DE10004544A1

DE10004544A1 - Datenträgerkarte

Info

Publication number: DE10004544A1
Application number: DE2000104544
Authority: DE
Inventors: Matthias Schuhmacher; Frank Bormann; Dirk Fischer; Lothar Fannasch
Original assignee: Orga Kartensysteme GmbH
Current assignee: Idemia Germany GmbH
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-08-09

Abstract

Es wird eine Datenträgerkarte mit einem Kartenkörper und mindestens einem in einem Oberflächenbereich des Kartenkörpers angeordneten holographischen Datenspeicher vorgestellt, bei der erfindungsgemäß der Datenspeicher als modularer Datenspeicherbaustein ausgebildet ist, der nach Herstellung eines Kartenkörperrohlings in eine im Kartenkörperrohling ausgesparte Ausnehmung (2) eingesetzt ist. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung ist es möglich, die notwendigen Kartenkörper im Spritzgussverfahren oder Laminierverfahren bei höheren Temperaturen herzustellen und den holographischen Datenspeicherbaustein, der getrennt gefertigt wird, nach Herstellung des Kartenkörperrohlings in die Datenträgerkarte zu implementieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenträgerkarte mit einem Kartenkörper und minde stens einem in einem Oberflächenbereich des Kartenkörpers angeordneten op tischen, insbesondere holographischen Datenspeicher.

Aus der DE 42 42 247 C2 ist eine optische Datenträgerkarte bekannt, bei der die Datenspeicherung ähnlich wie bei einer Compact Disc (CD-ROM) bitweise erfolgt. Die Speicherkapazität dieser optischen Datenträgerkarten ist auf ca. 6 Megabyte beschränkt. Die dabei erzielbare Datenübertragungsrate für das Schreiben und Auslesen der Daten ist auf 30-50 Kbit/s begrenzt.

Wesentlich höhere Datenmengen und Übertragungsraten sind mit holographi schen Datenspeichern zu erzielen. Eine derartige gattungsgemäße holographi sche Datenträgerkarte ist aus der Patentanmeldung PCT/HU 99/00035 be kannt. Die in dieser Schift offenbarte Datenträgerkarte besteht auch einem Datenträgerkörper aus geeignetem Kunststoffmaterial wie beispielsweise Poly carbonat oder PVC. Auf diesen Datenträgerkartenkörper ist einseitig eine Re flektionsfolie aufgetragen, welche in Abhängigkeit bestimmter Wellenlängen auftreffender Lichtwellen reflektierend oder durchlässig wirkt. Über dieser re flektierenden Schicht wiederum ist der eigentliche holographische Datenspei cher in Form einer polarisationsempfindlichen Polymerfolie angeordnet.

Die Speicherung von Daten auf einer derartig aufgebauten optischen Spei cherkarte erfolgt mit Hilfe einer geeigneten Schreibvorrichtung, welche mit Hilfe von Laserstrahlen Informationen innerhalb der Datenspeicherfolie einbringt. Zu diesem Zweck wird der verwendete Laserstrahl in einen Signal- und einen Re ferenzstrahl aufgeteilt, wobei durch ein geeignetes LCD-Display (Spatial Light Modulator = SLM) den Signalstrahl eine Dateninformation in Form eines Musters aufgeprägt wird. Treffen Referenzstrahl und Signalstrahl auf die hologra phische Speicherschicht und werden dort zur Überlagerung gebracht, so er zeugen sie dort ein Interferenzmuster. Durch Ausrichtung der molekularen Di pole ändert sich der Brechungsindex in der Speicherschicht entsprechend der einfallenden Lichtverteilung, so daß ein Brechungsindexgitter entsteht. Dieses Brechungsindexgitter ist durch das Einschreiben mit Hilfe einer geeigneten La serbestrahlung innerhalb der optischen Speicherschicht festgehalten. Dabei kann die Einspeicherung unlöschbar oder wiederbeschreibbar erfolgen.

Wird ein derartiges Brechungsindexgitter mit einer Laserstrahl-Referenzwelle bestrahlt, so kann das gespeicherte Bitmuster rekonstruiert werden, wodurch die in der optischen Speicherschicht festgehaltene Information wieder zur Ver fügung steht.

Je nach Eigenschaft der verwendeten Referenzstrahlen, welche hinsichtlich Winkel und Phasenlage variieren können, lassen sich eine Vielzahl von gespei cherten Daten, die in übereinander liegenden Schichten innerhalb der opti schen Speicherschicht abgelegt sind, aus dem Speichermedium wieder her auslesen.

Da die Materialeigenschaften von holographischen Speichermedien von den überlicherweise für Datenträgerkarten verwendeten Materialien verschieden sind ist die Herstellung von Datenträgerkarten mit holographischen Speichme dien.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Datenträgerkarte mit ei nem holographischen Daternspeicher zu schaffen, die einfach und zuverlässig aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 offenbarte technische Lehre gelöst.

Diese sieht vor, den holographischen Datenspeicher als modularen Datenspei cherbaustein auszubilden, der nach Herstellung eines Kartenkörperrohlings in eine im Kartenkörper ausgesparte Ausnehmung eingesetzt ist. Ein derartiger Aufbau ermöglicht es erstmals, die Datenträgerkarte und den optischen Daten speicher in getrennten Herstellungsprozessen ZU produzieren, wobei die Her stellung der Kartenkörperrohlinge in ansich bekannter und kostengünstiger Weise durch übliche Standardverfahren, wie beispielsweise Spritzgussverfah ren oder Laminierverfahren, durchgeführt werden kann. Derartige Verfahren ar beiten abhängig vom verwendeten Material mit Temperaturen im Bereich von 120 bis 300 Grad Celsius. Die aus dem Stand der Technik bekannten opti schen Speicherschichten verlieren jedoch bereits bei einer Temperatur von 80 Grad Celsius ihre Fähigkeit, die in den Speicher eingeschriebenen Daten zu si chern. Somit lassen sich die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung von Datenträgerkarten ohne die technische Lehre des Anspru ches 1 nicht für die aus dem Stand der Technik bekannten Karten nutzen.

Weitere spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich zusammen mit der technischen Lehre des Anspruches 1 aus den Merk malen der Unteransprüche.

So besteht ein besonders vorteilhafter Aufbau des modularen Datenspeicher bausteines darin, auf eine transparente Trägerschicht mindestens ein hologra phisch beschreibbares und lesbares Speicherelement anzuordnen. Das Trä gerelement erleichtert hierbei sowohl die Handhabung bei der Herstellung des modularen Datenspeicherbausteines als auch den Einbau des Datenspeicher bausteines in den vorbereiteten Kartenkörperrohling.

Als Speicherelemente haben sich fotorefraktive Kristalle, Flüssigkristalle oder Fotopolymere (z. B. Polymerfilme aus thermoplatischem Kunststoff - PP, PET, PC, PVC) als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Zum Schutz des auf der Trägerschicht aufgebrachten Speicherelementes kann dieses an seiner der transparenten Trägerschicht abgewandten Seite mit einer transparenten oder reflektierenden Vergussmasse abgedeckt sein. Die reflek tierende oder nicht reflektierende Eigenschaft der Vergussmasse hängt davon ab, ob der Dateneintrag und das Datenauslesen mit Hilfe der Laserbestrahlung im Durchlichtverfahren oder im Reflektionsverfahren durchgeführt wird. Beide Verfahren sind im Stand der Technik bekannt und werden je nach speziellen Erfordernissen an die Datenträgerkarten und deren Peripheriegeräte, in denen diese Verwendung finden, angewandt.

Die Stabilität des modularen Datenspeicherbausteines kann zum einen dadurch gesteigert werden, daß in die Vergussmasse um das Speicherelement umlau fend, ein Schutzrahmen beispielsweise aus Kupfer eingebettet wird, eine alter native Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß der modulare Datenträgerbaustein ein Tragelement mit einer Durchgangsöffnung aufweist, wobei das Spei cherelement in der Durchgangsbohrung angeordnet ist und Tragelement und Speicherelement von der transparenten Trägerschicht zur Außenseite über deckt sind, sobald der modulare Datenträgerbaustein in die Datenträgerkarte implementiert ist.

Es hat sich darüber hinaus als besonders vorteilhaft erwiesen, den Aufbau des modularen Datenträgerbausteines in seinen Abmessungen so zu wählen, daß er in der Art von Chipmodulen, wie sie bei herkömmlichen Datenträgerkarten Verwendung finden, in derartige Karten implementiert werden können. Zu die sem Zweck weist die im Kartenkörperrohling ausgesparte Ausnehmung eine Sacklochkavität mit einer im seitlichen Randbereich angeordneten Auflage schulter für den Speicherbaustein auf. Die Ausnehmung besitzt auf diese Wei se zwei unterschiedlich tiefe Bereiche innerhalb des Kartenkörperrohlings, so daß zum einen auch dickere Speicherelemente Verwendung finden können, andererseits eine unproblematische Festlegung des modularen Speicherbau steines auf der vorzugsweise umlaufenden Schulter der Ausnehmung vorge nommen werden kann. Diese spezielle Implementierung des modularen Da tenträgerbausteines in einem geeigneten Kartenkörperrohling wird im folgenden im Rahmen einer ausführlichen Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1: eine Querschnittsdarstellung durch eine erste Ausgestaltungs variante der erfindungsgemäßen Datenträgerkarte,

Fig. 2: eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsvariante und

Fig. 3: eine Querschnittsdarstellung einer dritten Ausgestaltungsvariante.

Die in Fig. 1 dargestellte Datenträgerkarte weist einen Kartenkörper 1 auf, der aus Kunststoff besteht und vorteilhafterweise im Spritzgussverfahren oder im Laminierverfahren hergestellt wird. Der Kartenkörper 1 besitzt eine Ausneh mung 2, in die ein modularer Datenspeicherbaustein 3 eingesetzt ist. Der Da tenspeicherbaustein 3 besteht aus einer transparenten Trägerschicht 4 und ei nem an der dem Kartenkörper 1 zugewandten Unterseite der Trägerschicht 4 angeordneten holographischem Speicherelement 5. In das holographische Speicherelement 5 können durch Laserbelichtung Daten eingespeichert und die eingespeicherten Daten ebenfalls durch Laserbestrahlung wieder ausgele sen werden. Das Speicherelement 5 kann auch unterschiedlichen Materialien bestehen, vorteilhafterweise ist es ein fotorefraktiver Kristall, ein Flüssigkristall oder ein Fotopolymer.

Aus der Fig. 1 ist darüber hinaus ersichtlich, daß das holographische Speicher element 5 an seiner der Trägerschicht 4 abgewandten Unterseite durch eine Vergussmasse 6 abgedeckt ist. Die Vergussmasse bildet einen Vergusshügel und schützt das Speicherelement 5 vor und nach dem Einsetzen in den Kar tenkörper 1. Der Vergusshügel der Vergussmasse 6 ist so ausgebildet, daß in Bezug auf die Trägerschicht 4 ein üblicherweise umlaufender Streifen frei bleibt, der als Auflagerfläche 7 zur Festlegung des modularen Speicherbau steines 3 in der Ausnehmung 2 des Kartenkörpers 1 dient. Um an der Seite der Trägerschicht 4 nach dem Einsetzen des Datenspeicherbausteines 3 eine ein heitliche Oberfläche mit dem übrigen Kartenkörper 1 zu erzielen, ist der Kar tenkörper 1 ebenfalls mit einer transparenten Schutzschicht 8 überzogen, die sich wie in der Fig. 1 dargestellt, auch auf der Unterseite des Kartenkörpers 1 befinden kann. Die Schutzschicht kann aus Polycarbonat, PET, PETG, Poly propylen, PMMA oder anderen Kunststoffen bestehen. Sie hat üblicherweise eine Stärke von 40 bis 200 µm. Der Kartenkörper 1 selbst weist eine Stärke von 300 bis 840 µm auf.

In der Fig. 2 ist eine zweite Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Datenträgers im Querschnitt dargestellt. Auch hier weist der Kartenkörper 1 ei ne Ausnehmung 2 auf, in die ein modularer Datenspeicherbaustein 3 einge setzt ist. Der Aufbau des modularen Datenspeicherbausteines 3 unterscheidet sich von derjenigen Ausgestaltungsvariante der Fig. 1 dadurch, daß an der Unterseite der Trägerschicht 4 umlaufend um das Speicherelement 5 ein Schutzrahmen 9 angeordnet ist, der vorzugsweise aus Kupfer besteht. Der Schutzrahmen 9 ist an der Trägerschicht 4 befestigt in seiner Höhenausdeh nung geringfügig größer als die Höhe des Speicherelementes 5. Der gesamte Innenraum des Schutzrahmens 9 ist in den Bereichen, in der sich nicht das Speicherelement 5 befindet, analog der Fig. 1 ebenfalls mit einer Verguss masse 6 ausgefüllt. Der Aufbau des in der Fig. 2 dargestellten modularen Da tenspeicherbausteines 3 ist gegenüber der Variante der Fig. 1 aufgrund des zusätzlichen Schutzrahmens widerstandsfähiger gegen äußere Beschädigun gen, wie sie während des Herstellungsprozesses des modularen Datenspei cherbausteines 3 und während der Bestückung der Ausnehmung 2 des Karten körpers 1 mit dem Datenspeicherbaustein auftreten können.

In der Fig. 3 ist eine weitere Bauvariante des modularen Datenspeicherbau steines 3 dargestellt. Hierbei befindet sich unterhalb der Trägerschicht 4 ein weiteres Tragelement 10, welches eine Durchgangsbohrung (Durchgangsöff nung, Durchgangsfräsung) 11 aufweist, die in ihren Querschnittsabmessungen der Größe des Speicherelementes 5 entspricht. Durch das zusätzliche Trage lement 10 wird der Datenspeicherbaustein 3 zusätzlich stabilisiert, wobei der in der Fig. 3 ebenfalls vorhandene Schutzrahmen 9 am Tragelement 10 festgelegt ist. Der Innenraum des Schutzrahmens 9 um das Speicherelement 5 herum ist wiederum mit einer Vergussmasse 6 ausgefüllt.

Aus der Fig. 3 ist darüber hinaus ersichtlich, daß die Ausnehmung 2 im Karten körper eine umlaufende Schulter 12 aufweist, auf der die Außenkante des Tragelementes 10 aufliegt. Durch die Auflageschulter 12 kann der modulare Da tenspeicherbaustein 3 auf besonders einfache Weise innerhalb der Aus nehmung 2 des Kartenkörpers 1 festgelegt werden. Aus der Fig. 3 ist auch zu ersehen, daß der Kartenkörper 1 an seiner Ober- und Unterseite wiederum durch transparente Schutzschichten 8 gegen äußere Einflüsse geschützt ist.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vergussmasse 6 kann sowohl transparent sein als auch für die Laserbestrahlung des Speicherelementes 5 undurchlässig. Die Art der Vergussmasse hängt im wesentlichen davon ab, welche Technik bei der Datenspeicherung und dem Auslesen der Daten aus dem Speicherelement 5 genutzt werden, da sowohl die Durchleuchtung des Speicherelementes 5 als auch die Reflektionsmethode, bei der der auftreffende Laserstrahl innerhalb verschiedener Schichten des Speicherelementes reflektiert wird, im Stand der Technik genutzt werden.

Bezugszeichenliste

1

Kartenkörper

2

Ausnehmung

3

modularer Datenspeicherbaustein

4

Trägerschicht

5

Speicherelement

6

Vergussmasse

7

Auflagefläche

8

Schutzschicht

9

Schutzrahmen

10

Tragelement

11

Durchgangsbohrung

12

Auflageschulter

Claims

1. Datenträgerkarte mit einem Kartenkörper und mindestens einem in einem Oberflächenbereich des Kartenkörpers angeordneten holo graphischen Datenspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher als modularer Datenspeicherbaustein (3) ausge bildet ist, der nach Herstellung eines Kartenkörperrohlings (1) in eine im Kartenkörperrohling (1) ausgesparte Ausnehmung (2) eingesetzt ist.

2. Datenträgerkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der modulare Datenspeicherbaustein (3) eine transparente Träger schicht (4) aufweist, auf der mindestens ein holographisch be schreibbares und lesbares Speicherelement (5) angeordnet ist.

3. Datenträgerkarte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (5) ein fotorefraktiver Kristall ist.

4. Datenträgerkarte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement ein Flüssigkristall ist.

5. Datenträgerkarte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement ein Fotopolymer ist.

6. Datenträgerkarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement ein thermoplastischer Kunststoff ist.

7. Datenträgerkarte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (5) an seiner der transparenten Trägerschicht (4) abgewandten Seite mit einer transparenten Vergussmasse (6) abgedeckt ist.

8. Datenträgerkarte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement an seiner der transparenten Trägerschicht (4) abgewandten Seite mit einer reflektierenden Vergussmasse (6) ab gedeckt ist.

9. Datenträgerkarte nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vergussmasse (6) um das Speicherelement (5) herum ein umlaufender Schutzrahmen (9) eingebettet ist.

10. Datenträgerkarte nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der modulare Speicherbaustein (3) ein Tragelement (10) mit einer Durchgangsbohrung (11) aufweist, wobei das Speicherelement (5) in der Durchgangsbohrung (11) angeordnet ist und Tragelement (10) und Speicherelement (5) von der transparenten Trägerschicht (4) zur Außenseite der Datenträgerkarte (1) hin überdeckt sind.

11. Datenträgerkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kartenkörper (1) ausgesparte Ausnehmung (2) eine Sacklochkavität mit einer im seitlichen Randbereich angeordneten Auflageschulter (12) für den Speicherbaustein (3) ist.

12. Datenträgerkarte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kartenkörper (1) ausgesparte Ausnehmung (2) als Durch gangsbohrung mit einer im seitlichen Randbereich angeordneten Auflageschulter (12) für den Speicherbaustein (3) ausgebildet ist.