EP3875283A1 - Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik Download PDF

Info

Publication number
EP3875283A1
EP3875283A1 EP21154722.9A EP21154722A EP3875283A1 EP 3875283 A1 EP3875283 A1 EP 3875283A1 EP 21154722 A EP21154722 A EP 21154722A EP 3875283 A1 EP3875283 A1 EP 3875283A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
graphic
brightness
document
photosensitive layer
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21154722.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Kramer
Werner Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesdruckerei GmbH filed Critical Bundesdruckerei GmbH
Publication of EP3875283A1 publication Critical patent/EP3875283A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/405—Marking
    • B42D25/41—Marking using electromagnetic radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/305—Associated digital information
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/309—Photographs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser

Definitions

  • the invention relates to a method for personalizing a document blank with a graphic for producing a document by means of an irradiation device and a device for personalizing a document blank.
  • a graphic such as a portrait of the document owner can be applied to the document for this purpose.
  • a graphic For applying a graphic
  • Color pigments are generated in the document blank by bombarding a photosensitive material with laser light. A material conversion takes place in the photosensitive material, whereby individual pixels can be generated at the point of impact of the laser.
  • a graphic can first be rasterized, with the individual pixels of the graphic then being transferred to the document by individual laser pulses.
  • a polycarbonate layer or a polyvinyl chloride can be applied to the documents, to which an additive, which essentially consists of carbon chains, is added.
  • this layer is bombarded with a laser pulse, individual molecular chains can break open and carbon can be released. This manifests itself in a blackening of the layer in the area of the region hit by the laser pulse.
  • the gray level generated depends on the pulse energy.
  • Graphics are usually applied to a document line by line or column by column by means of laser engraving. This can lead to strong fluctuations in brightness between neighboring pixels within a row or column. For a laser that generates the pixels, this means that the pulse energy emitted must be varied greatly from pixel to pixel. In the case of inexpensive fiber lasers, for example, this can lead to the contours of the generated graphics being smeared, since the laser system cannot follow the rapid jumps in the required pulse energy during the engraving of a line.
  • a "document” can be a value or security document.
  • a document is understood to mean paper-based and / or plastic-based documents, such as ID documents, in particular passports, ID cards, VISA and driver's licenses, vehicle registration documents, vehicle documents, company ID cards, health cards or other ID documents as well as chip cards, means of payment, in particular banknotes, bank cards and Credit cards, bills of lading or other proof of authorization.
  • a data memory for storing at least one attribute can be integrated into this.
  • a “document” is also understood here to mean, in particular, a portable electronic device which has at least one data memory for storing an attribute and a communication interface for reading out the attribute.
  • the document preferably has a secure memory area for storing the at least one attribute in order to prevent the attribute stored in the memory area from being changed in an unauthorized manner or from being read without the authorization required for this.
  • the invention relates to a method for personalizing a document blank with a graphic for producing a document by means of an irradiation device.
  • the document blank has a photosensitive layer which is designed such that at least one optically detectable parameter of the photosensitive layer changes when the photosensitive layer is exposed to electromagnetic radiation.
  • This can be, for example, a blackening or lightening of the photosensitive layer when exposed to laser light.
  • the change in the parameter for example the lightening or blackening, is scaled here with the energy introduced into the photosensitive layer by the electromagnetic radiation.
  • the electromagnetic radiation is provided by an irradiation device, the intensity of the radiation provided by the irradiation device being adjustable.
  • the irradiation intensity can be set continuously or in clearly defined steps.
  • a monochrome output graphic is provided.
  • the output graphic can be, for example, a portrait of the later document owner, or a logo or another identification feature.
  • the term “monochrome” in this case can mean that the monochrome output graphic only has gray values or else different brightness values of a defined color.
  • an output graphic can also consist of a large number of brightness values of one shade of blue.
  • An information content of one byte can be assigned to a single pixel, which corresponds to 255 different brightness values.
  • the brightness values of the monochrome output graphic are now reduced to at least two brightness levels.
  • this process is known as grayscale reduction.
  • a uniform brightness value is assigned to all brightness values within a defined interval.
  • the result of this process step is a reduced output graphic which only contains pixels whose brightness value corresponds to one of the uniform brightness values of the brightness levels.
  • this reduced output graphic is divided into partial graphics, each of the partial graphics only having pixels of the same brightness. If, for example, five brightness levels were selected in the previous process step, then five partial graphics are obtained accordingly.
  • each partial graphic is then each completely depicted on the document blank by applying electromagnetic radiation to the photosensitive layer of the document blank.
  • Each brightness level is assigned an energy to be introduced into the photosensitive layer by the electromagnetic radiation. Since each partial graphic only contains pixels of the same brightness, i.e. pixels of a single brightness level, when a partial graphic is displayed, the photosensitive layer of the document blank is only exposed to the energy to be introduced which is assigned to the brightness level of the partial graphic.
  • the method described above could have the advantage that the output power of the irradiation device does not have to be changed while an individual partial graphic is being applied. This eliminates the waiting times that are usually necessary, which arise as a result of the change in the energy of the electromagnetic radiation emitted by the irradiation device.
  • irradiation devices can also be used to implement the method according to the invention, which react only very slowly to a necessary change in the emitted energy, since such a change is only necessary once, namely only before the start of the display of a partial graphic. The entire partial graphic can then be applied to the document blank with one and the same setting of the irradiation device.
  • the method according to the invention could prevent a smearing effect from occurring in the event of a jump in the brightness level from one pixel to an adjacent pixel due to the irradiation device reacting too slowly to a necessary change in the output power.
  • a sharper image could be generated when using an inexpensive irradiation device.
  • a partial graphic does not necessarily have to be all pixels of a brightness level that are present in the entire reduced output graphic.
  • a partial graphic can, for example, also consist of all image points of a brightness level in a line of the reduced output graphic.
  • the irradiation device runs through an image line several times in succession when imaging the partial graphics, with only image points of a partial graphic, that is to say a brightness level, being applied during a pass through the image line.
  • the irradiation device can be a laser source.
  • the laser source is preferably configured in such a way that it can emit laser pulses of defined energy.
  • a laser pulse can be a light pulse with a pulse energy between 0.01 mJ and 1 mJ and a pulse width of approximately 3 ns to 250 ns. Such a pulse has peak powers of approx. 10 kW to 50 kW.
  • the wavelength of the light emitted here must be adapted to the requirements of the photosensitive layer. In laser engraving processes, wavelengths in the near infrared, around 1064 nm, are common.
  • each pixel of an applied graphic can then be generated by applying a laser pulse of defined energy to the photosensitive layer.
  • a single pulse of defined energy it is also possible to direct several pulses of the same energy onto an image point instead of a single pulse of defined energy.
  • the product of the number of pulses and the energy of a single pulse must be adapted to the energy to be introduced into the photosensitive material in order to generate the desired brightness level. If, for example, 5 levels were selected when defining the brightness levels, a single laser pulse would be required to generate a pixel of the first brightness level, while three laser pulses would be required to obtain a pixel of the desired brightness level for a pixel of the third brightness level.
  • the output power of the laser can remain constant with each pulse, regardless of the brightness level to be generated.
  • the laser source can be a fiber laser which consists, for example, of a pulse source and a downstream fiber amplifier.
  • a fiber laser which consists, for example, of a pulse source and a downstream fiber amplifier.
  • MOPA Master Oscillator Power Amplifier
  • the pump power with which the fiber amplifier is pumped can be kept constant during the complete imaging of a partial graphic.
  • the pulse source only has to be made to emit a single laser pulse. This is then amplified to the power level defined by the pump power, which is kept constant, and generates a pixel of defined brightness when it hits the photosensitive layer.
  • the at least two brightness levels of the reduced output graphic are individually defined for each graphic to be applied or are selected to be the same for each graphic.
  • the decision whether to adapt the brightness levels to the graphics to be applied or to keep them constant over a large number of graphics depends on the graphics to be applied. If, for example, it is a graphic in which the different brightness values of the individual pixels are evenly distributed over the entire spectrum of possible brightness values, the brightness levels can be selected in such a way that the number of pixels of the applied graphic is evenly distributed over the brightness level. If, for example, it is a graphic of 1000 pixels and four brightness levels were selected, then in this embodiment the limits of the brightness levels would have to be selected such that 250 pixels fall into each brightness level.
  • the brightness levels can also be selected such that each brightness level contains the same number of brightness values.
  • a pixel can assume, for example, 255 different brightness values (1 byte). If, following this embodiment, one were to define four brightness levels, these would have to be selected such that 64 or 63 brightness values are contained within each brightness level.
  • the two aforementioned options for defining the brightness levels would be particularly suitable if a number of brightness levels are to be retained for several graphics. This could reduce the process time for generating a graphic, since the brightness levels do not have to be defined individually for each graphic.
  • the brightness values of the pixels of a graphic are not evenly distributed over all available brightness values, but that, for example, certain brightness values of the individual pixels accumulate.
  • it can according to an embodiment of the invention It may be advantageous to first create a brightness spectrum of the graphic, the number of pixels present in the output graphic per brightness value being mapped in the brightness spectrum.
  • a clustering method can then be applied to this brightness spectrum in order to determine clusters in the brightness spectrum.
  • the later used brightness levels can be adapted to precisely these ascertained clusters of brightness values, for example by centering the interval of the brightness values that are assigned to a brightness level around an cluster and choosing the brightness value that is assigned to the brightness level according to the maximum of the clustering will.
  • the choice of the limits of a brightness level, as well as the choice of the brightness value assigned to the brightness level, can also be otherwise adapted to the shape of the accumulations of the image points. This could be necessary, for example, if clusters do not follow a symmetrical distribution (Gaussian distribution), but are designed to be highly asymmetrical.
  • the reduced output graphic can be prepared by dithering and / or posterization before it is divided into partial graphics.
  • edges of the graphic that occurred between the partial images of the brightness levels can be smoothed, so that an improvement in the image quality is achieved compared with the original on which the graphic is based.
  • the applied graphic is the negative of the underlying output graphic.
  • a photosensitive layer can be used which, when exposed to electromagnetic radiation, does not become darker but rather lighter. This could have the advantage that after the graphic has been generated, no further changes can be made to the graphic by blackening individual pixels. For example, a darker pixel can always be added to a graphic in a positive, but it is not possible to blacken an already faded pixel in a negative.
  • a further embodiment provides that those areas of the photosensitive layer which lie outside the edges of the applied graphic are exposed to electromagnetic radiation so that they are bleached. In this way it can be prevented that changes can be made subsequently in these edge areas.
  • a positive of the graphic in addition to the negative of the graphic, can also be applied to the document blank. This could further increase the security of the document against forgery, since it can be checked at any time whether the negative matches the positive shown or whether discrepancies between the two graphics can be determined.
  • the document blank has a multilayer document body, it being possible for the layers to be plastic and / or paper and / or metal and / or polymer layers.
  • the document blank has a chip with a memory area and an interface in one of the layers, the interface enabling access to the memory area of the chip.
  • the output graphic applied to the document can be stored in this memory area of the chip as part of the method, with the stored output graphic being able to be read out via the interface, for example, when the document is checked. In this way, the security of the document against forgery can be further increased, since the negative, the positive and the original of the graphic can be compared with one another when the authenticity of the document is checked.
  • the storage means contain an assignment of the brightness levels to an energy to be introduced into the photosensitive layer.
  • the processor means access the storage means in order to determine the energy to be introduced assigned to the brightness level of a partial graphic and then to control the control device of the irradiation device in such a way that the photosensitive layer is supplied with the energy to be introduced assigned to the brightness level.
  • the device further includes a feeding device and a stacking device, wherein the feeding device contains a plurality of document blanks and is designed to feed the document blanks to the irradiation device for exposure to electromagnetic radiation and wherein the stacking device is designed to receive personalized document blanks.
  • the stacking device is also designed to receive faulty documents separately from the personalized document blanks.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a device 100 for personalizing a blank document 102 with a graphic.
  • the device 100 consists essentially of an irradiation device 104 and a conveying device 106.
  • the irradiation device 104 contains a laser source 108, the laser source 108 being operatively connected to a laser control 110.
  • the irradiation device 104 contains processor means 112 as well as storage means 114 and an interface 116.
  • the laser control 110 furthermore contains a program module 118 which contains machine-readable code, through the execution of which the laser control 110 controls the laser source 108.
  • the laser source 108 is connected to a processing head 122 via coupling means, such as, for example, a fiber coupling 120.
  • the processing head 122 is designed to decouple the laser radiation generated by the laser source 108 and fed to the processing head 122 via the fiber coupling 120, so that a targeted beam 124 can be emitted onto the card blank 102.
  • the beam 124 can be aligned, for example, by an arrangement of deflecting mirrors, the alignment of which is controlled by piezoelectric or electro-actuator elements.
  • the light deflection system used in the processing head 122 can be a galvanometer scanner.
  • the document blank 102 can also be displaced relative to the processing head 122.
  • the processor means 112, the storage means 114 and the interface 116 do not necessarily have to be part of the irradiation device 104. It is also possible to outsource these elements as long as they are operatively connected to the irradiation device 104.
  • the processor means 112, the storage means 114 and the interface 116 can be part of a separate computer system which is connected to the irradiation device in a wired or wireless manner.
  • the initial graphic is first displayed via the interface 116 read in.
  • the output graphic can be both a monochrome output graphic and an initially polychrome output graphic, which is subsequently monochromatized.
  • FIG. 2a such an output graphic 202 is shown as an example.
  • the output graphic 202 read in via the interface 116 is initially stored in the storage means 114.
  • the output graphic 202 is then prepared by the processor means 212 by executing a corresponding program so that it can be applied to the blank card 102. For this purpose, at least two brightness levels of the monochrome output graphic 202 are first defined.
  • the reduced gray level graphic 204 is converted into partial graphics by the processor 112, which are shown in FIG Figure 2c are exemplarily shown, disassembled.
  • Each of the partial graphics 206, 208, 210 and 212 only contains Pixels of one and the same brightness level.
  • the partial graphic 206 contains only pixels with a very light gray tone
  • the partial graphic 208 only pixels with a medium gray tone
  • the partial graphic 210 only pixels with a dark gray tone
  • the partial graphic 212 only contains pixels that are black.
  • the partial graphic which only contains white pixels is not shown here.
  • the partial graphics 206, 208, 210 and 212 generated in this way are then stored in the memory 114.
  • the program module 118 By executing the program module 118, the partial graphics 206, 208, 210 and 212 are successively transferred to the card blank 102 in that the laser control 110 controls the laser source 108 accordingly.
  • the processing head 122 aligns the beam 124 one after the other with the positions of the pixels to be generated on the card blank 102 and a laser pulse is emitted at the targeted image point on the card blank 102 by controlling the laser source 108 via the fiber coupling 120 and the processing head 122.
  • an image point of the desired gray level is generated at the point of incidence of the laser pulse on the photosensitive layer. This is carried out one after the other for all image points of the partial graphic to be mapped. Only when the partial graphic is completely mapped on the card blank 102 is the next partial graphic loaded and mapped analogously on the card blank.
  • the output power of the laser source is first adapted to the gray level of the pixels to be generated. If, for example, a partial graphic with darker pixels is to be generated after the previously applied partial graphic, the output power of the laser must be increased accordingly will.
  • the reduced graphic 204 can be transferred to the blank card 102 in this way.
  • the document generated can be removed from the processing area by the conveyor device 106. Subsequently, a new document blank 102 can be positioned under the processing head 122 of the irradiation device 100 by the conveying device 106, so that the personalization process can be run through again.
  • the conveying device 106 can feed the documents that have already been processed to a stacking device (not shown).
  • the conveying device 106 can be designed in such a way that, in the event of an incorrect mapping of the output graphic, it feeds the processed document blank 102 to a different tray than the document blank 102 on which the mapping of the output graphics was correctly carried out.
  • FIG. 3a two possible brightness spectra of a graphic to be displayed are shown as an example.
  • a brightness spectrum 302 of a graphic is shown in which the number of pixels which have a certain brightness value is evenly distributed over all brightness values.
  • the brightness values of the individual pixels are shown in the brightness spectrum 302 on the x-axis, while the number of pixels per brightness value is plotted on the y-axis. Since this is an exemplary representation, no further axis labeling has been used.
  • brightness levels must now first be defined. As already stated above, this can be done, for example, by dividing the brightness spectrum into subregions of equal size.
  • Fig. 3a four intervals are shown as an example, each corresponding to a brightness level.
  • the brightness value assigned to the corresponding interval is assigned to each pixel whose brightness value falls within one of the intervals assigned.
  • the brightness value H1 is assigned to all pixels whose brightness values lie in interval A, while all pixels whose brightness values lie in interval C receive the brightness value H3:
  • the choice of brightness values H1, H2, H3 and H4 can be adjusted so that an optimized contrast of the generated image results. Is like in Fig. 3a If the number of pixels is shown evenly distributed over the brightness values, the brightness value H1 of the interval A can be selected centered within the interval A, for example.
  • the number of pixels is very inhomogeneously distributed over the various brightness values.
  • the brightness spectrum 304 in Figure 3b be the spectrum of a three-color flag.
  • it can make sense not to select the brightness levels or the intervals for the brightness values to be equidistant, but to adapt them to accumulations in the brightness spectra.
  • it can be useful to choose the intervals E, F, and G so that each of the intervals contains one of the accumulation areas, which are represented by the strong increase in the number of pixels per brightness value.
  • the individual intervals differ greatly in their width and that the brightness value assigned to an interval is also not centered within the interval.
  • the selection of the intervals on which the brightness levels are based can always be adapted to the underlying output graphics in such a way that the contrast and the image quality of the graphics generated on the document blank are optimized.
  • the Fig. 4 shows a block diagram of a document 400 generated by the method according to the invention.
  • the document 400 includes a negative 402 as well as a Positive 404 of an initial graphic to be applied to the document.
  • the graphic can be a portrait of the document owner.
  • the document 400 also contains a chip 406 with a memory area 408 and an interface 410. Via the interface 410, for example, the image on which the positive 402 and negative 404 are based can be stored in the memory area 408 of the chip 406 or read from it.
  • the negative 402 can be compared with the positive 404 and the original of the graphic stored in the memory area 408.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mittels einer Bestrahlungseinrichtung, wobei der Dokumentenrohling eine fotosensitive Schicht aufweist, wobei sich bei Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung mindestens ein optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht verändert, wobei die Veränderung des Parameters mit der in die fotosensitive Schicht eingetragenen Energie skaliert, wobei die Bestrahlungseinrichtung elektromagnetische Strahlung bereitstellt, wobei die Energie der durch die Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Strahlung einstellbar ist, mit folgenden Schritten:• Bereitstellen einer monochromen Ausgangsgrafik,• Reduzieren der Helligkeitswerte der monochromen Ausgangsgrafik auf mindestens zwei Helligkeitsstufen um eine reduzierte Ausgangsgrafik zu erhalten,• Unterteilen der reduzierten Ausgangsgrafik in Teilgrafiken, wobei jede der Teilgrafiken nur Bildpunkte gleicher Helligkeit aufweist,• Jeweils vollständiges Abbilden der einzelnen Teilgrafiken auf dem Dokumentenrohling durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung,wobei jeder Helligkeitsstufe eine in die fotosensitive Schicht einzubringende Energie zugeordnet ist und wobei bei Abbilden einer Teilgrafik die fotosensitive Schicht mit der der Helligkeitsstufe der Teilgrafik zugeordneten einzubringenden Energie beaufschlagt wird.

Description

  • Die Erfindung betritt ein Verfahren zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mittels einer Bestrahlungseinrichtung sowie einer Vorrichtung zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Personalisierung eines Dokuments bekannt. Beispielsweise kann hierzu eine Grafik wie ein Porträt des Dokumenteninhabers auf das Dokument aufgebracht werden. Zum Aufbringen einer Grafik auf ein Dokument hat sich die Technik der Lasergravur bewährt. Dabei werden in dem Dokumentenrohling Farbpigmente durch Beschuss eines fotosensitiven Materials mit Laserlicht erzeugt. Dabei findet in dem fotosensitiven Material eine Materialumwandlung statt, wodurch am Auftreffpunkt des Lasers einzelne Bildpunkte erzeugt werden können. Dabei kann beispielsweise eine Grafik zunächst gerastert werden, wobei anschließend die einzelnen Pixel der Grafik durch einzelne Laserpulse auf das Dokument übertragen werden. Hierzu kann auf den Dokumenten beispielsweise eine Polycarbonatschicht oder ein Polyvinylchlorid aufgebracht sein, dem ein Additiv, welches im Wesentlichen aus Kohlenstoffketten besteht, beigemischt ist. Wird diese Schicht nun mit einem Laserpuls beschossen, können einzelne Molekülketten aufbrechen und Kohlenstoff freigesetzt werden. Dies manifestiert sich in einer Schwärzung der Schicht im Bereich der durch den Laserpuls getroffenen Region. Dabei ist im Allgemeinen die erzeugte Graustufe abhängig von der Pulsenergie.
  • Üblicherweise werden Grafiken Zeile für Zeile oder Spalte für Spalte durch Lasergravur auf ein Dokument aufgebracht. Dabei kann es innerhalb einer Zeile oder Spalte zu starken Helligkeitsschwankungen zwischen benachbarten Pixeln kommen. Für einen die Pixel erzeugenden Laser bedeutet dies, dass von Pixel zu Pixel die abgegebene Pulsenergie stark variiert werden muss. Dies kann beispielsweise bei kostengünstigen Faserlasern zu einem Verschmieren der Konturen der erzeugten Grafik führen, da das Lasersystem den schnellen Sprüngen in der erforderlichen Pulsenergie während des Gravierens einer Zeile nicht folgen kann.
  • Bekannte Lösungen für dieses Problem bestehen beispielsweise entweder in der Verwendung teurer Festkörperlasersysteme oder stark verlustbehafteter Faserlasersysteme mit nachgeschalteten Güteschaltern, welche eine schnell veränderliche Pulsenergie bereitstellen können, oder in einer Verlangsamung des Abbildungsvorgangs, so dass genügend Zeit zur korrekten Einstellung des Lasersystems auf die erforderliche Pulsenergie vorhanden ist. Während die erstgenannte Lösung eine erhebliche Steigerung der Kosten für eine Lasergravurvorrichtung bedeutet, verursacht die zweitgenannte Lösung eine erhebliche Verlängerung der Abbildungsdauer.
  • Daher besteht ein Bedarf an einem Verfahren zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik, welches sich neben einer geringen Prozessdauer dadurch auszeichnet, dass eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens auch mit kostengünstigen Lasersystemen, welche eine träge Energieumschaltung aufweisen, gebildet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Sofern nicht ausdrücklich Gegenteiliges zum Ausdruck gebracht wird, können Ausführungsformen der Erfindung frei miteinander kombiniert werden.
  • Bei einem "Dokument" kann es sich um ein Wert- oder Sicherheitsdokument handeln. Unter einem Dokument werden erfindungsgemäß papierbasierte und/oder kunststoffbasierte Dokumente verstanden, wie zum Beispiel Ausweisdokumente, insbesondere Reisepässe, Personalausweise, VISA sowie Führerscheine, Fahrzeugscheine, Fahrzeugbriefe, Firmenausweise, Gesundheitskarten oder andere ID-Dokumente sowie auch Chipkarten, Zahlungsmittel, insbesondere Banknoten, Bankkarten und Kreditkarten, Frachtbriefe oder sonstige Berechtigungsnachweise. In diese kann nach Ausführungsformen ein Datenspeicher zur Speicherung zumindest eines Attributs integriert sein.
  • Unter einem "Dokument" wird hier insbesondere auch ein tragbares elektronisches Gerät verstanden, welches zumindest einen Datenspeicher zur Speicherung eines Attributs und eine Kommunikationsschnittstelle zum Auslesen des Attributs aufweist. Vorzugsweise hat das Dokument einen gesicherten Speicherbereich zur Speicherung des zumindest einen Attributs, um zu verhindern, dass das in dem Speicherbereich gespeicherte Attribut in unerlaubter Weise verändert oder ohne die dafür erforderliche Berechtigung ausgelesen wird.
  • In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mittels einer Bestrahlungseinrichtung. Dabei weist der Dokumentenrohling eine fotosensitive Schicht auf, welche so ausgebildet ist, dass sich bei Beaufschlagung der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung mindestens ein optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht verändert. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schwärzung oder Aufhellung der fotosensitiven Schicht bei Beaufschlagung mit Laserlicht handeln. Die Veränderung des Parameters, also beispielsweise die Aufhellung oder Schwärzung skaliert hierbei mit der in die fotosensitive Schicht durch die elektromagnetische Strahlung eingetragenen Energie.
  • Die elektromagnetische Strahlung wird durch eine Bestrahlungseinrichtung bereitgestellt, wobei die Intensität der durch die Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Strahlung einstellbar ist. Dabei kann die Einstellung der Bestrahlungsintensität stufenlos oder in fest definierten Schritten erfolgen.
  • In einem ersten Schritt des Verfahrens wird eine monochrome Ausgangsgrafik bereitgestellt. Bei der Ausgangsgrafik kann es sich beispielsweise um ein Porträt des späteren Dokumenteninhabers handeln, oder um ein Logo oder ein anderes Identifikationsmerkmal. Neben der Bereitstellung einer Ausgangsgrafik die bereits monochrom ist, wäre es erfindungsgemäß auch möglich, eine zunächst polychrome Ausgangsgrafik in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt zu monochromatisieren. Dabei ist festzuhalten, dass der Begriff "monochrom" in diesem Fall bedeuten kann, dass die monochrome Ausgangsgrafik nur Grauwerte aufweist oder aber verschiedene Helligkeitswerte einer definierten Farbe. Beispielsweise kann eine Ausgangsgrafik also auch aus einer Vielzahl von Helligkeitswerten eines Blautons bestehen. Einem einzelnen Bildpunkt kann dabei ein Informationsgehalt von einem Byte zugeordnet sein, was 255 verschiedenen Helligkeitswerten entspricht.
  • In einem folgenden Verfahrensschritt werden nun die Helligkeitswerte der monochromen Ausgangsgrafik auf mindestens zwei Helligkeitsstufen reduziert. Am Beispiel eines Graustufenbildes ist dieser Vorgang als Graustufenreduktion bekannt. Dabei wird allen Helligkeitswerten innerhalb eines definierten Intervalls ein einheitlicher Helligkeitswert zugeordnet. Das Resultat dieses Verfahrensschritts ist eine reduzierte Ausgangsgrafik, welche nur noch Bildpunkte enthält, deren Helligkeitswert einem der einheitlichen Helligkeitswerte der Helligkeitsstufen entspricht.
  • Diese reduzierte Ausgangsgrafik wird in einem nächsten Verfahrensschritt in Teilgrafiken unterteilt, wobei jede der Teilgrafiken nur Bildpunkte gleicher Helligkeit aufweist. Wurden beispielsweise in den vorhergegangenen Verfahrensschritt fünf Helligkeitsstufen ausgewählt, so erhält man dementsprechend auch fünf Teilgrafiken.
  • Diese einzelnen Teilgrafiken werden anschließend jeweils vollständig auf dem Dokumentenrohling abgebildet, indem die fotosensitive Schicht des Dokumentenrohlings mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt wird. Dabei ist jeder Helligkeitsstufe eine durch die elektromagnetische Strahlung in die fotosensitive Schicht einzubringende Energie zugeordnet. Da jede Teilgrafik nur Bildpunkte gleicher Helligkeit, das heißt Bildpunkte einer einzigen Helligkeitsstufe beinhaltet, wird bei Abbilden einer Teilgrafik die fotosensitive Schicht des Dokumentenrohlings nur mit der der Helligkeitsstufe der Teilgrafik zugeordneten einzubringenden Energie beaufschlagt.
  • Das zuvor beschriebene Verfahren könnte den Vorteil haben, dass während des Aufbringens einer einzelnen Teilgrafik die Ausgangsleistung der Bestrahlungseinrichtung nicht geändert werden muss. Somit entfallen die üblicherweise notwendigen Wartezeiten, welche durch die Umstellung der Energie der durch die Bestrahlungseinrichtung abgegebenen elektromagnetischen Strahlung entstehen. Gleichzeitig können zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Bestrahlungseinrichtungen verwendet werden, welche nur sehr träge auf eine notwendige Änderung der abgegebenen Energie reagieren, da eine solche Umstellung nur einmal, nämlich nur vor Beginn der Abbildung einer Teilgrafik notwendig ist. Anschließend kann die gesamte Teilgrafik mit ein und derselben Einstellung der Bestrahlungseinrichtung auf den Dokumentenrohling aufgebracht werden.
  • Gleichzeitig könnte durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, dass bei einem Sprung der Helligkeitsstufe von einem Pixel zu einem benachbarten Pixel ein Verschmier-Effekt aufgrund einer zu langsamen Reaktion der Bestrahlungseinrichtung auf eine notwendige Veränderung der Ausgangsleistung auftritt. Somit könnte insgesamt durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein schärferes Bild bei Verwendung einer kostengünstigen Bestrahlungseinrichtung erzeugt werden.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es sich bei einer Teilgrafik nicht zwingend um alle Bildpunkte einer Helligkeitsstufe handeln muss, die in der gesamten reduzierten Ausgangsgrafik vorhanden sind. Eine Teilgrafik kann beispielsweise auch aus allen Bildpunkten einer Helligkeitsstufe in einer Zeile der reduzierten Ausgangsgrafik bestehen. In diesem Fall durchläuft die Bestrahlungseinrichtung bei Abbildung der Teilgrafiken eine Bildzeile mehrfach nacheinander, wobei bei einem Durchlauf durch die Bildzeile nur Bildpunkte einer Teilgrafik, also einer Helligkeitsstufe aufgebracht werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es sich bei der Bestrahlungseinrichtung um eine Laserquelle handeln. Dabei ist die Laserquelle vorzugsweise so konfiguriert, dass sie Laserpulse definierte Energie abgeben kann. Beispielsweise kann es sich bei einem Laserpuls um einen Lichtpuls einer Pulsenergie zwischen 0,01mJ und 1mJ und einer Pulsbreite von etwa 3ns bis 250ns handeln. Dabei weist ein solcher Puls Spitzenleistungen von ca. 10kW bis 50kW auf. Die Wellenlänge des hierbei emittierten Lichts muss an die Anforderungen der fotosensitiven Schicht angepasst werden. Üblich sind bei Lasergravurverfahren Wellenlängen im nahen Infrarot, etwa bei 1064nm. Bei Verwendung einer gepulsten Laserquelle kann dann jeder Bildpunkt einer aufgebrachten Grafik durch Beaufschlagung der fotosensitiven Schicht mit einem Laserpuls definierter Energie erzeugt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es je nachdem, welches fotosensitive Material auf dem Dokumentenrohling aufgebracht ist, auch möglich, anstelle eines einzelnen Pulses definierter Energie mehrere Pulse gleicher Energie auf einen Bildpunkt zu lenken. Dabei muss das Produkt aus der Anzahl an Pulsen und der Energie eines einzelnen Pulses der in das fotosensitive Material einzubringenden Energie für die Erzeugung der gewünschten Helligkeitsstufe angepasst werden. Wurden beispielsweise bei der Festlegung der Helligkeitsstufen 5 Stufen gewählt, wäre um einen Bildpunkt der ersten Helligkeitsstufe zu erzeugen ein einzelner Laserpuls nötig, während bei einem Bildpunkt der dritten Helligkeitsstufe drei Laserpulse nötig wären um einen Bildpunkt der gewünschten Helligkeitsstufe zu erhalten. Dabei kann die Ausgangsleistung des Laser bei jedem Puls konstant bleiben, unabhängig von der zu erzeugenden Helligkeitsstufe. Es müssten lediglich bei verschiedenen Helligkeitsstufen unterschiedliche Anzahlen von Laserpulsen auf einen Bildpunkt abgegeben werden. Da die Schwärzung fotosensitiver Material jedoch in manchen Fällen nicht additiv ist, also nicht für jeden absorbierten Laserpuls gleichmäßig zunimmt, ist dies nicht bei allen fotosensitiven Materialien möglich.
  • Bei der Laserquelle kann es sich nach einer Ausführungsform um einen Faserlaser handeln, der beispielsweise aus einer Pulsquelle und einem nachgeschaltetem Faserverstärker besteht. Solche Systeme sind im Stand der Technik als MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) System bekannt. Bei Verwendung eines solchen Faserlasers kann während der vollständigen Abbildung einer Teilgrafik die Pumpleistung, mit der der Faserverstärker gepumpt wird, konstant gehalten werden. Um an einem bestimmten Punkt innerhalb einer Grafik ein Pixel definierter Helligkeit zu erzeugen, muss dann lediglich die Pulsquelle dazu veranlasst werden, einen einzelnen Laserpuls abzugeben. Dieser wird dann auf das durch die konstant gehaltene Pumpleistung definierte Leistungsniveau verstärkt und erzeugt bei Auftreffen auf die fotosensitive Schicht ein Pixel definierter Helligkeit. Damit könnte die Verwendung eines solchen Faserlasers den Vorteil haben, dass die Steuerung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr einfach gestaltet werden kann, da während der Abbildung einer Teilgrafik der verwendete Faserverstärker unangetastet bleibt und lediglich die Pulsquelle und die Ausrichtung der Laserstrahlung auf den Dokumentenrohling gesteuert werden muss.
  • Nach einer Ausführungsform werden die mindestens zwei Helligkeitsstufen der reduzierten Ausgangsgrafik für jede aufzubringende Grafik individuell definiert oder für jede Grafik gleich gewählt. Die Entscheidung, ob man die Helligkeitsstufen an die aufzubringende Grafik anpasst, oder über eine Vielzahl von Grafiken konstant hält, hängt von den aufzubringenden Grafiken ab. Handelt es sich beispielsweise um eine Grafik, bei der die verschiedenen Helligkeitswerte der einzelnen Bildpunkte gleichmäßig über das gesamte Spektrum von möglichen Helligkeitswerten verteilt sind, können die Helligkeitsstufen so gewählt sein, dass sich die Zahl der Bildpunkte der aufgebrachten Grafik gleichmäßig auf die Helligkeitsstufe verteilen. Handelt es sich beispielsweise um eine Grafik von 1000 Bildpunkten und wurden vier Helligkeitsstufen gewählt, so wären in dieser Ausführungsform die Grenzen der Helligkeitsstufen so zu wählen, dass in jede Helligkeitsstufe 250 Pixel fallen. Alternativ hierzu können nach einer Ausführungsform die Helligkeitsstufen auch so gewählt sein, dass jede Helligkeitsstufe die gleiche Anzahl an Helligkeitswerten beinhaltet. Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, kann ein Pixel beispielsweise 255 verschiedene Helligkeitswerte annehmen (1 Byte). Würde man dieser Ausführungsform folgend vier Helligkeitsstufen definieren, so wären diese so zu wählen, dass innerhalb jeder Helligkeitsstufe 64, bzw. 63 Helligkeitswerte enthalten sind.
  • Die beiden vorgenannten Möglichkeiten die Helligkeitsstufen zu definieren, wären insbesondere dann geeignet, wenn eine Zahl von Helligkeitsstufen für mehrere Grafiken beibehalten werden soll. Hierdurch könnte die Prozesszeit zur Erzeugung einer Grafik reduziert werden, da nicht für jede Grafik individuell eine Festlegung der Helligkeitsstufen getroffen werden muss.
  • Es kann jedoch auch vorkommen, dass die Helligkeitswerte der Bildpunkte einer Grafik sich nicht gleichmäßig auf alle verfügbaren Helligkeitswerte verteilen, sondern dass es beispielsweise zu Häufungen bestimmter Helligkeitswerte der einzelnen Bildpunkte kommt. In diesem Fall kann es nach einer Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft sein, zunächst ein Helligkeitsspektrum der Grafik zu erstellen, wobei in dem Helligkeitsspektrum die Zahl der in der Ausgangsgrafik vorhandenen Bildpunkte je Helligkeitswert abgebildet ist. Anschließend kann auf dieses Helligkeitsspektrum ein Clustering-Verfahren angewendet werden, um Häufungen in dem Helligkeitsspektrum zu ermitteln. Anschließend können die später verwendeten Helligkeitsstufen an eben dieser ermittelten Häufungen von Helligkeitswerten angepasst werden, indem beispielsweise das Intervall der Helligkeitswerte, welche einer Helligkeitsstufe zugeordnet werden, um eine Häufung zentriert wird und der Helligkeitswert, welcher der Helligkeitsstufe zugeordnet ist, entsprechend des Maximums der Häufung gewählt wird. Alternativ kann die Wahl der Grenzen einer Helligkeitsstufe, sowie die Wahl des der Helligkeitsstufe zugeordneten Helligkeitswerts auch anderweitig an die Form der Häufungen der Bildpunkte angepasst werden. Dies könnte beispielsweise notwendig werden, wenn Häufungen keiner symmetrischen Verteilung (Gaußverteilung) folgen, sondern stark asymmetrisch ausgebildet sind.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform kann die reduzierte Ausgangsgrafik vor dem Unterteilen in Teilgrafiken durch Dithering und/oder Posterisation aufbereitet werden. Hierdurch können durch die zuvor durchgeführte Reduktion auf die mindestens zwei Helligkeitsstufen aufgetretene Kanten der Grafik zwischen den Teilbildern der Helligkeitsstufen geglättet werden, so dass sich eine Verbesserung der Bildqualität verglichen mit dem der Grafik zugrunde liegenden Original einstellt.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der aufgebrachten Grafik um das Negativ der zugrundeliegenden Ausgangsgrafik. Hierzu kann beispielsweise eine fotosensitive Schicht verwendet werden, welche bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung nicht dunkler sondern heller wird. Dies könnte den Vorteil haben, dass nach Erzeugung der Grafik keine weiteren Änderungen an der Grafik durch Schwärzung einzelner Bildpunkte mehr vorgenommen werden können. So kann beispielsweise bei einem Positiv einer Grafik stets ein dunklerer Pixel hinzugefügt werden, es ist jedoch nicht möglich, bei einem Negativ einen bereits ausgeblichenen Pixel wieder zu schwärzen Somit könnte durch das Aufbringen eines Negativs die Fälschungssicherheit des erzeugten Dokuments verbessert werden.
  • An die zuvor genannte Ausführungsform anschließend ist es nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass jene Bereiche der fotosensitiven Schicht, welche außerhalb der Ränder der aufgebrachten Grafik liegen, mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt werden, so dass diese ausbleichen. Hierdurch kann verhindert werden, dass in diesen Randbereichen nachträglich Veränderungen vorgenommen werden können.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann zusätzlich zu dem Negativ der Grafik auch ein Positiv der Grafik auf den Dokumentenrohling aufgebracht werden. Dies könnte die Fälschungssicherheit des Dokuments weiter erhöhen, da jederzeit überprüft werden kann, ob das Negativ zu dem dargestellten Positiv passt oder ob sich Diskrepanzen zwischen den beiden Grafiken feststellen lassen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Dokumentenrohling einen mehrschichtigen Dokumentenkörper auf, wobei es sich bei den Schichten um Kunststoff und/oder Papier und/oder Metall und/oder Polymerschichten handeln kann. Insbesondere ist nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Dokumentenrohling in einer der Schichten einen Chip mit einem Speicherbereich sowie eine Schnittstelle aufweist, wobei die Schnittstelle einen Zugriff auf den Speicherbereich des Chips ermöglicht. In diesem Speicherbereich des Chips kann im Rahmen des Verfahrens die auf das Dokument aufgebrachte Ausgangsgrafik abgelegt werden, wobei beispielsweise bei einer Kontrolle des Dokuments die gespeicherte Ausgangsgrafik über die Schnittstelle ausgelesen werden kann. So kann die Fälschungssicherheit des Dokuments weiter erhöht werden, da bei einer Kontrolle der Echtheit des Dokuments das Negativ, das Positiv und das Original der Grafik miteinander verglichen werden können.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mit einer Bestrahlungseinrichtung zur Bereitstellung elektromagnetischer Strahlung. Der Bestrahlungseinrichtung ist eine Steuerungseinrichtung zugeordnet, durch welche die Intensität der durch die Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Strahlung eingestellt werden kann. Die Bestrahlungseinrichtung ist wiederum dazu ausgebildet, einen Dokumentenrohling mit einer fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung zu beaufschlagen. Durch die Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung verändert sich hierbei mindestens ein optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht, wobei die Veränderung des Parameters mit der in die fotosensitive Schicht eingetragenen Energie skaliert. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung mit Prozessormitteln, Speichermitteln und einer Schnittstelle, wobei die Schnittstelle dazu ausgebildet ist, eine monochrome Ausgangsgrafik einzulesen. Die Prozessormittel der Vorrichtung sind dazu ausgebildet
    • die Helligkeitswerte der monochromen Ausgangsgrafik auf mindestens zwei Helligkeitsstufen zu reduzieren um eine reduzierte Ausgangsgrafik zu erhalten
    • die reduzierte Ausgangsgrafik in Teilgrafiken zu unterteilen, wobei jede der Teilgrafiken nur Bildpunkte gleicher Helligkeit aufweist
    • die Steuerungseinrichtung der Bestrahlungseinrichtung so anzusteuern, dass die einzelnen Teilgrafiken jeweils vollständig auf dem Dokumentenrohling durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung durch die Bestrahlungseinrichtung abgebildet werden.
  • Die Speichermittel beinhalten hierbei eine Zuordnung der Helligkeitsstufen zu einer in die fotosensitive Schicht einzubringenden Energie. Vor Abbilden einer Teilgrafik greifen die Prozessormittel auf die Speichermittel zu, um die der Helligkeitsstufe einer Teilgrafik zugeordnete einzubringende Energie zu ermitteln und die Steuerungseinrichtung der Bestrahlungseinrichtung anschließend so anzusteuern, dass die fotosensitive Schicht mit der der Helligkeitsstufe zugeordneten einzubringenden Energie beaufschlagt wird.
  • Nach einer Ausführungsform beinhaltet die Vorrichtung weiter eine Zuführeinrichtung und eine Stapeleinrichtung, wobei die Zuführeinrichtung eine Vielzahl von Dokumentenrohlingen beinhaltet und dazu ausgebildet ist, die Dokumentenrohlinge der Bestrahlungseinrichtung zur Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung zuzuführen und wobei die Stapeleinrichtung dazu ausgebildet ist, personalisierte Dokumentenrohlinge aufzunehmen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Stapeleinrichtung ferner dazu ausgebildet, fehlerhafte Dokumente separat von den personalisierten Dokumentenrohlingen aufzunehmen.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik;
    Fig. 2
    eine beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Bildbearbeitungsschritte;
    Fig. 3
    schematische Darstellungen möglicher Verteilungen von Bildpunkten auf verschiedene Helligkeitswerte und die resultierende Einteilung in Helligkeitsstufen; und
    Fig. 4
    ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Dokuments.
  • Im Folgenden werden einander ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 100 zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings 102 mit einer Grafik. Die Vorrichtung 100 besteht im Wesentlichen aus einer Bestrahlungseinrichtung 104 und einer Fördereinrichtung 106. Dabei beinhaltet die Bestrahlungseinrichtung 104 eine Laserquelle 108, wobei die Laserquelle 108 operativ mit einer Lasersteuerung 110 verbunden ist. Ferner beinhaltet die Bestrahlungseinrichtung 104 Prozessormittel 112 sowie Speichermittel 114 und eine Schnittstelle 116. Die Lasersteuerung 110 beinhaltet weiter ein Programmmodul 118, welches maschinenlesbaren Code beinhaltet, durch dessen Ausführung die Lasersteuerung 110 die Laserquelle 108 ansteuert. Die Laserquelle 108 ist über Kopplungsmittel, wie beispielsweise eine Faserkopplung 120 mit einem Bearbeitungskopf 122 verbunden.
  • Der Bearbeitungskopf 122 ist dabei dazu ausgebildet, die von der Laserquelle 108 erzeugte und über die Faserkopplung 120 den Bearbeitungskopf 122 zugeführte Laserstrahlung auszukoppeln, so dass ein zielgerichteter Strahl 124 auf den Kartenrohling 102 abgegeben werden kann. Die Ausrichtung des Strahls 124 kann dabei beispielsweise durch eine Anordnung von Ablenkspiegeln, deren Ausrichtung durch piezoelektrische oder elektroaktorische Elemente gesteuert wird, erfolgen. Beispielsweise kann es sich bei dem in dem Bearbeitungskopf 122 verwendeten Lichtablenksystem um einen Galvanometerscanner handeln. Neben einer Ablenkung des Strahls 124 ist es auch möglich, den gesamten Bearbeitungskopf 122 in der Ebene des Dokumentenrohlings 102 zu verschieben, wie es beispielsweise bei einem x-y-Schreiber (Plotter) üblich ist. Neben einer Verschiebung des Bearbeitungskopfes 122 kann auch der Dokumentenrohling 102 relativ zum Bearbeitungskopf 122 verschoben werden.
    Es sei an dieser Stelle festgehalten, dass die Prozessormittel 112, die Speichermittel 114 und die Schnittstelle 116 nicht zwingend Teil der Bestrahlungseinrichtung 104 sein müssen. Es ist auch möglich, diese Elemente auszugliedern, so lange sie mit der Bestrahlungseinrichtung 104 operativ verbunden sind. Beispielsweise können die Prozessormittel 112, die Speichermittel 114 und die Schnittstelle 116 Teil eines separaten Rechnersystems sein, welches kabelgebunden oder kabellos mit der Bestrahlungsvorrichtung verbunden ist.
  • Um mit der Vorrichtung 100 den Dokumentenrohling 102 durch Aufbringen einer Grafik zu personalisieren, wird zunächst über die Schnittstelle 116 die Ausgangsgrafik eingelesen. Dabei kann es sich bei der Ausgangsgrafik sowohl um eine monochrome Ausgangsgrafik als auch um eine zunächst polychrome Ausgangsgrafik handeln, welche im Folgenden monochromatisiert wird. In der Fig. 2a ist eine solche Ausgangsgrafik 202 beispielhaft dargestellt. Die über die Schnittstelle 116 eingelesene Ausgangsgrafik 202 wird in den Speichermitteln 114 zunächst abgelegt. Anschließend wird die Ausgangsgrafik 202 durch Ausführung eines entsprechenden Programms durch die Prozessormittel 212 aufbereitet, so dass sie auf den Kartenrohling 102 aufgebracht werden kann. Hierzu werden zunächst mindestens zwei Helligkeitsstufen der monochromen Ausgangsgrafik 202 definiert. Dies kann beispielsweise entweder dadurch geschehen, dass die Prozessormittel 112 auf die Speichermittel 114 zugreifen und dort abgelegte Parameter für anzuwendende Helligkeitsstufen abrufen, oder dass die Prozessormittel 112 die gespeicherte Ausgangsgrafik analysieren und eine individuelle Definition von Helligkeitsstufen für die aufzubringende Ausgangsgrafik vornehmen. Eine solche Auswahl von Helligkeitsstufen wird im Folgenden mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert werden.
  • Nach Festlegung der Helligkeitsstufen werden anschließend alle Pixel der Ausgangsgrafik 202 aufgrund ihres Helligkeitswertes einer der Helligkeitsstufen zugeordnet und es wird allen Pixeln einer Helligkeitsstufe ein fester neuer Helligkeitswert zugeordnet. Dieser Vorgang ist im Kontext eines Graustufenbildes als Graustufenreduktion bekannt. Das Resultat dieses Vorgangs ist eine Grafik in welcher nur noch Bildpunkte einer definierten Zahl von Helligkeitswerten vorhanden sind. Beispielhaft ist in Fig. 2b eine graustufenreduzierte Grafik 204 dargestellt. Die Grafik 204 wurde ferner nach Durchführung der Graustufenreduktion durch Dithering einer Bildverbesserung unterzogen.
  • Dabei wurden in dem in Fig. 2b dargestellten Fall insgesamt fünf Graustufen definiert.
  • Die graustufenreduzierte Grafik 204 wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt durch den Prozessor 112 in Teilgrafiken, welche in Fig. 2c exemplarisch dargestellt sind, zerlegt. Dabei enthält jede der Teilgrafiken 206, 208, 210 und 212 jeweils nur Bildpunkte ein- und derselben Helligkeitsstufe. So enthält beispielsweise die Teilgrafik 206 nur Bildpunkte mit einem sehr hellen Grauton, die Teilgrafik 208 nur Bildpunkte mit einem mittleren Grauton, die Teilgrafik 210 nur Bildpunkte mit einem dunklen Grauton, während die Teilgrafik 212 nur Bildpunkte enthält, die schwarz sind. Nicht dargestellt ist hierbei jene Teilgrafik, welche nur weiße Bildpunkte enthält.
  • Die so erzeugten Teilgrafiken 206, 208, 210 und 212 werden anschließend im Speicher 114 abgelegt. Durch Ausführung des Programmoduls 118 werden die Teilgrafiken 206, 208, 210 und 212 nacheinander auf den Kartenrohling 102 übertragen, indem die Lasersteuerung 110 die Laserquelle 108 entsprechend ansteuert. Hierzu wird zunächst ermittelt, mit welcher Energie die fotosensitive Schicht des Kartenrohlings beaufschlagt werden muss um Bildpunkte der Graustufe der gerade aufzubringenden Teilgrafik 206 zu erzeugen. Liefert beispielsweise die Laserquelle 108 Pulsenergien zwischen 0,01mJ und 1mJ, könnte einem hellen Grau eine Pulsenergie von 0,1mJ Watt entsprechen.
  • Anschließend wird durch den Bearbeitungskopf 122 der Strahl 124 nacheinander auf die Positionen der zu erzeugenden Pixel auf den Kartenrohling 102 ausgerichtet und es wird durch Ansteuerung der Laserquelle 108 über die Faserkopplung 120 und den Bearbeitungskopf 122 ein Laserpuls auf den anvisierten Bildpunkt auf dem Kartenrohling 102 abgegeben. Hierdurch wird an dem Auftreffpunkt des Laserpulses auf der fotosensitiven Schicht ein Bildpunkt der gewünschten Graustufe erzeugt. Dies wird nacheinander für alle Bildpunkte der abzubildenden Teilgrafik durchgeführt. Erst wenn die Teilgrafik vollständig auf dem Kartenrohling 102 abgebildet ist, wird die nächste Teilgrafik geladen und analog auf dem Kartenrohling abgebildet. Da es sich bei der nächsten Teilgrafik um eine Grafik von unterschiedlicher Graustufe handelt, wird dabei zunächst die Laserquelle in ihre Ausgangsleistung an die zu erzielende Graustufe der zu erzeugenden Pixel angepasst. Soll beispielsweise nach der zuvor aufgebrachten Teilgrafik nun eine Teilgrafik mit dunkleren Pixeln erzeugt werden, muss die Ausgangsleistung des Lasers entsprechend gesteigert werden. Durch Übertragen aller Teilgrafiken 206, 208, 210 und 212 kann auf diesem Wege die reduzierte Grafik 204 auf den Kartenrohling 102 übertragen werden.
  • Nachdem die Abbildung einer Grafik auf den Kartenrohling 102 abgeschlossen wurde, kann das erzeugte Dokument durch die Fördereinrichtung 106 aus dem Bearbeitungsbereich entfernt werden. Anschließend kann durch die Fördereinrichtung 106 ein neuer Dokumentenrohling 102 unter dem Bearbeitungskopf 122 der Bestrahlungsvorrichtung 100 positioniert werden, sodass das Personalisierungsverfahren erneut durchlaufen werden kann. Die Fördereinrichtung 106 kann dabei die bereits bearbeiteten Dokumente einer Stapeleinrichtung (nicht dargestellt) zuführen. Dabei kann die Fördereinrichtung 106 so gestaltet sein, dass sie im Falle einer fehlerhaften Abbildung der Ausgangsgrafik den bearbeiteten Dokumentenrohling 102 einer anderen Ablage zuführt, als jene Dokumentenrohlinge 102, auf welchen die Abbildung der Ausgangsgrafik korrekt vonstatten gegangen ist.
  • In den Figuren 3a und 3b sind exemplarisch zwei mögliche Helligkeitsspektren einer abzubildenden Grafik dargestellt. Beispielsweise ist in Fig. 3a ein Helligkeitsspektrum 302 einer Grafik dargestellt, in welcher die Zahl der Bildpunkte, welche einen bestimmten Helligkeitswert aufweisen, über alle Helligkeitswerte gleichmäßig verteilt ist. Dabei sind in dem Helligkeitsspektrum 302 auf der x-Achse die Helligkeitswerte der einzelnen Bildpunkte dargestellt, während auf der y-Achse die Zahl der Bildpunkte je Helligkeitswert aufgetragen ist. Da es sich um eine exemplarische Darstellung handelt, wurde auf eine weitere Achsenbeschriftung verzichtet. Um die der Fig. 3a zugrundeliegende Grafik im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Dokumentenrohling zu übertragen, müssen nun zunächst Helligkeitsstufen definiert werden. Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, kann dies beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Helligkeitsspektrum in gleich große Teilbereiche unterteilt wird.
  • In Fig. 3a sind exemplarisch vier Intervalle dargestellt, die jeweils einer Helligkeitsstufe entsprechen. Jedem Bildpunkt, dessen Helligkeitswert in eines der Intervalle fällt, wird erfindungsgemäß der dem entsprechenden Intervall zugeordnete Helligkeitswert zugeordnet. Beispielsweise wird allen Bildpunkten, deren Helligkeitsweit in Intervall A liegt, der Helligkeitswert H1 zugeordnet, während alle Bildpunkte deren Helligkeitswerte in Intervall C liegt, den Helligkeitswert H3 erhalten: Die Wahl der Helligkeitswerte H1, H2, H3 und H4 kann dabei so angepasst werden, dass sich ein optimierter Kontrast des erzeugten Bildes ergibt. Ist wie in Fig. 3a dargestellt die Zahl der Bildpunkte gleichmäßig über die Helligkeitswerte verteilt, kann beispielsweise der Helligkeitswert H1 des Intervalls A innerhalb des Intervalls A zentriert gewählt werden.
  • In manchen Fällen ist jedoch die Zahl der Bildpunkte stark inhomogen über die verschiedenen Helligkeitswerte verteilt. Dies ist exemplarisch in Fig. 3b dargestellt. Beispielsweise kann es sich bei dem Helligkeitsspektrum 304 in Fig. 3b um das Spektrum einer dreifarbigen Flagge handeln. In diesem Fall kann es sinnvoll sein, die Helligkeitsstufen bzw. die Intervalle für die Helligkeitswerte nicht äquidistant zu wählen, sondern an Häufungen in den Helligkeitsspektren anzupassen. Am Beispiel der Fig. 3b kann es sinnvoll sein, die Intervalle E, F, und G so zu wählen, dass jedes der Intervalle einen der Häufungsbereiche, welche durch die starke Zunahme der Zahl der Bildpunkte je Helligkeitswert dargestellt sind, beinhaltet. Bei der Wahl des Helligkeitswerts, welcher allen Bildpunkten innerhalb des Intervalls zugeordnet werden soll, wäre dann darauf zu achten, dass dieser Helligkeitswert jenem entspricht, um den die Häufung der Bildpunkte zu beobachten ist. Dies ist exemplarisch durch die Helligkeitswerte H5, H6 und H7 angedeutet.
  • Wie in der Fig. 3b angedeutet, ist es durchaus möglich, dass die einzelnen Intervalle sich in ihrer Breite stark unterscheiden und auch der einem Intervall zugeordnete Helligkeitswert nicht innerhalb des Intervalls zentriert ist. Grundsätzlich kann die Wahl der den Helligkeitsstufen zugrundeliegenden Intervalle stets so an die zugrundeliegende Ausgangsgrafik angepasst werden, dass der Kontrast und die Bildqualität der auf dem Dokumentenrohling erzeugten Grafik optimiert ist.
  • Die Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten Dokuments 400. Das Dokument 400 beinhaltet ein Negativ 402 sowie ein Positiv 404 einer auf das Dokument aufzubringenden Ausgangsgrafik. Beispielsweise kann es sich bei der Grafik um das Porträt des Dokumenteninhabers handeln. Ferner beinhaltet das Dokument 400 einen Chip 406 mit einem Speicherbereich 408 sowie eine Schnittstelle 410. Über die Schnittstelle 410 kann beispielsweise das dem Positiv 402 und dem Negativ 404 zugrundeliegende Bild in dem Speicherbereich 408 des Chips 406 abgelegt oder aus diesem ausgelesen werden. So kann beispielsweise bei einer Validitätskontrolle des Dokuments 400 das Negativ 402 mit dem Positiv 404 und dem in dem Speicherbereich 408 abgelegten Original der Grafik verglichen werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen umfassen beispielsweise die folgenden Merkmale:
    1. 1. Verfahren zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mittels einer Bestrahlungseinrichtung, wobei der Dokumentenrohling eine fotosensitive Schicht aufweist, wobei sich bei Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung mindestens ein optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht verändert, wobei die Veränderung des Parameters mit der in die fotosensitive Schicht eingetragenen Energie skaliert, wobei die Bestrahlungseinrichtung elektromagnetische Strahlung bereitstellt, wobei die Energie der durch die Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Strahlung einstellbar ist, mit folgenden Schritten:
      • Bereitstellen einer monochromen Ausgangsgrafik,
      • Reduzieren der Helligkeitswerte der monochromen Ausgangsgrafik auf mindestens zwei Helligkeitsstufen um eine reduzierte Ausgangsgrafik zu erhalten,
      • Unterteilen der reduzierten Ausgangsgrafik in Teilgrafiken, wobei jede der Teilgrafiken nur Bildpunkte gleicher Helligkeit aufweist,
      • Jeweils vollständiges Abbilden der einzelnen Teilgrafiken auf dem Dokumentenrohling durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung,
        wobei jeder Helligkeitsstufe eine in die fotosensitive Schicht einzubringende Energie zugeordnet ist und wobei bei Abbilden einer Teilgrafik die fotosensitive Schicht mit der der Helligkeitsstufe der Teilgrafik zugeordneten einzubringenden Energie beaufschlagt wird.
    2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Bestrahlungseinrichtung um eine Laserquelle handelt, wobei die Laserquelle Laserpulse definierter Energie bereitstellt.
    3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei jeder Bildpunkt der aufgebrachten Grafik durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit einem Laserpuls definierter Energie erzeugt wird.
    4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei es sich bei der Laserquelle um einen Faserlaser handelt und wobei während der vollständigen Abbildung einer Teilgrafik die Pumpleistung mit der der Faserlaser gepumpt wird konstant bleibt..
    5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Helligkeitsstufen der reduzierten, monochromen Ausgangsgrafik für jede aufgebrachte Grafik individuell definiert werden oder wobei die mindestens zwei Helligkeitsstufen der monochromen Ausgangsgrafik für jede Grafik gleich sind.
    6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Helligkeitsstufen so gewählt sind, dass sich die Zahl der Bildpunkte der aufgebrachten Grafik gleichmäßig auf die Helligkeitsstufen verteilen.
    7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, wobei die Helligkeitsstufen so gewählt sind, dass jede Helligkeitsstufe die gleiche Anzahl an Helligkeitswerten beinhaltet.
    8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, wobei das auswählen der Helligkeitsstufen beinhaltet:
      • Ermitteln eines Helligkeitsspektrums, wobei das Helligkeitsspektrum die Zahl der in der Ausgangsgrafik vorhandenen Bildpunkte je Helligkeitswert abbildet,
      • Anwenden eines Clusteringverfahrens um Häufungen in dem Helligkeitsspektrum zu ermitteln,
      • Einteilen der Helligkeitsstufen, sodass jede Helligkeitsstufe eine Häufung umfasst.
    9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Unterteilen der reduzierten Ausgangsgrafik in Teilgrafiken die reduzierte Ausgangsgrafik durch Dithering und/oder Posterisation aufbereitet wird.
    10. 10.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei der aufgebrachten Grafik um das Negativ der Ausgangsgrafik handelt.
    11. 11.Verfahren nach Anspruch 10, wobei sich die fotosensitive Schicht über eine größere Fläche des Dokumentenrohlings erstreckt als die aufgebrachte Grafik, wobei das Verfahren ferner das Beaufschlagen jener Bereiche der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung beinhaltet, welche au-βerhalb der Ränder der aufgebrachten Grafik liegen.
    12. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Veränderung optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht nichtlinear mit der eingetragenen Energie skaliert.
    13. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10-12, wobei zusätzlich zu dem Negativ der Grafik auch ein Positiv der Grafik auf den Dokumentenrohling aufgebracht wird.
    14. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dokumentenrohling einen mehrschichtigen Dokumentenkörper aufweist, wobei es sich bei den Schichten um Kunststoff- und/oder Papier- und/oder Metall- und/oder Polymer-Schichten handelt.
    15. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dokumentenrohling einen Chip mit einem Speicherbereich, sowie eine Schnittstelle aufweist, wobei die Schnittstelle einen Zugriff auf den Speicherbereich des Chips ermöglicht, wobei das Verfahren ferner die Speicherung der Ausgangsgrafik in dem Speicherbereich des Chips beinhaltet.
    16. 16.Vorrichtung zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mit einer Bestrahlungseinrichtung zur Bereitstellung elektromagnetischer Strahlung, mit einer Steuerungseinrichtung für die Bestrahlungseinrichtung, wobei die Intensität der durch die Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Strahlung durch die Steuerungseinrichtung einstellbar ist, wobei die Bestrahlungseinrichtung dazu ausgebildet ist einen Dokumentenrohling mit einer fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung zu beaufschlagen, wobei sich bei Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung mindestens ein optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht verändert, wobei die Veränderung des Parameters mit der in die fotosensitive Schicht eingetragenen Energie skaliert, wobei die Vorrichtung ferner eine Datenverarbeitungseinrichtung mit Prozessormitteln, Speichermitteln und einer Schnittstelle umfasst, wobei die Schnittstelle dazu ausgebildet ist eine monochrome Ausgangsgrafik einzulesen, wobei die Prozessormittel dazu ausgebildet sind:
      • die Helligkeitswerte der monochromen Ausgangsgrafik auf mindestens zwei Helligkeitsstufen zu reduzieren um eine reduzierte Ausgangsgrafik zu erhalten,
      • die reduzierte Ausgangsgrafik in Teilgrafiken zu unterteilen, wobei jede der Teilgrafiken nur Bildpunkte gleicher Helligkeit aufweist,
      • die Steuerungseinrichtung der Bestrahlungseinrichtung so anzusteuern, dass die einzelnen Teilgrafiken jeweils vollständig auf dem Dokumentenrohling durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung durch die Bestrahlungseinrichtung abgebildet werden,
        wobei die Speichermittel eine Zuordnung der Helligkeitsstufen zu einer in die fotosensitive Schicht einzubringenden Energie beinhalten, und wobei vor Abbilden einer Teilgrafik die Prozessormittel durch Zugriff auf die Speichermittel die der Helligkeitsstufe der Teilgrafik zugeordnete einzubringende Energie ermitteln und die Steuerungseinrichtung der Bestrahlungseinrichtung so ansteuern, dass die fotosensitive Schicht mit der der Helligkeitsstufe zugeordneten einzubringenden Energie beaufschlagt wird.
    17. 17.Vorrichtung nach Anspruch 16 mit einer Zuführeinrichtung und einer Stapeleinrichtung, wobei die Zuführeinrichtung eine Vielzahl von Dokumentenrohlingen beinhaltet und dazu ausgebildet ist, die Dokumentenrohlinge der Bestrahlungseinrichtung zur Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung zuzuführen und wobei die Stapeleinrichtung dazu ausgebildet ist personalisierte Dokumentenrohlinge aufzunehmen.
    18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Stapeleinrichtung ferner dazu ausgebildet ist fehlerhafte Dokumente separat von den personalisierten Dokumentenrohlingen aufzunehmen.
    Bezugszeichenliste
    • 100
    Vorrichtung
    102
    Dokumentenrohling
    104
    Bestrahlungseinrichtung
    106
    Fördereinrichtung
    108
    Laserquelle
    110
    Lasersteuerung
    112
    Prozessormittel
    114
    Speicher
    116
    Schnittstelle
    118
    Programmmodul
    120
    Faserkopplung
    122
    Bearbeitungskopf
    124
    Laserstrahl
    202
    Ausgangsgrafik
    204
    reduzierte Grafik
    206
    Teilgrafik
    208
    Teilgrafik
    210
    Teilgrafik
    212
    Teilgrafik
    302
    Helligkeitsspektrum
    304
    Helligkeitsspektrum
    400
    Dokument
    402
    Negativ
    404
    Positiv
    406
    Chip
    408
    Speicherbereich
    410
    Schnittstelle

Claims (15)

  1. Verfahren zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mittels einer Bestrahlungseinrichtung, wobei der Dokumentenrohling eine fotosensitive Schicht aufweist, wobei sich bei Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung mindestens ein optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht verändert, wobei die Veränderung des Parameters mit der in die fotosensitive Schicht eingetragenen Energie skaliert, wobei die Bestrahlungseinrichtung elektromagnetische Strahlung bereitstellt, wobei die Energie der durch die Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Strahlung einstellbar ist, mit folgenden Schritten:
    • Bereitstellen einer monochromen Ausgangsgrafik,
    • Reduzieren der Helligkeitswerte der monochromen Ausgangsgrafik auf mindestens zwei Helligkeitsstufen um eine reduzierte Ausgangsgrafik zu erhalten,
    • Unterteilen der reduzierten Ausgangsgrafik in Teilgrafiken, wobei jede der Teilgrafiken nur Bildpunkte gleicher Helligkeit aufweist,
    • Jeweils vollständiges Abbilden der einzelnen Teilgrafiken auf dem Dokumentenrohling durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung,
    wobei jeder Helligkeitsstufe eine in die fotosensitive Schicht einzubringende Energie zugeordnet ist und wobei bei Abbilden einer Teilgrafik die fotosensitive Schicht mit der der Helligkeitsstufe der Teilgrafik zugeordneten einzubringenden Energie beaufschlagt wird,
    wobei es sich bei der aufgebrachten Grafik um das Negativ der Ausgangsgrafik handelt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Bestrahlungseinrichtung um eine Laserquelle handelt, wobei die Laserquelle Laserpulse definierter Energie bereitstellt,
    wobei optional:
    - jeder Bildpunkt der aufgebrachten Grafik durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit einem Laserpuls definierter Energie erzeugt wird, und / oder
    - es sich bei der Laserquelle um einen Faserlaser handelt und wobei während der vollständigen Abbildung einer Teilgrafik die Pumpleistung mit der der Faserlaser gepumpt wird konstant bleibt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Helligkeitsstufen der reduzierten, monochromen Ausgangsgrafik für jede aufgebrachte Grafik individuell definiert werden oder wobei die mindestens zwei Helligkeitsstufen der monochromen Ausgangsgrafik für jede Grafik gleich sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Helligkeitsstufen so gewählt sind, dass sich die Zahl der Bildpunkte der aufgebrachten Grafik gleichmäßig auf die Helligkeitsstufen verteilen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3, wobei die Helligkeitsstufen so gewählt sind, dass jede Helligkeitsstufe die gleiche Anzahl an Helligkeitswerten beinhaltet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3, wobei das auswählen der Helligkeitsstufen beinhaltet:
    • Ermitteln eines Helligkeitsspektrums, wobei das Helligkeitsspektrum die Zahl der in der Ausgangsgrafik vorhandenen Bildpunkte je Helligkeitswert abbildet,
    • Anwenden eines Clusteringverfahrens um Häufungen in dem Helligkeitsspektrum zu ermitteln,
    • Einteilen der Helligkeitsstufen, sodass jede Helligkeitsstufe eine Häufung umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Unterteilen der reduzierten Ausgangsgrafik in Teilgrafiken die reduzierte Ausgangsgrafik durch Dithering und/oder Posterisation aufbereitet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die fotosensitive Schicht über eine größere Fläche des Dokumentenrohlings erstreckt als die aufgebrachte Grafik, wobei das Verfahren ferner das Beaufschlagen jener Bereiche der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung beinhaltet, welche außerhalb der Ränder der aufgebrachten Grafik liegen.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Veränderung optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht nichtlinear mit der eingetragenen Energie skaliert.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu dem Negativ der Grafik auch ein Positiv der Grafik auf den Dokumentenrohling aufgebracht wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dokumentenrohling einen mehrschichtigen Dokumentenkörper aufweist, wobei es sich bei den Schichten um Kunststoff- und/oder Papier- und/oder Metall- und/oder Polymer-Schichten handelt.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dokumentenrohling einen Chip mit einem Speicherbereich, sowie eine Schnittstelle aufweist, wobei die Schnittstelle einen Zugriff auf den Speicherbereich des Chips ermöglicht, wobei das Verfahren ferner die Speicherung der Ausgangsgrafik in dem Speicherbereich des Chips beinhaltet.
  13. Vorrichtung zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik zur Herstellung eines Dokuments mit einer Bestrahlungseinrichtung zur Bereitstellung elektromagnetischer Strahlung, mit einer Steuerungseinrichtung für die Bestrahlungseinrichtung, wobei die Intensität der durch die Bestrahlungseinrichtung bereitgestellten Strahlung durch die Steuerungseinrichtung einstellbar ist, wobei die Bestrahlungseinrichtung dazu ausgebildet ist einen Dokumentenrohling mit einer fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung zu beaufschlagen, wobei sich bei Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung mindestens ein optisch detektierbarer Parameter der fotosensitiven Schicht verändert, wobei die Veränderung des Parameters mit der in die fotosensitive Schicht eingetragenen Energie skaliert, wobei die Vorrichtung ferner eine Datenverarbeitungseinrichtung mit Prozessormitteln, Speichermitteln und einer Schnittstelle umfasst, wobei die Schnittstelle dazu ausgebildet ist eine monochrome Ausgangsgrafik einzulesen, wobei die Prozessormittel dazu ausgebildet sind:
    • die Helligkeitswerte der monochromen Ausgangsgrafik auf mindestens zwei Helligkeitsstufen zu reduzieren um eine reduzierte Ausgangsgrafik zu erhalten,
    • die reduzierte Ausgangsgrafik in Teilgrafiken zu unterteilen, wobei jede der Teilgrafiken nur Bildpunkte gleicher Helligkeit aufweist,
    • die Steuerungseinrichtung der Bestrahlungseinrichtung so anzusteuern, dass die einzelnen Teilgrafiken jeweils vollständig auf dem Dokumentenrohling durch Beaufschlagen der fotosensitiven Schicht mit elektromagnetischer Strahlung durch die Bestrahlungseinrichtung abgebildet werden,
    wobei die Speichermittel eine Zuordnung der Helligkeitsstufen zu einer in die fotosensitive Schicht einzubringenden Energie beinhalten, und wobei vor Abbilden einer Teilgrafik die Prozessormittel durch Zugriff auf die Speichermittel die der Helligkeitsstufe der Teilgrafik zugeordnete einzubringende Energie ermitteln und die Steuerungseinrichtung der Bestrahlungseinrichtung so ansteuern, dass die fotosensitive Schicht mit der der Helligkeitsstufe zugeordneten einzubringenden Energie beaufschlagt wird,
    wobei es sich bei der aufgebrachten Grafik um das Negativ der Ausgangsgrafik handelt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13 mit einer Zuführeinrichtung und einer Stapeleinrichtung, wobei die Zuführeinrichtung eine Vielzahl von Dokumentenrohlingen beinhaltet und dazu ausgebildet ist, die Dokumentenrohlinge der Bestrahlungseinrichtung zur Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung zuzuführen und wobei die Stapeleinrichtung dazu ausgebildet ist personalisierte Dokumentenrohlinge aufzunehmen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Stapeleinrichtung ferner dazu ausgebildet ist fehlerhafte Dokumente separat von den personalisierten Dokumentenrohlingen aufzunehmen.
EP21154722.9A 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik Pending EP3875283A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014211513.2A DE102014211513B4 (de) 2014-06-16 2014-06-16 Verfahren und Vorrichtung zur Personalisierung eines Dokumentenrohlings mit einer Grafik
EP15722106.0A EP3154793B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
PCT/EP2015/059194 WO2015193013A1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15722106.0A Division EP3154793B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3875283A1 true EP3875283A1 (de) 2021-09-08

Family

ID=53175437

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15722106.0A Active EP3154793B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
EP21154723.7A Pending EP3875284A1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
EP21154722.9A Pending EP3875283A1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
EP20170203.2A Active EP3715142B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
EP20170202.4A Active EP3715141B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15722106.0A Active EP3154793B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
EP21154723.7A Pending EP3875284A1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20170203.2A Active EP3715142B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
EP20170202.4A Active EP3715141B1 (de) 2014-06-16 2015-04-28 Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik

Country Status (4)

Country Link
EP (5) EP3154793B1 (de)
CN (1) CN106457876B (de)
DE (1) DE102014211513B4 (de)
WO (1) WO2015193013A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3613602A1 (de) * 2018-08-23 2020-02-26 Covestro Deutschland AG Verbessertes verfahren für das partielle einfärben von kunststoffteilen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003088144A2 (en) * 2002-04-09 2003-10-23 Digimarc Id Systems, Llc Image processing techniques for printing identification cards and documents
DE102005032997A1 (de) * 2005-07-14 2007-01-18 Giesecke & Devrient Gmbh Gitterbild und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1747897A1 (de) * 2005-07-28 2007-01-31 Mühlbauer AG Personalisierungsverfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einem Kunststoffsubstrat und personalisiertes Sicherheitsdokument
EP2100747A1 (de) * 2008-03-10 2009-09-16 Maurer Electronics Gmbh Verfahren zum Aufbringen eines Bildes mit eingebetteter Zusatzinformation auf einen Datenträger
EP2181858A1 (de) * 2008-11-04 2010-05-05 Agfa-Gevaert N.V. Sicherheitsdokument und Herstellungsverfahren

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8354611B2 (en) * 2008-10-29 2013-01-15 Coherent, Inc. Laser engraving apparatus
EP2322355B1 (de) * 2009-11-13 2015-02-11 Polska Wytwornia Papierow Wartosciowych S.A. Verfahren zur Herstellung eines latenten Bildes auf einem Dokumentensubstrat und ein Dokumentensubstrat mit einem latenten Bild
DE102010053604A1 (de) * 2010-12-06 2012-06-06 Bundesdruckerei Gmbh Modulare Laserindividualisierungsvorrichtung und Laserindividualisierungssystem

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003088144A2 (en) * 2002-04-09 2003-10-23 Digimarc Id Systems, Llc Image processing techniques for printing identification cards and documents
DE102005032997A1 (de) * 2005-07-14 2007-01-18 Giesecke & Devrient Gmbh Gitterbild und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1747897A1 (de) * 2005-07-28 2007-01-31 Mühlbauer AG Personalisierungsverfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einem Kunststoffsubstrat und personalisiertes Sicherheitsdokument
EP2100747A1 (de) * 2008-03-10 2009-09-16 Maurer Electronics Gmbh Verfahren zum Aufbringen eines Bildes mit eingebetteter Zusatzinformation auf einen Datenträger
EP2181858A1 (de) * 2008-11-04 2010-05-05 Agfa-Gevaert N.V. Sicherheitsdokument und Herstellungsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
EP3875284A1 (de) 2021-09-08
EP3715142B1 (de) 2021-12-01
DE102014211513B4 (de) 2018-11-22
EP3154793B1 (de) 2021-02-24
CN106457876B (zh) 2018-06-01
CN106457876A (zh) 2017-02-22
EP3715141B1 (de) 2021-12-01
EP3715142A1 (de) 2020-09-30
WO2015193013A1 (de) 2015-12-23
DE102014211513A1 (de) 2015-12-17
EP3154793A1 (de) 2017-04-19
EP3715141A1 (de) 2020-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2571699B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von farbbildern mit einem uv-laser auf pigmentierten substraten und dadurch hergestellte produkte
EP2869998B1 (de) Verfahren zur herstellung von farbig personalisierbaren sicherheitsdokumentenrohlingen, farbig personalisierte sicherheitsdokumente und verfahren zur personalisierung
WO2013041415A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von farbbildern auf farbkörper enthaltenden substraten und dadurch hergestellte produkte
WO2011104331A1 (de) Markierungsvorrichtung und verfahren zum farbigen markieren von wert- oder sicherheitsdokumenten
EP3154793B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur personalisierung eines dokumentenrohlings mit einer grafik
EP2678170A2 (de) Individualisiertes durchsichtsregister
EP3039491B1 (de) Verfahren zum dezentralen markieren eines sicherheitsdokuments
EP3554846B1 (de) Verfahren zum herstellen eines sicherheitselements mit einem linsenrasterbild
EP3481642B1 (de) Verfahren zum herstellen einer schichtanordnung für ein sicherheitsdokument und sicherheitsdokument
EP3286010B1 (de) Verfahren zum herstellen eines sicherheitselementes mit passer zwischen druckelement und wasserzeichen
EP3291994B1 (de) Personalisierungsvorrichtung und verfahren zur personalisierung eines dokuments
EP2880850B1 (de) Verfahren zum eingravieren von bildern mittels strahlung in eine strahlungsempfindliche schicht, insbesondere zum lasergravieren
EP4272973A1 (de) Sicheres element, insbesondere ausweiskarte, mit einem personalisierungselement und verfahren zu dessen herstellung
DE102021002214A1 (de) Sicherheitsmerkmal für ein Wertdokument, Wertdokument und Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals
DE102021002225A1 (de) Sicherheitsmerkmal für ein Wertdokument, Wertdokument und Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals
EP2130682A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Personalisierungsdokumentes sowie Personalisierungsdokument
EP2539152A1 (de) Markierungsvorrichtung und verfahren zum markieren von wert- oder sicherheitsdokumenten unter verwendung von lichtleitfasern

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AC Divisional application: reference to earlier application

Ref document number: 3154793

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: P

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220208

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20220728

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

INTC Intention to grant announced (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20221102

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230526

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20240214