DE60124283T2

DE60124283T2 - Optischer Datenträger mit einem auf optischer Beugung basierenden Code, und zugehöriges Lesegerät

Info

Publication number: DE60124283T2
Application number: DE60124283T
Authority: DE
Inventors: Ist. Poligrafico e Zecca dello St Michela Casini; Ist Poligrafico e Zecca dello Stat Laura Luciani; Gruppo Testa Elettronica Srl Flavio Lucentini
Original assignee: Istituto Poligrafico e Zecca Dello Stato
Current assignee: Istituto Poligrafico e Zecca Dello Stato
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: EP1321890B1; ATE344507T1; DE60124283D1; EP1321890A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische variable Vorrichtung, die einen optischen beugenden Code und eine zugehörige Lesevorrichtung hat.
Mit optischer variabler Vorrichtung (allgemein mit der Abkürzung OVD für optical variable device bezeichnet) ist ein Beglaubigungselement gemeint, das ein optisches beugendes Profil hat, z.B. ein Hologramm. Dieses Profil kann einen sogenannten optischen beugenden Code realisieren, d.h. ein Bild, das erfassbar ist, wenn die OVD mit einem elektromagnetischen Wellenbündel wie z.B. einem monochromatischen Lichtbündel oder einem Laserbündel beaufschlagt wird.
OVDs werden weit verbreitet benutzt als Antifälschungselemente auf Banknoten, Kreditkarten, Identifikationskarten und Papieren und Produkten wie Wertpapieren allgemein, da sie durch herkömmliche Drucktechniken nicht reproduzierbar sind und maschinenlesbare Information tragen können.
Um das Fälschen schwieriger zu machen, kann das beugende Profil einer OVD einen verschlüsselten optischen beugenden Code enthalten, d.h. einen Code, der nur erfassbar ist, wenn die OVD mit einem elektromagnetischen Wellenbündel einer vorbestimmten Wellenlänge beaufschlagt wird.
Allgemein hat die Erfahrung auf dem Gebiet der Beglaubigung gezeigt, dass die Fälschungsschwierigkeiten mit zunehmender Komplexität des beugenden Profils der OVD zunehmen.
Ein praktisches Beispiel einer OVD-Anwendung auf Wertpapieren ist in dem Schweizer Patent 622896 offenbart, das sich auf einen optischen beugenden Code bezieht, der auf einem Satz von Punkten basiert, die eine unterschiedliche Leuchtdichte haben, und der als ein Lese- und Löschsystem für im Voraus bezahlte Telefonkarten verwendet wird. Dieses Patent entspricht dem US-Patent 4 250 393.
Dagegen befasst sich die internationale Anmeldung WO 92/22039 mit der Verwendung von optischen Speichern, die aus komplexen Beugungsgittern aufgebaut sind, zur Verwendung bei Telefonkarten, Kreditkarten und Sicherheitspapieren allgemein.
Darüber hinaus offenbart die europäische Patentanmeldung EP 0 640 891 ein Hologramm, das, wenn es beleuchtet wird, zwei Bilder erzeugt, von denen das eine sichtbar ist und von denen das andere allein über eine Decodiervorrichtung lesbar ist. Außerdem wird auf das Schweizer Patent 16084/79 verwiesen.
Schließlich wird die Verwendung eines streifenförmigen optischen beugenden Codes auf Plastikkarten in dem Schweizer Patent 638632 gelehrt.
Bekannte OVDs sind hinsichtlich Kopierschwierigkeiten, d.h. hinsichtlich Fälschungsproblemen jedoch weniger als zufriedenstellend. Darüber hinaus sind diese häufig äußerst komplex und teuer herzustellen.
Die FR 2719687 offenbart Dokumente, die markiert sind, um Betrug zu vermeiden, indem eine Identifizierungseinrichtung verwendet wird, wie z.B. ein bedruckter Strichcode und eine überlagerte optische beugende Beglaubigung.
Zweitseitige DVDs sind aus der DE 198 12 346 , der EP 1 067 535 und der japanischen Anmeldung 2001/067724 bekannt. DVDs haben eine reflektierende Oberfläche statt einer beugenden.
Die US 6 052 354 beschreibt ein optisches Datenspeichermedium, das einen Speicherbereich mit einer Vielzahl von beugenden optischen Elementen hat, die einen Lichtstrahl, der auf dem Speicherbereich einfällt, auf einen oder mehrere Punkte fokussieren können. Paralleles Schreiben/Lesen kann in mehreren parallelen Speicherschichten erfolgen.
Die US 5 145 212 beschreibt einen Träger, der zwei Hologramme hat, die auf überlagerten Schichten hergestellt sind, zum Beglaubigen von Dokumenten und Dingen. Die Ansprüche sind gegen dieses Dokument abgegrenzt.
Das technische Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, ist es, eine optische variable Vorrichtung bereitzustellen, die einen optischen beugenden Code hat, ein Verfahren zum Fertigen derselben und eine zugeordnete Lesevorrichtung, alternativ zu den bekannten Systemen und in der Lage, die oben aufgeführten Nachteile zu beseitigen.
Dieses Problem wird durch eine optische variable Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Gemäß demselben erfinderischen Konzept betrifft die vorliegende Erfindung weiter eine Lesevorrichtung nach Anspruch 14.
Die Erfindung schafft weiter einen Fertigungsprozess einer optischen variablen Vorrichtung der oben genannten Art nach Anspruch 21.
Die vorliegende Erfindung bietet mehrere relevante Vorteile.
Der Hauptvorteil liegt darin, dass der Mehrebenenaufbau, welcher auf zwei beugenden Strukturen basiert, die unabhängige Signale erzeugen, durch traditionelle holographische Kopiertechniken nicht reproduzierbar ist. Diese räumliche Unabhängigkeit der beiden gebeugten Signale veranlasst den Code, der durch die erste beugende Struktur realisiert wird, d.h. den, der vorstehend als Steuerungscode bezeichnet ist, als ein Zugangsschlüssel für das Le sen der Information zu dienen, die durch die zweite beugende Struktur realisiert ist und allgemein als Informationscode bezeichnet wird.
Insbesondere wird die folgende ausführliche Beschreibung deutlich machen, dass das Fälschen durch die Tatsache erschwert wird, dass die Vorrichtung nach der Erfindung mit dem optischen Steuerungscode bereitgestellt wird, der als ein Zugangsschlüssel für den optischen Informationscode dient.
Darüber hinaus sind die Beugungsprofile der Vorrichtung nach der Erfindung durch ein Verfahren herstellbar, das einfacher und kostengünstiger ist als die anderen Mehrebenentechnologien, bei denen Vakuumaufdampftechniken verwendet werden wie z.B. das sogenannte „Trockenätzen".
Darüber hinaus ermöglicht die Mehrebenenstruktur ein Lesen des gesamten interessierenden Gebietes durch die optische variable Vorrichtung statt eines sequenziellen Lesens derselben.
Andere Vorteile, Merkmale und Betriebsarten der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen Ausführungsformen derselben, die als ein nicht als Beschränkung zu verstehendes Beispiel angegeben sind, deutlich werden. Es wird auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer optischen variablen Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Blockschaltbild ist, das sich auf eine Lesevorrichtung einer optischen variablen Vorrichtung nach der Erfindung bezieht;
3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Variation der Vorrichtung nach 2 ist; und
die 4A bis 4D sich jeweils auf einen Schritt des Verfahrens zum Fertigen der Vorrichtung nach 1 beziehen und schematische Vorderansichten zeigen.
Die Darstellungen in den 1 und 4A bis 4D sollten als rein beispielshalber aufgefasst werden. Insbesondere sind hier die Abmessungen oder die darin gezeigten Strukturen stark vergrößert worden.
In 1, auf die zuerst Bezug genommen wird, ist eine optische variable Vorrichtung nach der Erfindung, die hier als OVD bezeichnet wird, insgesamt mit 1 bezeichnet.
Die OVD 1 stellt hier einen Mehrebenenaufbau bereit, der insbesondere eine erste und eine zweite folgende Struktur 2 bzw. 3 umfasst, die sich gegenseitig überlappen. Die Strukturen 2 und 3 sind auf einem Träger 8 hergestellt, der z.B. aus einem metallisierten Band oder aus einem anderen brechenden Material besteht. Die Strukturen 2 und 3 realisieren jeweils einen optischen beugenden Code, wobei diese Codes im Folgenden aus Gründen, die weiter unten deutlicher werden, als ein Steuerungscode bzw. als ein Informationscode bezeichnet werden, welche erfassbar sind, wenn die OVD 1 mit einem monochromatischen, vorzugsweise kohärenten Bündel elektrischer Wellen, in der vorliegenden Ausführungsform einem Laserbündel, beaufschlagt wird.
Insbesondere ist die erste beugende Struktur 2, d.h. in diesem Fall die untere Struktur, ein einfaches Beugungsgitter, das aus einer Vielzahl von parallelen Rillen besteht, die eine im Wesentlichen geradlinige Ausbildung haben und von denen jede mit 4 bezeichnet ist. Die Rillen 4 sind mit einer konstanten Teilung angeordnet, welche mit einem Bezugspfeil 5 gezeigt ist und sich vorzugsweise in einem Bereich von etwa 1 bis 4 μm befindet.
Die zweite beugende Struktur 3, d.h. in diesem Fall die obere Struktur wird auf einer Ebene hergestellt, die der Ebene der ersten Struktur 2 unmittelbar benachbart ist, damit letztere die Dicke derselben „modulieren" kann. Infolgedessen ist die OVD 1 ein gittermoduliertes Kryptogramm oder GMC (Grating Modulated Cryptogram).
Hinsichtlich der optimalen Abmessungen des Lesebereiches gelten die Lehren des italienischen Patents 1 264 651 (die Basis von WO
Die zweite beugende Struktur 3 hat eine komplexere Konfiguration als die erste Struktur 2 und umfasst eine Vielzahl von Mikroätzungen, von denen eine beispielshalber mit 6 bezeichnet ist. Die mittlere Richtung von diesen Mikroätzungen bestimmt eine überwiegende Entwicklungsrichtung der zweiten Struktur 3, die mit einem Pfeil 7 bezeichnet ist.
Die genannten Mikroätzungen realisieren den beugenden Informationscode, der in der vorliegenden Ausführungsform von einem Punktmatrixtyp ist. Bekanntlich ist bei diesem Typ von Code die Information durch das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Punkten an vorbestimmten matrixdefinierten Stellen codiert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der beugende Informationscode, mehr insbesondere, ein Punkt-Fourier-Kryptogramm, das aus einer Matrix von (n × m)-Punkten besteht, wobei die ersten (n–1) und/oder (m–1) Punkte von jeder Zeile und/oder Spalte der Matrix alphanumerische Zeichen codiert und wobei der letzte Punkte jeder Zeile und Spalte zur Paritätsprüfung verwendet wird. Demgemäß ist die Speicherkapazität dieses Codes gleich 2^(n–1) × 2^(m–1) möglichen Kombinationen. Tatsächlich bestimmt die Paritätsprüfung eindeutig die Werte der letzten Zeile und der letzten Spalte.
Es dürfte klar sein, dass die Anwendung eines Punktmatrixcodes einen hohen Grad an Lesewiederholbarkeit ergibt, zusammen mit einer hohen Zahl von verschlüsselten Daten.
Selbstverständlich können alternative Ausführungsformen eine andere Art von Codierung liefern sowie eine Art von Information, die der beugende Code in sich trägt, z.B. ein graphisches Bild, ein Strichcode, irgendein geometrisches Muster usw.
Die Richtung der Rillen 4 der ersten Struktur 2 ist quer zu der überwiegenden Entwicklungsrichtung 7 der zweiten Struktur 3, so dass sie mit ihr einen Winkel α bildet, der in der vorliegenden Ausführungsform gleich etwa 90 Grad ist. Vorzugsweise wird dieser Winkel irgendwo in einem Bereich von etwa 45 bis 90 Grad liegen.
Im Allgemeinen müssen, wie es im Einzelnen mit Bezug auf die Verwendungsarten der OVD nach der Erfindung beschrieben wird, der Winkel α und die Form der beugenden Strukturen nach der Erfindung, d.h. der Gesamtaufbau der OVD auf jeden Fall in der Lage sein, bei der Beaufschlagung der OVD mit einem Laserstrahl jeder Struktur ermöglichen, diesen einfallenden Laserstrahl in ein oder mehrere gebeugte Bündel abzulenken, die von dem einen oder den mehreren gebeugten elektromagnetischen Wellenbündeln, welche von der anderen Struktur ausgehen, räumlich unabhängig sind. Mit anderen Worten, das gebeugte Bündel oder die gebeugten Bündel, die in Beziehung zu einer der Strukturen stehen, sollten räumlich getrennt von denjenigen, die sich auf die andere Struktur beziehen, durch eine Erfassungseinrichtung erfaßbar sein.
In 1 ist ein allgemeiner Beugungswinkel, der sich auf die erste beugende Struktur 2 bezieht, mit B bezeichnet, wohingegen der mittlere Beugungswinkel, der sich auf die zweite Struktur 3 bezieht, mit γ bezeichnet ist.
Es dürfte klar sein, dass in einer alternativen Ausführungsform die Anordnung der beugenden Strukturen 2 und 3 vertauscht werden kann, d.h. die erste Struktur 2 kann der zweiten Struktur 3 überlappt sein.
Darüber hinaus kann die beugende Struktur 2 teilweise freigelegt werden, d.h. teilweise sichtbar gemacht werden durch die Struktur 3 und sie kann als ein Elementornament verwendet werden durch Einfügen von Mikroeinschreibungen und/oder graphischen Mustern wie einer elektronischen Guilloche.
Es dürfte klar sein, dass die bis hierher beschriebene OVD 1 bei jedem Typ von Träger angewandt werden kann, der ein Beglaubigungselement verlangt, während desselben Fertigungsschrittes desselben oder in einem separaten Schritt, und insbesondere auf Banknoten, Kreditkarten, Identifizierungskarten und Papieren, Etiketten, Beglaubigungsetiketten, Sicherheitssie geln und Produkten wie Sicherheits- und Wertpapieren allgemein. Insbesondere kann die OVD 1 auf solchen Banknoten, Kreditkarten usw. in demselben Fertigungsprozess, in dem diese hergestellt werden, direkt erzielt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die OVD 1 auf eine elektronische Identifizierungskarte aufgebracht wird, die im Allgemeinen als ID-Karte bezeichnet wird.
Im Folgenden wird eine Lesevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beschrieben, die zusammen mit der ID-Karte verwendet werden soll, welche die vorstehend beschriebene OVD 1 hat. Beispielshalber wird angenommen, dass die ID-Karte an eine Bedienungsperson ausgegeben worden ist, um dieser Zugang zu einem bestimmten Arbeitsbereich zu gewähren.
In 2, auf die nun Bezug genommen wird, ist eine Lesevorrichtung nach der Erfindung mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Einheit 11, die ein im Wesentlichen monochromatisches Bündel von elektromagnetischen Wellen emittiert, in diesem Fall ein Laserbündel, das auf der OVD 1 der ID-Karte, die mit 100 bezeichnet ist, einfällt, um die Information aufzudecken, welche durch die erste und die zweite beugende Struktur 2 und 3 codiert ist.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiter eine erste Einheit 12 zum Erfassen des Steuerungscodes, welcher der ersten beugenden Struktur 2 zugeordnet ist, auf der Basis einer ersten Erfassungseinrichtung, die in der vorliegenden Ausführungsform eine Fotodiodenerfassungseinrichtung ist.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiter eine zweite Einheit 13 zum Erfassen der Information, die durch die zweite beugende Struktur 3 codiert ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst letztere eine optische Bildfokussiereinheit und eine zweite Erfassungseinrichtung, welche aus einem sogenannten CCD-Detektorsystem besteht und in einer Position angeordnet ist, die sich von der der Erfassungseinrichtung der ersten Einheit 12 unterscheidet.
Sowohl die erste als auch die zweite Erfassungseinrichtung, die in soweit vorgestellt worden sind, ermöglichen die Verwendung eines lichtempfindlichen Akquisitionselements, das ermöglicht, gleichzeitig das gesamte verschlüsselte Bild und nicht nur einzelne Punkte und Zonen darin zu akquirieren.
Weiter ermöglicht die Vorrichtung 10 in einer Verarbeitungseinheit 15, die später vorgestellt werden wird, eine Verarbeitung des akquirierten Musters durch mathematische Algorithmen, welche die gesamte akquirierte Fläche und nicht nur einzelne Punkte oder gut definierte und identifizierte Referenzzonen berücksichtigen. Das ergibt eine erhöhte Entwurfsflexibilität des Kryptogramms und des zugehörigen Codes, der darin „verborgen" ist.
Als ein Ergebnis des beschriebenen Prozesses und der beschriebenen Merkmale kann das Kryptogramm, das durch die Vorrichtung 10 lesbar ist, Codes darstellen, die bekannt und bereits in Gebrauch sind, wie z.B. einen Strichcode sowie Codes, die allein und exklusiv für einen einzelnen Verwendungszweck ausgearbeitet und entwickelt werden.
Sowohl die erste als auch die zweite Erfassungseinheit 12 und 13 kommunizieren über eine herkömmliche Daten-Übertragungs/Empfangs-Einrichtung herkömmlichen Typs mit einer Digitalisiereinrichtung 14, die ihrerseits mit der Verarbeitungseinheit 15 kommuniziert. Letztere besteht typisch aus einem Prozessor oder Mikroprozessor, der bekannte Hard- und Softwareeinrichtungen umfasst. Insbesondere umfasst diese Bearbeitungseinheit 15 eine Speichereinrichtung zum Speichern von authentischen Daten und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen dieser Daten mit denjenigen, die durch die OVD 1 der ID-Karte 100 codiert sind.
Die Verarbeitungseinheit 15 steuert auch die Emittiereinheit 11 direkt oder über die Digitalisiereinheit 14.
Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Verarbeitungseinheit 15 weiter eine automatisierte Treibereinrichtung der Emittiereinheit 11, um dieser Einheit zu ermöglichen, einen Laserstrahl zu emittieren, sobald die ID-Karte 100 in die Vorrichtung 10 eingeführt wird.
Schließlich stellt in der vorliegenden Ausführungsform die Verarbeitungseinheit 15 eine Einrichtung bereit zum Validieren und/oder Entschlüsseln von externen Daten, die durch eine zusätzliche Datenakquisitionseinheit 17, die weiter unten beschrieben ist, akquiriert werden.
Weiter, die Verarbeitungseinheit 15 kommuniziert mit einer Kommunikationseinheit 16, die dafür ausgebildet ist, einer lokalen oder entfernten Bedienungsperson Daten zu liefern. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kommunikationseinheit 16 eine Sichteinheit, die einen Monitor oder ein einzelnes Display umfasst, und die Daten, die der Bedienungsperson übermittelt werden, sind Angaben über die Echtheit der ID-Karte 100. Diese Sichteinheit 16 kann einer anderen Einheit zum Kommunizieren von Daten, welche durch die Vorrichtung 10 erfasst werden, z.B. einer Sendeeinheit, zugeordnet sein oder durch dieselbe ersetzt werden.
Die oben erwähnte zusätzliche Datenakquisitionseinheit 17 kommuniziert auch mit der Verarbeitungseinheit 15, ist dafür ausgebildet, Daten aus Quellen außerhalb der Vorrichtung 10 zu lesen, z.B. Kartenleser, Datenströme aus Computern, usw. Diese zusätzliche Datenakquisitionseinheit 17 ist auch mit der Kommunikationseinheit 16 für die mögliche Übertragung der Daten außerhalb von der Vorrichtung 10 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Datenakquisitionseinheit 17 dafür ausgebildet ist, weitere Information zu erfassen, die auf der die ID-Karte 100 gespeichert ist, z.B. persönliche Daten eines Benutzers, die auf einem speziellen Mikrochip gespeichert sind.
Es dürfte klar sein, dass das Blockschaltbild in 2 lediglich als ein Beispiel aufgefasst werden sollte. Insbesondere könnten einige der Einheiten, die als gesonderte Einheiten in diesem Blockschaltbild angegeben sind, praktisch in einem einzelnen Modul einverleibt sein und umgekehrt.
Es dürfte weiter klar sein, dass, obgleich oben auf eine erste und auf eine zweite Erfassungseinheit optischen Typs Bezug genommen worden ist, das Lesen des Steuerungs- und/oder des Informationscodes, den die beugenden Strukturen der OVD nach der Erfindung tragen, auch erfolgen könnte durch Erfassungseinheiten, die Leseeinrichtungen elektronischen Typs enthalten.
Die Verwendungsarten der OVD 1 und des zugeordneten Lesers werden im Folgenden veranschaulicht, und zwar immer unter Bezugnahme auf 2.
Zuerst gibt, auf die Aufforderung zur Identifizierung hin, der Benutzer die ID-Karte 100 einer Bedienungsperson, welche letztere in die Vorrichtung 10 einführt, und zwar in einen geeigneten Schlitz derselben.
Bei dem Einführen der ID-Karte 100 bewirkt die automatiisierte Treibereinrichtung die Emission eines Laserstrahls durch die emittierende Einheit 11. Die Anordnung ist so getroffen, dass dieser Laserstrahl die OVD 1 untersucht und durch die beiden oben beschriebenen beugenden Strukturen 2 und 3 unterschiedlich gebeugt wird. Insbesondere beugt die erste beugende Struktur 2 das Signal in der Richtung der ersten Erfassungseinheit 12, wohingegen die Information, die durch die zweite beugende Struktur 3 codiert ist, ein Bild in einer Ebene bildet, die zur der der OVD 1, d.h. zu der ID-Karte 100 parallel ist, entsprechend den Detektoren der zweiten Erfassungseinheit 13. Dieses Bild wird durch die Fokussiereinheit fokussiert und auf die Arbeitsebene des Erfassungs-CCD-Detektors übertragen. Die Form der beugenden Strukturen 2 und 3 ermöglicht, wie oben beschrieben, diese räumliche Unabhängigkeit der gebeugten Signale und deshalb ein unabhängiges Lesen der zugeordneten Codes.
Diese räumliche Unabhängigkeit der beiden gebeugten Signale veranlasst den Code, der durch die erste beugende Struktur 2 realisiert ist, d.h. denjenigen, der oben als Steuerungscode bezeichnet worden ist, als ein Zugangsschlüssel für das Lesen der Information zu dienen, die durch die zweite beugende Struktur 3 realisiert ist und hier als Informationscode bezeichnet wird.
Dann werden die Signale, die durch die beiden Erfassungseinheiten 12 und 13 erfasst werden, in der Einheit 14 digitalisiert und zu der Verarbei tungseinheit 15 übertragen, z.B. in DMA-Betriebsart. Die letztgenannte Verarbeitungseinheit vergleicht die auf der OVD1 gelesenen Daten mit den gespeicherten Daten, um die Echtheit der ID-Karte 100 zu überprüfen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird diese Echtheit überprüft durch Prüfen des Vorhandenseins eines Signals, das durch die erste Erfassungseinheit erfasst wird, und, falls es vorhanden ist, durch Vergleichen des Informationscodes der zweiten beugenden Struktur 3 mit den Daten, die in der Verarbeitungseinheit 15 der Vorrichtung 10 gespeichert sind.
Vorzugsweise umfasst die Verarbeitungseinheit 15 auch eine Einrichtung zum Rekonstruieren des durch die beugenden Strukturen 2 und 3 codierten Signals auch in Gegenwart eines gewissen Pegels an Erfassungsrauschen.
Selbstverständlich werden diese, falls eine oder beide Erfassungseinheiten 12 und 13 kein gebeugtes Signal erfasst haben, ein Signal zu der Verarbeitungseinheit 15 senden. Offenbar tritt der letztere Fall ein, wenn die ID-Karte 100 gefälscht oder irgendwie für den Typ von verlangter Ausweisung oder Identifizierung nicht geeignet ist. Zum Beispiel könnte der ID-Karte 100 eine der beiden beugenden Strukturen 2, 3 fehlen oder die erste beugende Struktur könnte den einfallenden Laserstrahl in eine Richtung beugen, die von derjenigen verschieden ist, welche durch den Ort der Sensoren der ersten Erfassungseinheit 12 vorgegeben ist.
Falls beide Codes, die der ersten und der zweiten beugenden Struktur 2 und 3 zugeordnet sind, dem Erwarteten entsprechen, liefert die Vorrichtung 10 über die Sichteinheit 16 der Bedienungsperson eine entsprechende Zustimmungsanzeige.
Selbstverständlich kann die durch die OVD 1 codierte Information auch benutzt werden, um weitere Daten zu validieren, die durch die Datenakquisitionseinheit 17 erfasst werden. Insbesondere kann die Information der OVD 1 verwendet werden, um die Daten zu entschlüsseln, die durch die Daten akquisitionseinheit 17 gelesen werden. Somit kann die Vorrichtung 10 auch als ein Validator oder Decoder von externen verschlüsselten Datenströmen dienen.
Somit ermöglicht im Licht der obigen Ausführungen die Lesevorrichtung nach der Erfindung die Akquisition und die Decodierung von Kryptogrammen, die irgendein beliebiges Muster haben, wie z.B. ein Logo oder ein Code allgemein, und auch, wenn geeignete Software- und/oder Hardwareeinrichtungen von vornherein vorhanden sind, die Analyse und die Verwendung der decodierten Kryptogramme allgemein.
Weiter, 3 bezieht sich auf eine Ausführungsvariante, bei welcher ein Benutzer die ID-Karte 100 direkt in einen Schlitz 18 der Vorrichtung 10 einführt, die in diesem Fall eine Verarbeitungseinheit aufweist, welche dafür ausgebildet ist, den Benutzer direkt Zugang zu dem Arbeitsbereich zu gewähren, indem sie das Öffnen einer Tür veranlasst. In einer weiteren Variante könnte die Vorrichtung 10 die Betätigung einer Zugangsschiene direkt freigeben.
Es dürfte nun besser abschätzbar sein, dass die OVD nach der Erfindung eine zweifache Sicherheit gegen Fälschung bietet, und zwar aufgrund der Tatsache, dass sie zwei Codes hat, einen Steuerungscode und einen Informationscode. Darüber hinaus wird in dem oben betrachteten Ausführungsbeispiel die Effektivität der Antifälschungsmaßnahmen durch die Tatsache gesteigert, dass die Codes nicht durch weißes Licht aufgedeckt werden, d. h. sie sind verschlüsselt.
Es dürfte weiter klar sein, dass die Wahl der verschlüsselten Codes, welche durch einen Laserstrahl aufdeckbar sind, eine kostengünstige Realisierung der Lesevorrichtung ermöglicht.
Die oben beschriebene OVD und die zugeordnete optische Lesevorrichtung sind bei mehreren weiteren Ausführungsformen einsetzbar.
Im Sinne einer zweiten Ausführungsform von OVD hat letztere verschlüsselte Information, die durch ein monochromatisches Bündel von elektromagnetischen Wellen aufgedeckt wird, welches nicht notwendigerweise aus einer Laserquelle stammt. Selbstverständlich werden die Erfassungseinheiten der zugeordneten Lesevorrichtung entsprechend modifiziert.
Darüber hinaus könnte dieselbe OVD verschiedene Codes haben, z.B. entsprechend der zweiten beugenden Struktur, von denen jeder durch eine spezielle Lesevorrichtung oder durch unterschiedliche Decodieralgorithmen erfassbar ist.
In noch einer weiteren Ausführungsform können die Daten, die mit denjenigen zu vergleichen sind, welche durch die OVD codiert sind, statt in dem Speicher der Verarbeitungseinheit auf einem weiteren Träger gespeichert werden, z.B. auf einer Steuerungskarte, die in einen weiteren Eingang der Lesevorrichtung einführbar ist, welcher zu einer zusätzlichen Datenakquisitionseinheit gehört, z.B. ein weiterer Schlitz. Darüber hinaus kann die durch die OVD codierte Information für eine Kreuzdecodierung von auf diesem weiteren Träger gespeicherten Daten benutzt werden.
Weiter könnte in einer alternativen Ausführungsform der Lesevorrichtung letztere in Modulen realisiert werden, auch um auf das Lesen von unterschiedlichen Trägern, auf die die OVD aufgebracht wird, einstellbar zu sein.
Tatsächlich dürfte klar sein, dass die oben beschriebene OVD auf irgendeinen Typ von Träger aufgebracht werden kann, z.B. auf eine Banknote. In letzterem Fall könnte die Echtheit der Banknote selbst durch eine Lesevorrichtung überprüft werden, welche der der ersten Ausführungsform analog ist, optional aber weiter eine automatische Zuführeinrichtung statt des manuellen Einführschlitzes bereitstellt.
Im Folgenden wird ein optionaler Fertigungsprozess der OVD nach der Erfindung beschrieben.
Gemäß der Darstellung in 4A wird in einem ersten Schritt des Prozesses ein erstes beugendes Profil 20 in Form eines Gitters, das der ersten beugenden Struktur entspricht, auf einer Schicht 21 aufgezeichnet, die aus einem lichtempfindlichen Material positiven Typs besteht. Unter einem beugen den Profil ist, wie oben dargelegt, eine Anordnung von Mikroätzungen zu verstehen, die, beleuchtet durch ein monochromatisches elektromagnetisches Bündel, letzteres in mehrere gebeugte Bündel gemäß den verschiedenen Beugungsordnungen ablenkt.
Das erste Profil 20 könnte durch eine traditionelle holographische Technik aufgezeichnet werden, mittels welcher die Wellenfront, die von einem Objekt kommt, dazu gebracht wird, mit einem Referenzbündel zu interferieren, in diesem Fall mit einem Laserstrahl der bevorzugten Wellenlänge, die gleich 413 nm ist, oder durch punktweise Schreibtechniken mit einer fokussierten Laserquelle oder einem elektronischen Bündel.
Gemäß einer typischen Ausführungsform wird das Profil 20 auf dem lichtempfindlichen Material 21, das zuvor auf einen Glasträger 22 aufgebracht und auf eine Platte 23 aus Nickel oder anderem Metall übertragen worden ist, durch einen bekannten Elektroformungsprozess in einem galvanischen Bad hergestellt.
Gemäß der Darstellung in 4B wird die Nickelplatte 23 dann benutzt, um das Profil auf einen Plastikträger 24 zu drucken, z.B. schwarzes Plexiglas, und zwar durch Spritzgießen, Prägen oder allgemein Heißpressen. Auch dieser Schritt ist dem einschlägigen Fachmann bekannt, weshalb er hier nicht weiter im Einzelnen beschrieben wird.
Deshalb wird, wie es in 4C gezeigt ist, auf den Plexiglasträger 24 eine Schicht 25 aufgebracht, die aus einem lichtempfindlichen Material negativen Typs besteht und vorzugsweise eine Dicke hat, die gleich etwa 1 μm ist.
Dann wird der so erzielte Belag für das Aufzeichnen eines zweiten beugenden Profils 30, das der oben beschriebenen zweiten beugenden Struktur entspricht, entsprechend demselben Gebiet, welches das erste beugende Profil 20 hat, freigelegt.
Infolgedessen wird die Ätztiefe dieses zweiten Profils 30 durch das erste Profil 20 moduliert. Dann wird der Belag durch einen Standardprozess entwickelt, und der erzielte Mehrebenenaufbau wird, z.B. durch Elektroformung in einem galvanischen Bad, auf einen Träger übertragen, der für die Aufzeichnung von OVDs wie der oben beschriebenen in Massenfertigung geeignet ist.
Es wird gegenwärtig angenommen, dass die Modulation des Profils der zweiten beugenden Struktur durch das Profil der ersten Struktur ein Endprofil komplexer Form ergibt, das typisch eine größere Ätztiefe gegenüber den bekannten OVDs hat. Dem einschlägigen Fachmann wird klar sein, dass das die Schritte der mechanischen Formgebung durch Formen oder Prägen vereinfacht. Tatsächlich beinhalten die Replikationsprozesse der beugenden Profile der OVDs auf einem metallisierten oder brechenden Band eine Reduktion der Ätztiefe. Für die dünnen beugenden Strukturen hängt die Beugungseffektivität und somit die Signalleuchtdichte von der Ätztiefe ab, wobei ein günstiges Profil gewährleistet, dass Verluste während der Formgebungsprozesse niedrig gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung ist mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben worden. Es ist klar, das es andere Ausführungsformen geben kann, die dasselbe Konzept wie die Erfindung betreffen, die aber alle in dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche fallen.

Claims

Optischer Datenträger (1) mit einem Mehrebenenaufbau, wobei der Datenträger eine erste und eine zweite beugende Struktur (2, 3) aufweist, die auf überlappten Ebenen hergestellt sind, wobei der Aufbau so ist, dass, wenn der Träger mit einem im wesentlichen monochromatischen Bündel elektromagnetischer Wellen beaufschlagt wird, jede der Strukturen dieses einfallende Bündel in ein oder mehrere gebeugte Bündel ablenkt, die von dem einen oder den mehreren gebeugten Bündeln, die von der anderen Struktur erzeugt werden, räumlich unabhängig sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine (3) der Strukturen einen beugenden Informationscode hat und dass die andere (2) der Strukturen einen beugenden Steuerungscode hat, der in der Lage ist, als ein Leseschlüssel für den Informationscode zu dienen.
Datenträger (1) nach Anspruch 1, wobei die beugende Struktur (3), die den Informationscode hat, durch die beugende Struktur (2), die den Steuerungscode hat, überlappt und in der Dicke moduliert ist.
Datenträger (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beugenden Codes durch einen Laserstrahl aufdeckbar sind.
Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beugende Struktur (2), die den Steuerungscode hat, ein Beugungsgitter aufweist, das aus einer Vielzahl von parallelen Rillen (4) besteht, die sich gemäß einer im Wesentlichen geraden Linie erstrecken.
Datenträger (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Rillen (4) mit einer konstanten Teilung (5) angeordnet sind.
Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Informationscode ein Punktmatrixcode ist.
Datenträger (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Informationscode ein Punkt-Fourier-Kryptogramm ist.
Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Informationscode alphanumerische Zeichen codiert.
Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beugenden Strukturen (2, 3) jeweils eine überwiegende Entwicklungsrichtung haben und wobei die Richtungen zwischen sich einen Winkel (α) bilden, der in einem Bereich von etwa 45 bis 90 Grad liegt.
Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der beugenden Strukturen (2) einen Steuerungscode und die andere (3) der Strukturen eine Vielzahl von Informationscodes hat.
Datenträger (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Code der Vielzahl von Informationscodes durch einen Lichtstrahl aufdeckbar ist, der eine Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums hat.
Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufgebracht auf einen Träger (100), der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Banknoten, Kreditkarten, Identifikationskarten und Papiere, Etiketten, Beglaubigungsetiketten, Sicherheitssiegel und Wertpapiere umfasst.
Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beugende Struktur (2), die den Steuerungscode hat, teilweise sichtbar ist und als ein ornamentales Element verwendet wird.
Lesevorrichtung (10), die verwendet werden kann in Zuordnung zu einem optischen Datenträger (1), der eine erste und eine zweite beugende Struktur (2, 3) umfasst, die auf überlappten Ebenen hergestellt sind, wobei die Lesevorrichtung aufweist: – eine emittierende Einheit (11), die ein im Wesentlichen monochromatisches Bündel von elektromagnetischen Wellen emittiert; – eine erste Erfassungseinheit (12) zum Erfassen eines Steuerungscodes der ersten beugenden Struktur (2) des optischen Datenträgers, die die erste Erfassungseinrichtung aufweist; – eine zweite Erfassungseinheit (13) zum Erfassen eines Informationscodes der zweiten beugenden Struktur (3) des optischen Datenträgers, die eine zweite Erfassungseinrichtung aufweist, welche in einer Position angeordnet ist, die von der der ersten Erfassungseinrichtung verschieden ist; und – eine Verarbeitungseinheit (15), die in der Lage ist, die Echtheit des optischen Datenträgers gemäß den Erfassungen der Erfassungseinheiten zu überprüfen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lesevorrichtung derart konfiguriert ist, dass der Steuerungscode der ersten beugenden Struktur (2) als ein Leseschlüssel zum Lesen des Informationscodes der zweiten beugenden Struktur (3) verwendet wird.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 14, wobei die emittierende Einheit eine emittierende Lasereinheit (11) ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 14 oder 15, wobei die zweite Erfassungseinheit (13) eine optische Fokussiereinheit und ein CCD-Detektorsystem aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, mit einer Sichteinheit (16), die in der Lage ist, eine Anzeige über die Echtheit des optischen Datenträgers (1) einer Bedienungsperson zu liefern.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, mit einer weiteren Datenakquisitionseinheit (17), die in der Lage ist, Daten aus Quellen außerhalb der Vorrichtung selbst zu lesen.
Vorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die weitere Datenakquisitionseinheit (17) in der Lage ist, Daten zu akquirieren, die in einem Träger (100) gespeichert sind, der den optischen Datenträger (1) trägt.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die erste und/oder die zweite Erfassungseinrichtung ein lichtempfindliches Element aufweist, das die begleitende Akquisition des gesamten verschlüsselten Bildes ermöglicht.
Fertigungsverfahren für einen optischen Datenträger (1) mit einer ersten und einer zweiten beugenden Struktur (2, 3), die auf überlappten Ebenen hergestellt sind, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: – Herstellen eines ersten beugenden Profils (20), das einen Steuerungscode codiert, auf einer ersten Schicht (21) lichtempfindlichen Materials; – Übertragen des ersten beugenden Profils auf eine Metallplatte (23); – Drucken des ersten beugenden Profils der Metallplatte auf einen Kunststoffträger (24); – Auftragen einer zweiten Schicht (25) lichtempfindlichen Materials auf den Kunststoffträger; – Herstellen eines zweiten beugenden Profils (30), das einen Informationscode codiert, auf der zweiten Schicht lichtempfindlichen Materials in demselben Gebiet, welches das erste beugende Profil (20) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungscode und der Informationscode derart gefertigt werden, dass ersterer in der Lage ist, als Leseschlüssel für letzteren zu dienen.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die erste Schicht (21) lichtempfindlichen Materials aus einem lichtempfindlichen Positivmaterial besteht.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei die zweite Schicht (25) lichtempfindlichen Materials aus einem lichtempfindlichen Negativmaterial besteht.