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Die Erfindung betrifft eine Magnetfeldkamera zur Visualisierung eines Magnetfeldes, wobei die Magnetfeldkamera eine Bildaufnahmeeinheit zur Erfassung statischer und/oder bewegter Bilder aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schreib-/Leseverfahren für auf einem Träger magnetisch zu hinterlegende und/oder magnetisch hinterlegter Informationen, wobei ein aus den magnetisch hinterlegten Informationen bereitgestelltes, optisch erfassbares Abbild einen Bereiche zweier Bereichsarten, hierbei Füllstellen sowie Leerstellen aufweisenden, maschinenlesbaren Code repräsentiert.
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Zur Identifikation von Erzeugnissen wie Produkten, Artikeln, Waren oder allgemein Gegenständen als solche, existieren gegenwärtig im Wesentlichen zwei Gruppen an Informationsträgern, welche unmittelbar auf die Erzeugnisse aufgebracht oder über zusätzliche Träger an die Erzeugnisse angebunden werden. Eine erste Gruppe von Informationsträgern umfasst dabei optoelektronisch lesbare Schriften wie Strichcodes oder 2D-Codes, welche auch als Matrix-Codes bekannt sind. Eine zweite Gruppe von Informationsträgern nutzt eine Identifizierung mittels der Hilfe von Radiowellen, hierbei unter Verwendung von Radio-Frequency-Identification (RFID)-Systemen. Ein solches System besteht dabei regelmäßig aus einem sich am Erzeugnis befindenden RFID-Transponder sowie einem RFID-Lesegerät, welches zum Auslesen der im Transponder gespeicherten Informationen benötigt wird. Über beide Gruppen lassen sich die Erzeugnisse grundsätzlich vollautomatisch erfassen, wodurch sich eine gegebenenfalls fehlerbehaftete manuelle Erfassung vermeiden lässt.
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Neben der reinen Identifikation von Erzeugnissen ist es zudem oftmals von Belang feststellen zu können, ob es sich bei einem Erzeugnis um ein Original eines bestimmten Herstellers handelt und somit z. B. eine Produktfälschung bestimmen zu können. Dies ist gerade bei hochwertigen Produkten von Markenherstellen von besonderem Interesse. Auch in verschiedenen Maschinenbaubereichen, wie beispielsweise dem Automobilbau besteht vielmals die Notwendigkeit, Bau- oder Ersatzteile eines Erstausrüsters von denen eines Drittherstellers zu unterscheiden, um z. B. Gewährleistungs- oder Schadensersatzansprüche aufgrund von Mängeln ausschließen zu können.
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Zusätzliche Sicherheitsmerkmale, welche zur Gewährleistung der Originalität in die Erzeugnisse eingebracht werden reichen dabei von vermeintlich fälschungssicheren Hologrammen hin zu komplexeren Sicherheitsmerkmalen wie Markern oder fluoreszierenden Farben.
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Diese Sicherheitsmerkmale sowie die zur allgemeinen Identifikation der Erzeugnisse beschriebenen Informationsträger weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese teils sehr offensichtlich zu erkennen und leicht manipulierbar sind. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass diese Sicherheitsmerkmale durch Abnutzung oder Verunreinigungen im Lebenszyklus eines Erzeugnisses nicht mehr auswertbar sind.
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So sind aus dem Stand der Technik bereits Lösungen bekannt, Sicherheitsmerkmale in Erzeugnisse zu integrieren, welche diese Nachteile nicht aufweisen.
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Der WO 2009 / 105 040 A1 ist in diesem Zusammenhang ein Lesegerät sowie ein Verfahren zur Identifikation von Gegenständen zu entnehmen, um deren Fälschungssicherheit zu gewährleisten. Die Identifikation erfolgt dabei durch das Auslesen von Informationen, welche am Gegenstand und hierbei insbesondere auf einem am Gegenstand angeordneten Kennzeichnungselement wie einer Plakette oder einem Aufkleber hinterlegt sind. Hierfür verfügt das Lesegerät über wenigstens eine, bevorzugt zwei Leseeinheiten. Eine erste Leseeinheit basiert auf einem magneto-optischen Leseverfahren, um einen Teil der Informationen in Form eines magnetischen Fingerabdrucks auszulesen. Hierbei nutzt die erste Leseeinheit den Faraday- und/oder den Kerr-Effekt, welche die Drehung der Polarisationsebene transmittierten respektive reflektierten Lichtes in Abhängigkeit eines auf das Licht wirkenden, äußeren Magnetfeldes beschreiben. Der magnetische Fingerabdruck wird dabei über einen Schichtabschnitt bereitgestellt, welcher aus zufällig verteilten Magnetpartikeln besteht. Aufgrund der zufälligen Verteilung und der einstellbaren Dichte der Magnetpartikel kann ein jeweils individueller Fingerabdruck erzeugt werden. Um nun das Auslesen des magnetisch hinterlegten Fingerabdrucks zu ermöglichen, weist die erste Leseeinheit auf ihrer dem auszulesenden Fingerabdruck zuzuwendenden Seite eine magneto-optische Komponente mit einer transparenten Trägerplatte auf, auf welcher mehrere Schichten aufgebracht sind. Hierbei ist wenigstens eine der Schichten reflektiv ausgeführt, wobei an dieser Schicht der Kerr-Effekt auftritt. Zudem kann eine weitere Schicht transmissiv ausgeführt sein, wobei an dieser zusätzlich der Faraday-Effekt wirken kann. Durch Verwendung der magneto-optischen Komponente entfällt die Notwendigkeit, dass der Gegenstand oder das Kennzeichnungselement eine reflektierende Oberfläche aufweist. Neben der magneto-optischen Komponente verfügt die Leseeinheit zudem über einen optischen Aufbau, über welchen Licht über eine lateral angerordnete Lichtquelle in die magneto-optische Komponente eingekoppelt und das reflektierte Licht einem Bildaufnehmer zugeführt wird. Dies ist insbesondere ein CCD- oder CMOS-Sensor. Zur Einkopplung durchläuft das ausgestrahlte Licht zunächst einen Polarisator und wird anschließend mittels eines polarisierenden Strahlteilers in Richtung der magneto-optischen Komponente reflektiert. Auf Basis der Drehung der Polarisationsebene des Lichtes in Abhängigkeit des angelegten äußeren Magnetfeldes lässt sich nach Reflektion an der reflektiven Schicht und erneutem Durchtritt durch den Strahlteiler sowie eines zweiten Polarisators, über den Bildaufnehmer eine bildliche Repräsentation des flächigen, magnetisch gespeicherten Fingerabdrucks zur Verfügung stellen und Auswerten. Je nach Drehung der Polarisationsebene des Lichts aufgrund des durch den magnetischen Fingerabdruck hervorgerufenen, mehr oder minder starken äußeren Magnetfelds, ergeben sich bedingt durch die polarisationsabhängige Transmission durch den zweiten Polarisator dem Fingerabdruck entsprechende Helligkeitsabstufungen in der bildlichen Repräsentation. Zusätzlich zur ersten Leseeinheit weist das Lesegerät eine zweite Leseeinheit auf, welche insbesondere zum Auslesen von rein optisch auf dem Gegenstand oder dem Kennzeichnungselement hinterlegter Informationen vorgesehen ist. Hierbei kann es sich bei den Informationen um Zeichenfolgen, Barcodes oder QR-Codes handeln. Eine Ausführung als RFID-Lesegerät ist jedoch ebenfalls möglich.
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Aus der
US 5 519 200 A geht ein weiteres Kennzeichnungselement hervor, welches zu Identifikationszwecken an Gegenständen angebracht wird. Hierbei weist das eben und flächig ausgeführte Kennzeichnungselement, beispielsweise eine Plakette oder ein Aufkleber, einen optisch lesbaren Strichcode auf. Ferner ist in das Kennzeichnungselement ein magneto-optischer Abschnitt integriert, wobei der Abschnitt in einer bekannten Position relativ zum Strichcode angeordnet und somit die Position des Abschnitts bei einer optischen Erkennung des Strichcodes bestimmbar ist. Dieser Abschnitt dient dabei der Speicherung veränderbarer Informationen, welche derart neben den durch den Strichcode bereitgestellten, unveränderlichen Informationen zugänglich gemacht werden können. Der Abschnitt ist dabei aus einem Mehrschichtsystem geformt und kann sich beispielsweise über den gesamten Strichcode erstrecken, wobei der Strichcode insbesondere auf dem Abschnitt aufgedruckt ist. Der Abschnitt kann jedoch ebenso lediglich einen Teil des Strichcodes umfassen, dabei in den Strichcode integriert sein und einen Strich oder eine Leerstelle des Strichcodes bilden. Die magnetische Speicherung von Informationen auf dem Abschnitt mittels eines Magnetschreibkopfs erfolgt wärmeunterstützt, folglich unter Erwärmung der Schreibstelle durch einen Laser. Das Auslesen der Informationen basiert wiederum auf der Ausnutzung des Kerr-Effektes bei der Reflektion des auf den magneto-optischen Abschnitt eingestrahlten Lichts.
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Durch die
KR 10 2015 0 063 318 A ist zudem ein Verfahren bekannt, mittels welchem Fälschungen von oder Veränderungen an Produkten erkannt werden sollen. Bei diesen Produkten handelt es sich bevorzugt um teure Produkte oder um Produkte, bei denen die Echtheit des Inhalts sichergestellt sein muss. Hierfür ist eine fälschungssichere Produktkennzeichnung vorgesehen, welche insbesondere als Plakette, Etikett, Karte, Aufkleber oder eine Schicht ausgeführt ist. Die Produktkennzeichnung weist dabei ein Magnetelement, hierbei insbesondere eine Magnetschicht auf, dessen oder deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit eines angelegten Magnetfeldes verändern. Dies kann einerseits die Reflektivität und andererseits die Transmissivität der Magnetschicht betreffen. In Hinblick auf die reflektiven Eigenschaften der Magnetschicht ist vorgesehen, dass je nach Stärke des angelegten Magnetfeldes Licht einer bestimmten Farbe respektive bestimmter Wellenlängen reflektiert wird. Bei einer sich über die Ausdehnung der Magnetschicht verändernden Magnetfeldstärke können demnach auch Farbverläufe auftreten. Bezüglich der transmissiven Eigenschaften wird in Abhängigkeit der Stärke des angelegten Magnetfeldes erwartungsgemäß die Durchlässigkeit der Magnetschicht variiert. Die Magnetschicht kann hierbei ferner eine Struktur in Form eines Logos, eines Barcodes, einer Zeichenfolge oder auch eines QR-Codes aufweisen, wobei diese Struktur insbesondere als Identifikationsmuster zur Bestimmung eines Produktes dient. Die Authentifizierung eines Produktes erfolgt mittels einer Auswerteieinheit, welche im Wesentlichen aus einer Kamera und einem an einem stirnseitigen Ende der Kamera angeordneten Magnet besteht. Der Magnet kann dabei als Elektromagnet oder aber auch als ein Permanentmagnet ausgeführt sein. Durch ein Heranführen der Auswerteeinheit an die strukturierte Magnetschicht wird diese einem durch den Magneten erzeugten Magnetfeld ausgesetzt, wodurch eine Farb- oder Transmissivitätsänderung hervorgerufen wird. Über eine in der Auswerteeinheit hinterlegte Referenz und/oder einen Abruf über eine Webseite kann das über das Identifikationsmuster bestimmte Produkt mit einer Soll-Änderung der Farbe oder der Transmissivität des Identifikationsmusters abgeglichen und so die Echtheit des Produktes bestimmt werden.
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Die
US 5 742 036 A offenbart weiterhin eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Identifikation von Gegenständen. Die Identifikation erfolgt dabei wiederum durch ein magneto-optisches Auslesen von auf einem Gegenstand oder einem Träger magnetisch hinterlegter Informationen. Das Ziel liegt dabei unter anderem in der Aufrechterhaltung der Lesbarkeit der hinterlegten Informationen, auch wenn diese über den Lebenszyklus des Trägers Beeinträchtigungen wie z. B. dem Überdecken durch Farbe, Verfärbungen, Korrosion oder sonstigen Verunreinigungen ausgesetzt sind, wodurch ein insbesondere lediglich optisches Auslesen der Informationen deutlich erschwert oder gar unmöglich würde. Das Hinterlegen der Informationen wird unterdies durch ein Aufbringen eines in Form eines Matrix-Codes strukturierten, viskosen magnetischen Materials realisiert. Das Material liegt in diesem Fall insbesondere als eine magnetische Partikel enthaltende Tinte oder bevorzugt eine magnetische Partikel enthaltende Paste vor, wobei das Material nach dem Auftrag magnetisiert wird. Die Strukturierung ist hierbei über additive Verfahren, wie dem Verwenden einer Schablone beim Auftrag oder dem Auffüllen von Vertiefungen im Substrat realisiert. Zur Erzeugung der Vertiefungen können jedoch auch subtraktive Verfahren wie Mikrostrahlabtragsverfahren, Mikrogravieren oder Laserätzen herangezogen werden. Somit sind die magnetisch hinterlegten Informationen aufgrund des Erzeugungsprozesses vorbestimmt und über den Lebenszyklus des Trägers nicht mehr veränderbar. Das Auslesen der Informationen wird mittels eines insbesondere handgeführten Lesegerätes durchgeführt und basiert erneut auf der Ausnutzung des Faraday- und/oder Kerr-Effekts, somit der Drehung polarisierten Lichts in Abhängigkeit eines äußeren Magnetfeldes. Die hierdurch erzielte bildliche Repräsentation der magnetisch hinterlegten Informationen wird mittels eines Bildaufnehmers, wie einem CCD- oder CMOS-Sensor erfasst und zur Verfügung gestellt.
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Überaus nachteilig stellt es sich an den vorgenannten Lösungen dar, das sehr komplexe Optiken mit einer Vielzahl optischer Bauelemente und/oder Komponenten, wie Polarisatoren und Strahlteilern notwendig sind, um die magnetisch hinterlegten Informationen optisch auslesen zu können. Zudem sind diese Lösungen aufgrund der komplexen Optiken anfällig für äußere mechanische Einflüsse und somit wenig für industrielle Umgebungen mit harschen Umgebungsbedingungen geeignet.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Magnetfeldkamera mit einem vereinfachten Aufbau und einer geringeren Störanfälligkeit für äußere mechanische Einflüsse bereitzustellen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Schreib-/Leseverfahren derart auszugestalten, sodass dieses insbesondere an ein optisches Auslesen von magnetisch hinterlegten Informationen mittels der Magnetfeldkamera angepasst ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Magnetfeldkamera gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Schreib-/Leseverfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist also eine Magnetfeldkamera zur - optischen - Visualisierung eines, insbesondere in einem Träger ausgebildeten Magnetfelds vorgesehen, wobei die Magnetfeldkamera eine Bildaufnahmeeinheit zur, insbesondere digitalen Erfassung statischer und/oder bewegter Bilder aufweist.
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Hierbei sei erwähnt, dass es sich bei dem Magnetfeld auch um eine Mehrzahl von Magnetfeldern handeln kann, welche sich zugleich mittels der Magnetfeldkamera visualisieren lassen. Dies kommt auch einer insbesondere flächenhaften Variation des Magnetfeldes gleich. Die Visualisierung des Magnetfeldes erfolgt dabei vor allem unter Kontakt des Magnetfeldbetrachters mit dem Träger, in welchem respektive über welchen das Magnetfeld ausgebildet ist. Die Visualisierung ist jedoch ebenfalls bei insbesondere geringem Abstand von Träger und Magnetfeldbetrachter möglich. Der dabei eingehaltene Abstand ist dabei insbesondere vom Volumen des Trägers und der Flächenausdehnung eines Bereichs abhängig und kann beispielsweise bis zu einem Millimeter oder 1000 Mikrometer betragen.
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Erfindungsgemäß weist die Magnetfeldkamera ferner einen als ein Einzelbauelement ausgeführten Magnetfeldbetrachter auf, wobei vorgesehen ist, dass - ausschließlich - durch den Magnetfeldbetrachter ein optisch erfassbares Abbild des zu visualisierenden Magnetfeldes bereitstellbar ist. Hierfür sind der, insbesondere endseitig der Magnetfeldkamera, dem Träger zuwendbar angeordnete Magnetfeldbetrachter sowie die Bildaufnahmeeinheit relativ zueinander im Strahlengang der Magnetfeldkamera angeordnet, sodass mittels der Bildaufnahmeeinheit - wenigstens - ein Bild des Abbilds des Magnetfeldes erfassbar ist. Somit wird eine flächenhafte Visualisierung des Magnetfeldes ermöglicht. Das Abbild des Magnetfeldes entsteht hierbei bedingt durch die Wirkungsweise und/oder den Aufbau des Magnetfeldbetrachters entsprechend im und/oder am Magnetfeldbetrachter. Als das Bild kann entsprechend auch eine Folge von Bildern, insbesondere in Form von Bewegtbildern, wie z. B. einem Video aufgefasst werden. Die Erfassung mittels der Kamera findet bevorzugt optoelektronisch statt. Zur Verarbeitung des erfassten Bildes oder der erfassten Bilder sollte die Magnetfeldkamera in einer möglichen Ausführungsform eine Auswerteeinheit und/oder eine Schnittstelle, insbesondere eine Hardwareschnittstelle zur Kommunikation mit einer Auswerteeinheit, beispielsweise einem Computer, einem Smartphone, einem Tablet oder Ähnlichem aufweisen. Auch eine Anordnung einer Anzeigeeinheit an der Magnetfeldkamera zur Darstellung des erfassten und/oder verarbeiteten Bildes ist denkbar.
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Durch die Ausführung der Magnetfeldkamera mit dem als Einzelbauelement ausgeführten Magnetfeldbetrachter lässt sich die Anzahl der notwendigen optischen Bauelemente und/oder optischen Komponenten, die zur Visualisierung des Magnetfeldes notwendig sind gewinnbringend reduzieren. Insbesondere werden keine aufwendigen optischen Aufbauten z. B. unter Anordnung von Polarisatoren und Strahlteilern benötigt, wie dies beispielsweise bei Visualisierung von Magnetfeldern unter Ausnutzung des Faraday- und/oder Kerr-Effekts vonnöten ist. Aufgrund der Reduzierung wird folglich auch die Komplexität des Aufbaus der Magnetfeldkamera minimiert, was die Störanfälligkeit senkt und zugleich die Zuverlässigkeit erhöht. Dies ist insbesondere bei der Nutzung der Magnetfeldkamera in industriellen Umfeldern mit harschen Umgebungsbedingungen von Vorteil, in welchen beispielsweise aufgrund äußerer mechanischer Einflüsse eine Dejustierung der aufeinander abgestimmten optischen Bauelemente und/oder Komponenten möglich ist. Der endseitig der Magnetfeldkamera angeordnete Magnetfeldbetrachter stellt zudem ein im Vergleich zu Polarisatoren, Strahlteilern, Linsen, etc. sehr kostengünstiges optisches Bauelement dar, welches in einfacher Weise, z. B. bei zunehmender Abnutzung tauschbar ist.
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Die Magnetfeldkamera ist dabei in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ein Lesegerät zur optischen Erfassung von im Träger magnetisch hinterlegter Informationen - hierbei insbesondere digitaler Daten -, wobei das Lesegerät dabei bevorzugt handgeführt ausgestaltet ist. Durch die Ausführung der Magnetfeldkamera als Lesegerät für im Träger magnetisch hinterlegte - digitale - Informationen kann das Auslesen dieser Informationen einerseits beschleunigt oder andererseits gar erst ermöglicht werden. Dies liegt dabei an der Möglichkeit der flächenhaften Visualisierung der Magnetfelder, wodurch das Auslesen der ebenfalls flächenhaft im Träger hinterlegten Informationen parallel und nicht lediglich sequentiell erfolgen kann: Das Lesegerät soll somit insbesondere zum Auslesen von 2D-Codes vorgesehen sein, wobei Insbesondere die zuvor genannte Auswerteeinheit an das Auslesen der digital hinterlegten Informationen angepasst wäre.
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In praxisgerechter Ausführung ist der Magnetfeldbetrachter derart ausgebildet, dass dieser sich in einem geschlossenen Volumen in Suspension befindliche Magnetpartikel aufweist, wodurch sich ein vorteilhaft einfacher Aufbau und eine damit verbundene, kostengünstige Ausgestaltung des Magnetfeldbetrachters sicherstellen lässt. Das geschlossene Volumen wäre dabei insbesondere über teilweise transparente oder transparente Wandungen realisiert, zwischen welchen die Suspension eingeschlossen ist. In diesem Sinne ist denkbar, dass die Suspension z. B. zwischen zwei Folien oder in ein Gehäuse eingebracht ist. So kann zumindest eine teilweise Durchlässigkeit für Licht gewährleistet werden. Die Suspension bestünde neben den Magnetpartikeln zwangsläufig wenigstens noch aus einer Flüssigkeit, in welcher die Magnetpartikel im Wesentlichen frei beweglich sind. Diese Flüssigkeit kann hierbei insbesondere ein Öl sein.
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In einer überaus gewinnbringenden Weiterbildung der Erfindung weist die Magnetfeldkamera wenigstens eine Initialisierungsspule, insbesondere zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes und/oder eines magnetischen Wechselfeldes auf, mittels welcher im Magnetfeldbetrachter ein magnetisches Löschfeld erzeugbar ist. Über das magnetische Löschfeld wird es hierbei ermöglicht, den Magnetfeldbetrachter in einen - insbesondere kein optisches Abbild wiedergebenden - Grundzustand zu überführen. So kann vor jeder durchzuführenden Visualisierung das z. B. zuletzt durch den Magnetfeldbetrachter wiedergegebene Abbild eines Magnetfeldes oder sich im Abbild wiederspiegelnde Störungen gelöscht werden. Dies ist vor allem bei Ausgestaltung der Magnetfeldkamera als Lesegerät von Vorteil, um die magnetisch hinterlegten Informationen beim Erfassen nicht zu verfälschen. Die Initialisierungsspule wäre hierfür in sinnvoller Ausgestaltung in Nähe des Magnetfeldbetrachters angeordnet. Denkbar ist dabei, dass diese den Magnetfeldbetrachter zumindest teilweise umschließt.
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Darüber hinaus ist in einer vielversprechenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Magnetfeldkamera vorgesehen, dass im Strahlengang zwischen dem Magnetfeldbetrachter und der Bildaufnahmeeinheit wenigstens ein - der Bildaufnahmeeinheit nicht zugehöriges - optisches Bauelement und/oder wenigsten eine optische Komponente angeordnet ist. Über diese könnte insbesondere eine Vergrößerung des und/oder der Fokus auf den Magnetfeldbetrachter erfolgen. So ließe sich, insbesondere im Fall einer Vergrößerung, das erfasste Bild auf wesentliche Teile des über den Magnetfeldbetrachter bereitgestellten Abbildes des Magnetfeldes begrenzen, ohne dass die Auflösung des Bildes nachteilig verringert würde.
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Erfindungsgemäß ist zudem ein Schreib-/Leseverfahren für auf einem Träger magnetisch zu hinterlegende und/oder magnetisch hinterlegter Informationen, hierbei insbesondere digitaler Daten vorgesehen. Zu diesem Schreib-/Leseverfahren ist nun ferner auszuführen, dass ein aus den magnetisch hinterlegten Informationen bereitgestelltes, optisch erfassbares Abbild - der Informationen - einen maschinenlesbaren, insbesondere flächenhaften Code repräsentiert oder beinhaltet, wobei dieser Code Bereiche zweier Bereichsarten, hierbei Füllstellen sowie Leerstellen aufweist.
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Der maschinenlesbare Code, welcher auch als eine maschinenlesbare Schrift angesehen werden kann, lässt sich dabei z. B. als ein Strich- oder Barcode gestalten. Favorisiert sind jedoch Ausführungen in Form von zweidimensionalen(2D-) Codes, welche eine deutlich höhere Datendichte als Strichcodes ermöglichen. Als bekannteste Vertreter zweidimensionaler Codes lassen sich Matrix-Codes nennen, von welchen wiederum der DataMatrix-Code, der QR-Code oder der Aztec-Code eine weite Verbreitung aufweisen. Neben einem solchen Matrix-Code kann der Code zudem als ein gestapelter Code oder ein Punktcode ausgeführt sein.
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Das magnetische Hinterlegen oder Speichern der Informationen im Träger, welcher z. B. auch eine Vormagnetisierung aufweisen kann, erfolgt erfindungsgemäß schließlich dadurch, dass jeder Bereich des Codes, an ein optisches Auslesen der Informationen angepasst, in zwei Magnetisierungszellen oder wenigstens eine Magnetisierungszelle überführt wird. Jede der Magnetisierungszellen weist hierbei eine ein Magnetfeld erzeugende Magnetisierung auf, wobei erfindungsgemäß jeder Magnetisierungszelle zwei mögliche Magnetisierungszustände zugewiesen sind. Diese sich unterscheidenden Magnetisierungszustände werden dabei in bevorzugter Weise über parallele, jedoch entgegengerichtete Polaritäten respektive Magnetisierungsrichtungen der Magnetisierung der Magnetisierungszellen realisiert, sodass der erste Magnetisierungszustand durch eine Nord-Süd-Ausrichtung und der zweite Magnetisierungszustand durch eine Süd-Nord-Ausrichtung oder entsprechend umgekehrt repräsentiert wird. Das Überführen der Bereiche in die Magnetisierungszellen kann auch als ein auf das Auslesen angepasstes recodieren verstanden werden. Das Recodieren respektive Überführen der Bereiche in die Magnetisierungszellen kann dabei auch mittels eines Zwischenschrittes durchgeführt werden, in welchem die Bereiche zunächst in Schreibabschnitte mit zwei möglichen Zuständen gewandelt werden, wobei die Magnetisierungszellen schlussendlich die physikalische Repräsentation dieser Schreibabschnitte darstellen.
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Zum Auslesen der magnetisch hinterlegten Informationen im Rahmen des erfindungsgemäßen Schreib-/Leseverfahrens findet bevorzugt die zuvor erläuterte und besonders bevorzugt als Lesegerät - insbesondere nach Anspruch 2 - ausgeführte Magnetfeldkamera Verwendung. Wie dargelegt ist das Lesegerät hierbei im Allgemeinen handgeführt ausgestaltet. Vor diesem Hintergrund ist es als sinnvoll anzusehen, auch das magnetische Hinterlegen respektive Schreiben der Informationen in Form des Codes über eine insbesondere handgeführte Schreibeinheit auszuführen. Eine solche handgeführte Schreibeinheit würde dabei über wenigstens einen magnetischen Schreibkopf verfügen, welcher beispielsweise eine aus dem Stand der Technik bekannte Ausgestaltung aufweisen kann. Da mittels einer solchen Schreibeinheit im Gegensatz zum Auslesen der Informationen lediglich ein sequentielles Hinterlegen möglich ist, muss die Schreibeinheit über den Träger bewegt werden. Dies bedingt zur Wahrung der Konformität der Informationen mit einer Soll-Form eine gleichmäßige Bewegung. Da bei einem Führen per Hand in der Regel jedoch keine gleichmäßige Bewegung der Schreibeinheit sichergestellt werden kann, ist es als günstig anzusehen, wenn beim Schreiben der magnetischen Informationen mittels einer handgeführten Schreibeinheit die Kinematik der Schreibeinheit bestimmt - hierbei insbesondere gemessen - und die Informationen in Abhängigkeit der Kinematik im Träger hinterlegt werden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist zudem dann als besonders gewinnbringend anzusehen, wenn ein Bereich erster Bereichsart derart überführt wird, dass der Magnetisierungszustand der aus diesem Bereich - erster Bereichsart - überführten Magnetisierungszelle ungleich dem Magnetisierungszustand einer in eine Schreibrichtung unmittelbar vorgelagerten Magnetisierungszelle ist. Hierdurch weisen diese zwei in Schreibrichtung aufeinanderfolgenden Magnetisierungszellen einen sich unterscheidenden Magnetisierungszustand und somit eine Magnetisierung mit entgegengerichteter Magnetisierungsrichtung auf. Daraus folgt, dass sich bei einer insbesondere zur Schreibrichtung parallelen Magnetisierung in der Ebene des Trägers, am Übergang respektive im Bereich des Übergangs zwischen den Magnetisierungszellen zwei gleichnamige Pole, demzufolge Nord-Nord oder Süd-Süd gegenüberliegen. Dies führt dazu, dass ein an den Polen - eines Magnets im Allgemeinen - regelmäßig eher parallel zur Magnetisierung - des Magnets - verlaufender Teil des aus einem Pol austretenden Magnetfelds respektive die Magnetfeldlinien, über welche das Magnetfeld beschrieben werden kann aufgrund der Abstoßungswirkung gleichnamiger Pole verstärkt in Richtung senkrecht zur Ebene des Trägers gedrängt wird. Hierbei je nach Art der sich gegenüberliegenden Pole aus dem Träger aus- oder in diesen eintretend. Das jeweilige Magnetfeld der aufeinanderfolgenden Magnetisierungszellen verläuft am Übergang respektive im Bereich des Übergangs somit an beiden sich gegenüberliegenden gleichnamigen Polen im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Trägers. Die vorgelagerte Magnetisierungszelle kann dabei insbesondere aus einem Bereich erster oder einem Bereich zweiter Bereichsart überführt sein. Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass eine vorgelagerte Magnetisierungszelle nicht aus einem Bereich des Codes überführt wurde, sondern der Initialisierung der zu hinterlegenden Informationen und somit der aus den Bereichen des Codes überführten Magnetisierungszellen dient.
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In Hinblick auf die vorgenannte Magnetisierung zweier in Schreibrichtung aufeinanderfolgender Magnetisierungszellen mit sich unterscheidendem respektive ungleichem Magnetisierungszustand ist in einer Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen, dass beim Auslesen des - optischen - Abbilds der magnetisch hinterlegten Informationen am Übergang und/oder in der - unmittelbaren - Umgebung des Übergangs zwischen zwei Magnetisierungszellen mit ungleichem Magnetisierungszustand ein Dunkelfeld auswertbar ist. Die Dunkelfelder sind hierbei insbesondere bei einem Auslesen mittels der bevorzugt als Lesegerät ausgeführten Magnetfeldkamera auswertbar, wobei sich an den Übergängen oder im Bereich der Übergänge zwischen Magnetisierungszellen mit sich gegenüberliegenden, gleichnamigen Polen im Magnetfeldbetrachter der Magnetfeldkamera, aufgrund des im Wesentlichen senkrecht zur Ebene verlaufenden Magnetfeldes, Magnetpartikel ansammeln. Infolge dieser Ansammlung bilden sich schließlich im Abbild Dunkelfelder aus.
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Insbesondere im Zusammenhang mit der erläuterten Überführung von Bereichen erster Bereichsart wird in praxisgerechter Gestaltung der Erfindung ein Bereich zweiter Bereichsart zudem derart überführt, dass der Magnetisierungszustand jeder aus diesem Bereich - zweiter Bereichsart - überführten Magnetisierungszelle gleich dem Magnetisierungszustand einer in Schreibrichtung unmittelbar vorgelagerten Magnetisierungszelle ist. Hierdurch weisen diese zwei in Schreibrichtung aufeinanderfolgenden Magnetisierungszellen denselben Magnetisierungszustand und somit eine Magnetisierung mit gleichgerichteter Magnetisierungsrichtung auf. Somit liegen sich bei einer insbesondere zur Schreibrichtung parallelen Magnetisierung in der Ebene des Trägers, am Übergang respektive im Bereich des Übergangs zwei ungleichnamige Pole, demzufolge Nord-Süd oder Süd-Nord gegenüber. Dies führt dazu, dass das ein an den Polen - eines Magnets im Allgemeinen - regelmäßig eher senkrecht zur Magnetisierung - des Magnets - verlaufender Teil des aus einem der Pole austretenden Magnetfelds respektive die Magnetfeldlinien, über welche das Magnetfeld beschrieben werden kann, aufgrund der Anziehungswirkung gleichnamiger Pole verstärkt in Richtung parallel zur Ebene des Trägers verlagert wird. Somit verläuft am Übergang respektive im Bereich des Übergangs der sich gegenüberliegenden, ungleichnamigen Pole das sich zwischen den aufeinanderfolgenden Magnetisierungszellen ausbildende Magnetfeld im Wesentlichen parallel zur oder gar in der Ebene des Trägers. Dies trifft auch für den innerhalb einer Magnetisierungszelle stets auftretenden Polaritätswechsel zu. Auch in diesem Fall kann die vorgelagerte Magnetisierungszelle wiederum aus einem Bereich erster oder einem Bereich zweiter Bereichsart überführt sein. Zudem besteht ferner ebenfalls die Möglichkeit, dass eine vorgelagerte Magnetisierungszelle nicht aus einem Bereich des Codes überführt wurde, sondern der Initialisierung der zu hinterlegenden Informationen und somit der aus den Bereichen des Codes überführten Magnetisierungszellen dient.
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Die Magnetisierung zweier in Schreibrichtung aufeinanderfolgender Magnetisierungszellen mit gleichem Magnetisierungszustand führt die Erfindung weiterbildend dazu, dass beim Auslesen des - optischen - Abbilds der magnetisch hinterlegten Informationen, an Übergängen und/oder in der - unmittelbaren - Umgebung der Übergänge zwischen zwei Magnetisierungszellen mit gleichem Magnetisierungszustand - sowie innerhalb einer Magnetisierungszelle - Hellfelder auswertbar sind. Die Hellfelder sind wiederum insbesondere auf Basis eines Auslesens der über die Magnetisierungszellen hinterlegten Informationen mittels der bevorzugt als Lesegerät ausgeführten Magnetfeldkamera auswertbar. Die Ursache der Ausbildung der Hellfelder im über den Magnetfeldbetrachter bereitgestellten Abbild liegt hierbei darin begründet, dass das Magnetfeld an den Übergängen oder im Bereich der Übergänge zwischen Magnetisierungszellen mit sich gegenüberliegenden, ungleichnamigen Polen im Wesentlichen parallel und/oder in der Ebene des Trägers verläuft. An einem derart verlaufenden Magnetfeld sammeln sich im Wesentlichen keine Magnetpartikel an. Dies trifft folgerichtig auch für den innerhalb einer Magnetisierungszelle unweigerlich vorhandenen Polübergang zu.
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Die Auswertung der sich im Abbild ausbildenden Dunkelfelder und Hellfelder wird in einer Ausgestaltung der Erfindung nun dazu verwendet, die Bereiche des Codes auf Basis dieser Auswertung zu rekonstruieren und somit den - vollständigen - Code auszulesen. Dabei ist vorgesehen, dass ein Bild des Abbildes erfasst wird, wobei ein einen Bereich des Codes repräsentierender Bildabschnitt des Bildes einem Bereich erster Bereichsart zugeordnet wird, wenn ein Flächenverhältnis von Dunkelfeldern zu Hellfeldern in diesem Bildabschnitt einen Dunkel-Schwellwert überschreitet. In gleicher Weise wird der Bildabschnitt einem Bereich zweiter Bereichsart zugeordnet, wenn das Flächenverhältnis einen Hell-Schwellwert unterschreitet.. Dies berücksichtigt die Tatsache, dass das bereitgestellte Abbild einer Magnetisierungszelle, welche aus einem Bereich erster Bereichsart überführt wurde neben einem Dunkelfeld stets auch ein Hellfeld aufweist. Dies ist durch die in der Ebene des Trägers liegende Magnetisierung und den innerhalb der Magnetisierungszelle unweigerlich vorhandenen Polübergang bedingt. Somit ist auch bei einer Überführung unmittelbar aufeinanderfolgender Bereiche erster Bereichsart in je ausschließlich eine Magnetisierungszelle stets ein Hellfeld im über diese Magnetisierungszellen bereitgestellten Abbild vorhanden. Die Auswertung wird hierdurch jedoch erschwert, weswegen die Bereiche des Codes bevorzugt in je zwei Magnetisierungszellen überführt werden. Dadurch entstehen im Abbild der aus Bereichen erster Bereichsart überführten Magnetisierungszellen Dunkelfeld-Hellfeld-Dunkelfeld-Wechsel mit einem trennenden Hellfeld zwischen in Schreibrichtung aufeinanderfolgenden Wechseln. Dies vereinfacht die Auswertung, da die Bereiche hierdurch schärfer differenzierbar sind. In jedem Fall, auch bei Überführung der Bereiche in mehr als zwei Magnetisierungszellen, bleibt die Auswertung über die Bildung des Flächenverhältnisses der Dunkelfelder und Hellfelder möglich. Der jeweilige Dunkel-Schwellwert sowie Hell-Schwellwert ist hierbei abhängig vom verwendeten Magnetfeldbetrachter, der Bildaufnahmeeinheit, dem gegebenenfalls vorhanden zusätzlichen optischen Bauelement und/oder der optischen Komponente sowie einer benötigten Lichtquelle. Aus diesem Grund werden der Dunkel-Schwellwert sowie der Hellschwellwert je nach Anwendungsfall bestimmt, um eine hohe Zuverlässigkeit der Zuordnung zu gewährleisten.
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Zudem ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schreib-/Leseverfahrens in Hinblick auf eine Verbesserung des Auslesens der magnetisch im Träger hinterlegten Informationen als günstig anzusehen, wenn bei dieser Magnetisierungszellen in den Träger eingebracht werden, die als Magnetinitialisierungszellen ausgebildet sind. Diese Magnetinitialisierungszellen sind dabei den in Schreibrichtung jeweils ersten Magnetisierungszellen, welche ihrerseits aus den Bereichen des Codes überführt wurden vorgelagert. Demnach sind die Magnetinitialisierungszellen nicht aus den Bereichen des Codes überführt und demnach auch nicht Bestandteil dessen. Hingegen legen die Magnetinitialisierungszellen einerseits eine magnetische Grundausrichtung fest, über welche bestimmt wird, ob Füllstellen als erste und Leerstellen als zweite Bereiche oder Leerstellen als erste und Füllstellen als zweite Bereiche in die Magnetisierungszellen überführt werden - müssen -. Bei einer Überführung der Füllstellen als erste und der Leerstellen als zweite Bereiche werden auch im Abbild Füllstellen im Wesentlichen als Dunkelfelder und Leerstellen als Hellfelder bereitgestellt, was infolgedessen auch in einem Positiv des Codes im Abbild resultiert. Hierbei würden alle Magnetinitialisierungszellen jeweils denselben Magnetisierungszustand und demnach eine Magnetisierung mit gleicher Magnetisierungsrichtung aufweisen, wobei die beiden möglichen Magnetisierungszustände denen der aus den Bereichen des Codes überführten Magnetisierungszellen entsprechen. Werden demgegenüber jedoch Leerstellen als erste Bereiche und Füllstellen als zweite Bereiche überführt, erfolgt die Bereitstellung der Leerstellen über im Wesentlichen Dunkelfelder und die Bereitstellung der Füllstellen über Hellfelder. Dies führt im Abbild zu einem Negativ des Codes. In diesem Fall wäre es als günstig anzusehen, auch den in Schreibrichtung letzten, aus den Bereichen des Codes überführten Magnetisierungszellen Magnetinitialisierungszellen nachzustellen oder bevorzugt gar die aus den Bereichen des Codes überführten Magnetisierungszellen äußerlich vollständig mit Magnetinitialisierungszellen zu umschließen. Die in Schreibrichtung aufeinanderfolgenden Magnetinitialisierungszellen würden hierfür jeweils ungleiche Magnetisierungszustände und somit Magnetisierungen mit wechselnden Magnetisierungsrichtungen aufweisen. Neben der Festlegung der magnetischen Grundausrichtung wird über die Magnetinitialisierungszellen zudem eine im Träger gegebenenfalls vorliegende unbestimmte Magnetisierung in definierte Magnetisierungszustände gewandelt und der Träger für die Überführung der Bereiche des Codes somit initialisiert. Ferner stellen die Magnetinitialisierungszellen einen ersten Übergang zu den in Schreibrichtung nachfolgenden, ersten Magnetisierungszellen, welche aus den Bereichen des Codes überführt werden bereit.
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Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung des Grundprinzips der Erfindung sind einige Ausführungsformen in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
- 1 eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Magnetfeldkamera;
- 2 eine Ausführung eines maschinenlesbaren Codes;
- 3a eine Überführung der Bereiche eines Codes in je eine Magnetisierungszelle;
- 3b ein Bild eines Abbilds der in je eine Magnetisierungszelle überführten, magnetisch hinterlegten Bereiche des Codes;
- 4a eine Überführung der Bereiche eines Codes in je zwei Magnetisierungszellen;
- 4b ein Bild eines Abbilds der in je zwei Magnetisierungszellen überführten, magnetisch hinterlegten Bereiche des Codes;
- 5 Magnetfeldverläufe aufeinanderfolgender Magnetisierungszellen mit gleichem und ungleichem Magnetisierungszustand.
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Der 1 ist eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Magnetfeldkamera 1 zu entnehmen, welche im Allgemeinen der Visualisierung von Magnetfeldern dient. In dieser Weiterbildung ist die Magnetfeldkamera 1 speziell als Lesegerät 6 zur optischen Erfassung von in dem Träger 7 magnetisch hinterlegten Informationen ausgeführt. Das Lesegerät 6 weist hierfür einerseits die Bildaufnahmeeinheit 2 zur Erfassung statischer und/oder bewegter Bilder 3 und andererseits den als Einzelbauelement ausgeführten Magnetfeldbetrachter 4 auf. Der Magnetfeldbetrachter 4 stellt hierbei das optisch erfassbare Abbild 5 der im Träger 7 hinterlegten, ein Magnetfeld erzeugenden Informationen bereit. Das Bereitstellen des Abbildes 5 basiert dabei darauf, dass sich im geschlossenen Volumen des Magnetfeldbetrachters 4 in Suspension befindliche Magnetpartikel 10 an den insbesondere senkrecht zur Ebene des Trägers 7 verlaufenden Teilen der durch die hinterlegten Informationen erzeugten Magnetfelder anlagern und somit ansammeln. Um diese Ansammlungen insbesondere vor einem weiteren Auslese-Vorgang zu zerstreuen und somit einen definierten Grundzustand zu initialisieren, weist das Lesegerät 6 die Initialisierungsspule 8 auf, welche in der Umgebung des Magnetfeldbetrachters 4 angeordnet ist und mittels welcher im Magnetfeldbetrachter 4 ein magnetisches Löschfeld erzeugbar ist. Um nun das Erfassen des Bildes 3 des Abbildes 5 der magnetisch hinterlegten Informationen an sich zu ermöglichen, sind der Magnetfeldbetrachter 4 sowie die Bildaufnahmeeinheit 2 entsprechend relativ zueinander im Strahlengang G des Lesegerätes 6 angeordnet. Ferner ist im Strahlengang G zwischen dem Magnetfeldbetrachter 4 und der Bildaufnahmeeinheit 2 das optische Bauelement 9, hierbei eine weitere Linse angeordnet, über welche ein verbesserter Fokus auf das Abbild 5 ermöglicht wird. Wie der Darstellung der 1 zu entnehmen ist, sind die Bildaufnahmeeinheit 2 und der Magnetfeldbetrachter 4 in Längsrichtung des Lesegerätes 6 fluchtend angeordnet. Sollte hingegen eine zueinander abgewinkelte Anordnung und somit eine Umlenkung des den Strahlengang G durchlaufenden Lichts notwendig sein, ist es ferner denkbar, das optische Bauelement 9 beispielsweise als ein Spiegel oder ein Umlenkprisma auszugestalten.
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Das in 1 aufgezeigte Abbild 5 respektive das daraus erfasste Bild 3 repräsentiert den in der 2 dargestellten maschinenlesbaren, zweidimensionalen Code 15, welcher hierbei als ein DataMatrix-Code ausgestaltet ist. Der Code 15 umfasst dabei Bereiche 11, 12 zweier Bereichsarten. In dieser Weiterbildung sind die Bereiche 11, 12 wie in grundsätzlich bevorzugter Weise ausgeführt, was darin resultiert, dass die Bereiche 11 erster Bereichsart als Füllstellen 13 und die Bereiche 12 zweiter Bereichsart als Leerstellen 14 definiert sind. Die Füllstellen 13 sowie die Leerstellen 14 sind dabei als Quadrate mit jeweils gleichem Flächeninhalt gestaltet und lassen sich der Natur eines Matrix-Codes entsprechend in Zeilen und Spalten teilen.
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Wie dieser Code 15, welcher in dem Träger 7 magnetisch zu hinterlegende Informationen darstellt, zum Hinterlegen mittels des erfindungsgemäßen Schreib-/Leseverfahrens recodiert wird, wird durch die Ausführungsformen der 3a und 4a beschrieben. Den beiden Figuren ist dabei zu entnehmen, dass zum Hinterlegen im Träger 7 jeder Bereich 11, 12 des Codes 15, hierbei demnach jede Füllstelle 13 sowie jede Leerstelle 14 in, wie in der Weiterbildung der 3a dargelegt, eine Magnetisierungszelle 16 oder, wie der Weiterbildung der 4a zu entnehmen ist, zwei Magnetisierungszellen 16 überführt wird. Dabei sind jeder Magnetisierungszelle 16 zwei mögliche Magnetisierungszustände 17, 18 zugewiesen, wobei sich diese Magnetisierungszustände 17, 18 durch eine jeweilige Magnetisierung in der Ebene des Trägers 7 mit paralleler, jedoch entgegengerichteter Magnetisierungsrichtung unterscheiden. Zur Veranschaulichung ist der aus der 2 bekannte Code 15 dabei den Magnetisierungszellen 16 hinterlegt. Neben den aus den Füllstellen 13 und Leerstellen 14 des Codes 15 überführten Magnetisierungszellen 16 sind in den Träger 7 zudem als Magnetinitialisierungszellen 19 ausgebildete Magnetisierungszellen 16 eingebracht, wobei diese den in die Schreibrichtung S jeweils ersten, aus den Füllstellen 13 und den Leerstellen 14 überführen Magnetisierungszellen 16 vorgelagert sind. Neben der Festlegung der magnetischen Grundausrichtung der überführen Bereiche 11, 12 wird über die Magnetinitialisierungszellen 19 im Abschnitt des Trägers 7 vor den aus den Bereichen 11, 12 überführten Magnetisierungszellen 16 ein definierter Magnetisierungszustand 18 und ein jeweils erster Übergang 20 zu den in Schreibrichtung S nachfolgenden, aus den Füllstellen 13 und den Leestellen 14 überführten ersten Magnetisierungszellen 16 bereitgestellt. Jeder Bereich 11 erster Bereichsart, hier demnach die Füllstellen 13 werden nun derart überführt, dass der Magnetisierungszustand 17, 18 jeder aus der betreffenden Füllstelle 13 überführten Magnetisierungszelle 16 ungleich dem Magnetisierungszustand 17, 18 der in Schreibrichtung S unmittelbar vorgelagerten Magnetisierungszelle 16 ist. Ein Bereich 12 zweiter Bereichsart, hierbei die Leerstellen 14 werden dementsprechend derart überführt, dass der Magnetisierungszustand 17, 18 jeder aus der betreffenden Leerstelle 14 überführten Magnetisierungszelle 16 gleich dem Magnetisierungszustand 17, 18 der in Schreibrichtung S unmittelbar vorgelagerten Magnetisierungszelle 16 ist. Wie bereits erwähnt spiegeln sich die sich unterscheidenden Magnetisierungszustände 17, 18 durch eine Magnetisierung mit entgegengerichteter Magnetisierungsrichtung wider. Beispielhaft ist der ersten Zeile der in der Weiterbildung der 3a überführten Magnetisierungszellen 16 zu entnehmen, dass die den beiden Magnetinitialisierungszellen 19 in Schreibrichtung folgende, aus der ersten Füllstelle 13 überführte Magnetisierungszelle 16 eine der unmittelbar vorgelagerten Magnetinitialisierungszelle 19 entgegengerichtete Magnetisierungsrichtung aufweist, wobei diese mit der Schreibrichtung S gleichgerichtet ist und dabei in Süd-Nord-Ausrichtung vorliegt. Die vorgelagerte Magnetinitialisierungszelle 19 beschreibt hingegen eine entgegen der Schreibrichtung S gerichtete Magnetisierungsrichtung, was in einer Nord-Süd-Ausrichtung resultiert. Auf die in dieser Zeile aus der Füllstelle 13 überführte Magnetisierungszelle 16 folgt in der zweiten Spalte die zweite, aus der betreffenden Leerstelle 14 überführte Magnetisierungszelle 16. Diese weist eine Magnetisierung mit derselben Magnetisierungsrichtung auf, wie die vorgelagerte Magnetisierungszelle 16 der ersten Spalte. In der dritten Spalte ist wiederum ein Wechsel der Magnetisierungsrichtung zu erkennen, da die betreffende Magnetisierungszelle 16 aus einer Füllstelle 13 überführt wurde.
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Dieselbe Vorgehensweise ist auch der ersten Zeile der in 4a dargestellten Weiterbildung zu entnehmen, wobei jedoch jeder Bereich 11, 12 in zwei Magnetisierungszellen 16 überführt ist. Wiederum zeigt die auf die beiden Magnetinitialisierungszellen 19 in Schreibrichtung S folgende, aus der Füllstelle 13 der ersten Spalte des Codes 15 überführte, erste Magnetisierungszelle 16 eine den vorgelagerten Magnetinitialisierungszellen 19 entgegengerichtete Magnetisierungsrichtung. Die in Schreibrichtung S zweite, aus dem Füllbereich 13 der ersten Spalte überführte Magnetisierungszelle 16 weist folglich ebenfalls eine der unmittelbar vorgelagerten aus demselben Füllbereich 13 überführten, ersten Magnetisierungszelle 16 entgegengerichtete Magnetisierungsrichtung auf. Die darauf in Schreibrichtung S folgenden zwei, aus der Leerstelle 14 der zweiten Spalte überführten Magnetisierungszellen 16 weisen in sich ferner die gleiche, der Schreibrichtung S entgegengerichtete Magnetisierungsrichtung auf, wobei diese wiederum der Magnetisierungsrichtung der unmittelbar vorgelagerten, aus der Füllstelle 13 der ersten Spalte überführten, zweiten Magnetisierungszelle 16 entspricht.
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Wie der 3a ferner zu entnehmen ist, führt das Überführen der Bereiche 11, 12 in lediglich eine Magnetisierungszelle 16 zu einer unregelmäßigen Verteilung der Magnetisierungszustände 17, 18. Durch die 4a wird hingegen dargelegt, dass das Überführen der Bereiche 11, 12 in je zwei Magnetisierungszellen 16 darin resultiert, dass die beiden, aus einer jeweiligen Füllstelle 13 überführten Magnetisierungszellen 16 stets einen Wechsel vom ersten Magnetisierungszustand 17 in den zweiten Magnetisierungszustand 18 und somit einen Wechsel der Magnetisierungsrichtung von in Schreibrichtung S gleichgerichtet zu der Schreibrichtung S entgegengerichtet aufweisen. Die beiden, aus einer jeweiligen Leerstelle 14 überführten Magnetisierungszellen weisen demgegenüber stets ausschließlich den zweiten Magnetisierungszustand 18 und somit eine Magnetisierung mit einer der Schreibrichtung S entgegengerichteten Magnetisierungsrichtung auf.
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Die in den 3a und 4a aufgezeigten, die die magnetisch hinterlegten Informationen in Form des Codes 15 widerspiegelnden Magnetisierungszellen 16 resultieren beim Auslesen mittels des in 1 dargestellten Lesegerätes 6 in den jeweils zugehörigen und in den 3b und 4b aufgezeigten Bildern 3 respektive Abbildern 5. Um den über die Magnetisierungszellen 16 im Träger 7 magnetisch hinterlegten Code 15 zu rekonstruieren, werden beim Auslesen des Abbilds 5 die in der Umgebung der in 3a und 4a beispielhaft aufgezeigten Übergänge 20 zwischen zwei Magnetisierungszellen 16 mit ungleichem Magnetisierungszustand 17, 18 vorhandenen Dunkelfelder 21 und zwischen zwei Magnetisierungszellen 16 mit gleichem Magnetisierungszustand 17, 18 vorhandenen Hellfelder 22 ausgewertet. Zur-Auswertung wird zunächst ein Bild 3 des Abbilds 5 erfasst und die Bereiche 11, 12 des Codes 15 auf Basis der im Abbild 5 vorhandenen Dunkelfelder 21 und Hellfelder 22 rekonstruiert. Die Rekonstruktion erfolgt dabei darüber, dass ein einen Bereich 11, 12 des Codes 15 repräsentierender Bildabschnitt 23 des Bildes 3 einem Bereich 11 erster Bereichsart, hierbei einer Füllstelle 13 zugeordnet wird, wenn das Flächenverhältnis von Dunkelfeldern 21 zu Hellfeldern 22 in diesem Bildabschnitt 23 einen Dunkel-Schwellwert überschreitet. Demgegenüber wird ein Bildabschnitt 23 einem Bereich 12 zweiter Bereichsart, demnach einer Leerstelle 14 zugeordnet, wenn das Flächenverhältnis einen Hell-Schwellwert unterschreitet. Meist enthält hierbei ein Bildabschnitt 23 wenigstens ein Dunkelfeld 21 sowie wenigstens ein Hellfeld 22, wobei sich deren Flächenanteile im betreffenden Bildabschnitt 23 unterscheiden.
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Gerade das Abbild 5 einer Magnetisierungszelle 16, welche aus einer Füllstelle 13 überführt wurde, weist neben einem Dunkelfeld 21 stets auch ein Hellfeld 22 auf. Dies ist durch die in der Ebene des Trägers 7 liegende Magnetisierung und den innerhalb der Magnetisierungszelle 16 unweigerlich vorhandenen Polübergang bedingt. Somit ist auch bei einer Überführung unmittelbar aufeinanderfolgender Füllstellen 13 in je ausschließlich eine Magnetisierungszelle 16 stets ein Hellfeld 22 im über diese Magnetisierungszellen 16 bereitgestellten Abbild 5 vorhanden. Dies ist der 3b deutlich zu entnehmen, wobei z. B. auf den Bildabschnitt 23 in der fünften Zeile, zweite Spalte der Darstellung verwiesen werden soll. Bei einer Überführung der Bereiche 11, 12 des Codes 15 in je zwei Magnetisierungszellen 16 entsteht, wie der 4b zu entnehmen ist, im Abbild 5 der aus Füllstellen 13 überführten Magnetisierungszellen 16 ein Wechsel von Dunkelfeld 21 zu Hellfeld 22 zu Dunkelfeld 21 mit einem trennenden Hellfeld 22 zwischen in Schreibrichtung S aufeinanderfolgenden Wechseln. Dies vereinfacht die Zuordnung der jeweiligen Bildabschnitte 23 zu Füllstellen 13 oder Leerstellen 14.
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Die 5 verdeutlicht nochmals die Entstehung von Dunkelfeldern 21 sowie Hellfeldern 22 an den Übergängen 20 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Magnetisierungszellen 16. Die Dunkelfelder 21 entstehen dabei, wie bereits dargelegt, an den Übergangen 20 zwischen zwei Magnetisierungszellen 16 mit ungleichem Magnetisierungszustand 17, 18. Der erste Magnetisierungszustand 17 ist dabei durch eine Magnetisierung mit einer Magnetisierungsrichtung in Schreibrichtung S, der zweite Magnetisierungszustand 18 durch eine Magnetisierung mit einer Magnetisierungsrichtung entgegen der Schreibrichtung S bestimmt. Aufgrund der bei ungleichem Magnetisierungszustand 17, 18 vorliegenden entgegengerichteten Magnetisierungsrichtung der Magnetisierungszellen 16, liegen sich bei entsprechender parallel zur Schreibrichtung S vorliegender Magnetisierung in der Ebene des Trägers 7 am Übergang 20 zwei gleichnamige Pole, demzufolge Nord-Nord oder Süd-Süd gegenüber. Dies führt dazu, dass das an den Polen austretende Magnetfeld aufgrund der Abstoßungswirkung gleichnamiger Pole verstärkt in Richtung senkrecht zur Ebene des Trägers 7 gedrängt wird. Hierbei je nach Art der sich gegenüberliegenden Pole aus dem Träger 7 aus- oder in diesen eintretend. Die sich im Magnetfeldbetrachter 4 in Suspension befindlichen Magnetpartikel 10 sammeln sich nun an den senkrecht zur Ebene des Trägers 7 verlaufenden Magnetfeldern und bilden dadurch die Dunkelfelder 21 des z. B. in den 3b und 4b dargestellten Abbilds 5 aus.
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Die Hellfelder 22 entstehen, wie ebenfalls bereits erläutert, an den Übergängen 20 aufeinanderfolgender Magnetisierungszellen 16 mit gleichem Magnetisierungszustand 17, 18 und somit einer Magnetisierung mit gleichgerichteter Magnetisierungsrichtung. Hierdurch liegen sich bei einer Magnetisierung in der Ebene des Trägers 7, parallel zur Schreibrichtung S, am betreffenden Übergang 20 zwei ungleichnamige Pole, demzufolge Nord-Süd oder Süd-Nord gegenüber. Dies führt dazu, dass ein an den Polen austretendes Magnetfeld aufgrund der Anziehungswirkung gleichnamiger Pole verstärkt in Richtung parallel zur Ebene des Trägers 7 verlagert wird. Somit verläuft am Übergang 20 der sich gegenüberliegenden ungleichnamigen Pole das sich zwischen den aufeinanderfolgenden Magnetisierungszellen 16 ausbildende Magnetfeld im Wesentlichen parallel zur oder gar in der Ebene des Trägers 7, was zudem auch für den innerhalb einer Magnetisierungszelle 16 auftretenden Polaritätswechsel zutrifft. Hier sammeln sich keine Magnetfeldpartikel 10 an, wodurch sich Hellfelder 22 ausbilden.
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Die jeweiligen Verläufe der Magnetfelder sind über die in der 5 durch Pfeile repräsentierten Magnetfeldlinien angedeutet. Hierbei ist zu beachten, dass diese Verläufe sehr stark vereinfacht dargestellt sind und zudem im Wesentlich ausschließlich die Magnetfeldlinien außerhalb des Trägers 7 aufzeigen.
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Durch die Ausbildung der Dunkelfelder 21 und der Hellfelder 22 an den Übergängen 20 zwischen den Magnetisierungszellen 16 entsteht zudem im in den 3b und 4b dargestellten Abbild ein Versatz zu den über die Magnetisierungszellen 16 im Träger 7 magnetisch hinterlegten Informationen in Form des Codes 15. Dieser Versatz ist hierbei jedoch nicht praxisrelevant.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Magnetfeldkamera
- 2
- Bildaufnahmeeinheit
- 3
- Bild
- 4
- Magnetfeldbetrachter
- 5
- Abbild
- 6
- Lesegerät
- 7
- Träger
- 8
- Initialisierungsspule
- 9
- optisches Bauelement
- 10
- Magnetpartikel
- 11
- Bereich erster Bereichsart
- 12
- Bereich zweiter Bereichsart
- 13
- Füllstelle
- 14
- Leerstelle
- 15
- Code
- 16
- Magnetisierungszelle
- 17
- erster Magnetisierungszustand
- 18
- zweiter Magnetisierungszustand
- 19
- Magnetinitialisierungszelle
- 20
- Übergang
- 21
- Dunkelfeld
- 22
- Hellfeld
- 23
- Bildabschnitt
- G
- Strahlengang
- S
- Schreibrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5519200 A [0008]
- KR 1020150063318 A [0009]
- US 5742036 A [0010]
