DE10030629A1 - Verfahren zur Artikelidentifizierung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Artikelidentifizierung, bei welchem Artikelidentifikationsdaten bereitgestellt und ein diesen entsprechendes Hologramm am Artikel vorgesehen wird, um den Artikel anhand eines dem Hologramm entsprechenden ein erstes individuelles Intensitätsmuster zu identifizieren. Hierbei ist vorgesehen, daß artikelidentifizierende Individualdaten bereitgestellt, ein Hologrammuster unter Verwendung der Individualdaten digital berechnet, eine Intensitätsmodulierung eines Hologrammerzeugungsstrahles bestimmt wird und Hologramm-Musterpunkte mit dem modulierten Hologrammerzeugungsstrahl auf einem dem zu identifizierenden Artikel zugeordneten Hologrammträger übertragen werden, um die Artikel so anhand des aus dem zugeordneten Hologrammträger reproduzierten Intensitätsmuster identifizierbar zu machen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Oberbegriffe der unab­ hängigen Ansprüche. Damit befaßt sich die vorliegende Anmel­ dung allgemein mit der Verwendung von Hologrammen zur Identi­ fizierung von Produkten.

Die Verwendung von Hologrammen zur Identifizierung von Pro­ dukten ist heute bereits allgemein verbreitet. So ist eine häufige Anwendung die Anbringung von Hologrammen auf Scheck­ karten oder Softwarepaketen, um deren Fälschung zu erschwe­ ren. Die aus der Anbringung von Hologrammen gewonnene Pro­ duktsicherheit basiert auf der vergleichsweise komplizierten Herstellung von Hologrammen, die Produktidentifikation dient also dem Fälschungsschutz.

Häufig ist es jedoch auch erforderlich, nicht nur die Echt­ heit eines Produktes zu gewährleisten, sondern neben Informa­ tion über den Hersteller noch weitere, individuelle Informa­ tion auf dem Produkt anzubringen, z. B. Chargennummern, Lie­ ferwege usw. Hier wird die Produktsicherheit durch bessere Identifikation der Artikel erhöht.

Es gibt bereits optische Codierungen zur Speicherung von Pro­ duktinformation, beispielsweise Barcodes und dergleichen. Diese sind jedoch einerseits leicht zu verfälschen, erzeugen beim Auslesen oftmals Fehler und decken nur mehr unzureichend den Bedarf, wachsende Datenmengen in Produktinformation un­ terzubringen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird unabhängig beansprucht. Bevor­ zugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Die vorliegende Erfindung schlägt somit zunächst ein Verfah­ ren zur Artikelidentifizierung vor, bei welchem Artikeliden­ tifikationsdaten bereitgestellt und ein diesen entsprechendes Hologramm am Artikel vorgesehen wird, um den Artikel anhand eines dem Hologramms entsprechenden Intensitätsmuster zu identifizieren, wobei vorgesehen ist, daß artikelidentifizie­ rende Individualdaten bereitgestellt, ein Hologrammuster un­ ter Verwendung der Individualdaten digital berechnet, eine Intensitätsmodulierung eines Hologrammerzeugungsstrahles be­ stimmt wird und Hologramm-Musterpunkte mit dem modulierten Hologrammerzeugungsstrahl auf einem dem zu identifizierenden Artikel zugeordneten Hologrammträger übertragen werden, um die Artikel so anhand des aus dem zugeordneten Hologrammträger reproduzierten Intensitätsmuster identifizierbar zu ma­ chen.

Damit hat die vorliegende Erfindung erkannt, daß eine Indivi­ dualisierung der Produktinformation einfach realisierbar ist, wenn ein zur Identifikation verwendbares Intensitätsmuster bestimmt und ein Hologramm hieraus berechnet wird, welches in einen dem Produkt zugeordneten beziehungsweise zuzuordnenden Datenträger unter Verwendung eines modulierten Einzelstrahles eingeschrieben wird. Damit wird mittels einfacher Schritte die Verwendung von Hologrammen zur Produktidentifikation we­ sentlich verbessert.

Es kann vorgesehen sein, daß das erste Intensitätsmuster auf der Basis individueller Bilder, beispielsweise des Benutzers einer Scheckkarte oder dergleichen oder auf der Basis von Da­ ten, beispielsweise einer Chargennummer bestimmt wird. Ein­ leuchtenderweise kann auch eine Kombination von Bildern und Daten, beispielsweise ein Paßbild, Kontoinformationen, Ge­ burtstage und dergleichen gemeinsam für das Hologram zur Be­ stimmung des ersten Identitätsmusters herangezogen werden. Die Daten können dabei codiert werden und in ein Intensitäts­ muster binär umgesetzt werden; wichtig ist jedoch in einer bevorzugten Variante die Individualisierung durch die Daten.

Dem Intensitätsmuster wird zunächst in einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel ein Hologramm in Arrayform zugeordnet. Das Intensitätsmuster-Array kann dabei unter Zugrundelegung und zweidimensionaler Anordnung serieller Daten bestimmt werden, und/oder das Intensitätsmuster wird, gegebenenfalls nach Um­ setzung in Grauwerte wie erforderlich pixelweise gerastert. Das Hologramm kann als Fourierhologramm in per se bekannter Weise bestimmt werden. Es ist bevorzugt, wenn das Hologramm ein verglichen zum Ausgangsintensitätsmuster zur Vermeidung von Aliasing-Effekten wenigstens doppelt so großes Array um­ fasst, insbesondere, aber nicht zwingend in jeder linearen Richtung.

Das Hologramm kann dann bereichsweise, insbesondere punktwei­ se in den Datenträger geschrieben werden. In einer bevorzug­ ten Ausführungsform geschieht das Einschreiben mittels eines einzigen Strahls, beispielsweise mit einem Laserstrahl; al­ ternativ sind andere einzelne, fokussierbare Strahlen zum Einschreiben des Datenträgers verwendbar, beispielsweise Elektronenstrahlen.

Das Hologramm wird bevorzugt ein Hologramm mit mehreren Grau­ wertstufen darstellen.

Bei Einspeicherung des Hologrammes als Grauwerthologramm kann ausgenutzt werden, daß die zu speichernden Daten lediglich in dem Intensitätsmuster enthalten sein brauchen. Zur Bestimmung eines Hologrammes ist jedoch nicht nur Information über die Helligkeit, das heißt die räumliche Intensitätsverteilung ei­ nes Musters oder Objektes erforderlich, sondern vielmehr auch Information über die Phasenlage, die eine vorgegebene Licht­ welle am Objekt haben soll.

Bei Berechnung der Hologramme z. B. als Fourierhologramme ist es nun möglich, ein beliebiges Phasenmuster willkürlich vor­ zugeben. Dies ist ein wesentlicher Unterschied gegenüber der Belichtung beispielsweise in der herkömmlichen optischen Zweistrahlholographie. Die Erfindung schlägt nun dies ausnut­ zend in einer bevorzugten Ausführungsform vor, die zu dem In­ tensitätsmuster willkürlich hinzuzunehmende Phase, das heißt das Phasenmuster so zu bestimmen, daß eine weitgehende Vergleichmäßigung der Grauwerte über die Hologrammfläche er­ reicht wird; ohne eine solche Vergleichmäßigung ist an be­ stimmten, typisch zentralen Stellen des Hologrammes eine sehr starke Belichtung, d. h. Trägermaterialveränderung, erforder­ lich, während an anderen Stellen nur eine geringe Belichtung benötigt wird. Dies erfordert einerseits eine sehr große Dy­ namik bei der Einspeicherung und andererseits führt eine Zer­ störung der Zentralstelle beim Auslesen zu einem großen Kon­ trast- und/oder Informationsverlust im aus dem Hologramm re­ produzierten Intensitätsmuster, d. h. im Reproduktionsmuster. Diese Nachteile können durch die erfindungsgemäße Hologramm- Grauwert-Vergleichmässigung ausgeglichen werden. Dies ent­ spannt die Anforderungen an die Belichtungs(bzw. Bestrah­ lungs-)Vorrichtung und an das Hologrammträgermaterial glei­ chermaßen.

Als Maß für die Vergleichmäßigung der Hologrammintensität über die Fläche und somit die erfidnungsgemäße Geeignetheit des zuzuorndnenden Phasenfeldes kann z. B. die Varianz der je­ dem Hologramm-Punkt zugeordneten Intensität (d. h. des Grau­ wertes) über die Hologrammfläche sein. Hologramme mit allge­ mein geringerer Grauwertvariablität sind erfindungsgemäß zu bevorzugen. Die erfindungsgemäße Individualisierung erlaubt es auch, aus ein und demselben Intensitätsmuster unter Heran­ ziehung unterschiedlicher Phasenmuster Hologramme zu bestim­ men, jeweils die Vergleichmäßigung der Hologrammintensität zu bestimmen dann ein Hologramm mit besonders ausgeprägter Ver­ gleichmäßigung auszuwählen.

Damit verbessert sich das gesamte Signal/Rauschverhältnis und es wird ein geringeres Maß an Information in einem einzigen Bereich abgelegt. Dies erhöht die Zerstörungssicherheit des Hologrammes bei der späteren Produkthandhabung, beispielsweise beim Transport von Paketen, wenn das produktidentifizie­ rende Hologramm ein Paketlabel darstellt.

Das mit dem Intensitätsmuster bei der Hologrammberechnung ge­ meinsam zu verarbeitende Phasenmuster, welches bei Intensi­ tätsmuster-Arrays dieselbe Größe wie das Intensitätsfeld be­ sitzen wird, kann überdies so gestaltet werden, daß im aus dem Hologrammm reproduzierten Intensitätsmuster, das heißt dem Reproduktionsmuster Artefakte auftreten. Insbesondere wird es bevorzugt, ein Phasenmuster zu verwenden, welches pe­ riodische Artefakte im Reproduktionsmuster erzeugt. Es ist weiterhin besonders bevorzugt, das Intensitätsmuster so zu verändern, daß an den Artefaktstellen keine Intensitätsinfor­ mation eingespeichert werden braucht, sondern die Stellen der erwarteten und gewünschten Artefakte intensitätsinformations­ frei bleiben. Dies kann gegebenenfalls erreicht werden, indem abzuspeichernde, zur Produktinformation bzw. Artikelidentifi­ kation herangezogene Basisdaten bei der Bestimmung des Holo­ grammes entsprechend um die erwarteten Artefaktstellen grup­ piert werden, wobei gegebenfalls ein entsprechender Sicher­ heits-Abstand um die Artefaktstellen eingehalten wird.

Die Zufügung eines Artefakt erzeugenden und insbesondere zu­ gleich Grauwert vergleichmäßigenden Phasenmusters zum Inten­ sitätsmuster ist bevorzugt, weil die Artefakte ohne weiteres in einem Reproduktionsmuster identifiziert werden können und dann das reproduzierte Muster anhand der Artefakte skaliert und/oder orientiert werden kann. Beispielsweise ist es mög­ lich, ein Phasenmuster zu verwenden, welches ein gitterförmig periodisches Artefaktenreproduktionsmuster erzeugt. Die Ab­ stände der Artefaktpunkte, die ohne weiteres identifiziert werden können, sind dann zur Skalierung heranziehbar.

Es ist möglich einen Datenträger entweder auf dem Produkt un­ mittelbar zu belichten beziehungsweise das Produkt als zur Einlichtung der Echtheitsinformation einstückig mit dem Da­ tenträger zu verbinden oder alternativ, einen Datenträger, wie ein selbstklebendes Label erst zu belichten und dann auf dem Produkt anzubringen. Als Datenträgermaterial kommt insbe­ sondere ein selbstklebendes Polymermaterial in Frage, insbe­ sondere ein gestrecktes Polymer. Verwiesen wird in diesem Zu­ sammenhang insbesondere auf die in der Deutschen Gebrauchsmu­ steranmeldung 298 16 802.2 aufgeführten Materialien.

Schutz wird auch für den Datenträger sowie ein Produkt mit einem Datenträgerbereich gemäß den darauf bezogenen Ansprü­ chen beansprucht.

Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise unter Be­ zugnahme auf die beifügte Zeichnung erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 ein beispielhaftes Intensitätsmuster;

Fig. 2 eine zu dem Intensitätsmusterfeld von Fig. 1 gehörige Zufallsphase;

Fig. 3 das mit Zufallsphase Grauwert vergleichmäßigte Hologramm;

Fig. 4 das Reproduktionsmuster mit eingefügten Bewer­ tungskennziffern;

Fig. 5 ein weiteres Phasenmuster;

Fig. 6 das zu dem Intensitätsmuster von Fig. 1 und dem Phasenmuster von Fig. 5 gehörige Holo­ gramm Fig. 7 das Reproduktionsmuster zum Hologramm von Fig. 6.

Eine Anordnung zur Erzeugung eines Hologramms zur Artikelidentifikation umfasst eine Anord­ nung 4 mit der auf einem Artikel ein Hologramm zur Iden­ tifikation des Artikels erzeugbar ist, einen Einzelstrahl­ laser, der von einer modulierten Leistungsversorgung ge­ speist wird. Die Modulation der Leistungsversorgung wird in einem Rechner auf Grundlage von in diesen eingespeisten oder darin erzeugten Artikelidentifikationsdaten, visuali­ siert durch eine Fotographie 1 erzeugt.

Der Hologrammträger 2 besteht aus einem Polymermaterial, ins­ besondere einem solchen, wie im Gebrauchsmuster 298 16 802.2 offenbart.

Im nachfolgenden soll angegeben werden, wie das artikeliden­ tifizierende Hologramm erzeugt wird.

Dies geschieht unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7. Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Intensitatsmuster, wie es zur Ar­ tikelidentifikation verwendet werden kann.

Diesem vorgegebenen Intensitatsmuster wird zunächst ein sto­ chastisch erzeugtes Phasenfeld zugeordnet, vergleiche Fig. 2. Das mit diesem Phasenfeld auf per se bekannte Weise berechne­ te Fourier-Hologramm hat eine vergleichmaßigte Grauwertver­ teilung über das gesamte Hologrammfeld, vergleiche Fig. 3.

Das aus diesem Hologramm reproduzierte Intensitatsmuster, das reproduktionsmuster, soll nun weitgehend dem anfänglichen Intensitätsmuster aus Fig. 1 entsprechen. Fig. 4 zeigt das mit der Zufallsphase von Fig. 2 erhaltene Reproduktionsmuster, wobei verschiedene Bewertungszahlen, insbesondere das Signal/­ Rauschverhältnis, im Bild mit eingedruckt sind und das Bild bezüglich bestimmter Eigenschaften normiert ist. Es ist zu erkennen, daß der Kontrast nicht besonders hoch ist.

In Fig. 5 ist ein weiteres Phasenmuster gezeigt, welches an­ stelle der in Fig. 2 gezeigten Zufallsphase bei der Bestim­ mung des Hologrammes dem Intensitätsmuster zugeordnet werden kann. Es ist zu erkennen, dass das Phasenmuster periodische Strukturen aufweist, die überdies von den Periodenpunkten aus variieren.

Das zu dem Phasenfeld von Fig. 5 und der Abbildung von Fig. 1 zugehörige, berechnete Fourier-Hologramm ist in Fig. 6 ge­ zeigt und es ist zu erkennen, dass sich die Periodizität des Phasenmusters in einer Periodizität des Hologramms auswirkt. Bei der Rekonstruktion der Intensitätsmuster aus dem einen periodischem Artefakt aufweisenden Phasenmuster wird das Mu­ ster von Fig. 7 als Reproduktionsmuster erhalten. Es zeigt sich, dass hier eine Reihe von periodisch auftretenden, git­ terartig über das Bild verteilten Beugungsmaxima vorliegen, die zur Skalierung des Bildes verwendet werden können. Über­ dies ist im Reproduktionsmuster vom Fig. 7 das Si­ gnal/Rauschverhältnis besser als in der Variante mit Zu­ fallsphase. Dies gilt, obwohl die Artefakte das Signal- Rauschverhältnis nominell verschlechtern und obwohl bereits durch die Zufallsphase eine Hologramm-Grauwert- Vergleichmäßigung eintritt. Es sei erwähnt, daß das Signal- Rauschverhältnis des Reproduktionsmusters ein sehr gutes Maß für die Qualität des verwendeten Phasenfeldes darstellt, be­ sonders, wenn Bereiche mit bewußt erzeugten Artefakten außer Betracht gelassen werden. Dieses Signal-Rauschverhältnis kann anstelle oder zusätzlich zur Grauwertvariabilität als Maß für die Geeignetheit eines vorgegebenen Phasenmusters verwendet werden.

Das Beispiel zeigt, daß die Verwendung eines Phasenmusters mit Periodizität einerseits eher geeignet, eine Skalierbar­ keit des Hologramms herbeizuführen und andererseits wird durch die Vergleichmäßigung der Hologrammgrauwerte mit einem solchen Phasenmuster die zur sicheren Identifikation bei vor­ gegebenem Signal/Rauschverhältnis erforderliche Fläche im Vergleich zu anderen Phasenmustern deutlich verringert.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann daher verwendet werden, um besonders kleine Identifikationsflächen auf Arti­ keln verwendbar zu machen.

Anstelle von Polymermaterialien sind auch andere Medien ver­ wendbar. Anstelle von Fourierhologrammen sind auch andere Ho­ logrammtypen verwendbar.

Claims (21)

1. Verfahren zur Artikelidentifizierung, bei welchem Arti­ kelidentifikationsdaten bereitgestellt und ein diesen entsprechendes Hologramm am Artikel vorgesehen wird, um den Artikel anhand eines dem Hologramm entsprechenden Intensitätsmuster zu identifizieren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß artikelidentifizierende Individualdaten bereitgestellt, ein Hologrammuster unter Verwendung der Individualdaten digital berechnet, eine Intensitätsmodu­ lierung eines Hologrammerzeugungsstrahles bestimmt wird und Hologramm-Musterpunkte mit dem modulierten Hologram­ merzeugungsstrahl auf einem dem zu identifizierenden Ar­ tikel zugeordneten Hologrammträger übertragen werden, um die Artikel so anhand des aus dem zugeordneten Holo­ grammträger reproduzierten Intensitätsmuster identifi­ zierbar zu machen.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für gleiche Einzelartikel individuelle Artikelidentifikationsdaten bereitgestellt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Artikelidentifikationsda­ ten Herstellungsangaben, Zusammensetzungen oder Echt­ heitsnachweise umfassen.

4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hologrammuster unter Verwendung der Individualdaten binär berechnet wird.

5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den Individualdaten ein zweidimensio­ nales Datenfeld zugeordnet wird.

6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hologrammuster unter Verwendung des zweidimensionalen Datenfeldes bestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Intensitätsmodulierung des Hologrammerzeugungsstrahles so bestimmt wird, daß sich ein Hologrammuster mit mehreren Graustufen ergibt.

8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den Individualdaten bei der Hologram­ musterberechnung eine vorbestimmte Phaseninformation zu­ geordnet wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Phaseninformation so gewählt wird, daß sich eine Graustufenvergleichmäßigung über die Holgram­ musterfläche ergibt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Phaseninformation so ge­ wählt wird, daß sich im aus dem Hologramm reproduzierten Intensitäts-Muster vorbestimmte Artefakte ergeben.

11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die k Individualdatenbits auf ein n . m großes zweidimensionales Datenfeldes mit k < m . n verteilt werden und bei den Positionen der vorbestimmten Artefak­ te keine Individualdatenbits, sondern Fülldatenbits be­ reitgestellt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Artefakte so vorbestimmt werden, daß das reproduzierte Intensitätsmuster daran skalierbar und/oder orientierbar ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Artefakte periodisch angeordnet werden.

14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein insbesondere selbstklebender Holo­ grammträger beschrieben und auf dem Artikel angebracht wird.

15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Verfahren nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß ein fest mit dem Ar­ tikel selbstklebenden Hologrammträger beschrieben und auf dem Artikel angebracht wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein einzelner Hologrammerzeu­ gungsstrahl verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Material für die Einspei­ cherung des Hologrammes ein Polymermaterial verwendet wird, insbesondere ein gestrecktes Polymer.

18. Produkt mit einem Datenträgerbereich, in welchem ein Ho­ logramm zur Produktidentifizierung vorgesehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Hologramm ein zur Repro­ duktion eines individuellen Intensitätsmusters bereichs­ weise in den Datenträger geschriebenes Hologramm dar­ stellt.

19. Datenträger zur Anbringung auf einem Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm ein zur Reproduktion eines individuellen Intensitätsmusters bereichsweise in den Datenträger geschriebenes Hologramm darstellt.

20. Datenträger nach einem der beiden vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jedes individuelle Ho­ logramm derart ausgebildet ist, daß es bei Reproduktion zumindest im wesentlichen identische Artefakte im Repro­ duktionsmuster aufweist.

21. Datenträger nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß jedes individuelle Hologramm derart ausgebildet ist, daß es bei Reproduktion zumindest im wesentlichen periodische Artefakte im Reproduktionsmu­ ster aufweist.