EP2435994A1 - Positonsmarkierung zur kennzeichnung eines oberflächenbereichs und verfahren zur identifizierung /authentifizierung auf der basis des markierten oberflächenbereichs - Google Patents

Positonsmarkierung zur kennzeichnung eines oberflächenbereichs und verfahren zur identifizierung /authentifizierung auf der basis des markierten oberflächenbereichs

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EP2435994A1
EP2435994A1 EP10722939A EP10722939A EP2435994A1 EP 2435994 A1 EP2435994 A1 EP 2435994A1 EP 10722939 A EP10722939 A EP 10722939A EP 10722939 A EP10722939 A EP 10722939A EP 2435994 A1 EP2435994 A1 EP 2435994A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
position sensor
radiation
area
sensor according
marking
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10722939A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Gerigk
Andreas BÄCKER
Thomas Birsztejn
Ralf IMHÄUSER
Christian Roth
Walter Speth
Simon Hoff
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Bayer Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Bayer Technology Services GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10861—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels
    • G06K7/10871—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels randomly oriented data-fields, code-marks therefore, e.g. concentric circles-code

Definitions

  • the invention relates to a position sensor, which can be connected to an object and uniquely identifies a designated area of a surface of the object, so that it can be clearly distinguished from other areas of the surface.
  • the invention further relates to the use of the position sensor according to the invention for marking surfaces for the purpose of identification and / or authentication and to a method for detecting characteristic radiation patterns, preferably for the purpose of identifying and / or authenticating an object.
  • a well-known representative of the bar codes is the code EAN 8, which is defined in the international standard ISO / IEC 15420. It encodes a sequence of 8 digits in the form of bars and gaps of different widths. Typically, the bars are coated with a black ink on a white support, e.g. the packaging of the object to be marked or printed on the object itself.
  • bar codes In addition to the described code EAN 8, there are numerous other barcodes that encode not only numbers but also letters, special characters and control characters.
  • a further development of the bar codes represent the 2D codes, in which the information is not only one-dimensional, but optically coded in two dimensions.
  • a subset of the 2D codes form the so-called matrix codes.
  • a known representative is e.g. the Data Matrix Code defined in the International Standard ISO / IEC 16022.
  • optical codes can be produced simply and extremely inexpensively (pressure) and on the other hand, they can be quickly and stably optically recorded, ie read out. They are therefore ideally suited for the identification of objects.
  • optical codes are suitable for object tracking (track & trace).
  • An object for example, is assigned a unique number so that the object can be identified at each station in the logistics chain and thus the movement of the object from one station in the logistics chain to another tracked.
  • optical codes do not provide forgery protection because they are easy to copy and reproduce.
  • Security elements are preferably inseparably connected to the objects to be protected. The attempt to separate the security elements from the object preferably leads to their destruction, so that the security elements can not be misused.
  • the authenticity of an object can be verified by the presence of one or more security elements.
  • the method of verifying the authenticity of an object is referred to herein as authentication.
  • Optical security elements such as e.g. Watermarks, specialty inks, guilloche patterns, micro-typefaces and holograms are established worldwide.
  • An overview of optical security elements, which are particularly but not exclusively suitable for document protection, is published in the following book: Rudolf L. van Renesse, Optical Document Security, Third Edition, Artech House Boston / London, 2005 (pp 63-259).
  • WO2005 / 088533 describes a method with which objects can be identified and authenticated on the basis of their characteristic surface structure. The method comes without additional means such as security elements that are connected to the objects from.
  • a laser beam is focused on the surface of the object, across the surface moves (scanning) and detected by means of photodetectors at different points of the surface at different angles different degrees of scattered rays.
  • the detected scattered radiation is characteristic of a variety of different materials and is very difficult to imitate because it is due to coincidences in the production of the object.
  • paper-like objects have a manufacturing fiber structure that is unique to each manufactured object.
  • the scatter data for the individual objects are stored in a database in order to be able to authenticate the object at a later time. For this purpose, the object is measured again and the scatter data compared with the stored reference data.
  • the random features of the object used by the method WO2005 / 088533 (A1) result in very high protection against counterfeiting.
  • the method described in WO2005 / 088533 comprises the steps of initial detection and re-detection.
  • the characteristic scattered radiation of a defined surface area is measured.
  • the measured scattered radiation is stored - e.g. as a code on the object itself or as a record in a database.
  • the characteristic scattered radiation is again recorded and with one or more
  • Data sets of stored scattered radiation compared to identify the object or confirm the identity of the object.
  • WO2005 / 088533 (A1) describes that unique markings on the object can be used to uniquely define the detection area. It is also possible to create prominent points or boundaries of the object, e.g. an edge may be used on a paper document to define and position the detection area. Such prominent points, boundaries or markers are referred to collectively as position sensor.
  • position sensors are located in the immediate vicinity of the detection area. If the position sensor and the detection range are increasingly far apart, the position determination of the detection range becomes increasingly more difficult.
  • the surface areas in the immediate vicinity of the position sensors either are not suitable for detecting characteristic scattered radiation at all or are hidden in the finished machine. In such a case, the position determination of the detection area is difficult.
  • paper-like objects which have a printed position encoder this e.g. could lose as a result of water damage.
  • the paper-like object would most likely still be accessible to the method described in WO2005 / 088533 (A1), but the missing position encoder would make the process of identification and / or authentication more difficult.
  • the amount of data that can be stored in an optical code on the object itself is limited.
  • Increasing amounts of data in databases increase costs and slow down the speed of identification and / or authentication when accessing the stored data records online. For this reason, it would be advantageous to use the smallest possible detection range.
  • the smaller the detection range the more difficult it is to determine its exact position.
  • the object thus arises of providing a solution for an object which, on account of its surface or volume character, in principle, for identification and / or authentication on the basis of characteristic features - -
  • Radiation pattern is suitable, regardless of its size, shape and nature in practice such a method is accessible.
  • this object can be achieved simply and efficiently by a position sensor which is connected to an object and which has a designated area which finally marks a surface area of the object.
  • the subject of the present invention is therefore a position transmitter for attachment to an object, at least comprising an identification area which finally marks a selected surface area of the object.
  • the position indicator accordingly identifies a region of the surface of an object by means of a marking region which is to be used to detect a characteristic radiation pattern.
  • the position sensor according to the invention comprises more than one identification area.
  • the detection of a characteristic radiation pattern is understood to mean a method in which a region of an object is irradiated with electromagnetic radiation and the radiation emitted by the object is recorded by means of suitable detectors and converted into a storable signal.
  • the radiation with which the object is irradiated is referred to below as the input signal and the radiation emanating from the object as the output signal. It is conceivable that the output radiation is reflected and / or scattered radiation. In such a case, the detection of the characteristic radiation pattern takes place in reflection, ie the source for the input signal and detectors for the output signal are located on the same side as seen from the object.
  • the detection of the output signal occurs in transmission, ie the source for the input signal and detectors for the output signal are on different sides of the object seen from the object, and parts of the input and the output signal must be part of the object - -
  • the position sensor has at least one surface which can be brought into positive contact with a part of the surface of an object. Since the surface region of an object which is preferably designed to be planar for detecting a characteristic radiation pattern, the position sensor according to the invention also has at least one planar surface.
  • the identification area of the position sensor according to the invention is preferably designed as a recess.
  • the position transmitter therefore comprises an area which can be brought into contact with a part of the surface of an object and which has a recess which uniquely and conclusively identifies that surface area of the object which lies in the area of the recess in the case of contact between position sensor and object.
  • the surface of the position sensor according to the invention preferably exhibits a different behavior upon irradiation with electromagnetic radiation than the marked surface area of the object.
  • the object is a paper-like object which, when irradiated with electromagnetic radiation, scatters it over a wide angular range
  • the surface of the position sensor is preferably either mirror-like or designed so that the irradiated radiation is completely or almost completely absorbed. This has the advantage that, as far as possible, no or very little radiation emanates from the position sensor itself, which could lead to an increase in the signal-to-noise ratio during the detection of the characteristic radiation pattern.
  • the position sensor according to the invention comprises a layer which is at least partially transparent to the input signal.
  • This layer is referred to below as a transparent layer. If the output signal is measured in reflection, then the transparent layer is also at least partially transparent for the output signal.
  • the transparent layer includes or includes the identification area.
  • the use of a transparent layer has the advantage that the surface area for detection by the transparent layer is protected from damage by environmental influences such as dust, scratches, moisture and the like.
  • the marked surface area is covered by the transparent layer but, due to the transparency, remains accessible for the detection of characteristic radiation patterns.
  • the position sensor is provided with means for connection to a part of the surface of an object.
  • the position sensor is designed, for example, as a self-adhesive label, ie it has an adhesive layer which, when in contact with a part of the surface of an object, connects the position transmitter and the object to one another.
  • the connection between the position transmitter and the object can be made detachable or non-detachable.
  • a detachable connection means a connection that can be released without evidently leaving traces of the former connection on the object or on the position transmitter.
  • An undetachable connection is understood to mean a connection in which the object and / or the position sensor is damaged when trying to release the connection. Thus, if the undetachable connection has been forcibly released, apparently clear traces remain on the locator and / or on the object indicating a peel attempt.
  • the position sensor may have further features.
  • the position transmitter has at least one optical code.
  • the optical code may include, for example, information about the identity of the object.
  • it may comprise the characteristic radiation pattern of the designated surface area in digital form. This makes it possible to considerably speed up the process of identifying the object. If it is not known which object is involved in this case, it would be necessary to compare the characteristic radiation pattern of the object with all the radiation patterns of objects stored in a database in order to identify the object whose radiation pattern is involved most closely matches the present object (so-called 1: n alignment in the presence of a number n of radiation patterns).
  • the position sensor according to the invention may have any shape; it may be round, elliptical, oval or n-shaped, for example.
  • the size of the position sensor according to the invention is preferably between 10 mm 2 and 10,000 mm 2 .
  • the position sensor according to the invention is suitable for the final marking of a surface area.
  • the object of the present invention is thus also the use of the Position encoder for the final marking of a surface area of an object.
  • the position sensor according to the invention with the object is detachably or permanently connected.
  • the position sensor is permanently connected to the object.
  • the position sensor preferably simultaneously acts as a security element. By attempting to remove the locator from the object, the locator is rendered unusable.
  • the locator may include other security features to further enhance counterfeit security, such as watermarks, specialty inks, guilloche patterns, microfonts, and / or holograms.
  • the insolubility of the connection between the position transmitter and the object can be achieved by various features and their combination. It is e.g. conceivable to introduce a release layer within the position sensor.
  • the adhesive layer for bonding to an object and the separating layer are matched to one another such that the forces which hold the separating layer together are weaker than the forces which hold the position transmitter and the object together via the adhesive layer.
  • the attempt to remove the position sensor from the object therefore, leads rather to a separation of the separation layer than to a detachment of the adhesive layer from the object.
  • the separation layer therefore represents a predetermined breaking point.
  • Another feature that indicates a detachment attempt are, for example, substances that undergo an irreversible color change on exceeding and / or falling below a certain temperature limit.
  • adhesive layers can only exert their adhesive power within a limited temperature range (effective adhesion area). At low temperatures, the adhesive can become brittle and thus fragile; at high temperatures, the glue may soften. This allows a potential counterfeiter, by temperature change above or below the range in which the adhesive layer is effective to make a detachment of the position sensor from the object. Therefore, such an experiment results in the inventive security element to an irreversible visible change of the security element, indicating the attack attempt.
  • the irreversible color change occurs at least 5 Kelvin below the upper temperature limit of the effective adhesive area and / or at least 5 Kelvin above the lower temperature limit of the effective Kle area.
  • the introduction of punched holes can prevent a reversible detachment of the position sensor from the object by leading to a division of the position sensor in a detachment attempt.
  • Forces acting on the position sensor during a detachment attempt are deliberately channeled through the punches and lead to its division.
  • the division is preferably irreversible, which can be achieved, for example, by the fact that the punching is not done by all - -
  • Layers of the position encoder drove, so that at a division a layer in which no punching is present through the division undergoes an irreversible, recognizable separation (destruction).
  • the position sensor is preferably used to clearly highlight the area of a surface to be used for detecting characteristic radiation patterns.
  • the detection of characteristic radiation patterns preferably takes place for the identification and / or authentication of an object.
  • the object is designed so that emanating from the object when irradiated with an input signal, a characteristic output, which can be used for unambiguous recognition of the object (identification) and / or verification of the identity of the object (authentication).
  • the subject matter of the present invention is therefore also methods for detecting characteristic radiation patterns, preferably for the purpose of identifying and / or authenticating an object, comprising at least the following steps:
  • the attachment in step (A) may, depending on the embodiment of the position sensor and the object, be accomplished by a technique for joining objects known to those skilled in the art, for example by gluing, laminating, welding, brazing or other techniques.
  • step (B) takes place, depending on the nature of the object, with polychromatic or monochromatic radiation in a wavelength range at which the object generates a characteristic radiation pattern upon irradiation.
  • the shape of the radiation profile (point, line or area irradiation) is adapted to the object and the nature of the characteristic radiation pattern.
  • the marked surface area is preferably scanned by means of monochromatic radiation with a line-shaped beam profile.
  • the object has metal identification platelets as described, for example, in WO2009 / 036878 (A1), its random distribution and / or orientation can be used to identify and / or authenticate the object.
  • the object can be irradiated by means of polychromatic electromagnetic radiation in a wavelength range in which the metal identification platelets are reflective. The irradiation is preferably carried out in the form of a scan by means of a linear Strahlungspro fils. Details can be found in the application PCT / EP2009 / 000450.
  • the object has randomly distributed luminescent nanoparticles, as described, for example, in US2007 / 0054120A1, their distribution in the object can be used for identification and / or authentication.
  • the object can be illuminated areally by means of radiation at the excitation wavelength.
  • step (C) The detection of the characteristic radiation pattern in step (C) and the derivation and storage of a characteristic radiation pattern in step (D) occur depending on the nature of the object and the nature of the radiation emanating from the object. Reference is made in each individual case to the respective methods for detecting the characteristic radiation patterns (see, for example, WO2009 / 036878 (A1), PCT / EP2009 / 000450, US2007 / 0054120A1).
  • photodetectors are used to detect radiation, which convert incident electromagnetic radiation into an electrical signal.
  • Examples of photodetectors are photodiodes, phototransistors and CCD (charge-coupled device) sensors.
  • the electrical signal can then optionally be stored as a digital file in a database after an analog-to-digital conversion or printed on the object or the position encoder in the form of an optical code.
  • the subsequent identification and / or authentication of the object comprises at least the following steps: - -
  • step (d) outputting a message regarding the identity / authenticity of the object as a function of the result of the comparison in step (c).
  • the identification and / or authentication of an object is preferably carried out by machine.
  • the characteristic radiation pattern usually does not agree 100% with a radiation pattern determined at an earlier time.
  • the reason for this is, for example, the fact that the surface of the object is subject to an aging process and the characteristic radiation pattern changes as a result of environmental influences.
  • a threshold value S is set. If the degree of correspondence between the characteristic radiation pattern and a radiation pattern determined at an earlier time, e.g. S or more, a match is considered given, if the degree of agreement is below S, the compared records are considered different.
  • the radiation patterns are usually in machinable form, ie, for example, as a number table.
  • the comparison of the data sets can be made on the basis of the complete number table or on the basis of characteristic features from the number table.
  • known pattern matching methods can be used in which similarities between the data sets is sought (see, for example, Image Analysis and Processing: 8th International Conference, ICIAP '95, San Remo, Italy, September 13-15, 1995. Proceedings ( Lecture Notes in Computer Science), WO 2005088533 (A1), WO2006016114 (A1), C. Demant, B. Streicher-Abel, P. Waszkewitz, Industrial Image Processing, Springer-Verlag, 1998, p. 133 ff, J. Rosenbaum, Barcode, Verlagtechnik Berlin, 2000, p. 84 ff, US Pat. No. 7333641 B2, DE10260642 A1, DE10260638 A1, EP1435586B1).
  • step (d) a message is issued regarding the identity and / or authenticity of the object depending on the result of the comparison in step (c).
  • step (d) e.g. a message is issued as to whether the object is authentic
  • Object or a forgery It is e.g. it is possible to use a light signal for this purpose: if the data sets compared in step (c) are considered to be coincident, it is obviously not a forgery and it will be lit up e.g. a green light on; apply in
  • Step (c) compared records as mismatching, it is obviously a fake and it will be lit e.g. a red light on. Alternatively, it is also an acoustic one
  • FIGS. 1 (a), (b), (c) and (d) preferred embodiments of the position sensor according to the invention are shown schematically. All embodiments are shown in the plan.
  • FIG. 1 (a) shows a position sensor 1 which comprises a recess which represents the identification area 2.
  • FIG. 1 (b) shows a position sensor 1 which has a transparent layer as the marking region 2.
  • the surface 3 of the position sensors in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is preferably designed such that they emit no signal or a signal as strongly different as possible upon irradiation with electromagnetic radiation than the surface area of the object which the position sensors mark.
  • Figure l (c) shows a position sensor 1, which is designed as a transparent layer composite.
  • An LM marking which can be realized by printing, marks the outer one - 1 -
  • the marking is not applied to the outside region of the layer composite, but instead identifies a delimited region within the position sensor.
  • a biaxially oriented polyester film provided with an adhesive layer can be used. Such films are sold, for example, under the trade name Tesa® film by the company tesa SE.
  • Figures 2 (a) and (b) show schematically a preferred embodiment of the position sensor according to the invention, which is designed as a self-adhesive label.
  • Figure 2 (a) shows the locator in plan view, Figure 2 (b) in cross-section through the dashed line between the points A and A 'shown in Figure 2 (a).
  • the position encoder has three types of punches: radial safety punches 20 in the edge area of the position sensor, wave-shaped safety punches 21 which run over the position transmitter and an outer contour punching (22) in the edge area.
  • the position encoder also has an optical code in which information about the identity of the object can be stored.
  • the position sensor is designed as a layer composite.
  • the layer sequence beginning with the lowest layer is: an adhesive protection layer 10, an adhesive layer 11, a layer comprising a pulp 12, a print layer 13 and a protective layer 14.
  • the fibrous layer 12 in the present case, in addition to providing a predetermined breaking point in a release test (release layer) nor the function of recording for the printing ink (printing layer).
  • the layer sequence shown in FIG. 2 (b) can be realized, for example, as follows:
  • the lower region is formed by the special paper 7110 from 3M (3M 7110 litho paper, white).
  • This special paper is a composite material that already includes the layer sequence adhesive protective layer, adhesive layer and fibrous layer.
  • the adhesive layer is a strongly adhering acrylate adhesive whose adhesion to the substrate (eg polyethylene or polypropylene) according to the manufacturer is higher than the strength of the fibrous layer.
  • the fibrous layer acts as a release layer, which ruptures during a separation attempt.
  • the special paper 7110 is temperature resistant in the range of -4O 0 C to 175 ° C.
  • the matt surface allows printing and thus provides the surface for printing with an optical code (and possibly other printed images).
  • a primer on special paper 7110 can be used for better adhesion of the printing ink.
  • a color change layer and a print layer can be applied by means of known printing techniques (eg digital printing).
  • ThermaFlag W / B from the manufacturer Flexo & Gravure Ink is suitable as a color change layer which causes an irreversible color change when a temperature of about 12O 0 C is exceeded. From transparent to black.
  • the color of the cover is preferably printed only in the code area.
  • the optical code is printed on the envelope color by means of known printing techniques (eg digital printing).
  • the conclusion of the composite forms a protective layer, for example, the laminate PET Overlam RP35 UPM Raflatac, which can be applied by known lamination.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positionsmarkierung, die mit einem Objekt verbunden werden kann und einen ausgewiesenen Bereich einer Oberfläche des Objekts eindeutig kennzeichnet, so dass dieser von anderen Bereichen der Oberfläche eindeutig unterschieden werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Positionsmarkierung zur Kenzeichnung von Oberflächen zum Zweck der Identifizierung und/oder Authentifizierung sowie ein Verfahren zur Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster, vorzugsweise zum Zwecke der Identifizierung und/oder Authentifizierung eines Objekts.

Description

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POSITONSMARKIERUNG ZUR KENNZEICHNUNG EINES OBERFLÄCHENBEREICHS UND VERFAHREN ZUR IDENTIFIZIERUNG /AUTHENTIFIZIERUNG AUF DER BASIS DES MARKIERTEN OBERFLÄCHENBEREICHS
Die Erfindung betrifft einen Positionsgeber, der mit einem Objekt verbunden werden kann und einen ausgewiesenen Bereich einer Oberfläche des Objekts eindeutig kennzeichnet, so dass dieser von anderen Bereichen der Oberfläche eindeutig unterschieden werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des erfindungsgemäßen Positionsgebers zur Kenzeichnung von Oberflächen zum Zweck der Identifizierung und/oder Authentifizierung sowie ein Verfahren zur Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster, vorzugsweise zum Zwecke der Identifizierung und/oder Authentifizierung eines Objekts.
Die automatisierte Erkennung von Objekten mittels optischer Methoden ist nach dem Stand der Technik bekannt. Jedem geläufig sind z.B. Strichcodes, die auf Waren und / oder Verpackungen aufgebracht sind, und die eine maschinelle Identifizierung der Waren zur Ermittlung z.B. des Preises erlauben.
Ein bekannter Vertreter der Strichcodes ist der Code EAN 8, der in der internationalen Norm ISO/IEC 15420 definiert ist. Er kodiert eine Folge von 8 Ziffern in Form von verschieden breiten Balken und Lücken. In der Regel werden die Balken mit einer schwarzen Druckfarbe auf einen weißen Träger, z.B. die Verpackung des zu kennzeichnenden Objekts oder auf das Objekt selbst gedruckt.
Neben dem beschriebenen Code EAN 8 gibt es zahlreiche weitere Strichcodes, die neben Ziffern auch Buchstaben, Sonderzeichen und Steuerzeichen kodieren. Eine Weiterentwicklung der Strichcodes stellen die 2D-Codes dar, in denen die Information nicht nur eindimensional, sondern in zwei Dimensionen optisch kodiert ist. Eine Untergruppe der 2D-Codes bilden die so genannten Matrix-Codes. Ein bekannter Vertreter ist z.B. der Data Matrix Code, der in der internationalen Norm ISO/IEC 16022 definiert ist.
Im Folgenden seien maschinenlesbare optische Codes wie die genannten Strichcodes, 2D-Codes und Matrix-Codes aber auch OCR-Text (OCR = Optical Character Recognitioή) oder ähnliche optisch maschinell lesbare Codes unter dem Oberbegriff optische Codes zusammengefasst.
Optische Codes lassen sich zum einen einfach und äußerst kostengünstig herstellen (Druck) und lassen sich zum anderen schnell und robust optisch erfassen, d.h. auslesen. Sie sind daher zur Identifizierung von Objekten ideal geeignet. Insbesondere sind optische Codes für die Objektverfolgung (track & trace) geeignet. Dabei wird einem Objekt z.B. eine eindeutige Nummer zugeordnet, so dass das Objekt an jeder Station in der Logistikkette identifiziert und damit die Bewegung des Objekts von einer Station der Logistikkette zu einer anderen verfolgt werden kann. Optische Codes bieten jedoch keinen Fälschungsschutz, da sie sich einfach kopieren und reproduzieren lassen.
Ausweise, Banknoten, Produkte etc. werden heute zur Fälschungssicherung mit Elementen versehen, die nur mit Spezialwissen und / oder hohem technischen Aufwand nachgemacht werden können. Solche Elemente werden hier als Sicherheitselemente bezeichnet. Sicherheitselemente sind bevorzugt untrennbar mit den zu schützenden Objekten verbunden. Der Versuch, die Sicherheitselemente vom Objekt zu trennen, führt bevorzugt zu deren Zerstörung, damit die Sicherheitselemente nicht missbraucht werden können.
Die Echtheit eines Objekts kann anhand des Vorhandenseins eines oder mehrerer Sicherheitselemente überprüft werden. Das Verfahren zur Überprüfung der Echtheit eines Objekts wird hier als als Authentifizierung bezeichnet.
Optische Sicherheitselemente wie z.B. Wasserzeichen, Spezialtinten, Guilloche-Muster, Mikroschriften und Hologramme sind weltweit etabliert. Eine Übersicht über optische Sicherheitselemente, die insbesondere aber nicht ausschließlich für den Dokumentenschutz geeignet sind, gibt das folgende Buch: Rudolf L. van Renesse, Optical Document Security, Third Edition, Artech House Boston/London, 2005 (S. 63-259).
Es gibt auch Verfahren zur Identifizierung und/oder Authentifizierung, bei denen keine weiteren Merkmale als diejenigen verwendet werden, die das Objekt selbst bereitstellt.
In WO2005/088533(Al) ist ein Verfahren beschrieben, mit dem Objekte anhand ihrer charakteristischen Oberflächenstruktur identifiziert und authentifiziert werden können. Das Verfahren kommt dabei ohne zusätzliche Mittel wie z.B. Sicherheitselemente, die mit dem Objekten verbunden sind, aus. Bei dem Verfahren wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche des Objekts fokussiert, über die Oberfläche bewegt (scanning) und mittels Fotodetektoren die an unterschiedlichen Stellen der Oberfläche unter verschiedenen Winkeln unterschiedlich stark gestreuten Strahlen detektiert. Die erfasste Streustrahlung ist charakteristisch für eine Vielzahl von unterschiedlichen Materialien und lässt sich nur sehr schwer nachahmen, da sie auf Zufälligkeiten bei der Herstellung des Objekts zurückzuführen ist. Zum Beispiel weisen papierartige Objekte eine herstellungsbedingte Faserstruktur auf, die für jedes hergestellte Objekt einzigartig ist. Die Streudaten zu den einzelnen Objekten werden in einer Datenbank gespeichert, um zu einem späteren Zeitpunkt das Objekt authentifizieren zu können. Hierzu wird das Objekt erneut vermessen und die Streudaten mit den gespeicherten Referenzdaten verglichen. Die zufälligen Merkmale des Objekts, derer sich das Verfahren WO2005/088533(Al) bedient, bewirken einen sehr hohen Fälschungsschutz.
Das in WO2005/088533(Al) beschriebene Verfahren umfasst die Schritte Ersterfassung und erneute Erfassung. Bei der Ersterfassung wird die charakteristische Streustrahlung eines definierten Oberflächenbereich gemessen. Die gemessene Streustrahlung wird gespeichert - z.B. als Code auf dem Objekt selbst oder als Datensatz in einer Datenbank. Bei der erneuten Erfassung wird die charakteristische Streustrahlung wiederum aufgenommen und mit einem oder mehreren
Datensätzen von gespeicherten Streustrahlungen verglichen, um das Objekt identifizieren oder die Identität des Objekts bestätigen zu können.
Um das in WO2005/088533(Al) beschriebene Verfahren zur Identifizierung und Authentifizierung von Objekten einsetzen zu können, muss gewährleistet sein, dass der Oberflächenbereich bei der erneuten Erfassung derselbe ist wie der Oberflächenbereich bei der Ersterfassung.
Bei zunehmend größeren Objekten werden die Auswahlmöglichkeiten für den Bereich zur Erfassung zunehmend größer. In WO2005/088533(Al) ist beschrieben, dass eindeutige Markierungen auf dem Objekt verwendet werden können, um den Erfassungsbereich eindeutig zu definieren. Es können auch markante Punkte oder Grenzen des Objekts, wie z.B. eine Kante bei einem Papierdokument zur Festlegung und Positionsbestimmung des Erfassungsbereichs verwendet werden. Solche markanten Punkte, Grenzen oder Markierungen werden hier zusammenfassend als Positionsgeber bezeichnet.
Idealerweise befinden sich Positionsgeber in unmittelbarer Nähe des Erfassungsbereichs. Liegen Positionsgeber und Erfassungsbereich zunehmend weit auseinander, so wird die Positionsbestimmung des Erfassungsbereich zunehmend schwieriger. Es mag Objekte geben, die als hochwertige Bauteile in Maschinen eingesetzt werden (z.B. in der Raumfahrt- oder Militärtechnik), und die über Positionsgeber verfügen. Es ist aber denkbar, dass die Oberflächenbereiche in unmittelbarer Nähe der Positionsgeber entweder für die Erfassung charakteristischer Streustrahlung überhaupt nicht geeignet sind oder in der fertigen Maschine verdeckt sind. In einem solchen Fall ist die Positionsbestimmung des Erfassungsbereichs schwierig.
Es gibt auch Objekte, die über keine eindeutigen Positionsgeber verfügen, wie z.B. Flakons für hochwertige Parfüms mit abgerundeten Kanten und Ecken. Solche Objekte wären entweder von - -
dem in WO2005/088533(Al) beschriebenen Verfahren ausgeschlossen oder es müsste ein Großteil der Oberfläche bei der Ersterfassung erfasst werden, um bei einer erneuten Erfassung eine große Wahrscheinlichkeit zu erzielen, dass der erfasste Bereich zumindest teilweise mit dem Ersterfassungsbereich übereinstimmt.
Ebenso ist es denkbar, dass papierartige Objekte, die über einen aufgedruckten Positionsgeber verfügen, diesen z.B. infolge eines Wasserschadens verlieren könnten. In einem solchen Fall wäre das papierartige Objekt sehr wahrscheinlich noch für das in WO2005/088533(Al) beschriebene Verfahren zugänglich, aber der fehlende Positionsgeber würde den Prozess zur Identifizierung und/oder Authentifizierung erschweren. Dasselbe gilt für ein papierartiges Objekt, bei dem eine Kante des Papiers als Positionsgeber eingesetzt wurde, die im Lauf der Zeit ausgefranst ist.
Je größer der erfasste Bereich ist, desto größer ist auch die aufgenommene Datenmenge. Die Datenmenge, die in einem optischen Code auf dem Objekt selbst gespeichert werden kann, ist jedoch begrenzt. Zunehmende Datenmengen in Datenbanken erhöhen die Kosten und verlangsamen bei einem Online-Zugriff auf die gespeicherten Datensätze im Zuge einer Erfassung die Geschwindigkeit der Identifizierung und/oder Authentifizierung. Aus diesem Grund wäre es vorteilhaft, einen möglichst kleinen Erfassungsbereich zu verwenden. Je kleiner der Erfassungsbereich ist, desto schwieriger ist jedoch seine genaue Positionsbestimmung.
Das in WO2005088533(Al) beschriebene Verfahren stellt demnach zwar eine sehr fälschungssichere Methode zur Identifizierung von Objekten dar, es gibt jedoch zahlreiche Limitierungen bei der Verwendung in der Praxis.
Es wäre wünschenswert, das genannte Verfahren auch für Objekte einsetzen zu können, die entweder über keine Positionsgeber verfügen oder bei denen potenzielle Positionsgeber weit von dem Erfassungsbereich entfernt liegen. Es wäre wünschenswert, das genannte Verfahren auch für Objekte einsetzen zu können, bei denen nur Positionsgeber vorhanden sind, die leicht beschädigt werden können. Es wäre wünschenswert, das Verfahren uneingeschränkt auch für kleine Erfassungsbereiche einsetzen zu können, ohne dass mit abnehmender Größe des Erfassungsbereichs die Positionsbestimmung erschwert wird.
Ausgehend vom Stand der Technik stellt sich damit die Aufgabe, eine Lösung dafür bereitzustellen, dass ein Objekt, das aufgrund seiner Oberflächen- oder Volumenbeschaffenheit prinzipiell für eine Identifizierung und/oder Authentifizierung anhand charakteristischer - -
Strahlungsmuster geeignet ist, unabhängig von seiner Größe, Form und Beschaffenheit auch in der Praxis einem solchen Verfahren zugänglich ist.
Überraschend wurde gefunden, dass diese Aufgabe einfach und effizient durch einen Positionsgeber gelöst werden kann, der mit einem Objekt verbunden wird und der über einen ausgewiesenen Bereich verfügt, der einen Oberflächenbereich des Objekts abschließend kennzeichnet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Positionsgeber zur Anbringung an ein Objekt, mindestens umfassend einen Kennzeichnungsbereich, der einen ausgewählten Oberflächenbereich des Objekts abschließend kennzeichnet.
Unter einer abschließenden Kennzeichnung eines Oberflächenbereichs wird verstanden, dass ein
Bereich der Oberfläche eines Objekt mittels des erfindungsgemäßen Positionsgebers so hervorgehoben und gegenüber anderen Oberflächenbereichen so abgegrenzt wird, dass dieser
Oberflächenbereich eindeutig von allen anderen Oberflächenbereichen unterscheidbar ist und dass es keinen Oberflächenbereich gibt, für den eine Unklarheit darüber besteht, ob er dem gekennzeichneten Oberflächenbereich angehört oder nicht.
Der Positionsgeber kennzeichnet demnach mittels eines Kennzeichnungsbereichs einen Bereich der Oberfläche eines Objekts, der zur Erfassung eines charakteristischen Strahlungsmusters herangezogen werden soll.
Es ist denkbar, dass der erfindungsgemäße Positionsgeber mehr als einen Kennzeichnungsbereich umfasst.
Unter der Erfassung eines charakteristischen Strahlungsmusters wird ein Verfahren verstanden, bei dem ein Bereich eines Objekts mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt und die von dem Objekt ausgehende Strahlung mittels geeigneter Detektoren aufgenommen und in ein speicherbares Signal umgewandelt wird. Die Strahlung, mit der das Objekt bestrahlt wird, wird im Folgenden als Eingangssignal und die Strahlung, die von dem Objekt ausgeht, als Ausgangssignal bezeichnet. Es ist denkbar, dass es sich bei der Ausgangsstrahlung um reflektierte und/oder gestreute Strahlung handelt. In einem solchen Fall erfolgt die Erfassung des charakteristischen Strahlungsmusters in Reflexion, d.h. die Quelle für das Eingangssignal und Detektoren für das Ausgangssignal befinden sich vom Objekt her gesehen auf derselben Seite. Ebenso ist es denkbar, dass die Erfassung des Ausgangssignals in Transmission erfolgt, d.h. die Quelle für das Eingangssignal und Detektoren für das Ausgangssignal befinden sich vom Objekt her gesehen auf verschiedenen Seiten des Objekts, und Teile des Eingangs- wie des Ausgangssignals müssen einen Teil des Objekts - -
durchdringen. Beispiele für die Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster werden weiter unten diskutiert.
Der Positionsgeber verfugt über mindestens eine Fläche, die mit einem Teil der Oberfläche eines Objekts in formschlüssigen Kontakt gebracht werden kann. Da der Oberflächenbereich eines Objekts, der zur Erfassung eines charakteristischen Strahlungsmusters vorzugsweise eben ausgeführt ist, verfügt auch der erfϊndungsgemäße Positionsgeber über mindestens eine ebene Fläche.
Der Kennzeichnungsbereich des erfϊndungsgemäßen Positionsgebers ist vorzugsweise als Aussparung ausgeführt. Der Positionsgeber umfasst demnach eine Fläche, die mit einem Teil der Oberfläche eines Objekts in Kontakt gebracht werden kann und die eine Aussparung aufweist, die denjenigen Oberflächenbereich des Objekts eindeutig und abschließend kennzeichnet, der bei Kontakt zwischen Positionsgeber und Objekt im Bereich der Aussparung liegt.
Bevorzugt zeigt die Oberfläche des erfindungsgemäßen Positionsgebers ein anderes Verhalten bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung als der gekennzeichnete Oberflächenbereich des Objekts. Ist das Objekt beispielsweise ein papierartiges Objekt, das bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung diese in einem weiten Winkelbereich streut, so ist die Oberfläche des Positionsgebers vorzugsweise entweder spiegelnd ausgeführt oder so ausgeführt, dass die eingestrahlte Strahlung vollständig oder nahezu vollständig absorbiert wird. Dies hat den Vorteil, dass von dem Positionsgeber selbst möglichst keine oder wenig Strahlung ausgeht, die zu einer Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses bei der Erfassung des charakteristischen Strahlungsmusters fuhren könnte.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfϊndungsgemäße Positionsgeber eine Schicht, die zumindest teilweise für das Eingangssignal transparent ist. Diese Schicht wird im Folgenden als transparente Schicht bezeichnet. Wird das Ausgangssignal in Reflexion gemessen, so ist die transparente Schicht auch für das Ausgangssignal zumindest teilweise transparent.
Die transparente Schicht umfasst oder beinhaltet den Kennzeichnungsbereich. Die Verwendung einer transparenten Schicht hat den Vorteil, dass der Oberflächenbereich zur Erfassung durch die transparente Schicht vor Schädigungen durch Umwelteinflüsse wie Staub, Kratzer, Feuchtigkeit und dergleichen geschützt wird. Der gekennzeichnete Oberflächenbereich wird durch die transparente Schicht abgedeckt, bleibt aber aufgrund der Transparenz weiterhin für die Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster zugänglich. Vorzugsweise verfligt der Positionsgeber über Mittel zur Verbindung mit einem Teil der Oberfläche eines Objekts. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Positionsgeber beispielsweise als selbstklebendes Etikett ausgeführt, d.h. er verfügt über eine Klebeschicht, die bei Kontakt mit einem Teil der Oberfläche eines Objekts den Positionsgeber und das Objekt miteinander verbindet.
Die Verbindung zwischen Positionsgeber und Objekt kann lösbar oder unlösbar ausgeführt sein. Unter einer lösbaren Verbindung wird eine Verbindung verstanden, die gelöst werden kann, ohne dass augenscheinlich Spuren der ehemaligen Verbindung am Objekt oder am Positionsgeber zurückbleiben. Unter einer unlösbaren Verbindung wird eine Verbindung verstanden, bei der bei dem Versuch, die Verbindung zu lösen, das Objekt und/oder der Positionsgeber einen Schaden nimmt. Wurde die unlösbare Verbindung gewaltsam gelöst, verbleiben demnach augenscheinlich eindeutige Spuren am Positionsgeber und/oder an dem Objekt zurück, die einen Ablöseversuch anzeigen.
Der Positionsgeber kann weitere Merkmale aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Positionsgeber mindestens einen optischen Code auf. Der optische Code kann beispielsweise Informationen zur Identität des Objekts beinhalten. Er kann beispielsweise das charakteristische Strahlungsmuster des gekennzeichneten Oberflächenbereichs in digitaler Form umfassen. Damit ist es möglich, den Vorgang zur Identifizierung des Objekts erheblich zu beschleunigen. Ist nicht bekannt, um welches Objekt es sich in einem vorliegenden Fall handelt, so wäre es erforderlich, das charakteristische Strahlungsmuster des Objekts mit allen Strahlungsmustern von Objekten, die in einer Datenbank gespeichert sind, zu vergleichen, um dasjenige Objekt zu identifizieren, dessen Strahlungsmuster mit dem des vorliegenden Objekts am ehesten übereinstimmt (so genannter l :n-Abgleich bei Vorliegen einer Anzahl n an Strahlungsmustern). Kann die Identität eines Objekts bereits durch den optischen Code ermittelt werden, so muss lediglich deren Echtheit in einem so genannten l : l-Abgleich mit dem aktuell erfassten Strahlungsmuster des vorliegenden Objekts überprüft werden. Der l : l-Abglich erfordert wesentlich weniger Zeit als ein 1 :«-Abgleich mit einer Anzahl n an vorliegenden Strahlungsmuster mit «»l .
Das erfindungsgemäße Positionsgeber kann eine beliebige Form aufweisen; er kann speispielsweise rund, elliptisch, oval oder n-eckig ausgeführt sein. Die Größe des erfmdungsgemäßen Positionsgebers beträgt vorzugsweise zwischen 10 mm2 und 10.000 mm2.
Der erfindungsgemäße Positionsgeber eignet sich zur abschließenden Kennzeichnung eines Oberflächenbereichs. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist damit auch die Verwendung des Positionsgebers zur abschließenden Kennzeichnung eines Oberflächenbereichs eines Objekts. Dazu wird der erfindungsgemäße Positionsgeber mit dem Objekt lösbar oder unlösbar verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Positionsgeber mit dem Objekt unlösbar verbunden. In dieser bevorzugten Ausführungsform fungiert der Positionsgeber vorzugsweise gleichzeitig als Sicherheitselement. Durch den Versuch, den Positionsgeber von dem Objekt zu entfernen, wird der Positionsgeber unbrauchbar gemacht. Der Positionsgeber kann weitere Sicherheitsmerkmale umfassen, um die Fälschungssicherheit weiter zu erhöhen, wie beispielsweise Wasserzeichen, Spezialtinten, Guilloche-Mustern, Mikroschriften und/oder Hologramme.
Die Unlösbarkeit der Verbindung zwischen Positionsgeber und Objekt kann durch verschiedene Merkmale und deren Kombination erreicht werden. Es ist z.B. denkbar, innerhalb des Positionsgebers eine Trennschicht einzuführen. Die Klebeschicht zur Verklebung mit einem Objekt und die Trennschicht sind so aufeinander abgestimmt, dass die Kräfte, welche die Trennschicht zusammenhalten, schwächer sind als die Kräfte, welche den Positionsgeber und das Objekt über die Klebeschicht zusammenhalten. Der Versuch, den Positionsgeber von dem Objekt zu entfernen, führt daher eher zu einer Auftrennung der Trennschicht als zu einer Ablösung der Klebeschicht vom Objekt. Die Trennschicht stellt demnach eine Sollbruchstelle dar.
Ein weiteres Merkmal, das einen Ablöseversuch anzeigt, sind beispielsweise Substanzen, die bei Über- und / oder Unterschreitung einer bestimmten Temperaturgrenze eine irreversible Farbänderung erfahren. Es ist bekannt, dass Klebeschichten nur innerhalb eines begrenzten Temperaturbereichs ihre Klebkraft ausüben können (wirksamer Klebebereich). Bei tiefen Temperaturen kann der Kleber spröde und damit brüchig werden; bei hohen Temperaturen kann der Kleber aufweichen. Dies ermöglicht einem potenziellen Fälscher, durch Temperaturänderung oberhalb oder unterhalb des Bereichs, in dem die Klebeschicht wirksam ist, eine Ablösung des Positionsgebers von dem Objekt vorzunehmen. Daher führt ein solcher Versuch bei dem erfmdungsgemäßen Sicherheitselement zu einer irreversiblen sichtbaren Veränderung des Sicherheitselements, die den Angriffsversuch anzeigt. Bevorzugt tritt die irreversible Farbänderung mindestens 5 Kelvin unterhalb der oberen Temperaturgrenze des wirksamen Klebebereichs und / oder mindestens 5 Kelvin oberhalb der unteren Temperaturgrenze des wirksamen Klebereichs auf.
Auch die Einführung von Stanzungen kann ein reversibles Ablösen des Positionsgebers von dem Objekt verhindern, indem sie bei einem Ablöseversuch zu einer Teilung des Positionsgebers führt. Kräfte, die bei einem Ablöseversuch auf den Positionsgeber einwirken, werden durch die Stanzungen gezielt kanalisiert und führen zu dessen Teilung. Die Teilung ist bevorzugt irreversibel, was z.B. dadurch erreicht werden kann, dass die Stanzungen nicht durch alle - -
Schichten des Positionsgebers fuhren, so dass bei einer Teilung eine Schicht, in der keine Stanzung vorhanden ist, durch die Teilung eine irreversible, erkennbare Auftrennung (Zerstörung) erfährt.
Der Positionsgeber wird vorzugsweise eingesetzt, um den Bereich einer Oberfläche eindeutig hervorzuheben, der für die Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster herangezogen werden soll. Die Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster erfolgt vorzugsweise zur Identifizierung und/oder Authentifizierung eines Objekts. Dazu ist das Objekt so beschaffen, dass von dem Objekt bei Bestrahlung mit einem Eingangssignal ein charakteristisches Ausgangssignal ausgeht, das zur eindeutigen Erkennung des Objekts (Identifizierung) und/oder zur Überprüfung der Identität des Objekts (Authentifizierung) herangezogen werden kann. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist damit auch Verfahren zur Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster, vorzugsweise zum Zwecke der Identifizierung und/oder Authentifizierung eines Objekts, mindestens umfassend die folgenden Schritte:
(A) Anbringung eines Positionsgebers an ein Objekt, wobei der Positionsgeber einen Oberflächenbereich des Objekts eindeutig und abschließend kennzeichnet,
(B) Bestrahlung des gekennzeichneten Oberflächenbereichs mit elektromagnetischer Strahlung,
(C) Erfassung von Strahlung, die von dem Objekt ausgeht,
(D) Bestimmung und Speicherung eines charakteristischen Strahlungsmusters anhand der erfassten Strahlung.
Die Anbringung in Schritt (A) kann je nach Ausführungsform des Positionsgebers und des Objekts über eine dem Fachmann bekannte Technik zur Verbindung von Gegenständen erfolgen, beispielsweise über Klebung, Laminieren, Verschweißen, Löten oder andere Techniken.
Die Bestrahlung in Schritt (B) erfolgt je nach Beschaffenheit des Objekts mit poly- oder monochromatischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich, bei dem das Objekt bei Bestrahlung ein charakteristisches Strahlungsmuster erzeugt. Ebenso wird die Form des Strahlungsprofils (punkt-, linienförmige oder flächenhafte Bestrahlung) auf das Objekt und die Natur des charakteristischen Strahlungsmusters angepasst. - 1 -
Wird die zufällige Oberflächenbeschaffenheit eines Objekts mit Hilfe des in WO2005/088533(Al) beschriebenen Verfahrens zur Identifizierung und/oder Authentifizierung des Objekts herangezogen, so wird der gekennzeichnete Oberflächenbereich vorzugsweise mittels monochromatischer Strahlung mit einem linienförmigen Strahlprofil abgetastet. Verfugt das Objekt über Metallkennzeichnungsplättchen wie beispielsweise in WO2009/036878(Al) beschrieben, so kann deren zufällige Verteilung und/oder Orientierung zur Identifizierung und/oder Authentifzierung des Objekts herangezogen werden. Dazu kann das Objekt mittels polychromatischer elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich, in dem die Metallkennzeichnungsplättchen reflektierend sind, bestrahlt werden. Die Bestrahlung erfolgt vorzugsweise in Form eines Abtastung mittels eines linienförmigen Strahlungspro fils. Einzelheiten können der Anmeldung PCT/EP2009/000450 entnommen werden.
Verfügt das Objekt über zufällig verteilte lumineszierende Nanoteilchen, wie sie beispielsweise in US2007/0054120A1 beschrieben sind, so kann deren Verteilung in dem Objekt zur Identifizierung und/oder Authentifizierung herangezogen werden. Das Objekt kann beispielsweise flächenhaft mittels Strahlung mit der Anregungswellenlänge beleuchtet werden.
Die Erfassung des charakteristischen Strahlungsmusters in Schritt (C) und in die Ableitung und Speicherung eines charakteristischen Strahlungsmusters in Schritt (D) erfolgen in Abhängigkeit der Beschaffenheit des Objekts und der Natur der vom Objekt ausgehenden Strahlung. Hier wird im Einzelfall auf die jeweiligen Verfahren zur Erfassung der charakteristischen Strahlungsmuster verwiesen (siehe entsprechend z.B. WO2009/036878(Al), PCT/EP2009/000450, US2007/0054120A1).
Üblicherweise werden zur Erfassung von Strahlung Fotodetektoren eingesetzt, die auftreffende elektromagnetische Strahlung in ein elektrisches Signal umwandeln. Beispiele für Fotodetektoren sind Fotodioden, Fototransistoren und CCD-Sensoren (CCD = charge-coupled device).
Das elektrische Signal kann dann gegebenenfalls nach einer Analog-Digital-Wandlung als digitale Datei in einer Datenbank gespeichert oder in Form eines optischen Codes auf das Objekt oder den Positionsgeber aufgedruckt werden.
Die spätere Identifizierung und/oder Authentifizierung des Objekts umfasst mindestens die folgenden Schritte: - -
(a) Bestrahlung des gekennzeichneten Oberflächenbereichs mit elektromagnetischer Strahlung,
(b) Bestimmung eines charakteristischen Strahlungsmusters anhand der erfassten Strahlung,
(c) Vergleich des charakteristischen Strahlungsmusters mit mindestens einem
Strahlungsmusters, das zu einem früheren Zeitpunkt erfasst und gespeichert worden ist,
(d) Ausgabe einer Mitteilung hinsichtlich der Identität/Authentizität des Objekts in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs in Schritt (c).
Die Identifizierung und/oder Authentifizierung eines Objekts erfolgen bevorzugt maschinell.
Für die Schritte (a) und (b) gilt das bereits oben bei den Schritten (B), (C) und (D) geschriebene.
Für den Vergleich in Schritt (c) gilt, dass das charakteristische Strahlungsmuster in der Regel nicht zu 100% mit einem Strahlungsmuster, das zu einem früheren Zeitpunkt ermittelt worden ist, übereinstimmt. Ursache hierfür ist zum Beispiel die Tatsache, dass die Oberfläche des Objekts einem Alterungsprozess unterliegt und sich das charakteristische Strahlungsmuster infolge von Umwelteinflüssen verändert. In der Regel wird daher ein Schwellenwert S festgelegt. Beträgt der Grad der Übereinstimmung zwischen dem charakteristischen Strahlungsmuster und einem Strahlungsmuster, das zu einem früheren Zeitpunkt ermittelt worden ist, z.B. S oder mehr, so gilt eine Übereinstimmung als gegeben, liegt der Grad der Übereinstimmung unterhalb von S, so gelten die verglichenen Datensätze als verschieden.
Die Strahlungsmuster liegen in der Regel in maschinenverarbeitbarer Form vor, d.h. beispielsweise als Zahlentabelle. Der Vergleich der Datensätze kann auf Basis der vollständigen Zahlentabelle oder auf Basis von charakteristischen Merkmalen aus der Zahlentabelle erfolgen. Hierfür können z.B. bekannte Verfahren des Pattern Matching eingesetzt werden, bei denen nach Ähnlichkeiten zwischen den Datensätzen gesucht wird (siehe z.B. Image Analysis and Processing: 8th International Conference, ICIAP '95, San Remo, Italy, September 13-15, 1995. Proceedings (Lecture Notes in Computer Science), WO 2005088533(Al), WO2006016114(Al), C. Demant, B. Streicher-Abel, P. Waszkewitz, Industrielle Bildverarbeitung, Springer-Verlag, 1998, S. 133 ff, J. Rosenbaum, Barcode, Verlag Technik Berlin, 2000, S. 84 ff, US 7333641 B2, DE10260642 Al, DE10260638 Al, EP1435586B1). - 1 -
In Schritt (d) erfolgt die Ausgabe einer Mitteilung hinsichtlich der Identität und/oder Authentizität des Objekts in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs in Schritt (c).
In Schritt (d) kann z.B. eine Mitteilung erfolgen, ob es sich bei dem Objekt um ein authentisches
Objekt oder eine Fälschung handelt. Es ist z.B. möglich, hierfür ein Lichtsignal zu verwenden: gelten die in Schritt (c) verglichenen Datensätze als übereinstimmend, handelt es sich offensichtlich um keine Fälschung und es leuchtet z.B. ein grünes Lämpchen auf; gelten die in
Schritt (c) verglichenen Datensätze als nicht übereinstimmend, handelt es sich offensichtlich um eine Fälschung und es leuchtet z.B. ein rotes Lämpchen auf. Alternativ ist auch ein akustisches
Signal oder eine andere Mitteilung, die mit den menschlichen Sinnen erfassbar ist, denkbar. Weiterhin ist es möglich, den Grad der Übereinstimmung über einen Drucker, Monitor oder
Ähnlichem auszugeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert, ohne es jedoch hierauf zu beschränken.
In Figur l(a), (b), (c) und (d) sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Positionsgebers schematisch dargestellt. Alle Ausführungsformen sind in der Aufsicht dargestellt.
Figur l(a) zeigt einen Positionsgeber 1, der eine Aussparung umfasst, die den Kennzeichnungsbereich 2 darstellt. Durch Anbringung des Positionsgebers an ein Objekt, wird derjenige Oberflächenbereich des Objekts, der innerhalb des Kennzeichnungsbereichs 2 hegt, hervorgehoben und eindeutig und abschließend gekennzeichnet.
Figur l(b) zeigt einen Positionsgeber 1, der als Kennzeichnungsbereich 2 eine transparente Schicht aufweist. Durch Anbringung des Positionsgebers an ein Objekt, wird derjenige Oberflächenbereich des Objekts, der unterhalb des Kennzeichnungsbereichs 2 liegt, hervorgehoben und eindeutig und abschließend gekennzeichnet. Zugleich wird er gegenüber schädlichen Umwelteinflüssen geschützt.
Die Oberfläche 3 der Positionsgeber in den Figuren l(a) und l(b) ist bevorzugt so ausgeführt, dass sie bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung kein oder ein möglichst stark verschiedenes Signal abgeben, als der Oberflächenbereich des Objekts, den die Positionsgeber kennzeichnen.
Figur l(c) zeigt einen Positionsgeber 1, der als transparenter Schichtenverbund ausgeführt ist. Eine Lmienmarkierung, die über eine Bedruckung realisiert werden kann, kennzeichnet den äußeren - 1 -
Rahmen des Schichtenverbundes. Durch Anbringung des Positionsgebers an ein Objekt, wird derjenige Oberflächenbereich des Objekts, der unterhalb des Schichten Verbundes und innerhalb der Markierung 4 liegt, hervorgehoben und eindeutig und abschließend gekennzeichnet. Zugleich wird er gegenüber schädlichen Umwelteinflüssen geschützt. Im Beispiel der Figur l(d) ist die Markierung nicht Außenbereich des Schichtenverbundes angebracht, sondern kennzeichnet einen abgegrenzten Bereich innerhalb des Positionsgebers. Als Schichtenverbund kann beispielsweise ein Film aus biaxial orientiertem Polyester, der mit einer Klebeschicht versehen ist, verwendet werden. Solche Filme werden beispielsweise unter dem Markennamen Tesa®-Film von der Firma tesa SE vertrieben.
Figuren 2(a) und (b) zeigen schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Positionsgebers, die als selbstklebendes Etikett ausgeführt ist.
Figur 2(a) zeigt den Positionsgeber in der Aufsicht, Figur 2(b) im Querschnitt durch die in Figur 2(a) gezeigte gestrichelte Linie zwischen den Punkten A und A'.
Der Positionsgeber verfügt über drei Typen von Stanzungen: radiale Sicherheitsstanzungen 20 im Randbereich des Positionsgebers, wellenförmige Sicherheitsstanzungen 21, die über den Positionsgeber verlaufen und eine Außenkonturstanzung (22) im Randbereich.
Der Positionsgeber verfügt weiterhin über einen optischen Code, in dem Angaben über die Identität des Objekts gespeichert sein können.
Der Positionsgeber ist als Schichtenverbund ausgeführt. Die Schichtenfolge beginnend mit der untersten Schicht ist: eine Klebeschutzschicht 10, eine Klebeschicht 11, eine Schicht umfassend einen Faserstoff 12, eine Druckschicht 13 und eine Schutzschicht 14. Die Faserstoffschicht 12 erfüllt im vorliegenden Fall neben der Bereitstellung einer Sollbruchstelle bei einem Ablöseversuch (Trennschicht) noch die Funktion der Aufnahme für die Druckfarbe (Druckschicht).
Die in Figur 2(b) gezeigte Schichtenfolge lässt sich beispielsweise wie folgt realisieren: Der untere Bereich wird durch das Spezialpapier 7110 der Firma 3M (3M 7110 Lithopapier, weiß) gebildet. Dieses Spezialpapier ist ein Verbundmaterial, das bereits die Schichtfolge Klebeschutzschicht, Klebeschicht und Faserstoffschicht umfasst. Die Klebeschicht ist ein stark anhaftender Acrylatklebstoff, dessen Haftkraft zum Untergrund (z.B. Polyethylen oder Polypropylen) nach Herstellerangaben höher ist als die Festigkeit der Faserstoffschicht. Damit wirkt die Faserstoffschicht als Trennschicht, die bei einem Ablöseversuch aufreißt. - -
Das Spezialpapier 7110 ist im Bereich von -4O0C bis 175°C temperaturbeständig. Die matte Oberfläche ermöglicht die Bedruckung und stellt damit die Oberfläche für die Bedruckung mit einem optischen Code (und ggf. weiteren Druckbildern) bereit.
Ein Primer auf dem Spezialpapier 7110 (z.B. Indigo Topaz 10 Solution MPS-2056-42 der Firma Hewlett Packard) kann zur besseren Haftung der Druckfarbe eingesetzt werden. Auf den Primer können eine Farbänderungsschicht und eine Druckschicht mittels bekannter Drucktechniken (z.B. Digitaldruck) aufgetragen werden. Als Farbänderungsschicht, die einen irreversiblen Farbumschlag bei Überschreiten einer Temperatur von etwa 12O0C von transparent nach schwarz bewirkt, eignet sich beispielsweise ThermaFlag W/B vom Hersteller Flexo&Gravure Ink. Die Umschlagsfarbe wird bevorzugt nur im Codebereich aufgedruckt. Auf die Umschlagsfarbe wird der optische Code mittels bekannter Drucktechniken (z.B. Digital druck) gedruckt. Den Abschluss des Verbundes bildet eine Schutzschicht, z.B. das Laminat PET Overlam RP35 der Firma UPM Raflatac, das mittels bekannter Laminierverfahren aufgebracht werden kann.
Bezugszeichen
1 Positionsgeber
2 Kennzeichnungsbereich
3 Oberfläche des Positionsgebers
4 Linienmarkierung
10 Klebeschutzschicht
11 Klebeschicht
12 faserstoffhaltige Schicht
13 Druckschicht
14 Schutzschicht
20 radiale Sicherheitsstanzung
21 wellenförmige Sicherheitsstanzung
22 Außenkonturstanzung
60 optischer Code

Claims

- -Patentansprüche
1. Positionsgeber zur Anbringung an ein Objekt, mindestens umfassend eine Fläche, die mit einem Teil der Oberfläche eines Objekts in formschlüssigen Kontakt gebracht werden kann, und einen Kennzeichnungsbereich, der einen ausgewählten Oberflächenbereich des Objekts abschließend kennzeichnet.
2. Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennzeichnungsbereich als Aussparung ausgeführt ist.
3. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennzeichnungsbereich als transparente Schicht ausgeführt ist, die zumindest für einen Teilbereich elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise transparent ist.
4. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er Mittel zur Verbindung des Positionsgebers mit einem Objekt umfasst.
5. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er als selbstklebendes Etikett ausgeführt ist.
6. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er mit
Ausnahme des Kennzeichnungsbereichs spiegelnd ausgeführt ist.
7. Positionsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Ausnahme des Kennzeichnungsbereichs so ausgeführt ist, dass er elektromagnetische Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts überwiegend absorbiert.
8. Verwendung eines Positionsgebers nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur abschließenden
Kennzeichnung eines Oberflächenbereichs eines Objekts.
9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber lösbar mit dem Objekt verbunden ist.
10. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber unlösbar mit dem Objekt verbunden ist.
11. Verfahren zur Erfassung charakteristischer Strahlungsmuster mindestens umfassend die folgenden Schritte: (A) Anbringung eines Positionsgebers an ein Objekt, wobei der Positionsgeber einen Oberflächenbereich des Objekts eindeutig und abschließend kennzeichnet,
(B) Bestrahlung des gekennzeichneten Oberflächenbereichs mit elektromagnetischer Strahlung,
(C) Erfassung von Strahlung, die von dem Objekt ausgeht,
(D) Bestimmung und Speicherung eines charakteristischen Strahlungsmusters anhand der erfassten Strahlung.
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