WO2015058874A1 - Produktoberfläche aufweisend einen optoelektronisch lesbaren code - Google Patents

Produktoberfläche aufweisend einen optoelektronisch lesbaren code Download PDF

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WO2015058874A1
WO2015058874A1 PCT/EP2014/066594 EP2014066594W WO2015058874A1 WO 2015058874 A1 WO2015058874 A1 WO 2015058874A1 EP 2014066594 W EP2014066594 W EP 2014066594W WO 2015058874 A1 WO2015058874 A1 WO 2015058874A1
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code
cell type
product surface
cell
product
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PCT/EP2014/066594
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Markus Metz
Christian Neumann
Benjamin Jungbluth
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Benecke-Kaliko Ag
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
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    • G06K19/06037Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking multi-dimensional coding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C13/00Tyre sidewalls; Protecting, decorating, marking, or the like, thereof
    • B60C13/001Decorating, marking or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G15/00Conveyors having endless load-conveying surfaces, i.e. belts and like continuous members, to which tractive effort is transmitted by means other than endless driving elements of similar configuration
    • B65G15/30Belts or like endless load-carriers
    • GPHYSICS
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    • G06K19/06046Constructional details
    • G06K19/06159Constructional details the marking being relief type, e.g. three-dimensional bar codes engraved in a support
    • GPHYSICS
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    • G06K2019/06215Aspects not covered by other subgroups
    • G06K2019/06271Relief-type marking

Definitions

  • the invention relates to a product surface having a first
  • Opto-electronically readable code which is formed by an arrangement of planar cells of a first cell type and planar cells of a second cell type.
  • an opto-electronically readable code information can be displayed on a product in a simple manner.
  • Examples include a product number represented by a bar code or an Internet address (Uniform Resource Locator) represented by means of a QR code, which refers, for example, to a website of the product manufacturer.
  • QR code Uniform Resource Locator
  • the cell types of such codes must differ sufficiently in their optical contrast, so that the cells can be detected and distinguished by an optoelectronic reader.
  • a code has two cell types, which are in their color, for example, about their hue and / or their color saturation and / or their
  • Bright value different. This results in an optical contrast in the brightness or intensity of the light reflected from the cells of the different types of cells, which is detected by means of an optoelectronic reader and the
  • Differentiation of cell types can be used. Due to the high optical contrast, the combination of black and white cells is a common representation. Usually, such codes are applied to the product surface in the form of an additional colored layer during or after production of the product. In this case, a "code” is understood to mean the images of data in symbols.
  • a "cell” is a planar area that is distinguished by its optical Appearance and / or its geometric shape and / or together with other cells represents such a symbol. Two cells of a cell type have a similar optical appearance and / or geometric shape. Two cells of different cell types differ significantly in their optical
  • An "opto-electronically readable" code can be detected by an optoelectronic reader and decoded and interpreted by appropriate software.
  • a pneumatic vehicle tire and a method for its production which has on the surface of the tire sidewall a vulcanette with a bar code of ink or printing ink.
  • the vulcanette is applied to the surface of the unvulcanized pneumatic vehicle tire and vulcanized together with it.
  • a layer of other materials and / or colors as the material and / or the color of the product surface on the product surface may adversely affect the overall impression of the product on the viewer.
  • the readability of such a code is e.g. limited by the use of other materials and / or colors in the manufacture and / or use of the product. This can be done by stretching or exposure to heat during manufacture or by discoloration by sunlight or by detachment of the layer under mechanical stress during use of the product. Especially with large production figures, it is also complicated and expensive to provide each product with an additional layer. Therefore, one strives to be able to install the code more cost-effectively and in a simple manner on the product surface.
  • each cell type each have a surface profile in which the surface profile of at least one cell type has at least one
  • the surface profiles of the cell types of the first code are designed in relation to the surface profiles of the cell types of the second code such that the maximum of the absolute intensity difference IALJ of the first code lies in a different reflection direction than the maximum of the absolute one
  • the two cell types of each of the two codes differ from one another in the intensity of the light reflected from the surface profiles of the two cell types due to the different reflection properties of the surface profiles of the two types of cells.
  • Intensity difference are based on cells of different cell types with the same geometric dimension.
  • the intensity difference AI C can from an optoelectronic reader are detected.
  • the cells of different types of cells can be distinguished and the code is readable by means of an optoelectronic reader.
  • the intensity difference AI C is thus not generated by the different colored design and / or by different materials of the cell surfaces of different cell types, but by the different design of the surface profiles of the cell types.
  • the surface profile of at least one cell type of each code has at least one elevation and / or depression relative to the product surface.
  • the intensity difference AI C of a code depends inter alia on the direction of the incident light and on the reflection direction, ie
  • Direction of the reflected light For each illumination situation there is a direction of reflection in which the difference in intensities reflected from the surface profiles of the two types of cells of the code is maximal, i. There is a direction of reflection in which the absolute intensity difference IALJ of the code is maximal.
  • a detector of an optoelectronic reader which picks up the light reflected in this reflection direction achieves one for them
  • the product surface has two codes formed in this way. They differ in that the maximum of the absolute intensity difference ⁇ the first code is in a different reflection direction than the maximum of the absolute
  • the detectable range can be extended.
  • the detectable region comprises the reflection directions in which either the first code and / or the second code can be detected and read by an optoelectronic reader.
  • the "surface profile" of a cell type or the “surface profile” of the cells of a cell type characterizes the elevation (s) and / or depression (s) of the surface of the cells of the cell type.
  • the surface profile comprises the density and / or height of the elevations and / or depressions of the surface and / or the orientation of the surface or partial areas of the surface.
  • the "reflection properties" characterize how light striking a surface is reflected, ie reflected, by it, the reflection properties being influenced by the surface profile of the surface and the surface material, the reflection properties being known to those skilled in the art, such as absorption and / or absorption
  • the reflection is diffuse and / or directional
  • the intensity of the reflected light depends on the direction Surface profiles which differ in their reflection properties differ in characteristic features of the light they reflect - that of the cells of one cell type reflected light is thus not necessarily identical in all features but has the same characteristic features, ie the same reflection properties, which differ from the reflection properties of the cells of the other cell type.
  • the elevations and / or depressions of different cells of a cell type are characterized by the surface profile, but are not necessarily identical.
  • Particularly suitable for generating a difference in intensity of a code is the combination of two types of cells with surface profiles having a different absorption and / or with surface profiles in which a surface profile preferably reflects directionally and the other surface profile preferably diffusely reflected and / or with surface profiles where a surface profile is preferably directionally reflected in one direction and the other Surface profile preferably directionally reflected in a direction different thereto.
  • the light reflected from a surface is also dependent on the direction, intensity and wavelength of the incident light.
  • a sufficient light source is, for example, an integrated into the optical reader active light source or ambient light such as sunlight or a
  • the “optoelectronic reader” comprises at least one detector for light.
  • a reading device can be used which actively emits light, such as a bar code scanner, and that into the detector
  • the optoelectronic reader detects the intensity of the light reflected by the individual cells with a spatial resolution of at least the minimum cell size and is sensitive to the difference in intensity of the light reflected by the cells of different cell types of a code. The cells are thus detected and distinguished, whereby the code can be read opto-electronically.
  • Interpretations software decodes and interprets the information represented by the code.
  • the detection mechanism and interpretation software can be tailored to the requirements of the code embedded in the product surface.
  • light electromagnetic radiation that is suitable for detection by an optoelectronic reader
  • the cells of the codes are an integral part of the product surface, ie they are formed as a three-dimensional profile of the material of the product surface or of the product itself.
  • the material of the product surface is on the
  • the elastomeric material is the surface of a
  • certain combinations of direction of incidence and direction of reflection of the light may be AI C > 0 (ie the intensity reflected by a cell of the second cell type is greater than the intensity reflected by a cell of the first cell type) for other combination of direction of incidence and reflection direction AI C ⁇ 0 applies.
  • Commercially available optoelectronic readers detect a detected
  • Intensity patterns often only code as a specific arrangement of cells of a cell type (hereinafter: the second cell type) of the code are detected with a higher intensity than a specific arrangement of cells of the other cell type (hereinafter: the first cell type) of the code , Such a code can thus be distinguished from the optoelectronic reader only for the combinations
  • Incident direction and reflection direction are detected and read for which the intensity difference AI C of the code is positive, ie AI C > 0 ,.
  • Cell types of the second code are formed so that the maximum of the positive intensity difference Ali> 0 of the first code is in a different reflection direction than the maximum of the positive intensity difference AI 2 > 0 of the second code. As a result, an extension of the detectable range can be obtained.
  • QR codes Barcodes, or two-dimensional codes, in particular quick-response (QR) Codes are.
  • any type of code that can be represented by cells of two types of cells in one surface is suitable.
  • a cell is represented by a circle, a circle, a dash, a rectangle, or a square.
  • the two-dimensional codes include, in particular, stacked codes such as the Codablock, Code 49 and PDF417, as well as Matrix codes such as QR codes, the DataMatrix code, MaxiCode and Aztec code, as well as point codes.
  • QR codes also include enhancements such as the design QR code, micro QR code, secure QR code, and iQR code. It is also advantageous if the two codes are at least partially the same
  • the two codes may also contain different information. They can further differ in their coding and / or in their fault tolerance.
  • optoelectronic reader facilitates.
  • the targeted arrangement of the codes also allows the overall impression of the codes taken by the codes
  • Product surface are influenced by the viewer.
  • the first code may be a design QR code which has the second code, for example also a QR code, within the area of the code.
  • An advantageous embodiment of the codes is given by the fact that the cell types A, which comprise the first cell type of the first code and the second cell type of the second code, have the same surface profile and that the cell types B, which the second cell type of the first code and the first Cell type of the second code include having the same surface profile.
  • Intensity difference recognizes as such, not limited.
  • the surface profile of the cell types A relative to the surface profile of the cell types B by 90 ° in the plane of
  • the result for the surface profile of the cell types B is a preferred reflection direction rotated by 90 °. As a result, the intensity difference of the cell types of the codes is reliably ensured and they are opto-electronically readable.
  • the surface profile of a cell type has elements which form a structure and / or a texture.
  • the height of the elements can be regular or irregular.
  • structure includes the regular arrangement of elements such as regular hatching, ie straight and parallel webs, such as regular grid of elements or grid structures of intersecting webs.
  • texture comprises an irregular but largely homogeneous appearing distribution of elements, in particular a distribution of height and / or arrangement of the elements according to a statistical distribution or a noise.
  • Such a surface profile allows targeted influencing of the characteristic reflection properties. By the Targeted selection, arrangement and dimensioning of the elements of the structure and / or the texture, a primarily directed or primarily diffuse reflection can be achieved.
  • Reflecting the light on several elements increases the absorption coefficient.
  • the difference in the reflected intensity of the cell types can be specifically increased and thus the opto-electronic readability of the code can be optimized.
  • a similar effect is achieved when combining cell types in which one cell type has a surface profile with a texture and / or texture and another cell type has a surface profile without a texture or texture.
  • the surface profile of at least one cell type of each code preferably has a structure and / or texture.
  • at least the surface profiles of the cell types A have a structure and / or a texture.
  • Conveniently for selectively influencing the reflection properties prove to be elements whose shape is based on a webs and / or a cylinder and / or a pyramid and / or a cone and / or a truncated pyramid and / or a truncated cone. It is also useful if the surface of the elements
  • Elevations and / or depressions in particular a stair structure having. Such a structure increases the degree of absorption and / or diffusion.
  • the element tips of two adjacent elements have a spacing of 0.01 mm to 0.8 mm and / or if elements of a
  • Surface profile of a cell type have a height difference of 0.08 mm to 0.5 mm.
  • the height difference of an element is measured as the difference between the height of the element ground and the element tip.
  • Such dimensions are excellent for manipulating the reflective properties of light without the individual element sticking out for a viewer on the product surface.
  • the surface profile of a cell type has areas with a roughness depth of not more than 0.01 mm, preferably with a roughness depth of not more than 0.008 mm.
  • Such a region has a high reflection rate and / or characteristic reflection properties for light.
  • such a roughness corresponds to the usual production-related roughness of many
  • the surface profiles of the cell types B preferably have such a roughness depth.
  • the single roughness is the maximum height difference within one
  • the surface roughness is the maximum of surface roughness in accordance with DIN EN ISO 4287: 1998 and the mean height difference of the elements.
  • the surface profiles of the cell types of a code differ in their roughness depth, in particular if the ratio of the roughness depth of the surface profile of one cell type to the roughness depth of the surface profile of the other cell type is at least 15, in particular at least 30.
  • Reflective properties of such surface profiles are sufficiently different to provide a code readable by an optoelectronic reader.
  • both codes satisfy this condition, wherein the
  • Surface profiles of the cell types A have a greater surface roughness than the surface profiles of the cell types B.
  • the surface profiles of the cell types B may have a structure and / or texture.
  • cells have an additional height profile. This may be a tilt and / or curvature of the cell surface and / or a decrease or increase in the cell surface relative to
  • Act product surface whereby the reflection properties are influenced.
  • a lowering of cell surfaces serves to protect against mechanical Stress, like scratching.
  • Cell surfaces can increase the readability of the code by the associated shading. It is useful if each code occupies a footprint of 1 cm 2 to 16 cm 2 on the product surface. The invention is also suitable for codes with a larger or smaller footprint.
  • Polymeric material in particular elastomeric material, is outstandingly suitable for a product surface according to the invention.
  • the use of the product surface on the side wall of a pneumatic vehicle tire is advantageous.
  • the sidewall is exposed to great stress during manufacture and use.
  • the elastomeric material is exposed to a high temperature in the vulcanization process.
  • a pneumatic vehicle tire is subject to strong weather fluctuations.
  • the elastomeric material is tuned to these stresses.
  • the readability of codes, which is an integral part of the product surface of this elastomeric material itself, is robust to these
  • the Internet address may refer to a website containing further information, in particular information about the product and / or the manufacturer and / or an assembly and / or
  • Fig. 1 shows the reflection of light on a product surface
  • 2 and 3 are each a plan view of a product surface having two QR codes
  • Fig. 5 shows a cross section through two adjacent cells of different cell type
  • Fig. 6 shows a section of the surface of an element
  • FIGS. 7 to 10 each show a greyscale representation of the surface profile of a cell in plan view.
  • FIG. 1 illustrates the reflection of light on a product surface 1, which is shown in cross-section. Incident light 2 hits the
  • part of the light 41 is absorbed by the product surface 1, another part of the light 4 is reflected back, i. reflected.
  • the intensity of the reflected light 4 is direction-dependent and is influenced by the surface profile 3.
  • the direction and intensity of the incident light 2, the absorbed light 41 and the reflected light 4 is illustrated by the direction and length of the arrows.
  • a part of the reflected light 4 enters a detector 16 of a
  • Figures 2 and 3 each show a plan view of a product surface 1 comprising two QR codes 5, 51.
  • the product surface 1 is the surface of a side wall of a pneumatic vehicle tire.
  • the illustrated codes 5, 51 have cells 6 of a first cell type of the respective code 5, 51 and cells 7 of a second one
  • the cells of cell types A i. the cells 6 of the first code 5 and the cells 7 of the second code 51 have the same surface profile 3 with depressions relative to the product surface 1.
  • the cells of cell types B i. the cells 7 of the first code 5 and the cells 6 of the second code 51 have the same surface profile 3.
  • the surface profile 3 of the cell types A differs in its reflection properties of
  • the codes 5, 51 shown in FIGS. 2 and 3 each have specific arrangements 18 of cells 6 of the first cell type and cells 7 of the second cell type, which are used to acquire the code by an optoelectronic reader of FIGS. 2 and 3
  • a specific arrangement 18 includes, for example, a square of nine cells 6, which are surrounded by cells 7, which are surrounded by cells 6 again. If the specific arrangements 18 of a QR code Al e > 0 apply, the code is usually recognized by an optoelectronic reader as a QR code.
  • the two codes 5, 51 shown in FIG. 2 are QR codes with the same coding and fault tolerance and are arranged directly adjacent to the product surface 1.
  • the codes 5, 51 are square with an edge length 11 of 2 cm and thus each occupy an area of 4 cm on the product surface 1.
  • the cells 6, 7 are square with an edge length 12 of about 0.69 mm.
  • the codes 5, 51 shown in FIG. 3 are QR codes.
  • the second code 51 occupies a smaller area than the first code 5 and is integrated in the area of the first code 5.
  • the first code 5 is a design QR code that has a larger
  • Fault tolerance has as the second code 51, which is a QR code and at least partially the same information as the first code represents 5.
  • FIG. 4 shows a plan view of a cell 6 with a surface profile 3 having depressions relative to the product surface 1.
  • the surface profile 3 of the cell 6 has elements 8 which form a structure.
  • the structure is a hatching with regularly arranged webs with triangular cross-section as elements 8.
  • the distance 13 of the element bases 9 and the element tips 10 is 0.24 mm.
  • FIG. 5 shows a cross-section along the line X-X through the cell 6 shown in FIG. 4 as well as through a cell 7 adjacent thereto, the two cells differing in their surface profile 3.
  • the cell 6 is, for example, a cell 6 of the first cell type and the cell 7 is an adjacent cell 7 of the second cell type of the respective first of the codes 5 shown in FIG. 2 or FIG. 3.
  • the surface profile 3 of FIG Cell 6 has a height difference 14 of 0.2 mm between the elemental grounds 9 and
  • Element tips 10 a roughness of 0.2 mm.
  • the surface of the cell 6 is lowered by an additional height profile relative to the product surface 1 so that the element peaks 10 below the level of the product surface 1 by 0.05 mm.
  • the surface profile 3 of the cell 7 of the second cell type has a Roughness depth of 0.008 mm according to DIN EN ISO 4287: 1998.
  • the surface roughness of the surface profile 3 of the cell 6 of the first cell type is thus greater by a factor of 25 than the roughness of the surface profile 3 of the cell 7 of the second cell type.
  • a section 15 of the element 8 from FIG. 5 can be seen in FIG.
  • the surface of the element 8 has a staircase structure with a step height of 0.02 mm.
  • Reader can be detected and distinguished.
  • FIGS. 7 to 10 each show a plan view of further exemplary embodiments of a cell 6 of a cell type.
  • the surface profile 3 of each cell 6 is shown as a gray scale image.
  • a code which has a cell type with one of the surface profiles 3 shown in FIGS. 7 to 10 and a cell type with the surface profile 3 of the cell 7 shown in FIGS. 7 to 10 is shown in FIGS. 7 to 10 .
  • the height of the elevations and / or depressions of the surface profile 3 are represented in the gray scale image by 256 gray levels. Black represents the lowest point, white indicates the highest point of the surface profile 3. The height difference amounts to 0.2 mm. Due to the discrete height graduation according to the discrete
  • Grayscale values have the elements 8 of the surface profiles 3 a
  • Such a surface profile 3 or the complementary thereto trained surface profile of a mold for producing such a surface profile 3 on a product surface 1 can be produced for example by laser engraving.
  • the edge length of each pixel 20 is 0.02 mm
  • the edge length of each pixel 20 is 0.04 mm.
  • Each pixel 20 thus has a constant height, which is represented by the gray level.
  • the gray level of each pixel 20 is represented by the cumulative area of the black fields 25 within the pixel 20.
  • the fields 25 are in particular rectangles.
  • the pixel 21 has a significantly lower cumulative area of the fields 25 than the pixel 22.
  • the pixel 21 is thus assigned a lower (lighter) gray level than the pixel 22.
  • the pixel 21 thus has a surface profile 3
  • the pixel 23 has a significantly larger accumulated area of the fields 25 than the pixel 22.
  • the pixel 23 is thus assigned a higher (darker) gray level than the pixel 22.
  • the pixel 23 thus has a lower height in the surface profile 3 than the pixel 22.
  • the pixel 20 with the lowest cumulative area of the fields 25 is assigned the gray level white
  • the pixel 20 with the largest cumulative area of the fields 25 is assigned the gray level black.
  • the surface profile 3 shown in FIG. 7 as a gray scale image has a structure whose elements 8 are arranged in a rectangular grid.
  • the surface profile 3 shown in FIG. 8 as a grayscale image has a structure with elements 8 arranged in a staggered manner.
  • the surface profile 3 shown in FIG. 9 as a gray scale image has a texture, wherein the height of the pixels 20 is statistically distributed.
  • the surface profile 3 shown in FIG. 10 as a gray scale image has a texture, wherein the shape and distribution of the elements 8 are irregular.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Produktoberfläche (1) aufweisend einen ersten optoelektronisch lesbaren Code (5), welcher durch eine Anordnung flächiger Zellen (6) einer ersten Zellenart und flächiger Zellen (7) einer zweiten Zellenart gebildet ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, dass der Code einen großen detektierbaren Bereich aufweist und dessen Lesbarkeit robust gegenüber Beanspruchung bei der Herstellung und/oder dem Gebrauch der Produktoberfläche (1) ist. Die Aufgabe wird gelöst, indem die Zellen (6,7) als integraler Bestandteil der Produktoberfläche (1) ein Oberflächenprofil (3) aufweisen, indem durch die Ausgestaltung der 15 Oberflächenprofile (3) bei Lichteinfall ein Intensitätsunterschied ∆I = I2 – I1 in der vom Oberflächenprofil (3) der zweiten Zellenart reflektierten Intensität I2 und der vom Oberflächenprofil (3) der ersten Zellenart reflektierten Intensität I1 ergibt, indem die Produktoberfläche (1) einen zweiten solcherart ausgebildeten Code (51) aufweist und indem das Maximum des absoluten Intensitätsunterschieds |∆I1| des ersten Codes (5) in einer anderen Reflexionsrichtung liegt als das Maximum des absoluten Intensitätsunterschieds |∆I2| des zweiten Codes (51).

Description

Beschreibung
Produktoberfläche aufweisend einen optoelektronisch lesbaren Code
Die Erfindung betrifft eine Produktoberfläche aufweisend einen ersten
optoelektronisch lesbaren Code, welcher durch eine Anordnung flächiger Zellen einer ersten Zellenart und flächiger Zellen einer zweiten Zellenart gebildet ist.
Mittels eines optoelektronisch lesbaren Codes kann auf einfache Art und Weise Information auf einem Produkt dargestellt werden. Beispiele hierfür sind eine durch einen Strichcode dargestellte Produktnummer oder eine mittels eines QR-Codes dargestellte Internetadresse (Uniform Resource Locator), die beispielsweise auf eine Internetseite des Produktherstellers verweist. Die Zellenarten solcher Codes müssen sich hierbei in ihrem optischen Kontrast ausreichend unterscheiden, so dass die Zellen von einem optoelektronischen Lesegerät erfasst und unterschieden werden können. Üblicherweise weist ein Code zwei Zellenarten auf, die sich in ihrer Farbe, beispielsweise über ihren Farbton und/oder ihre Farbsättigung und/oder ihren
Hellwert, unterscheiden. Hieraus ergibt sich ein optischer Kontrast in der Helligkeit bzw. Intensität des von den Zellen der unterschiedlichen Zellenarten reflektierten Lichts, der mittels eines optoelektonischen Lesegerätes detektiert und zur
Unterscheidung der Zellenarten genutzt werden kann. Aufgrund des hohen optischen Kontrastes ist hierbei die Kombination von schwarzen und weißen Zellen eine gängige Darstellung. Üblicherweise werden solche Codes während oder nach der Herstellung des Produktes in Form einer zusätzlichen farbigen Schicht auf die Produktoberfläche aufgebracht. Unter einem„Code" wird hierbei die Abbildungen von Daten in Symbolen verstanden. Eine„Zelle" ist ein flächiger Bereich, der durch seine optische Erscheinung und/oder seine geometrische Form und/oder zusammen mit weiteren Zellen ein solches Symbol repräsentiert. Zwei Zellen einer Zellenart weisen eine ähnliche optische Erscheinung und/oder geometrische Form auf. Zwei Zellen unterschiedlicher Zellenart unterscheiden sich signifikant in ihrer optischen
Erscheinung und/oder ihrer geometrischen Form. Ein„optoelektronisch lesbarer" Code kann durch ein optoelektronisches Lesegerät erfasst und mittels entsprechender Software decodiert und interpretiert werden.
Aus der CA 2311960 C ist ein Fahrzeugluftreifen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt, der auf der Oberfläche der Reifenseitenwand eine Vulkanette mit einem Strichcode aus Tinte bzw. Druckerschwärze aufweist. Während der Herstellung des Fahrzeugluftreifens wird die Vulkanette auf die Oberfläche des unvulkanisierten Fahrzeugluftreifens aufgebracht und gemeinsam mit diesem vulkanisiert.
Der Einsatz einer Schicht aus anderen Materialien und/oder Farben als das Material und/oder die Farbe der Produktoberfläche auf der Produktoberfläche kann sich negativ auf den Gesamteindruck des Produktes beim Betrachter auswirken. Zudem ist die Lesbarkeit eines solchen Codes z.B. durch die Beanspruchung der anderen Materialien und/oder Farben bei der Herstellung und/oder dem Gebrauch des Produktes begrenzt. Dies kann durch Dehnung oder Wärmeeinwirkung bei der Herstellung oder durch Verfärbung durch Sonneneinstrahlung oder durch Ablösung der Schicht bei mechanischer Belastung beim Gebrauch des Produktes erfolgen. Gerade bei großen Herstellungszahlen ist es zudem aufwändig und teuer, jedes einzelne Produkt mit einer zusätzlichen Schicht zu versehen. Daher ist man bestrebt, den Code kostengünstiger und auf einfache Art und Weise auf der Produktoberfläche anbringen zu können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Produktoberfläche zur Verfügung zu stellen, die einen Code aufweist, der optoelektronisch lesbar ist, einen großen detektierbaren Bereich aufweist und dessen Lesbarkeit robust gegenüber Beanspruchung bei der Herstellung und/oder dem Gebrauch der Produktoberfläche ist und der kostengünstig herzustellen ist.
Die Aufgabe wird gelöst,
- indem die Zellen integraler Bestandteil der Produktoberfläche sind,
indem die Zellen einer jeden Zellenart jeweils ein Oberflächenprofil aufweisen, indem das Oberflächenprofil mindestens einer Zellenart mindestens eine
Erhebung und/oder Vertiefung relativ zur Produktoberfläche aufweist, indem das Oberflächenprofil der ersten Zellenart relativ zum Oberflächenprofil der zweiten Zellenart so ausgebildet ist, dass sich die Reflexionseigenschaften des Oberflächenprofils der ersten Zellenart von den Reflexionseigenschaften des Oberflächenprofils der zweiten Zellenart unterscheiden, wodurch sich bei Lichteinfall ein Intensitätsunterschied ΔΙ = I2 - Ii in der vom Oberflächenprofil der zweiten Zellenart reflektierten Intensität I2 und der vom Oberflächenprofil der ersten Zellenart reflektierten Intensität Ii ergibt,
indem die Produktoberfläche einen zweiten solcherart ausgebildeten Code aufweist,
indem die Oberflächenprofile der Zellenarten des ersten Codes in Relation zu den Oberflächenprofilen der Zellenarten des zweiten Codes so ausgebildet sind, dass das Maximum des absoluten Intensitätsunterschieds IALJ des ersten Codes in einer anderen Reflexionsrichtung liegt als das Maximum des absoluten
Intensitätsunterschieds IAI2I des zweiten Codes.
Bedeutend ist, dass sich die zwei Zellenarten von jedem der beiden Codes aufgrund der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der Oberflächenprofile der beiden Zellenarten bei Lichteinfall in der Intensität des von den Oberflächenprofilen der beiden Zellenarten reflektierten Lichtes voneinander unterscheiden. Hierdurch ergibt sich für jeden der beiden Code ein Intensitätsunterschied AIC, mit c=l für den ersten Code und c=2 für den zweiten Code, ergibt. Für die Ermittlung des
Intensitätsunterschieds werden Zellen der unterschiedlichen Zellenarten mit gleicher geometrischer Abmessung zugrunde gelegt. Der Intensitätsunterschied AIC kann von einem optoelektronischen Lesegerät erfasst werden. Somit können die Zellen unterschiedlicher Zellenarten unterschieden werden und der Code ist mittels eines optoelektronischen Lesegerätes lesbar. Der Intensitätsunterschied AIC wird somit nicht durch die unterschiedliche farbige Gestaltung und/oder durch unterschiedliche Materialien der Zellenoberflächen unterschiedlicher Zellenarten, sondern durch die unterschiedliche Gestaltung der Oberflächenprofile der Zellenarten erzeugt. Hierbei weist das Oberflächenprofil zumindest einer Zellenart eines jeden Codes zumindest eine Erhebung und/oder Vertiefung relativ zur Produktoberfläche auf.
Der Intensitätsunterschied AIC eines Codes ist unter anderem abhängig von der Richtung des einfallenden Lichts sowie von der Reflexionsrichtung, d.h. der
Richtung des reflektierten Lichts. Für jede Beleuchtungs Situation gibt es eine Reflexionsrichtung, in der der Unterschied der von den Oberflächenprofilen der beiden Zellenarten des Codes reflektierten Intensitäten maximal ist, d.h. es gibt eine Reflexionsrichtung, in der der absolute Intensitätsunterschied lALJ des Codes maximal ist. Ein Detektor eines optoelektronischen Lesegerätes, der das in diese Reflexionsrichtung reflektierte Licht auffängt, erzielt ein für diese
Beleuchtungs Situation optimales Detektionsergebnis. Hierdurch wird ein optimales optoelektronisches Lesen des Codes ermöglicht.
Um den Bereich optimaler bzw. guter Detektierbarkeit zu erweitern, weist die Produktoberfläche zwei solcherart ausgebildete Codes auf. Sie unterscheiden sich darin, dass das Maximum des absoluten Intensitätsunterschieds ΙΔΙιΙ des ersten Codes in einer anderen Reflexionsrichtung liegt als das Maximum des absoluten
Intensitätsunterschieds ΙΔΙ2Ι des zweiten Codes. Hierdurch kann auch der
detektierbare Bereich erweitert werden. Der detektierbare Bereich umfasst die Reflexionsrichtungen, in denen entweder der erste Code und/oder der zweite Code durch ein optoelektronisches Lesegerät erfasst und gelesen werden kann. Das„Oberflächenprofil" einer Zellenart bzw. das„Oberflächenprofil" der Zellen einer Zellenart charakterisiert die Erhebung(en) und/oder Vertiefung(en) der Oberfläche der Zellen der Zellenart. Das Oberflächenprofil umfasst die Dichte und/oder Höhe der Erhebungen und/oder Vertiefungen der Oberfläche und/oder die Orientierung der Oberfläche bzw. von Teilbereichen der Oberfläche.
Die„Reflexionseigenschaften" charakterisieren, wie Licht, das auf eine Oberfläche trifft, von dieser zurückgeworfen, d.h. reflektiert, wird. Die Reflexionseigenschaften werden vom Oberflächenprofil der Oberfläche und vom Oberflächenmaterial beeinflusst. Die Reflexionseigenschaften werden durch der fachkundigen Person bekannte Effekte wie Absorption und/oder Reflexion und/oder Verschattung beeinflusst. Die Reflexion erfolgt diffus und/oder gerichtet. Die Intensität des reflektierten Lichtes ist richtungsabhängig. Oberflächenprofile, die sich in ihren Reflexionseigenschaften unterscheiden, unterscheiden sich in charakteristischen Merkmalen des von ihnen reflektierten Lichtes. Das von den Zellen einer Zellenart reflektierte Licht ist somit nicht zwingend in allen Merkmalen identisch sondern weist gleiche charakteristische Merkmale, d.h. die gleichen Reflexionseigenschaften auf, welche sich von den Reflexionseigenschaften der Zellen der anderen Zellenart unterscheiden.
Dementsprechend werden die Erhebungen und/oder Vertiefungen unterschiedlicher Zellen einer Zellenart durch das Oberflächenprofil charakterisiert, sind aber nicht zwingend identisch. Besonders geeignet zur Erzeugung eines Intensitätsunterschiedes eines Codes ist die Kombination von zwei Zellenarten mit Oberflächenprofilen, die eine unterschiedlich starke Absorption aufweisen und/oder mit Oberflächenprofilen, bei denen ein Oberflächenprofil bevorzugt gerichtet reflektiert und das andere Oberflächenprofil bevorzugt diffus reflektiert und/oder mit Oberflächenprofilen, bei denen ein Oberflächenprofil bevorzugt gerichtet in eine Richtung reflektiert und das andere Oberflächenprofil bevorzugt gerichtet in eine hierzu verschiedene Richtung reflektiert.
Wie die fachkundige Person weiß, ist das von einer Oberfläche reflektierte Licht auch abhängig von Richtung, Intensität und Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes. Im Zuge der Erfindung wird von einer ausreichenden Lichtquelle ausgegangen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine in das optische Lesegerät integrierte aktive Lichtquelle oder um Umgebungslicht wie Sonnenlicht oder eine
Raumbeleuchtung .
Das„optoelektronische Lesegerät" umfasst zumindest einen Detektor für Licht. Als optoelektronisches Lesegerät kann ein Lesegerät dienen, welches, wie beispielsweise ein Strichcodescanner, aktiv Licht aussendet und das in den Detektor
zurückreflektierte Licht detektiert. Es kann sich auch um ein optoelektronisches Lesegerät handeln, das, wie beispielsweise ein mit einer Fotooptik und einer geeigneten Software ausgestattetes Smartphone, Licht detektiert, das aus der Umgebung von der Oberfläche des Codes in den Detektor reflektiert wird. Das optoelektronische Lesegerät erfasst mit einer Ortsauflösung von mindestens der minimalen Zellenabmessung die Intensität des von den einzelnen Zellen reflektierten Lichtes und ist sensitiv für den Intensitätsunterschied des von den Zellen unterschiedlicher Zellenarten eines Codes reflektierten Lichtes. Die Zellen werden somit erfasst und unterschieden, wodurch der Code optoelektronisch gelesen werden kann. Eine externe oder eine in das optoelektronische Lesegerät integrierte
Interpretations Software decodiert und interpretiert die mittels des Codes dargestellte Information. Detektionsmechanismus und Interpretationssoftware können auf die Anforderungen des in die Produktoberfläche integrierten Codes abgestimmt sein.
Unter„Licht" ist elektromagnetische Strahlung zu verstehen, die sich zur Detektion durch ein optoelektronisches Lesegerät eignet. Insbesondere ist hierbei
elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm zu verstehen. Die Zellen der Codes sind integraler Bestandteil der Produktoberfläche, d.h. sie sind als dreidimensionales Profil aus dem Material der Produktoberfläche bzw. des Produktes selbst gebildet. Das Material der Produktoberfläche ist auf die
Beanspruchung bei der Herstellung und/oder der Benutzung des Produktes abgestimmt. Beispielsweise ist das elastomere Material der Oberfläche eines
Fahrzeugluftreifens auf die starke Belastung durch hohe Temperaturen bei der Vulkanisation ausgerichtet. Somit ist keine generelle Einbuße der Lesbarkeit der Codes durch Beanspruchung bei der Herstellung und/oder dem Gebrauch der Produktoberfläche zu erwarten. Die Lesbarkeit der Codes ist robust gegenüber diesen Beanspruchungen und es sind keine zusätzlichen aufwändigen und kostenintensiven Maßnahmen zum Schutz der Lesbarkeit der Codes nötig.
Zudem entfällt das aufwändige und kostenintensive Aufbringen von einer oder mehreren zusätzlichen Schicht(en) aus Farbe und/oder anderen Materialien auf die Produktoberfläche und der Gesamteindruck der Produktoberfläche beim Betrachter wird nicht durch Farbe und/oder andere Materialien auf der Produktoberfläche beeinflusst. Somit ist eine kostengünstige Produktoberfläche zur Verfügung gestellt, die einen optoelektronisch lesbaren Code aufweist, der einen großen detektierbaren Bereich aufweist und dessen Lesbarkeit robust gegenüber Beanspruchung bei der Herstellung und/oder dem Gebrauch der Produktoberfläche ist. Je nach Reflexionseigenschaften der Oberflächenprofile der Zellenarten eines Codes kann für bestimmte Kombinationen aus Einfallsrichtung und Reflexionsrichtung des Lichtes AIC > 0 gelten (d.h. die von einer Zelle der zweiten Zellenart reflektierte Intensität ist größer als die von einer Zelle der ersten Zellenart reflektierte Intensität), wohingegen für andere Kombination aus Einfallsrichtung und Reflexionsrichtung AIC < 0 gilt. Handelsübliche optoelektronische Lesegeräte erkennen ein detektiertes
Intensitätsmuster oftmals nur dann als Code, wenn eine spezifische Anordnung von Zellen einer Zellenart (im Folgenden: der zweiten Zellenart) des Codes mit einer höheren Intensität detektiert werden als eine spezifische Anordnung von Zellen der anderen Zellenart (im Folgenden: der ersten Zellenart) des Codes. Ein solcher Code kann somit vom optoelektrischen Lesegerät nur für die Kombinationen aus
Einfallsrichtung und Reflexionsrichtung erkannt und gelesen werden, für die der Intensitätsunterschied AIC des Codes positiv, also AIC > 0, ist. Um beim Einsatz solcher optoelektronischen Lesegeräte den Bereich optimaler Detektierbarkeit zu verbessern ist es vorteilhaft, wenn die Oberflächenprofile der beiden Zellenarten des ersten Codes und die Oberflächenprofile der beiden
Zellenarten des zweiten Codes so ausgebildet sind, dass das Maximum des positiven Intensitätsunterschieds Ali > 0 des ersten Codes in einer anderen Reflexionsrichtung liegt als das Maximum des positiven Intensitätsunterschieds AI2 > 0 des zweiten Codes. Hierdurch kann auch eine Erweiterung des detektierbaren Bereichs erwirkt werden.
Eine Erweiterung des detektierbaren Bereichs wird erreicht, indem die
Oberflächenprofile der Zellenarten des ersten Codes und des zweiten Codes so ausgebildet sind, dass mindestens 50% der möglichen Reflexionswinkel, besonders bevorzugt mindestens 80% der möglichen Reflexionswinkel, in denen für den Intensitätsunterschied Ali des ersten Codes Ali < 0 gilt, der Intensitätsunterschied AI2 des zweiten Codes die Bedingung AI2 > 0 erfüllt.
Für eine Reflexionsrichtung, für die der Intensitätsunterschied IALJ eines Codes unterhalb der Detektorgenauigkeit liegt, wird der Intensitätsunterschied des Codes dabei als 0 gewertet, also Ale = 0. Vorteilhaft ist es, wenn beide Codes eindimensionale Codes, insbesondere
Strichcodes, oder zweidimensionale Codes, insbesondere quick-response- (QR-) Codes, sind. Es eignet sich prinzipiell jede Codeart, die sich durch Zellen zweier Zellenarten in einer Fläche darstellen lässt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Zelle durch einen Kreis, eine Kreis Scheibe, einen Strich, ein Rechteck oder ein Quadrat dargestellt. Bei den zweidimensionalen Codes sind insbesondere gestapelte Codes wie der Codablock, Code 49 und PDF417, sowie Matrix Codes wie QR- Codes, der DataMatrix Code, MaxiCode und Aztec-Code, sowie Punktcodes zu nennen. QR-Codes umfassen auch Weiterentwicklungen wie den Design-QR-Code, Micro-QR-Code, Secure-QR-Code und iQR-Code. Vorteilhaft ist es auch, wenn die zwei Codes zumindest zum Teil die gleiche
Information darstellen. Hierdurch ist sichergestellt, dass diese Information vom optoelektronischen Lesegerät erfasst wird, wenn zumindest einer der Codes vom optoelektronischen Lesegerät als solcher erkannt und gelesen wird. Die zwei Codes können auch unterschiedliche Information beinhalten. Sie können sich weiter in ihrer Codierung und/oder in ihrer Fehlertoleranz unterscheiden.
Es ist vorteilhaft, wenn die zwei Codes auf der Produktoberfläche benachbart angeordnet sind. Hierdurch können beide Codes auf einfache Art und Weise gleichzeitig oder nacheinander innerhalb des Detektionsbereichs des
optoelektronischen Lesegeräts positioniert werden. Hierdurch ist ein einfaches und zuverlässiges Erfassen und Lesen zumindest eines Codes durch das
optoelektronische Lesegerät erleichtert. Durch die gezielte Anordnung der Codes kann zudem der Gesamteindruck der durch die Codes eingenommenen
Produktoberfläche beim Betrachter beeinflusst werden.
Entsprechende Vorteile ergeben sich auch, wenn der zweite Code auf der
Produktoberfläche eine geringere Fläche einnimmt als der erste Code und wenn der zweite Code in die Fläche des ersten Codes integriert ist. Hierbei kann es sich beim ersten Code um einen Design-QR-Code handeln, der innerhalb der Fläche des Codes den zweiten Code, beispielsweise auch einen QR-Code, aufweist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Codes ist dadurch gegeben, dass die Zellenarten A, welche die erste Zellenart des ersten Codes und die zweite Zellenart des zweiten Codes umfassen, das gleiche Oberflächenprofil aufweisen und dass die Zellenarten B, welche die zweite Zellenart des ersten Codes und die erste Zellenart des zweiten Codes umfassen, das gleiche Oberflächenprofil aufweisen. Die Oberflächenprofile der Zellenarten der beiden Codes sind somit vertauscht und es gilt Ali = - ΔΙ2 (wobei jeweils von Reflexionsflächen gleicher Oberflächenabmessung ausgegangen wird). Für AIC 0 ist damit gewähreistet, dass für jeden Reflexionswinkel bzw. jeden Einfallswinkel für genau einen Code AIC > 0 gilt. Die Detektierbarkeit ist somit durch ein optoelektronisches Lesegerät, das einen Code nur bei positivem
Intensitätsunterschied als solchen erkennt, nicht eingeschränkt.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Oberflächenprofil der Zellenarten A relativ zum Oberflächenprofil der Zellenarten B um 90° in der Ebene der
Produktoberfläche gedreht. Weist das Oberflächenprofil der Zellenarten A eine bevorzugte Reflexionsrichtung auf, so ergibt sich hierdurch für das Oberflächenprofil der Zellenarten B eine um 90° gedrehte bevorzugte Reflexionsrichtung. Hierdurch ist der Intensitätsunterschied der Zellenarten der Codes zuverlässig sichergestellt und diese sind optoelektronisch lesbar.
Es ist vorteilhaft, wenn das Oberflächenprofil einer Zellenart Elemente aufweist, die eine Struktur und/oder eine Textur bilden. Die Höhe der Elemente kann regelmäßig oder unregelmäßig sein. Der Begriff„Struktur" umfasst die regelmäßige Anordnung von Elementen wie eine regelmäßige Schraffur, d.h. gerade und parallel zueinander angeordnete Stege, wie regelmäßige Raster aus Elementen oder wie Gitterstrukturen aus sich kreuzenden Stegen. Der Begriff„Textur" umfasst eine unregelmäßige aber weitgehend homogen erscheinende Verteilung von Elementen, insbesondere eine Verteilung von Höhe und/oder Anordnung der Elemente gemäß einer statistischen Verteilung oder eines Rauschens. Ein solches Oberflächenprofil ermöglicht eine gezielte Beeinflussung der charakteristischen Reflexionseigenschaften. Durch die gezielte Auswahl, Anordnung und Abmessung der Elemente der Struktur und/oder der Textur kann eine vorrangig gerichtete oder vorrangig diffuse Reflexion erreicht werden. Durch mehrmaliges Reflektieren des Lichtes an mehreren Elementen wird der Absorptionsgrad erhöht. Durch die gezielte Kombination von zwei Zellenarten eines Codes mit Oberflächenprofilen aufweisend eine unterschiedliche Struktur und/oder Textur kann der Unterschied in der reflektierten Intensität der Zellenarten gezielt erhöht und somit die optoelektronische Lesbarkeit des Codes optimiert werden. Ein entsprechender Effekt wird erzielt, wenn Zellenarten kombiniert werden, bei denen eine Zellenart ein Oberflächenprofil mit einer Struktur und/oder Textur aufweist und eine andere Zellenart ein Oberflächenprofil ohne eine Struktur oder Textur aufweist.
Bevorzugt weist das Oberflächenprofil zumindest einer Zellenart jedes Codes eine Struktur und/oder Textur auf. Bevorzugt weisen zumindest die Oberflächenprofile der Zellenarten A eine Struktur und/oder eine Textur auf.
Zweckmäßig zur gezielten Beeinflussung der Reflexionseigenschaften erweisen sich Elemente, deren Form ein Stege und/oder ein Zylinder und/oder eine Pyramide und/oder ein Kegel und/oder ein Pyramidenstumpf und/oder ein Kegelstumpf zugrunde liegt. Zweckmäßig ist es auch, wenn die Oberfläche der Elemente
Erhebungen und/oder Vertiefungen, insbesondere eine Treppenstruktur, aufweist. Eine solche Struktur erhöht den Grad der Absorption und/oder der Diffusion.
Es ist zweckmäßig, wenn die Elementspitzen zweier benachbarter Elemente einen Abstand von 0,01 mm bis 0,8 mm aufweisen und/oder wenn Elemente eines
Oberflächenprofils einer Zellenart eine Höhendifferenz von 0,08 mm bis 0,5 mm aufweisen. Die Höhendifferenz eines Elementes bemisst sich als Differenz der Höhe zwischen Elementgrund und Elementspitze. Solche Abmessungen eignet sich hervorragend zur Manipulation der Reflexionseigenschaften von Licht, ohne dass das einzelne Element für einen Betrachter auf der Produktoberfläche heraussticht. Zweckmäßig ist es auch, wenn das Oberflächenprofil einer Zellenart Bereiche mit einer Rautiefe von maximal 0,01 mm, bevorzugt mit einer Rautiefe von maximal 0,008 mm, aufweist. Ein solcher Bereich weist für Licht eine hohe Reflexionsrate und/oder charakteristische Reflexionseigenschaften auf. Zudem entspricht eine solche Rautiefe der üblichen produktionsbedingten Rautiefe vieler
Produktoberflächen. Bevorzugt weisen die Oberflächenprofile der Zellenarten B eine solche Rautiefe auf.
Die„Rautiefe" ist dabei gemäß DIN EN ISO 4287:1998 der arithmetischer
Mittelwert der Einzelrautiefen aufeinanderfolgenden Einzelmessstrecken. Die Einzelrautiefe ist dabei die maximale Höhendifferenz innerhalb einer
Einzelmessstrecke. Setzt sich das Oberflächenprofil weitgehend aus Elementen zusammen, so ist die Rautiefe das Maximum aus Rautiefe gemäß DIN EN ISO 4287:1998 und mittlerer Höhendifferenz der Elemente.
Vorteilhaft ist es, wenn sich die Oberflächenprofile der Zellenarten eines Codes in ihrer Rautiefe unterscheiden, insbesondere wenn das Verhältnis der Rautiefe des Oberflächenprofils einer Zellenart zur Rautiefe des Oberflächenprofils der anderen Zellenart mindestens 15, insbesondere mindestens 30, beträgt. Die
Reflexionseigenschaften solcher Oberflächenprofile unterscheiden sich ausreichend, um einen durch ein optoelektronisches Lesegerät lesbaren Code zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt erfüllen beide Codes diese Bedingung, wobei die
Oberflächenprofile der Zellenarten A eine größere Rautiefe aufweisen als die Oberflächenprofile der Zellenarten B. Insbesondere können die Oberflächenprofile der Zellenarten B eine Struktur und/oder Textur aufweisen.
Es ist zweckmäßig, wenn Zellen ein zusätzliches Höhenprofil aufweisen. Hierbei kann es sich um eine Neigung und/oder Krümmung der Zellenoberfläche und/oder um eine Absenkung oder Erhöhung der Zellenoberfläche relativ zur
Produktoberfläche handeln, wodurch die Reflexionseigenschaften beeinflusst werden. Eine Absenkung von Zellenoberflächen dient dem Schutz vor mechanischer Beanspruchung, wie Zerkratzen. Eine Absenkung bzw. Erhöhung von
Zellenoberflächen kann durch die damit einhergehende Verschattung auch die Lesbarkeit des Codes erhöhen. Es ist zweckmäßig, wenn jeder Code eine Grundfläche von 1 cm 2 bis 16 cm 2 auf der Produktoberfläche einnimmt. Die Erfindung eignet sich aber auch für Codes mit einer größeren oder kleineren Grundfläche.
Polymeres Material, insbesondere elastomeres Material, eignet sich hervorragend für eine erfindung s gemäße Produktoberfläche .
Vorteilhaft ist die Verwendung der Produktoberfläche auf der Seitenwand eines Fahrzeugluftreifens. Die Seitenwand ist bei der Herstellung und beim Gebrauch großer Beanspruchung ausgesetzt. Bei der Herstellung wird das elastomere Material im Vulkanisationsprozess einer hohen Temperatur ausgesetzt. Im Gebrauch ist beispielsweise ein Fahrzeugluftreifen starken Witterungs Schwankungen ausgesetzt. Das elastomere Material ist auf diese Beanspruchungen hin abgestimmt. Die Lesbarkeit von Codes, der als integraler Bestandteil der Produktoberfläche aus diesem elastomeren Material selbst besteht, ist robust gegenüber diesen
Beanspruchungen.
Die Verwendung der Produktoberfläche, insbesondere für die Seitenwand eines Fahrzeugluftreifens, ermöglicht es, gesetzliche Produktinformationen und/oder optionale Information, insbesondere eine Internetadresse, mittels der in die
Produktoberfläche integrierten Codes darzustellen. Hierdurch ist eine kompakte Darstellung dieser Information geschaffen, die mittels eines optoelektronischen Lesegerätes gelesen werden kann. Die Internetadresse kann auf eine Internetseite verweisen, die weiterführende Information enthält, insbesondere Information über das Produkt und/oder den Hersteller und/oder eine Montage- und/oder
Gebrauchsanleitung. Ähnliche Vorteile ergeben sich bei der Verwendung der Produktoberfläche auf einem Förderband, z.B. an einer Stelle, die nicht permanent mit Schüttgut beaufschlagt ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Figuren, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher beschrieben. Dabei zeigt die:
Fig. 1 die Reflexion von Licht an einer Produktoberfläche;
Fig. 2 und 3 jeweils eine Draufsicht auf eine Produktoberfläche aufweisend zwei QR-Codes,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Zelle,
Fig. 5 einen Querschnitt durch zwei benachbarte Zellen unterschiedlicher Zellenart, Fig. 6 einen Ausschnitt der Oberfläche eines Elementes und
Fig. 7 bis 10 jeweils eine Graustufendarstellung des Oberflächenprofils einer Zelle in der Draufsicht.
Die Figur 1 veranschaulicht die Reflexion von Licht an einer Produktoberfläche 1, welche im Querschnitt gezeigt ist. Einfallendes Licht 2 trifft auf die
Produktoberfläche 1. Gemäß der Reflexionseigenschaften des nicht weiter dargestellten Oberflächenprofils 3 der Produktoberfläche 1 wird ein Teil des Lichtes 41 von der Produktoberfläche 1 absorbiert, ein anderer Teil des Lichtes 4 wird zurückgeworfen, d.h. reflektiert. Die Intensität des reflektierten Lichtes 4 ist richtungsabhängig und wird vom Oberflächenprofil 3 beeinflusst. Die Richtung und Intensität des einfallenden Lichtes 2, des absorbierten Lichtes 41 sowie des reflektierten Lichtes 4 ist durch die Richtung und Länge der Pfeile veranschaulicht. Ein Teil des reflektierten Lichtes 4 gelangt in einen Detektor 16 eines
optoelektronischen Lesegerätes, welcher die Intensität des Lichtes ortsaufgelöst detektiert. Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils eine Draufsicht auf eine Produktoberfläche 1 aufweisend zwei QR-Codes 5, 51. Die Produktoberfläche 1 ist die Oberfläche einer Seitenwand eines Fahrzeugluftreifens. Die dargestellten Codes 5, 51 weisen Zellen 6 einer ersten Zellenart des jeweiligen Codes 5, 51 und Zellen 7 einer zweiten
Zellenart des jeweiligen Codes 5, 51 auf. Die Zellen 6, 7 sind jeweils integraler
Bestandteil der Produktoberfläche 1. Die Zellen der Zellenarten A, d.h. die Zellen 6 des ersten Codes 5 und die Zellen 7 des zweiten Codes 51 weisen das gleiche Oberflächenprofil 3 mit Vertiefungen relativ zur Produktoberfläche 1 auf. Die Zellen der Zellenarten B, d.h. die Zellen 7 des ersten Codes 5 und die Zellen 6 des zweiten Codes 51 weisen das gleiche Oberflächenprofil 3 auf. Das Oberflächenprofil 3 der Zellenarten A unterscheidet sich in seinen Reflexionseigenschaften vom
Oberflächenprofil 3 der Zellenarten B, wodurch sich für jeden Code 5, 51 ein Intensitätsunterschied AIC ergibt und der Code optoelektronisch lesbar ist. Die Oberflächenprofile 3 der Zellenarten der beiden Codes 5, 51 sind vertauscht und es erfolgt eine Inversion der Intensitätsunterschiede, d.h. Ali = - ΔΙ2 (wobei jeweils von Reflexionsflächen gleicher Oberflächenabmessung ausgegangen wird). Das
Maximum des positiven Intensitätsunterschieds Ali > 0 des ersten Codes 5 liegt somit in einer anderen Reflexionsrichtung als das Maximum des positiven
Intensitätsunterschieds AI2 > 0 des zweiten Codes 51. Weiter gilt für alle möglichen Reflexionswinkel in denen für den Intensitätsunterschied Ali des ersten Codes 5 Ali < 0 gilt, dass der Intensitätsunterschied AI2 des zweiten Codes 51 die Bedingung AI2 > 0 erfüllt.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Codes 5, 51 weisen jeweils spezifische Anordnungen 18 von Zellen 6 der ersten Zellenart und Zellen 7 der zweiten Zellenart auf, die zum Erfassen des Codes durch ein optoelektronisches Lesegerät von
Bedeutung sind. Eine spezifische Anordnung 18 umfas st beispielsweise ein Quadrat aus neun Zellen 6, welche von Zellen 7 umrandet sind, welche wieder von Zellen 6 umrandet sind. Gilt für die spezifischen Anordnungen 18 eines QR-Codes Ale > 0, so wird der Code üblicherweise von einem optoelektronischen Lesegerät als QR-Code erkannt. Die in Figur 2 dargestellten zwei Codes 5, 51 sind QR Codes mit gleicher Codierung und Fehlertoleranz und sind auf der Produktoberfläche 1 unmittelbar benachbart angeordnet. Die Codes 5, 51 sind quadratisch mit einer Kantenlänge 11 von 2 cm und nehmen somit jeweils eine Fläche von 4 cm auf der Produktoberfläche 1 ein. Die Zellen 6, 7 sind quadratisch mit einer Kantenlänge 12 von ca. 0,69 mm.
Die in Figur 3 dargestellten Codes 5, 51 sind QR-Codes. Der zweite Code 51 nimmt eine geringere Fläche ein als der erste Code 5 und ist in die Fläche des ersten Codes 5 integriert. Der erste Code 5 ist ein Design-QR-Code, der eine größere
Fehlertoleranz aufweist als der zweite Code 51, welcher ein QR Code ist und zumindest zum Teil gleiche Information wie der erste Code 5 darstellt.
Die Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Zelle 6 mit einem Oberflächenprofil 3 aufweisend Vertiefungen relativ zur Produktoberfläche 1. In Zusammenschau mit der Fig. 5 erkennt man, dass das Oberflächenprofil 3 der Zelle 6 Elemente 8 aufweist, welche eine Struktur bilden. Die Struktur ist eine Schraffur mit regelmäßig angeordneten Stegen mit dreieckigem Querschnitt als Elemente 8. Der Abstand 13 der Elementgründe 9 bzw. der Elementspitzen 10 beträgt 0,24 mm.
Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie X-X durch die in Figur 4 dargestellte Zelle 6 sowie durch eine daran angrenzende Zelle 7, wobei sich die beiden Zellen in ihrem Oberflächenprofil 3 unterscheiden. Bei der Zelle 6 handelt es sich dabei beispielsweise um eine Zelle 6 der ersten Zellenart und bei der Zelle 7 um eine daran angrenzende Zelle 7 der zweiten Zellenart des jeweils ersten der in Fig. 2 oder Fig. 3 gezeigten Codes 5. Das Oberflächenprofil 3 der Zelle 6 weist mit einer Höhendifferenz 14 von 0,2 mm zwischen den Elementgründen 9 und den
Elementspitzen 10 eine Rautiefe von 0,2 mm auf. Die Oberfläche der Zelle 6 ist durch ein zusätzliches Höhenprofil relativ zur Produktoberfläche 1 so abgesenkt, dass die Elementspitzen 10 das Niveau der Produktoberfläche 1 um 0,05 mm unterschreiten. Das Oberflächenprofil 3 der Zelle 7 der zweiten Zellenart weist eine Rautiefe von 0,008 mm gemäß DIN EN ISO 4287:1998 auf. Die Rautiefe des Oberflächenprofils 3 der Zelle 6 der ersten Zellenart ist somit um einen Faktor 25 größer als die Rautiefe des Oberflächenprofils 3 der Zelle 7 der zweiten Zellenart. Ein Ausschnitt 15 des Elementes 8 aus der Figur 5 ist in der Figur 6 zu sehen. Die Oberfläche des Elementes 8 weist eine Treppenstruktur mit einer Stufenhöhe von 0,02 mm auf.
Die Reflexionseigenschaften des in den Figuren 4 bis 6 dargestellten
Oberflächenprofils 3 der Zelle 6 unterscheiden sich deutlich von den
Reflexionseigenschaften des in Figur 5 dargestellten Oberflächenprofils der Zelle 7. Das von den Zellen 6,7 reflektierte Licht kann mit einem optoelektronischen
Lesegerät detektiert und unterschieden werden. Ein Code, der zwei solche
Zellenarten aufweist, ist somit durch ein optoelektronisches Lesegerät lesbar.
Die Figuren 7 bis 10 zeigen jeweils eine Draufsicht auf weitere Ausführungsbeispiele einer Zelle 6 einer Zellenart. Das Oberflächenprofil 3 jeder Zelle 6 ist dabei als Graustufenbild dargestellt. Ein Code, der eine Zellenart mit einem der in den Figuren 7 bis 10 dargestellten Oberflächenprofilen 3 sowie eine Zellenart mit dem in Figur 5 gezeigten Oberflächenprofil 3 der Zelle 7 aufweist, kann durch ein
optoelektronisches Lesegerät gelesen werden. Ein Vergleich dieser Kombinationen hat gezeigt, dass ein Code, dessen erste Zellenart das in Figur 8 gezeigte
Oberflächenprofil 3 und dessen zweite Zellenart das Oberflächenprofil der in Figur 5 gezeigten Zelle 7 aufweist, zum besten Detektionsergebnis führt.
Die Höhe der Erhebungen und/oder Vertiefungen des Oberflächenprofils 3 sind im Graustufenbild durch 256 Graustufen dargestellt. Schwarz stellt den tiefsten Punkt, weiß den höchsten Punkt des Oberflächenprofils 3 dar. Der Höhenunterschied beträgt dabei 0,2 mm. Durch die diskrete Höhenabstufung gemäß der diskreten
Graustufenwerte weisen die Elemente 8 der Oberflächenprofile 3 eine
Treppenstruktur auf. Ein solches Oberflächenprofil 3 bzw. das hierzu komplementär ausgebildete Oberflächenprofil eines Formwerkzeuges zur Herstellung eines solchen Oberflächenprofiles 3 auf einer Produktoberfläche 1 kann beispielsweise durch Lasergravur erzeugt werden. In Figur 7, 8 und 10 beträgt die Kantenlänge eines jeden Pixels 20 0,02 mm, in Figur 9 beträgt die Kantenlänge eines jeden Pixels 20 0,04 mm.
Jedes Pixel 20 hat somit eine konstante Höhe, welche durch die Graustufe repräsentiert ist. Die Graustufe eines jeden Pixels 20 ist dabei durch die kumulierte Fläche der schwarzen Felder 25 innerhalb des Pixels 20 dargestellt. Die Felder 25 sind insbesondere Rechtecke. Beispielsweise ist deutlich erkennbar, dass jeweils das Pixel 21 eine deutlich geringere kumulierte Fläche der Felder 25 aufweist als das Pixel 22. Dem Pixel 21 ist somit eine geringere (hellere) Graustufe zuzuweisen als dem Pixel 22. Das Pixel 21 weist im Oberflächenprofil 3 somit eine größere Höhe auf als das Pixel 22. Weiter weist in den Figuren 6 bis 9 jeweils das Pixel 23 eine deutlich größere kumulierte Fläche der Felder 25 als das Pixel 22 auf. Dem Pixel 23 ist somit eine höhere (dunklere) Graustufe zuzuweisen als dem Pixel 22. Das Pixel 23 weist somit im Oberflächenprofil 3 eine geringere Höhe auf als das Pixel 22. Dem Pixel 20 mit der geringsten kumulierten Fläche der Felder 25 ist die Graustufe weiß zugeordnet, dem Pixel 20 mit der größten kumulierten Fläche der Felder 25 ist die Graustufe schwarz zugeordnet.
Das in Figur 7 als Graustufenbild dargestellte Oberflächenprofil 3 weist eine Struktur auf, deren Elemente 8 in einem rechtwinkligen Gitter angeordnet sind.
Das in Figur 8 als Graustufenbild dargestellte Oberflächenprofil 3 weist eine Struktur mit versetzt angeordneten Elementen 8 auf.
Das in Figur 9 als Graustufenbild dargestellte Oberflächenprofil 3 weist eine Textur auf, wobei die Höhe der Pixel 20 statistisch verteilt ist. Das in Figur 10 als Graustufenbild dargestellte Oberflächenprofil 3 weist eine Textur auf, wobei Form und Verteilung der Elemente 8 unregelmäßig ist.
Bezugszeichen
(Teil der Beschreibung)
1 Produktoberfläche
2 einfallendes Licht
3 Oberflächenprofil
41 absorbiertes Licht
4 reflektiertes Licht
5 erster Code
51 zweiter Code
6 Zelle einer (ersten) Zellenart
7 Zelle einer (zweiten) Zellenart
8 Element
9 Elementgrund
10 Elementspitze
11 Kantenlänge eines Codes
12 Kantenlänge einer Zelle
13 Abstand
14 Höhendifferenz
15 Ausschnitt
16 Detektor
18 spezifische Anordnung
20 Pixel
21, 22, 23 Pixel
25 Feld

Claims

Patentansprüche
1. Produktoberfläche (1) aufweisend einen ersten optoelektronisch lesbaren Code (5), welcher durch eine Anordnung flächiger Zellen (6) einer ersten Zellenart und flächiger Zellen (7) einer zweiten Zellenart gebildet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
die Zellen (6,7) integraler Bestandteil der Produktoberfläche (1) sind, dass die Zellen (6,7) einer jeden Zellenart jeweils ein Oberflächenprofil (3) aufweisen,
- dass das Oberflächenprofil (3) mindestens einer Zellenart mindestens eine
Erhebung und/oder Vertiefung relativ zur Produktoberfläche (1) aufweist, dass das Oberflächenprofil (3) der ersten Zellenart relativ zum
Oberflächenprofil (3) der zweiten Zellenart so ausgebildet ist, dass sich die Reflexionseigenschaften des Oberflächenprofils (3) der ersten Zellenart von den Reflexionseigenschaften des Oberflächenprofils (3) der zweiten Zellenart unterscheiden, wodurch sich bei Lichteinfall ein Intensitätsunterschied ΔΙ = I2 - Ii in der vom Oberflächenprofil (3) der zweiten Zellenart reflektierten Intensität I2 und der vom Oberflächenprofil (3) der ersten Zellenart reflektierten Intensität Ii ergibt,
- dass die Produktoberfläche (1) einen zweiten solcherart ausgebildeten Code
(51) aufweist und
dass die Oberflächenprofile (3) der Zellenarten des ersten Codes (5) in Relation zu den Oberflächenprofilen (3) der Zellenarten des zweiten Codes (51) so ausgebildet sind, dass das Maximum des absoluten
Intensitätsunterschieds ΙΔΙιΙ des ersten Codes (5) in einer anderen
Reflexionsrichtung liegt als das Maximum des absoluten
Intensitätsunterschieds ΙΔΙ2Ι des zweiten Codes (51).
2. Produktoberfläche (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenprofile (3) der beiden Zellenarten des ersten Codes (5) und die Oberflächenprofile (3) der beiden Zellenarten des zweiten Codes (51) so ausgebildet sind,
dass das Maximum des positiven Intensitätsunterschieds Ali > 0 des ersten Codes (5) in einer anderen Reflexionsrichtung liegt als das Maximum des positiven Intensitätsunterschieds ΔΙ2 > 0 des zweiten Codes (51).
Produktoberfläche (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Oberflächenprofile (3) der Zellenarten des ersten Codes (5) und des zweiten
Codes (51) so ausgebildet sind,
dass mindestens 50% der möglichen Reflexionswinkel, besonders bevorzugt mindestens 80% der möglichen Reflexionswinkel, in denen für den
Intensitätsunterschied Ali des ersten Codes (5) Ali < 0 gilt, der
Intensitätsunterschied AI2 des zweiten Codes (51) die Bedingung AI2 > 0 erfüllt.
Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Codes (5,51) eindimensionale Codes, insbesondere Strichcodes, oder zweidimensionale Codes, insbesondere quick- response- (QR-) Codes, sind.
Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Codes (5,51) zumindest zum Teil die gleiche Information darstellen.
Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Codes (5,51) auf der Produktoberfläche (1) benachbart angeordnet sind.
Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Code (51) auf der Produktoberfläche (1) eine geringere Fläche einnimmt als der erste Code (5) und dass der zweite Code (51) in die Fläche des ersten Codes (5) integriert ist.
8. Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zellenarten A, welche die erste Zellenart des ersten Codes (5) und die zweite Zellenart des zweiten Codes (51) umfassen, das gleiche
Oberflächenprofil (3) aufweisen und
dass die Zellenarten B, welche die zweite Zellenart des ersten Codes (5) und die erste Zellenart des zweiten Codes (51) umfassen, das gleiche
Oberflächenprofil (3) aufweisen.
9. Produktoberfläche (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Oberflächenprofil (3) der Zellenarten A relativ zum Oberflächenprofil (3) der Zellenarten B um 90° in der Ebene der Produktoberfläche (1) gedreht ist.
10. Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil (3) einer Zellenart Elemente (8) aufweist, die eine Struktur und/oder eine Textur bilden.
11. Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Oberflächenprofile (3) der Zellenarten eines Codes (5,51) in ihrer Rautiefe unterscheiden, insbesondere dass das Verhältnis der Rautiefe des Oberflächenprofils (3) einer ersten Zellenart des Codes (5,51) zur Rautiefe des Oberflächenprofils (3) einer zweiten Zellenart des
Codes (5,51) mindestens 15, insbesondere mindestens 30, beträgt.
12. Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktoberfläche (1) aus einem polymeren Material, insbesondere aus einem elastomeren Material gebildet ist.
13. Verwendung einer Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 auf der Seitenwand eines Fahrzeugluftreifens.
14. Verwendung einer Produktoberfläche (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 auf einem Förderband.
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