Vorrichtung zur Druckbildkontrolle Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur

Druckbildkontrolle mit einer Kamera zur Aufnahme einer Fläche eines Druckerzeugnisses, welches relativ zu Vorrichtung bewegbar ist, und einer ersten Beleuchtungseinheit eines ersten Typs zur Beleuchtung eines ersten Teilbereichs der von der Kamera erfassbaren Fläche, und einer Auswerteeinheit zur Verarbeitung der von der Kamera erfassten Bildinformationen.

Eine derartige Vorrichtung zu Druckbildkontrolle ist

beispielsweise aus der DE 10 2012 101 310 B3 bekannt. Sie dient der Kontrolle von beispielsweise Etiketten, die auf einem Träger angeordnet sind und in hoher Geschwindigkeit durch einen Aufnahmebereich der Vorrichtung zur

Druckbildkontrolle bewegt werden. Dabei wird das Druckbild auf Fehler überprüft. Dies erfolgt mittels

Bildverarbeitungssystemen, deren Ausgestaltung nicht im Fokus der Erfindung steht und daher im Rahmen dieser Anmeldung nicht näher erläutert ist. Für Details wird auf die oben bereits genannte DE 10 2012 101 310 B3 Bezug genommen. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu

Druckbildkontrolle anzugeben, die mehr Möglichkeiten zur Erkennung von Fehlern bei den Druckerzeugnissen besitzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine zweite Beleuchtungseinheit eines zweiten Typs vorgesehen ist, der sich vom ersten Typ unterscheidet, zur Beleuchtung eines zweiten Teilbereichs der von der Kamera erfassbaren Fläche, wobei die erste Beleuchtungseinheit einen innen beleuchteten Tunnel aufweist und eine diffuse

Beleuchtungsquelle bildet. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, mit einer einzigen Kamera, aber zwei verschiedenen

Beleuchtungseinrichtungen verschiedenartige Fehler bei

Druckerzeugnissen zu erkennen. Beispielsweise ist eine diffuse Beleuchtung gut geeignet, um bei reflektierenden Oberflächen Fehler im Druckbild zu erkennen. Andere Fehler, beispielsweise eine fehlerhafte Positionierung von

durchsichtigen Etiketten, kann mit solchen Vorrichtungen zur Druckbildkontrolle nicht erkannt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Druckbildkontrolle weist zwei Beleuchtungseinheiten auf, die unterschiedliche Bereiche der durchlaufenden Druckerzeugnisse beleuchten. Bezogen auf das von der Kamera erfasste Bild bedeutet das, dass

verschiedene Bereichen der von einer Kamera erfassbaren

Fläche unterschiedlich beleuchtet werden. Mit einer

Beleuchtungseinrichtung eines bestimmten Typs ist nicht die Art der Lichterzeugung gemeint, sondern die Eigenschaften des Lichts. Insbesondere sind als unterschiedliche Typen diffuses Licht, gerichtetes Auflicht, Hintergrundlicht, UV-Licht usw. zu nennen. Ob das Licht von einer Fluoreszenzlampe, einer LED oder einer Glühlampe stammt, spielt dagegen keine Rolle, ist also nicht ein anderer Typ im Sinne dieser Patentanmeldung.

Erfindungsgemäß wird ein erster Bereich der von der Kamera erfassbaren Fläche mit einem diffusen Licht beleuchtet, wofür ein innen beleuchteter Tunnel eingesetzt wird. Vorzugsweise erfolgt die Beleuchtung eines zweiten Bereichs mit einer Hinterleuchtung . Da die Kamera beide Bereiche erfassen kann, lässt sich mit einer einzigen Kamera gleichzeitig eine

Oberflächenkontrolle durchführen als auch beispielsweise Löcher in den Druckerzeugnissen durch die Hinterleuchtung erkennen .

Zur Erkennung von Fehlern wird die von der Kamera erfasste Bildinformation in einer Auswerteeinheit verarbeitet. Dabei werden verschiedene Bereiche des Bildsensors, die mit den verschiedenartig beleuchteten Teilbereichen des von der Kamera erfassten Bereichs korrespondieren, ausgewertet.

In vorteilhaften Ausgestaltungen werden die

Beleuchtungseinheiten getaktet und zeitlich synchron

betrieben. Dadurch werden beide Teilbereiche gleichzeitig beleuchtet und beim Auslösen der Kamera sind beide

Teilbereiche in den aufgenommenen Bildinformationen im beleuchteten Zustand enthalten.

Die verschiedenen Typen der Beleuchtungseinheiten sind vorzugsweise eine diffuse Beleuchtung, eine Beleuchtung von der Rückseite des Druckerzeugnisses her oder ein Auflicht, insbesondere ein gerichtetes Auflicht mit einem einstellbaren Lichteinfallswinkel . Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine Vielzahl nacheinander aufgenommener erster Streifen zu einem Gesamtbild zusammengesetzt wird. Das gleiche kann mit einer Vielzahl nacheinander aufgenommener zweiter Streifen erfolgen. Dazu ist die Aufnahmefrequenz mit der

Bewegungsgeschwindigkeit und der Breite der aufgenommenen Streifen so abgestimmt, dass sich ein lückenloses Bild ergibt . Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von

Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur

Druckbildkontrolle mit zwei Beleuchtungseinheiten, einer Kamera und einer Auswerteeinrichtung,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines von einer Kamera erfassten Bildes,

Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Druckbildkontrolle und

Figur 4 eine Darstellung der Funktionsweise der

Kantendetektion mit einer Auflicht-Beleuchtung . In der Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zu Druckbildkontrolle dargestellt. Die Darstellung ist schematisch und gibt die Größenverhältnisse der einzelnen Komponenten nicht

maßstabsgetreu zueinander wieder. Funktionsgleiche

Komponenten sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wie in den nachfolgenden Figuren, wenn auch die genaue

Ausgestaltung voneinander abweichen kann.

Es ist eine Kamera 2 vorgesehen, bei der sich um eine

Flächenkamera handelt, auch Matrixkamera genannt. Innerhalb eines von der Kamera erfassbaren Bereichs 9 sind zwei

Beleuchtungseinheiten 3 und 6 vorgesehen. Eine erste

Beleuchtungseinheit 3 erzeugt ein diffuses Licht. Sie ist dazu mit einem Tunnel 8 ausgestattet, der von innen mittels beispielsweise LED-Reihen 15 beleuchtet ist. Das Material der Tunnelwandung besteht aus einem diffus reflektierenden

Material oder ist mit einem diffus reflektierenden Material beschichtet, so dass sich das von den LED-Reihen 15 erzeugte Licht gleichmäßig verteilt und in dem beleuchteten Bereich 4 des Druckerzeugnisses 17 eine Beleuchtung ermöglicht, bei der Licht aus vielen Richtungen auf das Druckerzeugnis 17 fällt. Mit einer derartigen Beleuchtungseinrichtung ist es auch möglich, hoch reflektierende Materialien oder Hologramme auf Druckfehler zu überprüfen. Die Kamera 2 "blickt" durch einen Schlitz auf der Oberseite des Tunnels 8 auf den beleuchteten Bereich 4 und kann dort ein Bild des Druckerzeugnisses 17 aufnehmen . Ebenfalls innerhalb des von der Kamera 2 erfassbaren Bereichs 9 ist eine zweite Beleuchtungseinheit 6 vorgesehen, welche das Druckerzeugnis 17 von der Rückseite her, d.h. auf der von der Kamera 2 abgewandten Seite, beleuchtet. Durch eine

Beleuchtung von der Rückseite können beispielsweise kleine Löcher in dem Druckerzeugnis 17 festgestellt werden, die in einem aufgenommenen Bild als helle Punkte identifizierbar sind .

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckbildkontrolle sind beide Beleuchtungseinheiten 3 und 6 innerhalb des

Bereichs 9 angeordnet, der von der Kamera 2 erfassbar ist. Die erste Beleuchtungseinheit 3 weist dabei einen ersten Typ auf, d.h. eine erste Art der Ausleuchtung. In dem anhand von Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es eine diffuse Beleuchtung. Die zweite Beleuchtungseinheit 6 weist einen zweiten Typ der Beleuchtung auf, in diesem Fall eine

Hinterleuchtung . Durch die beiden unterschiedlichen Typen der Beleuchtung können unterschiedliche Arten von Druckfehlern festgestellt werden.

Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass diese unterschiedlichen Fehler festgestellt werden können, ohne dass dazu mehrere Kameras notwendig sind. Die

gleichzeitige Auswertung unterschiedlicher „Fehlerbilder" wird möglich durch die Kombination zweier

Beleuchtungseinheiten unterschiedlichen Typs mit einer

Kamera, die die beiden unterschiedlich beleuchteten

Teilbereiche 4 und 7 gleichzeitig erfassen kann. Dies wird anhand von Figur 2 näher erläutert.

Die Figur 2 zeigt ein Bild 10, wie es von der Kamera 2 erfasst wird. In einem Bereich 9 des Druckerzeugnisses wird von der Kamera 2 ein Bild 10 aufgenommen. Ein Teil des Bildes 10 stammt aus dem Teilbereich 4, welcher von der ersten

Beleuchtungseinheit 3 beleuchtet ist. Ein zweiter Teil des Bildes 10 stammt aus dem Teilbereich 7, der von der zweiten Beleuchtungseinheit 6 beleuchtet ist. Von dem aus dem ersten Teilbereich 4 stammenden Teil des Bildes wird ein erster Streifen 11 ausgewertet. Entsprechend wird aus dem Teil des Bildes, der aus dem zweiten Teilbereich 7 stammt, ein zweiter Streifen 12 ausgewertet.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung wird eine Kamera 2 verwendet, bei der bereits konfigurierbar ist, dass nur bestimmte Teilbereiche, in diesem Fall die den Streifen 11 und 12 entsprechenden Zeilen eines Bildsensors ausgewertet und an die Auswerteeinheit 5 weitergegeben werden. Dadurch ist die Menge der zu transferieren und zu verarbeitenden Daten reduziert. Es ist aber genauso möglich, eine einfachere Kamera 2 zu verwenden, die das gesamte Bild 10 an die Auswerteeinheit 5 weitergibt, wobei dann die Auswerteeinheit 5 die Streifen 11 und 12 aus dem Bild 10 extrahieren muss.

Für die Auswerteeinheit 5 gibt es mehrere Möglichkeiten, wie die Bilddaten verarbeitet werden können, um Fehler im

Druckbild festzustellen. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden nacheinander aufgenommene erste Streifen 11 zu einem Gesamtbild zusammengesetzt, so dass für einen Betrachter oder einen Bildanalysealgorithmus ein Gesamtbild sichtbar ist, so als ob ein größerer Bereich des Druckerzeugnisses 17

gleichzeitig aufgenommen worden wäre. Gleiches gilt für den zweiten Streifen 12. Auch davon kann eine Vielzahl zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden. In dem oben beschriebenen Beispiel der Erkennung von Löchern im Druckerzeugnis 17 wäre eine große dunkle Fläche das Resultat, bei dem gegebenenfalls einzelne helle Punkte vorhanden sind, wenn nämlich in dem Druckerzeugnis ein Loch war und das Licht der zweiten

Beleuchtungseinheit 6 durchscheint. Eine praktische Anwendung hierfür sind Yoghurtdeckel, bei denen nicht nur der Druck auf der Oberseite korrekt sein soll, sondern die auch keine

Löcher aufweisen dürfen.

Die Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckbildkontrolle. Dort ist als zweite Beleuchtungseinheit eine Auflicht- Beleuchtungseinheit 16 gezeigt. Bei dieser wird durch eine Linse 18 das Licht einer Lichtquelle fokussiert und als gerichtetes Licht auf die Oberfläche des Druckerzeugnisses 17 abgestrahlt. Der Lichteinfallswinkel ist dabei einstellbar. Durch einen solchen Typ der Beleuchtung können beispielsweise die Kanten von transparenten Etiketten sichtbar gemacht werden, so dass die Positionierung der Etiketten auf einem Träger überprüft werden kann. Ein zweites Anwendungsbeispiel sind Klebestellen von

Schrumpft-Etiketten auf transparenten Kunststoffflaschen . Ob solche Klebestellen korrekt ausgeführt sind, lässt sich mit unter flachem Winkel einfallendem Auflicht festgestellt werden, weil Licht an den Klebestellen gestreut wird und so in die Kamera fallen kann, während reflektiertes Licht unter einem Winkel entsprechend dem Lichteinfallswinkel reflektiert wird, bei dem es nicht in die Kamera fallen kann.

Die Verwendung von Auflicht wird anhand von Figur 4 näher erläutert. Dort fällt Licht der gerichteten Auflichtquelle 16 in einem flachen Winkel auf einen Druckerzeugnis 17, welches aus einem Träger 13 mit darauf angebrachten Etiketten 14 besteht. Die Etiketten 14 sind transparent, sodass die Kanten der Etiketten 14 nicht anhand ihrer Farbe erkannt werden können. Das schräg einfallende Licht wird, wenn es auf die Oberfläche der Etiketten oder des Trägers fällt, gemäß dem Grundsatz Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel reflektiert und kann nicht in die Kamera 2 gelangen. Licht, welches jedoch auf die Kanten der Etiketten 14 fällt, wird dort gestreut, was dazu führt, dass es von der Kamera 2 erfasst werden kann. Die Hinterleuchtungseinheit bzw. das Auflicht sind

vorzugsweise als Linienlicht ausgestaltet, dessen

Lichtaustritt falls notwendig über eine Zylinderlinse so fokussiert wird, dass der zweite Teilbereich 7 gleichmäßig ausgeleuchtet wird.

Ein weiteres konkretes Anwendungsbeispiel ist die

gleichzeitige Kontrolle eines Druckbildes und beispielsweise eines Lack- oder Klebstoffauftrags . Auch erhabene Konturen oder Kanten können durch die seitlich wirkende Beleuchtung sichtbar gemacht werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu Druckbildkontrolle kann weitere Beleuchtungseinheiten aufweisen, die unterschiedliche Typen der Beleuchtung erzeugen. Beispielsweise kann eine Tunnelbeleuchtung mit einem Auflicht und einer

Hinterleuchtungseinheit kombiniert werden, wobei je nach gerade zu prüfendem Druckerzeugnis unterschiedliche

Beleuchtungseinheiten aktiviert werden.

Die von den Beleuchtungseinheiten beleuchteten Teilbereiche 4 und 7 sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Figuren

I und 3 nebeneinander angeordnet. Es wäre aber auch möglich, beispielsweise die Hinterleuchtungseinheit unterhalb des

Tunnels einzusetzen, so dass die ersten und zweiten Streifen

II und 12 beide innerhalb des Tunnels liegen. Der zweite Teilbereich 7 und der erste Teilbereich 4 wären also beide innerhalb des Tunnels angeordnet, wobei der zweite

Teilbereich 7 sowohl von oben mittels der diffusen

Beleuchtung als auch von hinten beleuchtet würde. Der erste und zweite Teilbereich überlappen sich also.

Ein besonderes Merkmal einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Vorrichtung zur Druckbildkontrolle ist, dass die mindestens zwei Beleuchtungseinheiten 3 und 6 bzw. 16 getaktet und zeitlich synchronisiert betrieben werden. Da die beiden Teilbereiche 4 und 7 gleichzeitig aufgenommen werden, ist es von hoher Bedeutung, dass sie auch gleichzeitig beleuchtet werden. Wenn eine getaktete Betriebsart gewählt wird, muss die Beleuchtung durch die mindestens zwei

Beleuchtungseinheiten zumindest so genau aufeinander

abgestimmt sein, dass es einen Überlappungsbereich der Beleuchtungsperioden gibt, in dem ein Bild aufgenommen werden kann, bei dem beide Teilbereiche beleuchtet sind.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen

Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Anwendungen

erschließen sich insbesondere durch die Verwendung von UV- Lichtquellen .