zugehörige Teilfeld stark oder schwach reflektierend. Im Ausführungsbeispiel gibt das Signalfeld 18" das Byte 10100110 oder 01011001 wieder, je nachdem, ob eine starke oder eine schwache Reflektivität dem Bitwert 1 zugeordnet ist. Mit einem derartigen, unterteilten Signalfeld 18" lässt sich nicht nur eine zweiwertige Information (gerichtet reflektierend oder diffus reflektierend) wiedergeben, sondern im Ausführungsbeispiel eine 256-wertige Information, als z.B. einer Vielzahl unterschiedlicher Korrekturfaktoren für beispielsweise verschiedene Verpackungen.
  • Anhand der in Figur 6 dargestellten, schematischen, skizzenhaften Darstellung einer Auslesevorrichtung 30 zum Auslesen von Sicherheitsmarkierungen 12 auf Verpackungen wie der Verpackung 10 sollen nun deren wesentliche Bestandteile sowie deren Funktionsweise beschrieben werden.
  • Die Auslesevorrichtung 30, die beispielsweise Teil eines Rücknahmeautomaten für Getränkeverpackungen sein kann, weist zum Einen eine Transporteinrichtung 32 auf, mit der eine Verpackung 10' so vor einer Ausleseeinheit 34 positioniert werden kann, dass sie sich im Sichtbereich der Bilderfassungseinheit 36 der Ausleseeinheit 34 befindet. Der Sichtbereich ist in Figur 5 durch gestrichelte schräge Linien angedeutet.
  • Zum Ausleuchten des Sichtbereiches ist ein Beleuchtungsmodul vorgesehen, das zwei Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 aufweist. Die Beleuchtungsrichtung und damit der Winkel, in dem die Beleuchtung auf eine auszulesende Verpackung 10 fällt, sind durch punktierte Pfeile angedeutet. Der Beleuchtungswinkel sollte zur Flächenormalen der Verpackung 10 in einem Winkelbereich zwischen 20° und 45° liegen. Die Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 des Beleuchtungsmoduls sind entsprechend angeordnet und ausgerichtet.
  • Die Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 besitzen eine Vielzahl von Leuchtdioden (LED) als Lichtquellen. Die Beleuchtungseinheit 38.1 ist zur Beleuchtung der Verpackung 10 mit Licht Intensität des reflektierten Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich ausgebildet, während die Beleuchtungseinheit 38.2 die Verpackungseinheit 10 mit Licht Intensität des reflektierten Licht in dem ersten Wellenlängenbereich beleuchtet. Die Beleuchtungseinheit 38.2 besitzt zwei Arten von Leuchtdioden, nämlich eine erste Art von Leuchtdioden, die blaues, sichtbares Licht aussenden und eine zweite Art von Leuchtdioden, die rotes, sichtbares Licht aussenden. Das sichtbare Licht, welches die Beleuchtungseinheit 38.2 ausstrahlt, setzt sich somit aus zwei Wellenlängenbereichen zusammen mit jeweils einer zentralen Wellenlänge im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums und einer zentralen Wellenlänge im roten Bereich des sichtbaren Spektrums. Die Halbwertbandbreite der beiden vom Beleuchtungsmodul 38.2 für sichtbares Licht ausgestrahlten Teilwellenlängenbereiche beträgt jeweils weniger als 50 nm.
  • Mit Hilfe des Beleuchtungsmoduls und seinen Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 lassen sich somit gezielte Beleuchtungsszenarien einstellen. Im üblichen Betrieb werden die Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 abwechselnd betrieben, so dass die Verpackung 10 entweder nur mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aus der Beleuchtungseinheit 38.1 oder mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich von der Beleuchtungseinheit 38.2 beleuchtet wird. Wie eingangs erläutert, ist es jedoch auch möglich, die Verpackung 10 permanent durch beide Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 zu beleuchten.
  • Das von der Oberfläche der Verpackung 10 reflektierte Licht wird von dem Bilderfassungsmodul 36 aufgenommen. Dazu besitzt das Bilderfassungsmodul 36 einen Flächensensor 40 und eine Optik 42, die ein Abbild der Oberfläche der Verpackung 10 scharf auf einer Oberfläche des Flächensensors 40 abbildet. Die Oberfläche des Flächensensors 40 wird von einer Vielzahl lichtempfindlicher Sensorelemente gebildet. Diese sind vorzugsweise matrixartig angeordnet. Die Sensorelemente des Flächensensors 40 sowie die Optik 42 sind so ausgelegt, dass ein Quadratmillimeter der Oberfläche der Verpackung 10 auf eine Teiloberfläche des Flächensensors 40 derart abgebildet wird, dass die Teiloberfläche mindestens vier vollständige Sensorelemente enthält. Somit richtet sich der Abbildungsmaßstab, mit der die Optik 42 ein Bild der Oberfläche der Verpackung 10 auf der Oberfläche des Flächensensors 40 abbildet nach der Größe, den die Sensorelemente auf der Oberfläche des Flächensensors 40 einnehmen und dem Abstand der Sensorelemente voneinander. Es versteht sich von selbst, dass die Optik 42 so ausgebildet ist, dass sie die Oberfläche der Verpackung 10 im Bereich einer durch variierende Verpackungsdurchmesser erforderlichen Schärfentiefe scharf auf dem Flächensensor 40 abbildet.
  • Die Sensorelemente des Flächensensors 40 sind breitbandig lichtempfindlich, das heißt wenigstens in den Teilwellenlängenbereichen des Lichtes, die von den Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 gleichzeitig oder abwechselnd ausgestrahlt werden. Der von jedem einzelnen Sensorelement des Flächensensors 40 gelieferte Ausgangswert - hier auch als Grauwert bezeichnet - entspricht der Gesamtintensität allen Lichtes in den verschiedenen Wellenlängenbereichen, die von dem jeweiligen Sensorelement erfasst wird.
  • Der von einem jeweiligen Sensorelement des Flächensensors 40 gelieferte Ausgangswert, der hier auch als Grauwert bezeichnet wird, ist umso größer, je größer die gesamte Intensität des Lichts ist, die auf das jeweilige Sensorelement trifft. Die gesamte Intensität des Lichts ist, die auf das jeweilige Sensorelement trifft setzt sich dabei aus den Teilintensitäten des Lichts in den verschiedenen Wellenlängenbereichen zusammen, aus denen sich das auf ein jeweiliges Sensorelement auftreffende Licht zusammensetzt.
  • Diese gesamte Intensität ist die Intensität des vom Sensorelement erfassten Lichtes in dem zweiten Wellenlängenbereich, wenn die Verpackung ausschließlich von der Beleuchtungseinheit 38.1 mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich beleuchtet wird. Genauso entspricht der Ausgangswert eines jeweiligen Sensorelementes der jeweiligen Intensität in dem ersten Wellenlängenbereich des Lichtes, wenn die Verpackungsoberfläche ausschließlich von der Beleuchtungseinheit 38.2 mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich beleuchtet wird.
  • Wenn die Oberfläche der Verpackung 10 hingegen sowohl von der Beleuchtungseinheit 38.1 als auch von der Beleuchtungseinheit 38.2 gleichzeitig mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich wie mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich beleuchtet wird, hängt die von einem jeweiligen Sensorelement erfasste Lichtintensität - und damit der ausgegebene Grauwert - von der Summe der Intensität ab, mit der ein jeweiliges, dem Sensorelement über die Abbildung zugeordnetes Oberflächenelement Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und in dem zweiten Wellenlängenbereich reflektiert.
  • Dies bedeutet, dass Sensorelemente, die beispielsweise einen Teil des Kontrastfeldes 14 der Sicherheitsmarkierung 12 erfassen, immer einen großen Helligkeitswert erfassen und somit einen großen Ausgangswert - und damit hohen Grauwert wi - liefern. Hingegen werden Sensorelemente, die einen Teil einer Orientierungsmarkierung 22 oder einer Eckmarkierung 20 erfassen, immer einen geringen Helligkeitswert erfassen und somit auch einen geringen Ausgangswert und Grauwert si liefern, ganz unabhängig davon, ob die Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich oder mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich erfolgt. Der Grauwert di, den ein Sensorelement liefert, auf den ein Teil des Sicherheitsfeldes 16 abgebildet wird, hängt hingegen von der Art der Beleuchtung ab.
  • Bei Beleuchtung der Verpackung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich, ist die vom Sicherheitsfeld 16 reflektierte Intensität gering, so dass ein einen Teil des Sicherheitsfeldes 16 erfassendes Sensorelement nur einen niedrigen Grauwert d1 liefert. Erfolgt die Beleuchtung der Verpackung jedoch mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich, ist die vom Sicherheitsfeld reflektierte Intensität des Lichtes - je nach Untergrund - deutlich höher und kann beispielsweise der dem Kontrastfeld 14 reflektierten Intensität entsprechen. Entsprechend liefert ein Sensorelement, auf dem ein Teil des Sicherheitsfeldes abgebildet wird, bei Beleuchtung der Verpackung 10 mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich einen hohen Grauwert d2. Wird die Verpackung 10 hingegen gleichzeitig mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und in dem zweiten Wellenlängenbereich beleuchtet, ist der von einem das Sicherheitsfeld erfassenden Sensorelement gelieferte Grauwert ein mittlerer Grauwert.
  • Innerhalb des Bilderfassungsmoduls 36 erfolgt eine Vorverarbeitung der vom Flächensensor 40 gelieferten Grauwerten in einer Vorverarbeitungseinheit 44. Die aufbereiteten Grauwerte (Ausgangswerte der Sensorelemente des Flächensensors 40) werden einer Auswerteeinheit 46 zugeführt, in der zum einen eine Erfassung der verschiedenen Bereiche der Sicherheitsmarkierung mit Hilfe an sich bekannter Mustererkennungsverfahren erfolgt.
  • Diese Bilderfassung des Abbildes der Sicherheitsmarkierung dient auch dazu, den Ort des Signalfeldes 18 zu bestimmen, um dessen Intensität auslesen zu können. Je nachdem welche Intensität das vom Signalfeld 18 reflektierte Licht hat, schaltet die Auswerteeinheit 46 eine andere Referenzschwelle für die Bewertung der vom Sicherheitsfeld 16 reflektierten Intensität des Lichtes in dem zweiten Wellenlängenbereich ein.
  • Zum anderen werden die von den verschiedenen Feldern der Sicherheitsmarkierung gelieferten Intensitätswerte zur Bewertung der jeweiligen Sicherheitsmarkierung mit jeweiligen Referenzschwellen verglichen. Diese Bewertung erfolgt durch eine Bewertungseinheit, die Teil der Auswerteeinheit 46 ist und daher in Fig. 5 nicht näher dargestellt. Von besonderer Bedeutung für die Bewertung ist dabei die Referenzschwelle für die Intensitätswerte, die bei Beleuchtung der Sicherheitsmarkierung mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich im Bereich des Sicherheitsfeldes 16 erfasst wurden.
  • Die Bewertung der durch entsprechende Grauwerte d2 repräsentierten Intensitätswerte, die dem Sicherheitsfeld 16 bei Beleuchtung mit Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich zuzuordnen sind, erfolgt dabei mit Bezug auf die Grauwerte d1 - und damit die Intensitätswerte -, die dem Sicherheitsfeld 16 bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich zuzuordnen sind. Je nachdem davon, wie stark die Intensität des reflektierten Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich von der Intensität des reflektierten Licht in dem ersten Wellenlängenbereich abweicht, wird eine Verpackung akzeptiert und die Auszahlung des Pfandes veranlasst oder nicht.
  • Die Prüfung durch die Auswerteeinheit 46 erfolgt dabei gemäß folgendem Verfahren:
    Zunächst werden also die Intensitäten des vom Sicherheitsfeld in zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts in Form von Grauwerten d1, d2 erfasst. Außerdem werden die Intensitäten des von dem Kontrastfeld in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichts in Form eines ggf. gemittelten Grauwerts w1 erfasst. Aus den beiden die unterschiedlichen Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld bei den zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts repräsentierenden Grauwerten d1 und d2 wird ein Differenzwert abgeleitet. Aus dem die Intensität des von dem Kontrastfeld bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichtes repräsentierenden Grauwert w1 wird ein Korrekturwert abgeleitet, mit dem der aus den Intensitäten des vom Sicherheitsfeld reflektierten Licht bestimmte Differenzwert korrigiert wird.
  • Beispielsweise wird der Differenzwert so gebildet, dass er auch von den Intensitäten des vom Dunkelfeld reflektierten Lichtes abhängt. Beispielsweise kann zunächst für jeden Wellenlängenbereich eine Differenz zwischen den Intensitäten des vom Sicherheitsfeld und vom Dunkelfeld reflektierten Lichtes gebildet werden. Dies kann dadurch geschehen, dass für einen jeweiligen Wellenlängenbereich ein erster Grauwert si gebildet wird, der die Intensität des von dem Dunkelfeld in dem jeweiligen Wellenlängenbereich reflektierten Lichts repräsentiert. Dieser erste Grauwert si kann von einem zweiten Grauwert di abgezogen werden, der die Intensität des von dem Sicherheitsfeld in demselben Wellenlängenbereich reflektierten Lichts repräsentiert. So kann für jeden der beiden Wellenlängenbereiche ein Kontrastwert gebildet werden. Anschließend kann die Differenz der beiden so gebildeten Kontrastwerte gebildet werden. Die Differenz zwischen einem Grauwert di des Sicherheitsfelds und einem Grauwert si des Dunkelfelds für einen jeweiligen Wellenlängenbereich i kann als Kontrastwert (di - si) verstanden werden, der den Kontrast des Sicherheitsfelds zum Dunkelfeld repräsentiert. Der Kontrastwert ist umso größer, je stärker das Sicherheitsfeld Licht in dem ersten oder dem zweiten Wellenlängenbereich reflektiert, d.h. je größer der Helligkeitsunterschied zwischen Dunkelfeld und Sicherheitsfeld bei Beleuchtung in dem jeweiligen Wellenlängenbereich ist. Da das Sicherheitsfeld in dem ersten Wellenlängenbereich schwächer reflektiert, als in dem zweiten Wellenlängenbereich, ist der Kontrastwert für den zweiten Wellenlängenbereich größer, als für den ersten Wellenlängenbereich. Wenn der Differenzwert als Differenz ((d1 - s1) - (d2 - s2)) zweier Kontrastwerte gebildet wird, ist der Differenzwert ein Maß dafür, wieviel größer die Reflektivität des Sicherheitsfelds in dem zweiten Wellenlängenbereich gegenüber der Reflektivität in dem ersten Wellenlängenbereich ist.
  • Vorzugsweise wird jeder Kontrastwert mittels eines Maximalkontrastwertes normiert, der die Differenz zwischen einem Grauwert wi des Kontrastfelds und einem Grauwert si des Dunkelfelds für einen jeweiligen Wellenlängenbereich repräsentiert. Die Normierung kann dadurch erfolgen, dass der jeweilige Kontrastwert durch den zugehörigen Maximalkontrastwert geteilt wird so dass für jeden der beiden Wellenlängenbereiche ein normierter Kontrastwert gebildet wird.
  • In diesem Fall ist der Differenzwert vorzugsweise die Differenz zwischen den normierten Kontrastwerten. Das Produkt aus dem Korrekturfaktor k und dem Grauwert w1 des Kontrastfelds bei Licht in dem ersten Wellenlängenbereich bilden hier den zuvor gennannten Korrekturwert.
  • Im einfachsten Fall kann auch der Grauwert w1 des Kontrastfeldes in dem ersten Wellenlängenbereich als Korrekturwert genutzt werden.
  • In diesem Fall wir die Differenz der Kontrastwerte (d 2 - s 2) - (d 1 - s 1) somit mit einem Wert - nämlich dem Grauwert w1 des Kontrastfeldes - normiert, der von dem Abstand der Sicherheitsmarkierung zur jeweiligen Lichtquelle abhängt.
  • Der Korrekturfaktor k ist vorzugsweise eine Konstante, die für eine jeweilige Ausleseeinheit oder einen jeweiligen Ausleseeinheit-Typ vorab ermittelt wurde und in der jeweiligen Ausleseeinheit gespeichert ist.
  • Die Auswerteeinheit 46 ist außerdem mit einer Steuereinheit 48 verbunden, die beispielsweise der Ansteuerung der Beleuchtungseinheiten 38.1 und 38.2 dient und die außerdem die Transportvorrichtung 32 steuert, um beispielsweise die Verpackung 10 mittels der Transporteinrichtung 32 so zu drehen, dass sich die Sicherheitsmarkierung auf der Oberfläche der Verpackung 10 im Sichtbereich der Ausleseeinheit 34 befindet. Auch hierzu dient die Bilderkennung durch die Auswerteeinheit 46.
  • Die Steuereinheit steuert außerdem die Pfanderstattung so wie die Rücknahmen von Verpackungen.

Claims (12)

  1. Prüfverfahren für eine Sicherheitsmarkierung (12), die wenigstens ein Kontrastfeld (14) mit einer vergleichsweise hohen Reflektivität in einem ersten und einem zweiten Wellenlängenbereich und ein Sicherheitsfeld (16), das in dem ersten Wellenlängenbereich andere Reflexionseigenschaften aufweist, als in dem zweiten Wellenlängenbereich, wobei das Prüfverfahren die folgenden Schritte umfasst:
    - Erfassen der Intensitäten des vom Sicherheitsfeld (16) in den zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts
    - Bilden eines Differenzwertes auf Basis der beiden unterschiedlichen Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld (16) bei den zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts
    - Erfassen der Intensität des von dem Kontrastfeld (14) in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichts
    - Bilden eines Korrekturwertes auf Basis der Intensität des von dem Kontrastfeld (14) bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichtes und
    - Korrigieren des Differenzwertes mit Hilfe des Korrekturwertes.
  2. Prüfverfahren nach Anspruch 1 für eine Sicherheitsmarkierung (12), die zusätzlich wenigstens ein Dunkelfeld (20, 22) mit einer vergleichsweise geringen Reflektivität in einem ersten und einem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzwert als Differenz zweier Kontrastwerte gebildet wird, von denen ein erster Kontrastwert eine Differenz der Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld (16) und dem Dunkelfeld (20, 22) in dem ersten Wellenlängenbereich widerspiegelt und ein zweiter Kontrastwert eine Differenz der Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld (16) und dem Dunkelfeld (20, 22) in dem zweiten Wellenlängenbereich widerspiegelt.
  3. Prüfverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrastwerte unter Berücksichtigung des Korrekturwertes normiert sind.
  4. Prüfverfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung der Sicherheitsmarkierung (12) und insbesondere die Prüfung des Sicherheitsfeldes (16) in mehr als zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen des Lichts erfolgt.
  5. Sicherheitsmarkierung (12), die wenigstens ein Kontrastfeld (14) mit einer vergleichsweise hohen Reflektivität in einem ersten und einem zweiten Wellenlängenbereich und ein Sicherheitsfeld (16), das in dem ersten Wellenlängenbereich andere Reflexionseigenschaften aufweist, als in dem zweiten Wellenlängenbereich, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsfeld (16) mit zwei Farben gedruckt ist, nämlich zunächst mit einer ersten Farbe mit Reflektionseigenschaften, die von denen des Kontrastfeldes (14) abweichen, und anschließend mit einer zweiten Farbe, so dass die zweite Farbe die erste Farbe bedeckt, wobei die zweite Farbe in dem zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität und/oder Transparenz besitzt, als in dem ersten Wellenlängenbereich.
  6. Sicherheitsmarkierung (12) nach Anspruch 5, die zusätzlich wenigstens ein Dunkelfeld (20, 22) mit einer vergleichsweise geringen Reflektivität in einem ersten und einem zweiten Wellenlängenbereich aufweist, wobei das Dunkelfeld (20; 22) mit zwei Farben gedruckt ist, nämlich zunächst mit einer ersten Farbe mit Reflektionseigenschaften, die von denen des Kontrastfeldes (14) abweichen, und anschließend mit einer zweiten Farbe, so dass die zweite Farbe die erste Farbe bedeckt, wobei die zweite Farbe in dem zweiten Wellenlängenbereich eine höhere Reflektivität und/oder Transparenz besitzt, als in dem ersten Wellenlängenbereich.
  7. Ausleseeinheit (34) für eine Sicherheitsmarkierung (12), die Prüfverfahren für eine Sicherheitsmarkierung, die wenigstens ein Kontrastfeld (14) mit einer vergleichsweise hohen Reflektivität in einem ersten und einem zweiten Wellenlängenbereich und ein Sicherheitsfeld (16), das in dem ersten Wellenlängenbereich andere Reflexionseigenschaften aufweist, als in dem zweiten Wellenlängenbereich, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseeinheit (34) ausgebildet ist,
    - eine Intensität von dem Sicherheitsfeld (16) der Sicherheitsmarkierung (12) reflektierten Lichtes in wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zu erfassen, von denen ein Wellenlängenbereich ein Wellenlängenbereich ist bei dem das Sicherheitsfeld (16) eine hohe Reflektivität besitzt, während der andere Wellenlängenbereich ein Wellenlängenbereich ist bei dem das Sicherheitsfeld (16) eine geringe Reflektivität (hohe Absorption) besitzt,
    - einen Differenzwert auf Basis der beiden unterschiedlichen Intensitäten des von dem Sicherheitsfeld (16) bei den zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektierten Lichts zu bilden,
    - eine Intensität des von dem Kontrastfeld (14) in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichts zu erfassen,
    - einen Korrekturwertes auf Basis der Intensität des von dem Kontrastfeld (14) bei Beleuchtung mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich reflektierten Lichtes zu bilden und
    - den Differenzwert mit Hilfe des Korrekturwertes zukorrigieren.
  8. Ausleseeinheit (34) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseeinheit ein Bilderfassungsmodul (36) mit einem Flächensensor (40) mit vorzugsweise matrixartig angeordneten, lichtempfindlichen Sensorelementen zum Erfassen eines auf den Sensor abgebildeten Bildes in zwei Dimensionen aufweist, die sowohl in dem ersten Wellenlängenbereich des Lichtes als auch in dem zweiten Wellenlängenbereich lichtempfindlich sind.
  9. Ausleseeinheit (34) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseeinheit (34) ein Beleuchtungsmodul (38.1, 38.2) aufweist, dass ausgebildet und angeordnet ist, einen Sichtbereich des Bilderfassungsmoduls (36) gleichzeitig oder abwechselnd mit Licht in dem ersten Wellenlängenbereich und in dem zweiten Wellenlängenbereich zu beleuchten.
  10. Ausleseeinheit (34) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmodul (38.1, 38.2) im Betrieb der Ausleseeinheit (34) Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich mit zwei Hauptwellenlängen ausstrahlt, von denen eine rotem Licht entspricht und die andere Hauptwellenlänge blauem Licht entspricht.
  11. Ausleseeinheit (34) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmodul (38.1, 38.2) Leuchtdioden als Lichtquellen aufweist.
  12. Ausleseeinheit (34) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmodul (38.1, 38.2) unterschiedliche Leuchtdioden aufweist, von denen eine erste Anzahl von Leuchtdioden im Betrieb der Ausleseeinheit (34) Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich emittiert, dessen Wellenlänge derart auf die Farbe des Sicherheitsfeldes (16) abgestimmt ist, dass die emittierte Wellenlänge maximal 100 nm über einer Wellenlänge liegt, bei der die Absorption der Farbe weniger als 40% der Absorption der Farbe in dem ersten Wellenlängenbereich beträgt.
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