DE102006016618A1

DE102006016618A1 - Identifikationsmedium sowie Verfahren zum Einschreiben und Auslesen von Informationen

Info

Publication number: DE102006016618A1
Application number: DE102006016618A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lorenz; Hendryk Richert; Peter GÖRNERT
Original assignee: VER ZUR FOERDERUNG VON INNOVAT; Verein Zur Forderung Von Innovationen Durch Forschung Entwicklung und Technologietransfer Ev (verein Innovent Ev)
Current assignee: VER ZUR FOERDERUNG VON INNOVAT; Verein Zur Forderung Von Innovationen Durch Forschung Entwicklung und Technologietransfer Ev (verein Innovent Ev)
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2007-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Identifikationsmedium sowie ein Verfahren zum Einschreiben und Auslesen von Informationen. Das Identifikationsmedium kann insbesondere zur Etikettierung von Gegenständen verwendet werden. Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beachtung der Nachteile des Standes der Technik und einer erhöhten Fälschungssicherheit ein Identifikationsmedium zu schaffen, welches geeignet ist, Daten aufzunehmen. Ferner soll ein Verfahren zum Einschreiben der Daten und Auslesen mittels einer Visualisierungseinheit angegeben werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Identifikationsmedium, bestehend aus mindestens einer Schicht, dadurch gelöst, dass mindestens eine Schicht aus einer Polymerfolie besteht, in die magnetisches Material eingearbeitet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Identifikationsmedium sowie ein Verfahren zum Einschreiben und Auslesen von Informationen. Das Identifikationsmedium kann insbesondere zur Etikettierung von Gegenständen verwendet werden.
Zur Kennzeichnung von Geräten oder Einzelteilen werden technische Etiketten verwendet. Eine immer größere Rolle spielen dabei sogenannte Sicherheitsfolien, die geschaffen wurden, um insbesondere sicherheitsrelevante Gegenstände eindeutig zu markieren. Im Stand der Technik werden dabei die unterschiedlichsten Richtungen verfolgt. Zum einen wird versucht, die Anbringung dieser Folien irreversibel zu gestalten, d. h. jeder Versuch, derartige Folien abzutrennen, endet mit der Zerstörung dieser Folien, so dass sie nicht mehr verwendet werden können, um z. B. nachgeahmte Gegenstände oder andere nicht dem Original entsprechende Gegenstände zu markieren. Eine andere Richtung ist darauf gerichtet, dass die Folie beim Anbringen eine dauerhafte Markierung auf dem Gegenstand hinterlässt, so dass beim Abtrennen die Markierung noch auf dem Gegenstand zu sehen ist. Mit der DE 100 53 264 A1 wird ein Verfahren zum Einbringen von Daten, insbesondere Personalisierungsdaten, auf und/oder in einen Datenträger mittels Laserstrahlung vorgestellt. Dabei werden Kunststoffkarten hergestellt, die eine Farbmittelformulierung enthalten, welche eine farbige Lasermarkierung der Karte durch wellenselektives Ausbleichen ermöglicht. Anders gesagt, es können Daten in Form einer farbigen Laserbeschriftung bzw. Dekoration erstellt werden, wobei die zu erzielende Markierung (Daten) ohne Zerstörung des Materials des Datenträgers, insbesondere dessen Oberfläche, erfolgt und somit gegenüber späteren Manipulationen sicher ist. Die meisten angebotenen Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass die relevanten Daten auf den Etiketten als solche optisch sichtbar sind und damit als Ganzes mehr oder weniger aufwändig gefälscht werden können und somit als gefälschtes Etikett zur Markierung von anderen Gegenständen verwendet werden könnten.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beachtung der Nachteile des Standes der Technik und einer erhöhten Fälschungssicherheit ein Identifikationsmedium zu schaffen, welches geeignet ist, Daten aufzunehmen. Ferner soll ein Verfahren zum Einschreiben der Daten und Auslesen mittels einer Visualisierungseinheit angegeben werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Identifikationsmedium, bestehend aus mindestens einer Schicht, dadurch gelöst, dass mindestens eine Schicht aus einer Polymerfolie besteht, in die magnetisches Material eingearbeitet ist. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Einschreiben von Informationen dadurch gelöst, dass durch eine auf das Identifikationsmedium gerichtete elektromagnetische Strahlung dieses erwärmt wird, dass ein magnetisches Gegenfeld im Bereich der Koerzitivfeldstärke des magnetischen Materials angelegt wird, so dass es in der Wärmeeinflusszone zu einer Umorientierung der Magnetpartikel des Identifikationsmediums entsprechend dem Gegenfeld kommt. Alternativ zum oben angeführten Einschreiben mittels elektromagnetischer Strahlung kann dass Einbringen der Information auch durch lokale Magnetfelder, welche größer als die Koerzitivfeldstärke des eingesetzten Magnetmaterials sind, z.B. mit Hilfe einer magnetisch gesättigten ferromagnetischen Spitze, erfolgen. Mit Hilfe einer 2-D Positioniereinheit können, vergleichbar zum thermisch unterstützten Verfahren, beliebige Konturen (Schriftzüge, Barcodes, Logos) in die Folie (Etikett) eingebracht werden. Ausgelesen bzw. sichtbar gemacht werden die eingeschriebenen Informationen mittels einer Visualisierungseinrichtung, die aus einer Lichtquelle, einem ersten Polarisationsfilter, einem magneto-optischen Sensor, einem zweiten Polarisationsfilter und einer Detektionseinheit besteht, wobei die von der Lichtquelle erzeugte Strahlung zunächst den ersten Polarisationsfilter durchläuft, dann auf den Sensor gerichtet ist, von diesem reflektiert wird und schließlich durch den zweiten Polarisationsfilter hindurch auf die Detektionseinheit oder auf das Auge trifft. Die beiden Polarisationsfilter sind dabei um 90° zueinander versetzt angeordnet. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Informationen nicht sichtbar sind, d.h. optisch nicht wahrgenommen werden können. Somit wird auch zwangsweise bei jeder Fälschung die eingeschriebene magnetische Information nicht kopiert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Identifikationsmedium in jede bekannte Art von herkömmlichen Etiketten als integraler Bestandteil eingebunden werden kann. Die Erfindung ist damit als „unsichtbarer" Informationsträger für sensible Daten, zum Beispiel zum Zweck des Produktschutzes (Fälschungssicherheit), bestens geeignet. Die Fälschungssicherheit ist für den Zeitraum der Anbringung und Nutzungsdauer auf dem zu kennzeichnenden Teil gewährleistet. Im Vergleich zu konventionellen Etiketten ist eine einfache Nachahmung der erfindungsgemäßen Etiketten inklusive der Visualisierungseinrichtung für kriminelle Organisationen nicht einfach möglich. In das Etikett können magnetische Informationen jeglicher Art eingeschrieben werden (Barcodes, Grafiken, Schriftzüge, etc).
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:
1: einen prinzipiellen Aufbau zur Verdeutlichung des Einschreibprozesses
2: einen prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Visualisierungseinrichtung
3: einen weiteren prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Visualisierungseinrichtung
4: einen Aufbau des Sensors
5 einen weiteren prinzipiellen Aufbau zur Verdeutlichung des Einschreibprozesses
Das Identifikationsmedium besteht im einfachsten Fall aus einer Polymerfolie, in die magnetisches Pulver eingearbeitet wurde. Das magnetische Material kann z.B. NdFeB (Neodym-Eisen-Bor), SmCo (Samarium-Cobalt), SrF, BF (Strontium- und Barium-Ferrit) und weitere magnetische Materialien sein. Das Einschreiben der Informationen erfolgt entweder über das erfindungsgemäße thermomagnetische Verfahren oder über das erfindungsgemäße Einschreiben mit einer aufmagnetisierten Spitze. Beim thermomagnetischen Einschreiben gemäß 1 wird mittels einer Laserstrahlung 11 die Polymerfolie 12 mit dem eingearbeiteten magnetischen Material lokal erwärmt. Damit wird örtlich eine Senkung der Koerzitivfeldstärke erzielt. Durch Anlegen eines magnetischen Gegenfeldes 13 im Bereich der abgesenkten Koerzitivfeldstärke des magnetischen Materials kommt es zu einer Umorientierung der magnetischen Momente der Magnetpartikel in dieser Wärmeflusszone entsprechend der Richtung des angelegten magnetischen Gegenfeldes 13. Gemäß 5 erfolgt das Einschreiben mit der aufmagnetisierten Spitze 16, die im einfachsten Fall mit einem Magnet 15 in Verbindung steht. Eigenschaften der Spitze 16, wie deren Form und ihre magnetischen Eigenschaften, bestimmen die Art des Einschreibens und stellen somit ein weiteres schlecht kopierbares Merkmal der Erfindung dar.
Auf diese Art können jegliche Strukturen wie Barcodes, Grafiken oder gar Schriftzüge eingeschrieben werden, die vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden können. Zur Kennzeichnung von Teilen an Fahrzeugen, Maschinen, elektrischen Geräten oder Erkennungskarten sind diese unsichtbaren Informationsträger für sensible Daten zum Zwecke des Produktschutzes und der Fälschungssicherheit besonders geeignet. Das Auslesen oder besser die Sichtbarmachung erfolgt mit einer magneto-optischen Visualisierungseinheit. Die wesentlichen Bestandteile der Visualisierungseinheit sind, gemäß 2, eine Lichtquelle 1, ein erster Polarisationsfilter 2, ein magneto-optischer Sensor 4, ein zweiter Polarisationsfilter 9 und eine Detektionseinheit 10. In 3 ist ein weiterer prinzipieller Aufbau der Visualisierungseinheit beschrieben. Hier ist noch zusätzlich ein Strahlteilerwüfel 3 integriert.
Der Aufbau eines magneto-optischen Sensors 4 ist in 4 dargestellt. Bei dem Sensor 4 handelt es sich um eine magneto-optisch aktive Granatschicht 5, die auf einem Substrat 6 aufgewachsen ist. Als Substrat dient Gadolinium Gallium Granat bzw. substituiertes Gadolinium Gallium Granat. Auf die Granatschicht 5 ist eine Spiegelschicht 7 (Metall- oder Interferenzspiegel) aufgebracht, die gegen mechanischen Abrieb durch eine Schutzschicht 8 (Hartstoffschicht z. B. TiN, Diamant, etc.) geschützt wird. Es ist aber auch möglich, anstelle der Spiegelschicht 7 und Schutzschicht 8 nur eine Schicht aufzutragen, die sowohl als Spiegel dient, als auch gleichzeitig verschleißarm ist. Auf der Oberseite des Sensorelementes kann zur Erhöhung der Lichtausbeute (und damit der Empfindlichkeit) eine Entspiegelungsschicht 14 aufgebracht sein.
Gemäß 3 wird die von der Lichtquelle 1 erzeugte elektromagnetische Strahlung durch den Polarisator (Polarisationsfilter) 2 polarisiert und trifft über den Strahlteilerwürfel 3 auf den magneto-optischen Sensor 4. Die polarisierte Strahlung durchläuft im Sensor 4 die Substratschicht 6 und die eigentlich aktive Granatschicht 5. Die Strahlung wird dann an der Spiegelschicht 7 reflektiert und durchläuft wiederholt die aktive Granatschicht 5 und die Substratschicht 6. Die aus dem Sensor 4 austretende Strahlung passiert erneut den Strahlteilerwürfel 3, durchläuft den Analysator (Polarisationsfilter) 9 und trifft auf die Detektionseinheit 10 (z. B. eine CCD-Kamera). Im Systemaufbau sind die beiden Polarisationsfilter 2 und 9 für ein gutes und kontrastreiches Bild zueinander um 90° versetzt angeordnet (Dunkelstellung) bzw. sie befinden sich nahe der Dunkelstellung. Der Sensor 4 tastet die Polymerfolie ab, d. h. der Sensor 4 wird auf die Polymerfolie aufgelegt und dann wird die Folie vorbei geführt oder der Sensor 4 wird bewegt. Befindet sich der Sensor 4 an einer Stelle der Polymerfolie ohne eingeschriebene magnetische Information, so wird nahezu das gesamte eingestrahlte Licht vom Analysator 9 absorbiert, d. h. an der Stelle der Detektionseinheit 10 ist es dunkel. Liegt der Sensor 4 hingegen auf einer Stelle mit eingeschriebener magnetischer Information, so erfolgt hier über das auf den Sensor 4 einwirkende Magnetfeld eine Drehung der Polarisationsebene der eingestrahlten elektromagnetischen Welle. Diese, in Abhängigkeit vom einwirkenden magnetischen Moment, mehr oder weniger stark gedrehte Welle kann nun den Analysator 9 passieren, es kommt zu einer Aufhellung der Dunkelstellung, so dass die eingeschriebene magnetische Information sichtbar wird.
Das geschilderte Ausleseverfahren kann auch, wie in 2 dargestellt, in einem Reflexionsmodus unter einem Winkel betrieben werden. Hier entfällt der Strahlteilerwürfel 3, so dass die eingestrahlte elektromagnetische Welle unter einem bestimmten Winkel auf den Sensor 4 trifft und dort an der Spiegelschicht 7 im gleichen Winkel reflektiert wird. Die Funktionsweise selbst ist identisch zu dem Verfahrensablauf mit dem Strahlteilerwürfel 3 gemäß 3.

1: Lichtquelle
2: Polarisator
3: Strahlteilerwürfel
4: Sensor
5: Granatschicht
6: Substrat
7: Spiegelschicht
8: Schutzschicht
9: Analysator
10: Detektionseinheit
11: Laserstrahlung
12: Polymerfolie
13: Gegenfeld
14: Entspiegelungsschicht
15: Magnet
16: Spitze

Claims

Verfahren zum Einschreiben von Informationen, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Identifikationsmedium, welches mindestens aus einer Polymerfolie (12), in die ein magnetisches Material eingearbeitet ist, besteht, entsprechend der einzuschreibenden Struktur durch gerichtete elektromagnetische Strahlung (11) erwärmt wird, – ein magnetisches Gegenfeld (13) im Bereich der Erwärmung des magnetischen Materials angelegt wird, so dass es in der Wärmeeinflusszone zu einer Umorientierung der Magnetpartikel des Identifikationsmediums entsprechend dem Gegenfeld (13) kommt.
Verfahren zum Einschreiben von Informationen, dadurch gekennzeichnet, dass die einzuschreibende Struktur in ein Identifikationsmedium, welches mindestens aus einer Polymerfolie (12), in die ein magnetisches Material eingearbeitet ist, besteht, durch ein gerichtetes lokales starkes Magnetfeld, welches größer als die Koerzitivfeldstärke des in der Polymerfolie (12) eingearbeiteten magnetischen Materials ist, erfolgt.
Verfahren zum Auslesen von Informationen aus einem Identifikationsmedium, die durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 eingeschrieben wurden, dadurch gekennzeichnet, dass – eine elektromagnetische Strahlung durch einen ersten Polarisationsfilter (2) polarisiert und auf einen magneto-optischen Sensor (4) geführt wird, – die vom Sensor (4) reflektierte Strahlung durch einen zweiten Polarisationsfilter (9) auf eine Detektionseinheit (10) geführt wird, – die Polarisationsfilter (2, 9) zueinander zur Erreichung der Dunkelstellung versetzt angeordnet werden und – der Sensor (4) auf das Identifikationsmedium aufgesetzt wird.
Identifikationsmedium, bestehend aus mindestens einer Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens eine Schicht aus einer Polymerfolie (12) besteht, in die magnetisches Material eingearbeitet ist.
Magneto-optische Visualisierungseinheit zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – sie aus einer Lichtquelle (1), einem ersten Polarisationsfilter (2), einem magneto-optischen Sensor (4), einem zweiten Polarisationsfilter (9) und einer Detektionseinheit (10) besteht, – die von der Lichtquelle (1) erzeugte Strahlung zunächst den ersten Polarisationsfilter (2) durchläuft, dann auf den Sensor (4) gerichtet ist, von diesem reflektiert wird, durch den zweiten Polarisationsfilter (9) hindurch auf die Detektionseinheit (10) trifft, – die beiden Polarisationsfilter (2, 9) zueinander versetzt angeordnet sind, um einen Kontrast zu erreichen.
Magneto-optische Visualisierungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) aus einer magneto-optisch aktiven Granatschicht (5), die auf einem Substrat (6) aufgewachsen ist, und einer darüberliegenden Spiegelschicht (7) besteht.
Magneto-optische Visualisierungseinheit nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (6) Gadolinium Gallium Granat dient.
Magneto-optische Visualisierungseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – die Spiegelschicht (7) gegen mechanischen Abrieb mit einer Schutzschicht (8) versehen ist.
Magneto-optische Visualisierungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Strahlenteilerwürfel (3) zwischen den beiden Polarisationsfiltern (2, 9) und Sensor (4) angeordnet ist.
Magneto-optische Visualisierungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sensoroberseite eine Entspiegelungsschicht (14) aufgebracht ist
Verwendung einer magneto-optischen Visualisierungseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 10 zum Auslesen von unsichtbaren Informationen aus einem Identifikationsmedium nach Anspruch 4, die zuvor mit einem Verfahren, nach Anspruch 1 oder 2 eingeschrieben wurden.