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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Gegenstände, welche sowohl retroreflektierende
Strukturelemente als auch auf Hochfrequenz reagierende Strukturelemente
aufweisen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein
Sicherheits-Tag, welches für
die Verwendung als Fensteraufkleber geeignet ist, welches retroreflektierende
Strukturelemente und auf Hochfrequenz reagierende Strukturelemente
beinhaltet und welches für
die Verwendung zu Zwecken der Betrugssicherheit und für die Datenrecherche
geeignet ist.
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Fahrzeug-Nummernschilder
sind ein typischer Gegenstand, der gewöhnlich benutzt wird, um Fahrzeuge
und die entsprechenden Eigentümer
der Fahrzeuge zu identifizieren. Fahrzeug-Nummernschilder enthalten
eine begrenzte Menge an sichtbaren Informationen, welche typischerweise
eine Zulassungsnummer und einen Bundesstaat, eine Provinz oder einen
Staat der Zulassung umfassen, ebenso wie die Information, ob der
Eigentümer
ein aktuelles Nummernschild besitzt. Nummernschilder sind typischerweise
aus einer retroreflektierenden Folie hergestellt und weisen Sicherheitsmerkmale
auf. Die Technologie der Hochfrequenzidentifizierung, manchmal als
RFID-Technologie bezeichnet, hat eine Vielfalt von kommerziellen
Anwendungen und wird typischerweise für die Objektidentifizierung
und die Verfolgung aus einer begrenzten Entfernung angewendet. Ein
auf Hochfrequenz reagierendes Element kann elektronische Informationen
enthalten, welche das Objekt identifizieren.
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Es
besteht ein Bedarf dafür,
weitere Sicherheit zu schaffen und Informationen bereitzustellen, die
derzeit entweder von Nummernschildern oder der RFID-Technologie
bereitgestellt werden. Ein Tag, welches sowohl retroreflektierende
Strukturelemente als auch die RFID-Technologie beinhaltet, wird in WO-A-0332247
beschrie ben. Die retroreflektierenden Strukturelemente verbreiten
sichtbare Informationen, und die RFID-Technologie verbreitet elektronische
Informationen. Schwierigkeiten bestehen, wenn ein metallisierter
retroreflektierender Gegenstand mit einem auf Hochfrequenz reagierenden
Element kombiniert wird. Viele herkömmliche retroreflektierende Gegenstände, wie
die Folien für
Nummernschilder, neigen dazu, die Einstellung eines auf Hochfrequenz reagierenden
Elements zu beeinträchtigen
oder dessen Funktionsfähigkeit
ungünstig
zu beeinflussen, wenn es innerhalb etwa eines Viertelinch, oder
6 mm, von einem metallisierten retroreflektierenden Gegenstand entfernt
angeordnet ist.
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In
US-A-5,757,521 sind reflektierende Sicherheitsvorrichtungen offenbart,
welche ein Gitternetz-Metallisierungsmuster aufweisen. Die Sicherheitsvorrichtungen
sind mit einer integrierten Schaltung und einer Antenne kombiniert.
US-A-6,156,442 beschreibt retroreflektierende Thermotransfer-Gegenstände, welche
einen Träger
und eine Farbschicht aufweisen, die daran entfernbar aufgeklebt ist.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung ist in Patentanspruch 1 ausgeführt.
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft ein System, welches sichtbare und
elektronische Informationen in einem leicht zu identifizierenden
Kombinations-Tag bereitstellt, wobei das auf Hochfrequenz reagierende
Element sich in enger Nachbarschaft zu dem retroreflektierenden
Element befindet. Das Kombinations-Tag weist einen retroreflektierenden Gegenstand
mit einem optischen Gegenstand und einer reflektierenden Schicht
auf. Der optische Gegenstand weist eine optische Fläche und
eine gegenüberliegende
Rückfläche auf.
Eine strukturierte Fläche
ist mit der optischen Fläche
oder der Rückfläche koextensiv.
In einem Beispiel kann der optische Gegen stand Glas-Mikrokügelchen
(optische Kügelchen) oder
Würfelecken-Reflektoren
als optische Elemente aufweisen. Die reflektierende Schicht ist
zumindest auf einem Teil der Rückfläche des
optischen Gegenstandes angeordnet, welche in dem Beispiel auch die strukturierte
Fläche
ist. Die reflektierende Schicht weist eine nicht zusammenhängende Metallschicht auf.
Das Kombinations-Tag
weist auch ein auf Hochfrequenz reagierendes Element auf. Das auf
Hochfrequenz reagierende Element weist eine Antenne und eine integrierte
Schaltung auf. Das auf Hochfrequenz reagierende Element weist Informationsspeicherungsfähigkeiten
auf, die dafür
ausgelegt sind, dass ein Abfragesystem Informationen aus dem auf Hochfrequenz
reagierenden Element erhalten kann. Das auf Hochfrequenz reagierende
Element ist an die optische Fläche
oder die Rückfläche des
optischen Gegenstandes gekoppelt. Das Kombinations-Tag ist auch
dann funktionsfähig,
wenn sich das auf Hochfrequenz reagierende Element innerhalb 6 mm
von dem retroreflektierenden Gegenstand entfernt befindet.
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Das
System weist verschiedene Vorteile auf. Einer dieser Vorteile ist,
dass die gesamte Sichtseite des Kombinations-Tags retroreflektierend
sein kann und das Tag immer noch dünn ist. Somit sind die sichtbaren
Informationen leicht zu erkennen. Die sichtbaren Informationen und
die elektronischen Informationen können zusammen benutzt werden,
um die Fahrzeugzulassung zu überprüfen. Die
sichtbaren Informationen können
mit den elektronischen Informationen verglichen werden, um zu bestätigen, dass
das Tag rechtmäßig ist.
Ferner können
die elektronischen Informationen aktualisiert werden, wenn Zulassungs-,
Steuer- oder Versicherungszahlungen vorgenommen werden, wodurch
ein sofortiges Überprüfungsverfahren
bereitgestellt wird. Es sind noch weitere Vorteile abzusehen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Blockdiagramm eines Kombinations-Tags.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf das Tag aus 1.
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3 zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein auf Hochfrequenz reagierendes
Element, welches in dem Tag aus 1 verwendet
wird.
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4 ist
ein Blockdiagramm eines RFID-Abfragesystems, welches mit dem auf
Hochfrequenz reagierenden Element der 3 in Wechselwirkung steht.
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5 ist
eine schematische Abschnitts-Seitenansicht eines Beispiels für das Tag
aus 1.
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6 ist
eine schematische Abschnitts-Seitenansicht eines anderen Beispiels
für das
Tag aus 1.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Das
Kombinations-Tag der vorliegenden Offenbarung beinhaltet sowohl
einen retroreflektierenden Gegenstand als auch ein Element, welches
auf ein Hochfrequenzsignal reagiert, um ein sicheres Fahrzeug-Identifizierungssystem
zu bilden. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines
solchen Kombinations-Tags 10. Tag 10 weist einen
retroreflektierenden Gegenstand 12 auf, welcher funktionsfähig an ein
auf Hochfrequenz reagierendes Element 14 gekoppelt ist.
Der retroreflektierende Gegenstand 12 weist eine optische
Fläche 16 auf,
wo Licht, welches in verschiedenen Winkeln auf die optische Fläche 16 einfällt, dargestellt
durch den Strahl 18, im Allgemeinen antiparallel und zurück in Richtung
der Lichtquelle (nicht dargestellt) reflektiert wird, dargestellt
durch den Strahl 20. Der retro reflektierende Gegenstand 12 weist
den optischen Gegenstand 13 und die reflektierende Schicht 15 auf.
Der optische Gegenstand 13 weist die optische Fläche 16 und
eine gegenüberliegende
Rückfläche 17 auf.
Entweder die optische Fläche 16 oder
die Rückfläche 17 ist
eine strukturierte Fläche.
Die reflektierende Schicht 15 ist zumindest auf einem Teil
der strukturierten Fläche,
in dem Beispiel der Rückfläche, angeordnet.
Das auf Hochfrequenz reagierende Element 14 weist Informationsspeicherungs-
und -übertragungsfähigkeiten
auf und weist eine integrierte Schaltung 22, dargestellt
mit einer unterbrochenen Linie, und eine Antenne 24 auf. Das
Element 14 ist dafür
ausgelegt, dass ein Abfragesystem Informationen aus dem Element
erhalten kann, die durch die elektromagnetischen Wellen 26, 27 dargestellt
sind und unten detaillierter erörtert
werden. Das auf Hochfrequenz reagierende Element 14 ist
an die Rückfläche 17 des
optischen Gegenstands gekoppelt, also entweder direkt oder indirekt
daran befestigt.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf ein Beispiel für das Tag 10. Tag 10 weist
einen retroreflektierenden Gegenstand 12 und einen auf
Hochfrequenz reagierenden Gegenstand 14 auf, welcher mit
einer unterbrochenen Linie so dargestellt ist, dass er an der Rückseite
des retroreflektierenden Gegenstandes 12 befestigt ist.
Der retroreflektierende Gegenstand 12 weist gedruckte Angaben 32,
wie z.B. gemeinsame Hintergrundangaben 34 und Tag-spezifische
Angaben 36, in dem dargestellten Beispiel in Form eines mexikanischen
Nummernschildes auf. Ein Haftklebstoff 38 bedeckt das Tag 10.
In diesem Beispiel können
der retroreflektierende Gegenstand 12 und das auf Hochfrequenz
reagierende Element 14 verwendet werden, um die Fahrzeugzulassung
zu überprüfen. Das
auf Hochfrequenz reagierende Element 14 kann elektronisch
gelesen werden, und die Informationen können mit dem Nummernschild
und der Fahrzeugidentifizierungsnummer verglichen werden, um sicherzustellen,
dass es rechtmäßig ist.
In dem dargestellten Beispiel kann das auf Hochfrequenz reagierende
Element 14 aktualisiert werden, wenn Zulassungs-, Steuer-
oder Versicherungszahlungen vorgenommen werden, wodurch für Polizeibeamte ein
sofortiges Überprüfungsverfahren
bereitgestellt wird.
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Auf
Hochfrequenz reagierende Elemente können entweder aktive oder passive
sein. Bei einem aktiven Tag ist eine zusätzliche Energiequelle, wie z.B.
eine Batterie, in die Tag-Konstruktion eingebaut. Diese Energiequelle
ermöglicht
aktiven auf Hochfrequenz reagierenden Elementen, starke Antwortsignale
zu erzeugen und zu übertragen,
sogar in Gebieten, wo das abfragende Hochfrequenzfeld schwach ist,
und daher kann ein aktives auf Hochfrequenz reagierendes Element
mit einer größeren Reichweite erfasst
werden. Die relativ kurze Lebensdauer der Batterie begrenzt jedoch
die Nutzdauer des Tags. Außerdem
erhöht
die Batterie die Größe und die
Kosten des Tags. Ein passives Element nimmt die Energie, die benötigt wird,
um das Element zu betreiben, aus dem abfragenden Hochfrequenzfeld
und verwendet diese Energie, um Antwortcodes zu übertragen, indem es die Impedanz
moduliert, welche die Antenne dem abfragenden Feld bietet, wodurch
das Signal moduliert wird, welches zu der Empfangsantenne zurück reflektiert
wird. Somit ist deren Reichweite begrenzter. Weil für viele
Anwendungen passive Elemente bevorzugt werden, wird die Beschreibung
im Folgenden auf diese Klasse von Elementen beschränkt. Der
Fachmann wird jedoch erkennen, dass diese beiden Typen von Elementen
viele Merkmale gemeinsam haben, und dass in den Beispielen dieser Offenbarung
beide verwendet werden können.
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Wie
in 3 dargestellt, weist ein passives auf Hochfrequenz
reagierendes Element 14 typischerweise zwei Komponenten
auf: eine integrierte Schaltung 22 und eine Antenne 24.
Die integrierte Schaltung liefert die primäre Identifizierungsfunktion. Sie
enthält
Firmware und ein Schaltungssystem, um die Tag-Kennung und andere wünschenswerte
Informationen dauerhaft zu speichern, um von der Abfrage-Hardware
empfangene Befehle zu interpretieren und zu verarbeiten, um auf
Anforderungen von Informationen durch das Abfragegerät zu reagieren,
und um die Hardware darin zu unterstützen, Konflikte zu lösen, die
daraus entstehen, dass mehrere Tags gleichzeitig auf die Abfrage
reagieren. Gegebenenfalls kann die integrierte Schaltung für die Aktualisierung
der Informationen sorgen, die in ihrem Speicher gespeichert sind
(Lese/Schreib-Funktion), statt die Informationen nur auszulesen
(Nur-Lese-Funktion). Integrierte Schaltungen, die für die Verwendung
in auf Hochfrequenz reagierenden Elementen geeignet sind, sind unter
anderen z.B. jene, welche von Texas Instruments (in deren TIRIS-Produktreihe),
Philips (in deren Mifare- und Hitag-Produktreihe), Motorola/Indala
und Single Chip Systems erhältlich
sind. Ein Beispiel ist ein Tag von Texas Instruments, verkauft unter der
Handelsbezeichnung #RI-I01-110A.
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Die
Antennengeometrie und -eigenschaften hängen von der gewünschten
Operationsfrequenz des auf Hochfrequenz reagierenden Teils des Tags ab.
Zum Beispiel weisen auf eine Hochfrequenz von 2,45 GHz (oder ähnlich)
reagierende Elemente typischerweise eine Dipolantenne auf, wie z.B.
die linearen Dipolantennen (nicht dargestellt) oder Faltdipolantennen
(nicht dargestellt). Ein auf eine Hochfrequenz von 13,56 MHz (oder ähnlich)
reagierendes Element würde
eine Spiral- oder Spulenantenne 24 verwenden. In jedem
Fall fängt
die Antenne 24 die Hochfrequenzenergie auf, die von einer
Abfragequelle ausgestrahlt wird. Diese Signalenergie trägt sowohl
Energie als auch Befehle zu dem Tag. Die Antenne ermöglicht dem
auf Hochfrequenz reagierenden Element, genügend Energie zu absorbieren,
um den Chip mit der integrierten Schaltung (IC) unter Strom zu setzen
und dadurch die Reaktion zu liefern, die erfasst werden soll. Somit
müssen
die Eigenschaften der Antenne an das System, in welches sie eingebaut
ist, angepasst werden. In dem Fall, dass Tags im hohen MHz- oder
GHz-Bereich arbeiten, ist eine wichtige Eigenschaft die Länge der
Antenne. Typischerweise wird die effektive Länge einer Dipolantenne so gewählt, dass
sie nahe der halben Wellenlänge
oder eines Vielfachen der halben Wellenlänge des Abfragesignals liegt.
In dem Fall, dass Tags im unteren bis mittleren MHz-Bereich (zum
Beispiel 13,56 MHz) arbeiten, wo aufgrund von Größenbeschränkungen eine Halbwellenlängen-Antenne
unpraktisch ist, sind die wichtigen Eigenschaften die Induktivität der Antenne
und die Anzahl der Windungen auf der Antennenspule. Für beide
Antennentypen ist eine gute elektrische Leitfähigkeit erforderlich. Typischerweise
werden Metalle wie Kupfer oder Aluminium verwendet, aber andere
Leiter, z.B. magnetische Metalle wie Permalloy, sind auch annehmbar.
Es ist für
einen maximalen Energietransfer auch wichtig, dass die Eingangsimpedanz
des ausgewählten IC-Chips
mit der Impedanz der Antenne übereinstimmt.
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Ein
Kondensator
30 ist oft enthalten, um die Leistung des Markers
zu vergrößern. Wenn
vorhanden, stellt der Kondensator
30 die Arbeitsfrequenz des
Tags auf einen bestimmten Wert ein. Dies ist wünschenswert, um eine maximale
Arbeitsreichweite zu erhalten und die Vereinbarkeit mit den Bestimmungen
abzusichern. Der Kondensator kann entweder eine getrennte Komponente
sein oder in die Antenne integriert sein, wie unten beschrieben.
Bei einigen Tag-Konstruktionen, insbesondere bei Tags, die dafür konstruiert
sind, bei sehr hohen Frequenzen, wie z.B. 2,45 GHz, zu arbeiten,
ist ein Abstimmkondensator nicht erforderlich. Der Kondensator wird
so gewählt,
dass, wenn er mit der Induktivität
verbunden wird, welche durch die Antenne bereitgestellt wird, die
Resonanzfrequenz der zusammengesetzten Struktur, gegeben durch:
wobei
- C
- = Kapazität (in Farad)
- L
- = Induktivität (in Henry)
nahe an der gewünschten Arbeitsfrequenz des RFID-Systems
liegt. Der Kondensator kann auch ein verteilter Kondensator sein,
wie in US-Patentschrift 4,598,276 (Tait u.a.) und 4,578,654 (Tait
u.a.) beschrieben, welche auf 3 M übertragen sind. Eine verteilte
Kapazität
ist wünschenswert,
um die Größe des Tags
zu verringern, insbesondere die Dicke, und um den manuellen Zusammenbau
zu minimieren.
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Im
Betrieb wird, wie in 4 dargestellt, das auf Hochfrequenz
reagierende Tag 10 durch ein Sicherheitssystem für elektronische
Gegenstände 300 befragt,
welches sich typischerweise in der Nähe des Punktes befindet, an
welchem die Tags überwacht werden
sollen. Es können
Hand-Erfassungsgeräte benutzt
werden. Eine Abfragequelle 302 (welche typischerweise einen
Steueroszillator und einen Verstärker
aufweist) ist an eine Antenne 304 (manchmal als Feldspule
bezeichnet) zum Senden eines abwechselnden Hochfrequenzfeldes, oder
Abfragesignals, in der Abfragezone gekoppelt. Das System 300 weist
auch eine Antenne zum Empfang eines Signals (dargestellt als Antenne 304 und
manchmal als Empfangsspule bezeichnet) und einen Detektor 306 für Verarbeitungssignale,
die von Tags in der Abfragezone erzeugt wurden, auf.
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Die
Abfragequelle 302 sendet ein Abfragesignal 310,
welches innerhalb bestimmter bekannter Frequenzbänder ausgewählt werden kann, die bevorzugt
werden, weil sie nicht andere Anwendungen stören, und weil sie den anzuwendenden
gesetzlichen Bestimmungen entsprechen. Wenn das auf Hochfrequenz
reagierende Element ein Abfragesignal empfängt, sendet es sein eigenes
Antwortcodesignal 312, welches von der Antenne 304 empfangen und
an den Detektor 306 gesendet wird. Der Detektor decodiert
die Antwort, identifiziert das Tag (typischerweise auf Basis von
Informationen, die in einem Computer oder einer anderen Speichereinheit 308 gespeichert
sind) und trifft basierend auf dem erkannten Codesignal eine Maßnahme.
Dem Fachmann sind verschiedene Modifikationen des dargestellten Systems
bekannt, darunter zum Beispiel die Verwendung getrennter Antennen
für die
Abfragequelle 302 und den Detektor 306 statt der
einen Antenne 304, die dargestellt ist.
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5 zeigt
eine schematische Abschnitts-Seitenansicht eines Beispiels für das Tag 40 mit
einem retroreflektierenden Gegenstand 42 und einem auf
Hochfrequenz reagierenden Element 44, welches an die Rückseite
des retroreflektierenden Gegenstandes 42 gekoppelt ist.
Das Tag 40 ist ein Beispiel für das Tag 10 der 1.
Das auf Hochfrequenz reagierende Element 44 kann jenes
sein, welches oben mit Bezug auf 3 beschrieben
ist. Der retroreflektierende Gegenstand 42 weist einen
optischen Gegenstand 43 und eine reflektierende Schicht 45 auf.
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Der
optische Gegenstand 43 weist eine optische Fläche 46 und
eine gegenüberliegende
strukturierte Rückfläche 47 auf.
Bei dem optischen Gegenstand 43, welcher in dem Beispiel
dargestellt ist, handelt es sich um eine von verschiedenen Formen
von Retroreflektoren des Mikrokugel-Typs, die für die Verwendung in dem Tag 40 geeignet
sind. In dem Beispiel weist der optische Gegenstand 43 eine
eingeschlossene Monoschicht optischer Elemente 48 auf,
wie z.B. Kügelchen,
welche aus Glas gebildet sein können,
welche in einem Abstand haltenden Harz 49 aufgeschichtet
wurden, welches zum Beispiel Polyvinyl butyral oder Polyester umfasst.
Vorzugsweise sind die Kügelchen 48 und
das Harz 49 im Wesentlichen transparent. Die optische Fläche 46 ist so
geformt, dass sie im Allgemeinen glatt ist, und die strukturierte
Rückfläche 47 ist
so strukturiert, dass sie im Allgemeinen mit den Kügelchen 48 im
Einklang steht, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist. Die optische
Fläche 46 und
die Rückfläche 47 sind
auf dem Abstand haltenden Harz 49 derart geformt, dass
die Kügelchen 48 in
dem Harz eingeschlossen sind. Ein Beispiel für einen solchen Gegenstand
ist die retroreflektierende Folie der Minnesota Mining and Manufacturing
Company in St. Paul, Minnesota, welche mit 3750 bezeichnet ist,
allerdings ohne die reflektierende Schicht.
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Es
sind Veränderungen
an dem retroreflektierenden Gegenstand des Mikrokugel-Typs abzusehen.
Zum Beispiel können
die optischen Kügelchen teilweise
in einem Abstand haltenden Harz eingeschlossen sein und mit einer
Kugelbindungsschicht beschichtet sein, so dass sich das Abstand
haltende Harz zwischen der Reflektorschicht und der Kugelbindungsschicht
befindet. Die Kugelbindungsschicht kann ein farbiges Pigment enthalten,
welches dem retroreflektierenden Gegenstand eine farbige Erscheinung
im Umgebungslicht und eine unterschiedliche Erscheinung, wie z.B.
Silber, in einem retroreflektierten Licht verleiht. Eine andere
Veränderung des
retroreflektierenden Gegenstandes umfasst eine freiliegende Monoschicht
aus Mikrokügelchen.
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Veränderungen
des optischen Gegenstandes 43 sind ebenfalls abzusehen. 6 zeigt
ein Beispiel für
ein Tag 50, welches eine ähnliche Konstruktion wie die
der 5 aufweist, nur mit Würfelecken-Retroreflektoren 52,
die einen optischen Würfeleckengegenstand 53 und
eine reflektierende Schicht 45 aufweisen. Der optische
Würfeleckengegenstand weist
optische Elemente 54 in Form von Würfeleckenelementen auf. Der
Würfelecken-Retroreflektor 52 kann
aus einem geeigneten thermoplastischen Material wie Vinyl, Polycarbonat,
Acrylat oder einem anderen Material gebildet werden oder kann durch härten eines
Materials wie Urethan, Epoxidharz, Polyester und Acrylat-Oligomeren
oder -Monomeren gebildet
werden. Die Würfeleckenelemente 54 weisen
typischerweise drei zueinander senkrechte Seiten auf, welche zusammenwirken,
um Licht in Richtung der Lichtquelle zurückzureflektieren. In dem dargestellten
Beispiel ist der optische Gegenstand 52 ein monolithisches
Teil, welches die Würfeleckenelemente 54 aufweist.
Alternativ kann das Würfeleckenelement
an einem Träger
befestigt sein, um den Retroreflektor zu bilden. In diesem Fall
können
die Würfeleckenelemente
aus einem anderen Material gebildet sein als das Material, welches
verwendet wird, um den Träger
zu bilden. Der Gegenstand 52 kann eine Beschichtung (nicht
dargestellt) aufweisen, welche an der optischen Fläche 56 befestigt
ist. Der Gegenstand 52 weist auch eine strukturierte Rückfläche 57 auf.
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Veränderungen
des optischen Gegenstandes 52 des Würfelecken-Retroreflektor-Typs
sind abzusehen. 6 zeigt zum Beispiel die optischen
Elemente als Würfelecken-Prismen, welche auf
dem Fachgebiet bekannt sind, wobei die Rückfläche die strukturierte Fläche ist.
Der optische Gegenstand kann auch eine Folie mit Würfeleckenvertiefungen sein,
also das Inverse der Würfelecken-Prismen, wie es auf
dem Fachgebiet bekannt ist. Wenn Würfelecken-Prismen verwendet
werden, wird die optische Fläche
koextensiv mit der strukturierten Fläche, und die reflektierende
Schicht ist auf der optischen Fläche der
Würfelecken-Prismenelemente
angeordnet, welche sich dann gegenüber der Rückfläche befindet.
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Zurück in 5,
wo gleiche Elemente wie in 6 dieselbe
Bezugsziffer erhalten haben, ist eine spiegelnd reflektierende Schicht 45 auf
der strukturierten Rückfläche 47 angeordnet.
Die reflektierende Schicht 45 ist direkt über zumindest
einem Teil des optischen Gegenstandes 43 angeordnet. Zum
Beispiel kann ein Teil des optischen Gegenstandes ein Sicherheitsmerkmal 58 aufweisen,
welches unten beschrieben ist, und welches direkt auf der strukturierten
Fläche
angeordnet ist. In 5 tritt Licht durch die optische
Fläche 46 des
Abstand haltenden Harzes 49 hindurch in den retroreflektierenden
Gegenstand 42 ein und wird durch die Mikrokügelchen 48 fokussiert.
Das Licht wird dann durch die reflektierende Schicht 45 zurück durch
die Mikrokügelchen 48 und
das Abstand haltende Harz 49 hindurch in Richtung der Lichtquelle
reflektiert. In 6 wird Licht, welches durch
die optische Fläche 56 hindurch in
den optischen Würfeleckengegenstand 52 eintritt, spiegelnd
von den drei aufeinander senkrechten Seiten der Würfeleckenelemente 54 wegreflektiert
und in Richtung der Lichtquelle zurückgeworfen.
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Die
reflektierende Schicht 45 kann einfach ein diffus reflektierendes
Pigment sein, wie z.B. eine weiße
Tinte oder Beschichtung für
Anwendungen, wo nur eine geringe Retroreflexion erwünscht ist.
Mit einfach einer diffus reflektierenden Schicht werden relativ
kleine Mengen des einfallenden Lichts in Richtung der Lichtquelle
zurückgeleitet.
Die diffus reflektierende Schicht muss kein Metall aufweisen.
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Erfindungsgemäß enthält reflektierende Schicht 45 eine
metallisierte Tinte, um die Retroreflexion des Gegenstandes zu vergrößern. Die
metallisierten Tinten weisen nicht zusammenhängende Metallteilchen auf,
welche derart auf der strukturierten Fläche angeordnet sind, dass sie
keine durchgehende Metallschicht über einen wesentlichen Abschnitt der
strukturierten Fläche
bilden. Ein Beispiel für
eine nicht zusammenhängende
Metallschicht sind statistisch verstreute Metallteilchen, welche
nicht alle elektrisch miteinander verbunden sind. Eine nicht zusammenhängende Metallschicht
kann für
eine spiegelnde Reflexion sorgen, ohne die Einstellung des auf Hochfrequenz
reagierenden Elements zu beeinträchtigen.
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Die
metallisierte Tinte weist im Allgemeinen einen Polymerträger auf,
wie z.B. ein Farbbindemittel, mit einem bestimmten Prozentsatz an
Metallteilchen, welcher als Reflektorschicht wirkt. Versuche haben
gezeigt, dass ein größerer Prozentsatz
an Metall in der Tinte die Leseentfernung des auf Hochfrequenz reagierenden
Elements verringert. Das heißt, wenn
sich der Prozentsatz an Metall in der Tinte erhöht, verringert sich die Wirksamkeit
des auf Hochfrequenz reagierenden Elements. Zum Beispiel bedeutet
eine Konzentration von 10% Metall in der Tinte, verglichen mit einer
Tinte ohne Metall, ungefähr einen
Verlust von 10% der Leseentfernung. Der Prozentsatz an Metall steht
jedoch im direkten Verhältnis zu
der Menge an Retroreflexion. Ferner steht der Prozentsatz an Metall
im direkten Verhältnis
zu Körnigkeit
der Erscheinung des Tags nicht unter Retroreflexion. Außerdem stehen
die Kosten der Tinten oft im direkten Verhältnis zu der Menge an Metall,
bei welchem es sich in einigen Beispielen um reines Silber handelt.
Tinten mit einem Metallgehalt von etwa 10 Vol.-% bis 14 Vol.-% bieten
eine bevorzugte Kombination aus Wirksamkeit des auf Hochfrequenz
reagierenden Elements, Retroreflexion, wünschenswerter Erscheinung und
Wirtschaftlichkeit.
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Beispiele
für metallisierte
Tinten, die in der Reflektorschicht verwendbar sind, sind Tinten,
die von Akzo Nobel (weltweite Standorte, darunter Plymouth, Minnesota)
erhältlich
sind. Diese Tinten werden unter den Handelsbezeichnungen MUFP0877 Metalglow
877 Silver UV flexo ink, MGUP0877 Metallure 877 Silver UV flexo
ink oder WMJ02003 Metalglow 877 Silver water based flexo ink verkauft.
Die Metalle in diesen Tinten sind Silber, Aluminium oder andere
Metalle und stellen eine spiegelnd reflektierende Fläche in einer
nicht zusammenhängenden
Metallschicht bereit. Diese Tinten können mit anderen Tinten, wie
z.B. einer lichtundurchlässigen weißen Tinte,
vermischt werden, um diffuse Farben einer gewünschten Erscheinung oder eines „Diffus-Aussehens", wenn sie von der
optischen Fläche 46 aus
betrachtet werden, zu bilden. Die oben beschriebene Tinte, welche
unter der Handelsbezeichnung MGUP0877 verkauft wird, weist ungefähr 12 Vol.-% Silber
auf, erzeugt aber einen Wert der Retroreflexion, welcher visuell
dem von dampfbeschichteten retroreflektierenden Folien nahe kommt.
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Die
Tinten können über eine
Vielfalt von Verfahren aufgebracht werden, wie z.B. dem üblichen Flexodruckverfahren,
bei welchem eine Platte mit einem Bild auf den optischen Gegenstand 43 gepresst wird.
Die Tinten werden entweder luftgetrocknet oder durch UV-Härtung getrocknet,
wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist. Diese Verfahren sind nicht
aggressiv und können
angewendet werden, um Würfeleckengegenstände ebenso
wie Kügelchen-Retroreflektoren
zu metallisieren.
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Dieses
Verfahren ermöglicht,
dass dem retroreflektierenden Gegenstand 42 eine breite
Vielfalt von Sicherheitsmerkmalen 58 hinzugefügt werden. Das
aggressive Verfahren, zum Beispiel die starke Hitze, des Aufdampfens
metallisierter Schichten auf retroreflektierende Gegenstände kann
einige Sicherheitsstrukturelemente zerstören. Sicherheitsmerkmale 58 in
Form von gemusterten Beschichtungen, wie einen Perleffekt zeigende,
irisierende, farbverändernde,
phosphoreszierende, UV-sichtbare, Hologramme und andere, können unter
Anwendung flexographischer Druckverfahren oder durch Aufkleber auf
der Kügelchen-Seite
der Folien angeordnet werden, bevor die reflektierende Schicht aufgebracht wird,
so dass sie von der optischen Fläche
aus durch die Folie hindurch zu sehen sind. Solche Markierungen
sind nützlich
bei der Identifizierung der Echtheit mit bloßem Auge. Es kann ein anderes
System der Sicherheitsmerkmale angewendet werden, bei welchem Veränderungen
der Retroreflexion der Folien verwendet werden. Beschichtungen mit
demselben Aussehen, wenn sie von der optischen Fläche betrachtet
werden, können
dazu gebracht werden, sehr verschiedene Retroreflexionswerte aufzuweisen,
indem verschiedene Reflektorbeschichtungen verwendet werden. Der
Unterschied der Retroreflexion kann als gemusterte Bereiche hellerer
und weniger heller Markierungen gesehen werden, wenn er unter Verwendung
retroreflektierenden Lichts betrachtet wird. Außerdem können im Allgemeinen transparente
gemusterte Farben auf die Reflektorschicht aufgebracht werden, welche
in diffusem Licht sichtbar sind und in retroreflektiertem Licht
im Allgemeinen unsichtbar sind. Es kann für größere Sicherheit mehr als eine
Art von Sicherheitsmerkmalen verwendet werden.
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Das
auf Hochfrequenz reagierende Element 44 in den dargestellten
Beispielen ist mit Klebstoff 59 auf die strukturierte Rückfläche 47 aufgeklebt.
In dem gezeigten Beispiel ist der Klebstoff 59 ein Acrylatklebstoff,
welcher auf die reflektierende Schicht 45 und das Sicherheitsmerkmal 58 aufgebracht
ist. Das auf Hochfrequenz reagierenden Element 44 kann eine
Beschichtung 60 aufweisen, wie z.B. eine lichtundurchlässige Tinte,
um das auf Hochfrequenz reagierenden Element 44 weiter
zu verdecken, wenn das Tag von der optischen Fläche betrachtet wird. In dem
Beispiel ist die Beschichtung 60 eine weiße Tinte.
Ein Träger 62 ist
ebenfalls an das auf Hochfrequenz reagierenden Element 44 und
die strukturierte Rückfläche 47 geklebt.
Der Träger 62 ist,
wie dargestellt, ein Polymerpapier, wie z.B. Polypropylenpapier,
erhältlich
von Ritrama, wenngleich auch andere Träger benutzt werden können.
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Die
optische Fläche 46 weist
Hintergrundangaben 64, Tag-spezifische Angaben 66 und
einen Klebstoff 68 auf. Die Hintergrundangaben 64 sind
im Allgemeinen für
Tags eines bestimmten Typs gleich. Zum Beispiel könnte in
Mexiko für
jedes Tag der Stil eines mexikanischen Nummernschildes gedruckt werden.
Die Hintergrundangaben 64 können unter Anwendung verschiedener
Verfahren auf das Tag aufgebracht werden, wie z.B. des auf dem Fachgebiet
bekannten Flexodruckverfahrens. Die Tag-spezifischen Angaben 66 können solche
Informationen wie die spezielle Nummer des Nummernschildes oder Ähnliches
aufweisen. Die Tag-spezifischen Angaben 66 können unter
Anwendung verschiedener Verfahren, wie z.B. Thermotransfer oben
auf die Hintergrundangaben 64, aufgebracht werden. Ein
Klebstoff 68, wie z.B. ein Acrylatklebstoff, bedeckt das
Tag und wird benutzt, um das Tag auf der Innenseite eines Fensters
des Fahrzeugs zu befestigen. Alternativ, wenn das Tag an der Außenseite
des Fahrzeugs befestigt werden soll, kann der Träger 62 entfernt werden,
oder statt des Klebstoffs 68 kann ein Klebstoff auf den
Träger 62 aufgebracht
werden.
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Dem
Fachmann werden verschiedene Modifikationen und Kombinationen der
offenbarten Ausführungsformen
ersichtlich sein, und diese Modifikationen sollen vom Umfang der
Erfindung umfasst sein, wie er in den beigefügten Patentansprüchen definiert
ist.
