WO2002095743A1 - Optisches speichermedium - Google Patents

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WO2002095743A1
WO2002095743A1 PCT/EP2002/005417 EP0205417W WO02095743A1 WO 2002095743 A1 WO2002095743 A1 WO 2002095743A1 EP 0205417 W EP0205417 W EP 0205417W WO 02095743 A1 WO02095743 A1 WO 02095743A1
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WO
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storage medium
optical storage
volume hologram
wavelength
information
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PCT/EP2002/005417
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English (en)
French (fr)
Inventor
Irina Menz
Günther Dausmann
Original Assignee
Hsm Holographic Systems München Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00876—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy wherein physical copy protection means are attached to the medium, e.g. holograms, sensors, or additional semiconductor circuitry
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material

Definitions

  • the invention relates to an optical storage medium in the form of a plate, preferably a metallized plastic disc, in which information for reading with laser light can be stored in at least one surface.
  • Such storage media are e.g. B. in the form of CDs (compact discs), CD-ROMs, MDs (mini discs) or DVDs (digital versatile discs) known.
  • the information is e.g. B. below a transparent protective layer in a z. B. with a reflected aluminum layer vaporized surface digitally stored in the form of a dense sequence of microscopic depressions (pits).
  • pits Such pits have e.g. B. a depth of about a quarter of the readout wavelength.
  • the pits pressed into the CD or burned in with a laser beam are arranged in a spiral.
  • You put z. B. is a 14- to 16-digit binary combination of the digital signals.
  • the digital information is read with the help of an optoelectronic system, the pits without contact with a focused light beam z. B. scans a semiconductor laser.
  • a readout wavelength of approximately 780 nm is used.
  • DVDs a shorter read-out wavelength of approx. 650 nm is used, the smaller wavelength allowing a higher information density.
  • Storage media described above find z. B. in audio or video technology use.
  • Such mass storage devices are known as CD-ROMs as storage media for information technology.
  • Such mass storage media are easily by mechanical molding of the recess structure or by digital copying, e.g. B. by re-burning the deep structure, copy and fake.
  • An effective counterfeit security feature that is difficult to copy and that allows the original to be clearly identified would therefore be desirable.
  • the object of the present invention is to provide an optical storage medium which has high security against forgery.
  • optical storage medium with the features of claim 1.
  • the optical storage medium according to the invention has at least one volume hologram structure on the surface that has at least one reconstruction wavelength that differs from the read-out wavelength of the information of the storage medium.
  • Subclaims are directed to preferred embodiments.
  • the volume hologram structure that is on the surface of the optical storage medium, e.g. B. the CD, z. B. be fully integrated in a plastic layer on the surface. Because the reconstruction wavelength of the volume hologram and the readout wavelength of the data carrier, the readout of the data carrier is not disturbed by the volume hologram layer.
  • the configuration as a volume hologram enables a strong holographic, visually visible and / or machine-readable effect, which can also be checked without special equipment.
  • the strength of the holographic effect is not limited by a maximum depth of reliefs, which would result from the fact that the information reading of the digital information must not be disturbed by the holographic structure.
  • Surface relief holograms should therefore only allow a small depth of the holographic structures and are therefore more difficult to see. Since the reconstruction wavelength of the hologram differs from the read-out wavelength of the data carrier, it is ensured that the storage standards of the data carriers are met without being disturbed by the hologram structure.
  • volume hologram structure is located on the surface of the optical storage medium on which the information is also stored, an even more effective copy and counterfeit protection is created.
  • the storage medium according to the invention can have different readout and reconstruction wavelengths. However, it is particularly advantageous if the read-out wavelength is greater than 600 nm, preferably greater than 640 nm, and on the other hand the reconstruction wavelength is less than 600 nm, preferably less than 560 nm. While the read-out wavelength is in the red range in such an arrangement, the reconstruction wavelength is in the green range. This way, the wavelengths are well separated. The holographic image can be recognized visually in the green area.
  • the read-out wavelength is about 650 nm or about 780 nm and / or the reconstruction wavelength is about 540 nm is particularly advantageous.
  • Such an optical storage medium can be used with conventional read-out devices, such as, for. B. CD players (e.g. with a read-out wavelength of approx. 780 nm) or DVD players (e.g. with a read-out wavelength of approx. 650 nm). Since the reconstruction wavelength of the volume hologram is in the green area, the reading is not disturbed and the volume hologram can still be visually recognized very well and used effectively as a forgery feature.
  • Such a storage medium has a volume hologram structure with at least one direction of reconstruction on one of its surfaces, the direction of reconstruction of the volume hologram structure and the direction from which the stored information of the optical storage medium can be read out.
  • the volume hologram structure cannot interfere with the readout of the information data.
  • the stored data on an optical storage medium read vertically, for. B. by lighting with a readout laser in a CD player, this readout can not be disturbed by the volume hologram, which reconstructs in a direction oblique to the vertical. Nevertheless, the obliquely visible volume hologram can be used to check very visually whether it is an original data carrier or a forgery that the volume hologram does not reproduce.
  • the read-out wavelength is adapted to the wavelength that is known from conventional players or readers is used, such as. B. CD or DVD player.
  • the configurations according to the invention are combined.
  • the direction of reconstruction of the volume hologram structure differs from the direction of readout of the stored information and on the other hand the reconstruction wavelength also differs from the readout wavelength.
  • Such a storage medium has a volume hologram structure with a reconstruction depth on one of its surfaces, which is offset from the plate.
  • the hologram information reconstructs above or below the plate, that is to say offset to it.
  • the hologram information when illuminated cannot interfere with the reading of the information stored on one of the surfaces of the plate by an arrangement of depressions if the reconstruction depth is chosen accordingly that it is far enough from the plate.
  • the reconstruction depth may be well above the plate so that the hologram information from a read head located close to the plate is not visible.
  • the volume hologram reconstructing offset with respect to the plate can nevertheless be checked very visually, so that it is easy to determine whether it is an original data carrier or a forgery that the volume hologram does not reproduce.
  • the same advantages can be achieved with such a configuration as with an optical storage medium in which the read-out wavelength and reconciliation Distinguish structural wavelength of the volume hologram or the readout direction and the reconstruction direction.
  • the readout wavelength is adapted to the wavelength used by conventional playback or readout devices, such as. B. CD or DVD players.
  • This configuration can also be advantageously combined with the configurations described above.
  • the storage medium has the form of a plate, for. B. a round disc.
  • the optical storage medium may be suitable for storing the information analogously, e.g. B. in order to modulate the intensity of the readout laser beam analog when reading.
  • storage in digital form is particularly simple and reproducible.
  • Digital information can be stored on the optical storage medium in various forms, e.g. B. in the form of blackening, their arrangement and / or shape encodes the digital information. It is particularly advantageous if the digital storage medium can digitally store the digital information in the form of depressions in a surface of the pane. Such an embodiment enables the digital information to be read out in a conventional reading device. In another advantageous embodiment, the digital information is stored digitally in the form of areas of different magnetization, in order, for. B. to be readable in a player for a mini disc.
  • the volume hologram structure is advantageously designed such that it shows an optically visible reconstruction image when illuminated with the reconstruction wavelength. In this way, no special testing device is required to check the counterfeit security feature. You can also check with the naked eye whether it is a fake or an original.
  • the volume hologram structure can produce an optical effect that creates a special aesthetic effect.
  • the volume hologram Structure be designed so that it serves exclusively as a machine-readable counterfeit security feature.
  • Special readout devices can be provided for the optical storage medium, e.g. B. work on the principle of a CD reader. It when the storage medium with the applied volume hologram structure the outer dimensions of conventional data carriers, for. B. a CD, MD or DVD, so that it can be used in conventional readers.
  • the different reconstruction wavelength or direction of reconstruction with respect to the readout wavelength or direction ensures that the readout process is not disturbed by the volume hologram structure.
  • the optical storage medium can also after application of the volume hologram structure z. B. be written with a laser with information.
  • the volume hologram structure on the surface can thus serve as a counterfeit security feature for an unwritten storage medium.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an optical storage medium during the reading process
  • FIG. 2a shows an embodiment of the optical storage medium according to the invention in a lateral sectional view during the reading process
  • FIG. 2b shows a further embodiment of an optical storage medium according to the invention in a sectional view during the readout process
  • Figure 3 shows another embodiment of an optical storage medium according to the invention in a sectional view during the reading process.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a digital optical data carrier 1.
  • digital information in the form of so-called pits (3) is stored in spirally arranged tracks 3, which is generated with the aid of a laser 4 with a light beam 6 and one not shown Detector can be scanned in a manner known per se. Only a part of the spiral-shaped row of pits is shown as an example.
  • the track 3 extends spirally around the data carrier or its central guide hole 2.
  • FIG. 2a shows a section of a cross section of the embodiment according to the invention.
  • a section along a track 3 in FIG. 1 is shown.
  • the depressions 12 the arrangement of which is used to encode the digital information.
  • the depressions are in the range of a depth of less than one ⁇ m, a width of approximately half a ⁇ m and a length of 1 ⁇ m.
  • the depressions 12 are introduced into a plastic layer. For example, they may have been pressed or molded into the plastic layer 8 as in the manufacturing process of a conventional CD. Likewise, the depressions 12 can be burned in with the aid of a laser.
  • a layer on the plastic layer 8 e.g. B. a polymer layer in which a volume hologram structure is provided.
  • This holographically stored image information can e.g. B. be the three-dimensional image of an object in a manner known for holograms.
  • the volume hologram structure in layer 10 is designed so that they are at a wavelength of z. B. approx. 540 nm reconstructs the holographic image, ie in the green area. Such a hologram is clearly visible to the naked eye.
  • the layer 10 Since the layer 10 has stored the holographic information in the form of a volume hologram in Bragg network planes, there is no relief structure such as e.g. B. necessary with a surface hologram that would interfere with the reading process of the digital information that is stored by the arrangement of the recesses 12.
  • the volume hologram can be provided over the entire surface of the entire data carrier 1, 31. Likewise, depending on the requirement, only a part of the data carrier can carry holographic image information.
  • the volume hologram can be produced using known holographic techniques.
  • the thickness of the entire disc 1, which is composed of the plastic layer 8 with the layer 10 and a protective layer, if present, not shown, corresponds to the thickness of a conventional CD, so that it is in a normal CD player or CD-ROM - Drive is readable.
  • Figure 2b shows a modified embodiment. Again the section along a track is shown, as it corresponds to track 3 of FIG. 1.
  • there are differently magnetized regions 42 in the carrier layer 38 the arrangement of which encodes digital information. In this respect, the principle corresponds to a mini disc.
  • On this carrier layer 38 with the magnetic Areas 40 are in turn a layer 40 in which a volume hologram is introduced.
  • the volume hologram is designed such that it is at a wavelength of z. B. 543 nm, so reconstructed in the green.
  • the reading out of the digital information, which is stored in the arrangement of the magnetized areas 42, is again carried out with a semiconductor laser 4 with a laser beam 6 of the wavelength 780 nm. Just as in the embodiment of FIG disturbed by the volume hologram that reconstructs in the green area.
  • the polarization of the laser beam is rotated by the magnetized areas 42 and can be detected for reading with a detector, not shown.
  • the total thickness of disc 31 is that of a conventional mini disc, so that a normal reader can be used.
  • a reading process is possible with a conventional playback or reading device that uses a semiconductor laser 4 with a reading wavelength of 780 nm.
  • a conventional playback or reading device that uses a semiconductor laser 4 with a reading wavelength of 780 nm.
  • an embodiment can be provided that uses the information for reading out with a wavelength of 650 nm, that is, as in a conventional DVD.
  • Such a data carrier according to the invention enables the green visible reconstruction of the holographic image information in layer 10 or 42 when viewed with the naked eye.
  • Such holographic information is difficult to imitate with conventional techniques and thus represents effective counterfeit security protection.
  • Figure 3 shows another embodiment of the invention.
  • a plastic disk 1 is shown in section, which rotates about the axis 13 with the aid of the semiconductor laser 4 and the laser light 6 during the readout process.
  • the exit The reading process corresponds to the reading process of a conventional CD.
  • the pane 1 consists of a plastic carrier with depressions 12, the arrangement of which serves to encode the digital information and is not shown in FIG. 3 for the sake of clarity.
  • a volume hologram structure which only reconstructs under green reconstruction light is not stored in layer 10.
  • the information stored digitally in the recesses 12 is read using vertical laser light 6 from the semiconductor laser 4. Since the reconstruction of the volume hologram stored in the layer 10 occurs in the direction 14, the process of reading the digital information is not disturbed.
  • an embodiment is also possible in which the digital information is not stored in depressions 12 but in magnetized areas, as is the case with the embodiment in FIG. 2b.
  • a different direction of reconstruction 14 can ensure that the reading of the digital information is not disturbed by the volume hologram.
  • volume hologram structure guarantees security against forgery, since the volume hologram becomes visible when viewed in the direction 14 and can be checked with the naked eye.
  • the z. B. allows a visual inspection.
  • the described disadvantages become due to the configuration of the counterfeit security feature as a volume hologram avoid a relief structure that would occur with a surface hologram. Nevertheless, a strong holographic effect can be achieved.
  • the choice of a different reconstruction direction or a different reconstruction wavelength with respect to the readout direction or wavelength of the digital information ensures that no disturbance of the readout process for the stored digital information can occur.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Speichermedium(1) in Form einer Platte, wobei zumindest in einer der Oberflächen(8) Informationen(12) zur Auslesung mit Laserlicht(6) einer Auslesewellenlänge speicherbar sind, wobei erfindungsgemäss zumindest eine Volumenhologrammstruktur in einer Schicht (10) auf zumindest einer Oberfläche vorgesehen ist, die mindestens eine Rekonstruktionswellenlänge hat, wobei sich die Rekonstruktionswellenlänge der Volumenhologrammstruktur und die Auslesewellenlänge unterscheiden. Alternativ ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass auf zumindest einer Oberfläche des Speichermediums eine Volumenhologrammstruktur mit mindestens einer Rekonstruktionsrichtung vorgesehen ist, wobei diese sich von der Richtung, aus der die Information auslesbar ist, unterscheidet.

Description

Optisches Speichermedium
Die Erfindung betrifft ein optisches Speichermedium in Form einer Platte, vorzugsweise einer metallisierten Kunststoffscheibe, bei der in zumindest einer Oberfläche Information zur Auslesung mit Laserlicht speicherbar ist.
Solche Speichermedien sind z. B. in Form von CDs (compact discs), CD-ROMs, MDs (mini discs) oder DVDs (digital versatile discs) bekannt.
Bei einer CD ist die Information z. B. unterhalb einer transparenten Schutzschicht in einer z. B. mit einer reflektierten Aluminiumschicht bedampften Oberfläche digital in Form einer dichten Folge mikroskopisch feiner Vertiefungen (Pits) abgespeichert. Solche Pits haben z. B. eine Tiefe von etwa einem Viertel der Auslesewellenlänge. Die in die CD gepreßten oder mit einem Laserstrahl eingebrannten Pits sind spiralförmig angeordnet. Sie stellen z. B. eine 14- bis 16-stellige Binärkombination der digitalen Signale dar. Beim Auslesen werden die digitalen Informationen mit Hilfe eines optoelektronischen Systemes gelesen, das die Pits berührungslos mit einem fokussierten Lichtstrahl z. B. eines Halbleiterlasers abtastet. Bei herkömmlichen CDs wird dazu eine Auslesewellenlänge von etwa 780 nm eingesetzt. Bei DVDs wird eine kürzere Auslesewellenlänge von ca. 650 nm eingesetzt, wobei die kleinere Wellenlänge eine höhere Informationsdichte erlaubt.
Bei MDs wird digitale Information magneto-optisch gespeichert. Bei der Aufnahme wird eine Magnetschicht punktweise z. B. mit einer Laserdiode erwärmt und durch einen Magnetschreibkopf magnetisch ausgerichtet. Die Abtastung erfolgt z. B. mit polarisiertem Laserlicht, dessen Polarisationsebene bei der Reflexion abhängig von der magnetischen Orientierung der Speicherschicht gedreht wird.
Oben geschilderte Speichermedien finden z. B. in der Audio- oder Videotechnologie Verwendung. Als CD-ROM sind derartige Massenspeicher als Speichermedium der Informationstechnologie bekannt.
Solche Massenspeichermedien sind leicht durch mechanisches Abformen der Vertiefungsstruktur oder durch digitales Kopieren, z. B. durch Nachbrennen der Vertiefungsstruktur, zu kopieren und zu fälschen. Wünschenswert wäre daher ein wirkungsvolles Fälschungssicherheitsmerkmal, das schwer zu kopieren ist und eine eindeutige Identifikation des Originales erlaubt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Speichermedium anzugeben, das hohe Fälschungssicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein optisches Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Das erfindungsgemäße optische Speichermedium weist zumindest eine Volumenhologrammstruktur auf der Oberfläche auf, die mindestens eine Rekonstruktionswellenlänge hat, die sich von der Auslesewellenlänge der Information des Speichermediums unterscheidet. Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen gerichtet.
Die Volumenhologrammstruktur, die sich auf der Oberfläche des optischen Speichermediums, z. B. der CD, befindet, kann z. B. vollflächig in einer Kunststoffschicht auf der Oberfläche integriert sein. Da sich die Rekonstruktionswellenlänge des Volumenhologrammes und die Auslesewellenlänge des Datenträgers unterscheiden, wird die Auslesung des Datenträgers durch die Volumenhologrammschicht nicht gestört.
Die Ausgestaltung als Volumenhologramm ermöglicht einen starken holographischen visuell sichtbaren und/oder maschinenlesbaren Effekt, der auch ohne besondere Ausrüstung überprüft werden kann. Im Gegensatz z. B. zu Oberflächenre- liefhologrammen ist die Stärke des holographischen Effektes nicht durch eine maximale Tiefe von Reliefs begrenzt, die sich daraus ergäbe, daß die Informationsauslesung der digitalen Information nicht durch die holographische Struktur gestört werden darf. Oberflächenreliefhologramme dürften also nur eine geringe Tiefe der holographischen Strukturen erlauben und somit schwerer sichtbar sein. Da die Rekonstruktionswellenlange des Hologrammes sich von der Auslesewellenlänge des Datenträgers unterscheidet, ist gewährleistet, daß die Speichernormen der Datenträger erfüllt werden, ohne durch die Hologrammstruktur gestört zu werden.
Bei einer Ausgestaltung, bei der sich die Volumenhologrammstruktur auf derjenigen Oberfläche des optischen Speichermediums befindet, auf der auch die Information abgelegt ist, entsteht ein noch wirksamerer Kopier- und Fälschungsschutz.
Das erfindungsgemäße Speichermedium kann verschiedene Auslese- und Rekonstruktionswellenlängen haben. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Auslesewellenlänge größer als 600 nm, vorzugsweise größer als 640 nm, ist und andererseits die Rekonstruktionswellenlänge kleiner als 600 nm, vorzugsweise kleiner als 560 nm, ist. Während die Auslesewellenlänge bei einer solchen Anordnung im roten Bereich ist, ist die Rekonstruktionswellenlänge im grünen Bereich. Die Wellenlängen sind auf diese Weise gut getrennt. Das holographische Bild kann im grünen Bereich visuell gut erkannt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auslesewellenlänge ca. 650 nm oder ca. 780 nm ist und/oder die Rekonstruktionswellenlänge ca. 540 nm. Ein solches optisches Speichermedium kann mit herkömmlichen Auslesegeräten, wie z. B. CD-Spielern (z. B. mit einer Auslesewellenlänge von ca. 780 nm) oder DVD-Spielern (z. B. mit einer Auslesewellenlänge von ca. 650 nm) ausgelesen werden. Da die Rekonstruktionswellenlange des Volumenhologrammes im grünen Bereich ist, wird die Auslesung nicht gestört und das Volumenhologramm kann trotzdem visuell sehr gut erkannt werden und wirkungsvoll als Fälschungsmerkmal eingesetzt werden.
Die Aufgabe wird auch von einem optischen Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruches 4 gelöst, für das unabhängiger Schutz beansprucht wird. Ein solches erfindungsgemäßes Speichermedium weist eine Volumenhologrammstruktur mit mindestens einer Rekonstruktionsrichtung auf einer seiner Oberflächen auf, wobei sich die Rekonstruktionsrichtung der Volumenhologrammstruktur und die Richtung, aus der die gespeicherte Information des optischen Speichermediums auslesbar ist, unterscheiden.
Wenn sich die Rekonstruktionsrichtung der Volumenhologrammstruktur von der Ausleserichtung unterscheidet, so kann die Volumenhologrammstruktur die Auslesung der Informationsdaten nicht stören. Werden z. B., wie es die Regel ist, die gespeicherten Daten auf einem optischen Speichermedium senkrecht ausgelesen, z. B. durch Beleuchtung mit einem Ausleselaser in einem CD-Spieler, so kann diese Auslesung durch das Volumenhologramm, das in einer Richtung schräg zur Senkrechten rekonstruiert, nicht gestört werden. Dennoch läßt sich durch das schräg einsehbare Volumenhologramm im Visuellen sehr gut überprüfen, ob es sich um einen Originaldatenträger handelt oder um eine Fälschung, die das Volumenhologramm nicht reproduziert.
Mit einem solchen optischen Speichermedium lassen sich die gleichen Vorteile erreichen, wie bei einem optischen Speichermedium, bei dem sich Auslesewellenlänge und Rekonstruktionswellenlänge des Volumenhologrammes unterscheiden.
Selbstverständlich ist es auch für ein solches optisches Speichermedium von Vorteil, wenn die Auslesewellenlänge an die Wellenlänge angepaßt ist, die von her- kömmlichen Abspiel- bzw. Auslesegeräten benutzt wird, wie z. B. CD- oder DVD-Player.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen kombiniert werden. Bei einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung unterscheidet sich zum einen die Rekonstruktionsrichtung der Volumenhologrammstruktur von der Ausleserichtung der gespeicherten Information und zum anderen auch die Rekonstruktionswellenlange von der Auslesewellenlänge. Bei einer solchen Ausgestaltung ist optimal sichergestellt, daß die Volumenhologrammstruktur die Auslesung der gespeicherten Information nicht stört, da sie sich sowohl in der Richtung als auch in der Wellenlänge unterscheiden.
Die Aufgabe wird auch von einem optischen Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst, für das unabhängiger Schutz beansprucht wird. Ein solches erfindungsgemäßes Speichermedium weist eine Volumenhologrammstruktur mit einer Rekonstruktionstiefe auf einer seiner Oberflächen auf, die von der Platte versetzt ist.
Bei einer Volumenhologrammstruktur, die in einer Tiefe rekonstruiert, die gegenüber der Platte versetzt ist, rekonstruiert die Hologramminformation oberhalb oder unterhalb der Platte, also versetzt zu dieser. Insofern kann die Hologramminformation bei Beleuchtung das Auslesen der auf einer der Oberflächen der Platte durch eine Anordnung von Vertiefungen gespeicherten Information nicht stören, wenn die Rekonstruktionstiefe entsprechend gewählt wird, daß sie weit genug von der Platte entfernt ist. Zum Beispiel kann die Rekonstruktionstiefe weit oberhalb der Platte liegen, so daß die Hologramminformation von einem Lesekopf, der nah an der Platte angeordnet ist, nicht sichtbar ist. Das gegenüber der Platte versetzt rekonstruierende Volumenhologramm ist im visuellen dennoch sehr gut überprüfbar, so daß sich leicht feststellen läßt, ob es sich um einen Originaldatenträger handelt o- der um eine Fälschung, die das Volumenhologramm nicht reproduziert.
Mit einer solchen Ausgestaltung lassen sich die gleichen Vorteile erreichen wie mit einem optischen Speichermedium, bei dem sich Auslesewellenlänge und Rekon- struktionswellenlänge des Volumenhologrammes bzw. die Ausleserichtung und die Rekonstruktionsrichtung unterscheiden. Auch für dieses optische Speichermedium ist es selbstverständlich von Vorteil, wenn die Auslesewellenlänge an die Wellenlänge angepaßt ist, die von herkömmlichen Abspiel- bzw. Auslesegeräten benutzt wird, wie z. B. CD- oder DVD-Playern. Auch diese Ausgestaltung läßt sich vorteilhaft mit den oben beschriebenen Ausgestaltungen kombinieren.
Das Speichermedium hat bei den Ausgestaltungen die Form einer Platte, z. B. einer runden Scheibe.
Das optische Speichermedium kann geeignet sein, die Information analog zu speichern, z. B. um beim Auslesen die Intensität des Ausleselaserstrahles analog zu modulieren. Besonders einfach und gut reproduzierbar ist andererseits die Speicherung in digitaler Form.
Digitale Information kann auf dem optischen Speichermedium in verschiedener Form abgelegt sein, z. B. in Form von Schwärzungen, deren Anordnung und/oder Form die digitale Information kodiert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das digitale Speichermedium die digitale Information in Form von Vertiefungen in einer Oberfläche der Scheibe digital speichern kann. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht ein Auslesen der digitalen Information in einem herkömmlichen Auslesegerät. Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist die digitale Information in Form von Bereichen unterschiedlicher Magnetisierung digital gespeichert, um z. B. in einem Abspielgerät für eine Minidisc auslesbar zu sein.
Die Volumenhologrammstruktur ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, daß sie bei Beleuchtung mit der Rekonstruktionswellenlänge ein optisch sichtbares Rekonstruktionsbild zeigt. Auf diese Weise ist kein spezielles Prüfgerät zur Überprüfung des Fälschungssicherheitsmerkmales notwendig. Auch mit bloßem Auge kann überprüft werden, ob es sich um eine Fälschung oder um ein Original handelt.
Die Volumenhologrammstruktur kann einen optischen Effekt hervorrufen, der einen besonderen ästhetischen Effekt hervorruft. Ebenso kann die Volumenhologramm- Struktur derart gestaltet sein, daß sie ausschließlich als ggf. maschinenlesbares Fälschungssicherheitsmerkmal dient.
Für das optische Speichermedium können spezielle Auslesegeräte vorgesehen sein, die z. B. nach dem Prinzip eines CD-Lesers arbeiten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Speichermedium mit der aufgebrachten Volumenhologrammstruktur die äußeren Ausmaße von herkömmlichen Datenträgern, z. B. einer CD, einer MD oder einer DVD, aufweist, so daß es in herkömmlichen Auslesegeräten eingesetzt werden kann. Durch die unterschiedliche Rekonstruktionswellenlänge bzw. Rekonstruktionsrichtung bezüglich der Auslesewellenlänge bzw. -richtung ist gewährleistet, daß der Auslesevorgang durch die Volumenhologrammstruktur nicht gestört wird.
Das optische Speichermedium kann auch nach Aufbringen der Volumenhologrammstruktur z. B. mit einem Laser mit Information beschrieben werden. Die Volumenhologrammstruktur auf der Oberfläche kann also als Fälschungssicherheitsmerkmal für ein unbeschriebenes Speichermedium dienen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das mit Information beschriebene Speichermedium durch die Volumenhologrammstruktur gegen Fälschung bzw. Kopieren gesichert ist. So ist auch ein wirksamer Schutz der gespeicherten Information gewährleistet.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der anliegenden Figuren im folgenden im Detail erläutert. Die Figuren sind dabei schematische Darstellungen zum Verständnis der Erfindung und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Dabei zeigt
Figur 1 in perspektivischer Darstellung ein optisches Speichermedium während des Auslesevorganges,
Figur 2a eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Speichermediums in seitlicher Schnittansicht während des Auslesevorganges, Figur 2b eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines optischen Speichermediums in Schnittansicht während des Auslesevorganges, und
Figur 3 eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines optischen Speichermediums in Schnittansicht während des Auslesevorganges.
Die Figuren zeigen eine Ausführungsform, bei der die Information in digitaler Form gespeichert ist. Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen digitalen optischen Datenträger 1. Ähnlich wie bei einer herkömmlichen CD ist in spiralförmig angeordneten Spuren 3 digitale Information in Form von sogenannten Pits (Vertiefungen) gespeichert, die mit Hilfe eines Lasers 4 mit einem Lichtstrahl 6 und einem nicht gezeigten Detektor in an sich bekannter Weise abgetastet werden. Von der spiralförmig aufgebrachten Reihe an Pits ist beispielhaft nur ein Teil gezeigt. Die Spur 3 erstreckt sich spiralförmig um den Datenträger bzw. dessen mittleres Führungsloch 2.
Figur 2a zeigt einen Ausschnitt eines Querschnittes der erfindungsgemäßen Ausführungsform. Gezeigt ist ein Schnitt entlang einer Spur 3 in Figur 1. Man erkennt im seitlichen Schnitt die Vertiefungen 12, deren Anordnung zur Kodierung der digitalen Information eingesetzt wird. Die Vertiefungen sind im Bereich einer Tiefe von unter einem μm, einer Breite von etwa einem halben μm und einer Länge von 1 μm. Die Vertiefungen 12 sind in eine Kunststoffschicht eingebracht. Zum Beispiel können sie in die Kunststoffschicht 8 gepreßt oder gegossen worden sein, wie bei dem Herstellungsprozeß einer herkömmlichen CD. Ebenso können die Vertiefungen 12 mit Hilfe eines Lasers eingebrannt werden.
Auf der Kunststoffschicht 8 befindet sich eine Schicht, z. B. eine Polymerschicht, in der eine Volumenhologrammstruktur vorgesehen ist. Bei Beleuchtung mit der Rekonstruktionswellenlange der Volumenhologrammstruktur wird die holographisch gespeicherte Bildinformation sichtbar. Diese holographisch gespeicherte Bildinformation kann z. B. in für Hologramme bekannter Weise das dreidimensionale Abbild eines Gegenstandes sein. Die Volumenhologrammstruktur in der Schicht 10 ist da- bei so ausgestaltet, daß sie bei einer Wellenlänge von z. B. ca. 540 nm das holographische Bild rekonstruiert, also im grünen Bereich. Ein solches Hologramm ist mit bloßem Auge gut erkennbar. Da die Schicht 10 die holographische Information in Form eines Volumenhologrammes in Braggschen Netzebenen gespeichert hat, ist keine Relief Struktur wie z. B. bei einem Oberflächenhologramm notwendig, die den Auslesevorgang der digitalen Information, die durch die Anordnung der Vertiefungen 12 gespeichert ist, stören würde.
Das Volumenhologramm kann dabei vollflächig auf dem gesamten Datenträger 1 , 31 vorgesehen sein. Ebenso kann je nach Anforderung auch nur ein Teil des Datenträgers holographische Bildinformation tragen.
Das Volumenhologramm kann mit bekannten holographischen Techniken hergestellt werden.
4 bezeichnet einen Halbleiterlaser, der wie bei einer herkömmlichen CD die in den Vertiefungen 12 gespeicherte digitale Information mit einem Laserstrahl 6 der Wellenlänge 780 nm ausliest. Da die Volumenhologrammstruktur in der Schicht 10 nur bei einer Wellenlänge von z. B. 543 nm rekonstruiert, wird die Auslesung der digitalen Information mit der Wellenlänge 780 nm nicht gestört.
Die Dicke der gesamten Scheibe 1 , die sich aus der Kunststoffschicht 8 mit der Schicht 10 und einer ggf. vorhandenen, nicht gezeigten Schutzschicht zusammensetzt, entspricht der Dicke einer herkömmlichen CD, so daß sie in einem normalen CD-Player bzw. einem CD-ROM-Laufwerk auslesbar ist.
Figur 2b zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Wiederum ist der Schnitt entlang einer Spur gezeigt, wie sie der Spur 3 der Figur 1 entspricht. Bei der gezeigten Ausführungsform befinden sich in der Trägerschicht 38 unterschiedlich magneti- sierte Bereiche 42, deren Anordnung eine digitale Information kodiert. Insofern entspricht das Prinzip einer Minidisc. Auf dieser Trägerschicht 38 mit den magneti- sierten Bereichen 42 befindet sich wiederum eine Schicht 40, in der ein Volumenhologramm eingebracht ist.
Wiederum ist das Volumenhologramm derart ausgestaltet, daß es bei einer Wellenlänge von z. B. 543 nm, also im grünen Bereich rekonstruiert. Die Auslesung der digitalen Information, die in der Anordnung der magnetisierten Bereiche 42 gespeichert ist, erfolgt wiederum mit einem Halbleiterlaser 4 mit einem Laserstrahl 6 der Wellenlänge 780 nm. Ebenso wie bei der Ausführungsform der Figur 2a wird der Auslesevorgang mit dieser Wellenlänge im roten Bereich nicht durch das Volumenhologramm gestört, das im grünen Bereich rekonstruiert. Durch die magnetisierten Bereiche 42 wird die Polarisation des Laserstrahles gedreht und kann zur Auslesung mit einem nicht gezeigten Detektor nachgewiesen werden. Wiederum ist die Gesamtdicke der Scheibe 31 der einer herkömmlichen Minidisc entsprechend, so daß ein normales Auslesegerät benutzt werden kann.
Bei den Ausführungsformen der Figur 2a und der Figur 2b ist ein Auslesevorgang mit einem herkömmlichen Abspiel- bzw. Auslesegerät möglich, das einen Halbleiterlaser 4 mit einer Auslesewellenlänge von 780 nm benutzt. Ebenso kann selbstverständlich eine Ausführungsform vorgesehen sein, die die Information zur Auslesung mit einer Wellenlänge von 650 nm einsetzt, also wie bei einer herkömmlichen DVD.
Ein solcher erfindungsgemäßer Datenträger ermöglicht bei Betrachtung mit dem bloßen Auge die grüne sichtbare Rekonstruktion der holographischen Bildinformation in der Schicht 10 bzw. 42. Eine solche holographische Information ist mit herkömmlichen Techniken schwer nachzuahmen und stellt somit einen wirksamen Fälschungssicherheitsschutz dar.
Figur 3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausgestaltung. Hier ist wiederum eine Kunststoffscheibe 1 im Schnitt gezeigt, die sich während des Auslesevorganges mit Hilfe des Halbleiterlasers 4 und dem Laserlicht 6 um die Achse 13 dreht. Der Aus- lesevorgang entspricht also wiederum dem Auslesevorgang einer herkömmlichen CD.
Ähnlich wie bei der Ausführungsform der Figur 2a besteht die Scheibe 1 aus einem Kunststoffträger mit Vertiefungen 12, deren Anordnung zur Kodierung der digitalen Information dient und der Übersichtichkeit halber in Figur 3 nicht gezeigt ist.
Abweichend von der Ausführungsform der Figur 2a ist jedoch in der Schicht 10 nicht eine Volumenhologrammstruktur gespeichert, die nur unter grünem Rekonstruktionslicht rekonstruiert. Bei der Ausführungsform der Figur 3 ist in der Schicht 10 eine Volumenhologrammstruktur vorhanden, die bei Beleuchtung mit Rekonstruktionslicht unter dem richtigen Winkel die holographische Bildinformation in der Rekonstruktionsrichtung 14 rekonstruiert. Die Auslesung der in den Vertiefungen 12 digital gespeicherten Information geschieht mit senkrechtem Laserlicht 6 des Halbleiterlasers 4. Da die Rekonstruktion des Volumenhologrammes, das in der Schicht 10 gespeichert ist, in der Richtung 14 geschieht, wird der Ausleseprozeß der digitalen Information nicht gestört.
Selbstverständlich ist abweichend von der erläuterten Ausführungsform auch eine Ausführungsform möglich, in der die digitale Information nicht in Vertiefungen 12, sondern in magnetisierten Bereichen gespeichert ist, wie es bei der Ausführungsform der Figur 2b der Fall ist. Auch hier kann durch eine unterschiedliche Rekonstruktionsrichtung 14 gewährleistet werden, daß die Auslesung der digitalen Information nicht durch das Volumenhologramm gestört wird.
Auch hier ist durch die Volumenhologrammstruktur eine Fälschungssicherheit gewährleistet, da das Volumenhologramm bei Betrachtung unter der Richtung 14 sichtbar wird und mit bloßem Auge überprüft werden kann.
Mit der Erfindung ist eine optimale Fälschungssicherheit gewährleistet, die z. B. eine visuelle Überprüfung ermöglicht. Durch die Ausgestaltung des Fälschungssi- cherheitsmerkmales als Volumenhologramm werden die geschilderten Nachteile einer Reliefstruktur vermieden, die bei einem Oberflächenhologramm auftreten würden. Trotzdem kann ein starker holographischer Effekt erreicht werden. Durch die Wahl einer unterschiedlichen Rekonstruktionsrichtung bzw. einer unterschiedlichen Rekonstruktionswellenlänge bezüglich der Ausleserichtung bzw. Wellenlänge der digitalen Information ist gewährleistet, daß keine Störung des Ausleseprozesses für die gespeicherte digitale Information auftreten kann.

Claims

Optisches SpeichermediumPatentansprüche
Optisches Speichermedium in Form einer Platte, vorzugsweise einer metallisierten Kunststoffscheibe, wobei in zumindest einer ihrer Oberflächen Information zur Auslesung mit Laserlicht einer Auslesewellenlänge speicherbar ist,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Volumenhologrammstruktur mit mindestens einer Rekonstruktionswellenlange auf einer Oberfläche, wobei sich die mindestens eine Rekonstruktionswellenlange der Volumenhologrammstruktur und die Auslesewellenlänge unterscheiden.
Optisches Speichermedium nach Anspruch 1 , bei dem die Auslesewellenlänge größer als 600 nm, vorzugsweise größer als 640 nm, und die mindestens eine Rekonstruktionswellenlänge kleiner als 600 nm, vorzugsweise kleiner als 560 nm ist.
3. Optisches Speichermedium nach Anspruch 2, bei dem die Auslesewellenlänge ca. 650 nm oder ca. 780 nm und/oder die Rekonstruktionswellenlänge ca. 540 nm ist.
4. Optisches Speichermedium in Form einer Platte, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in zumindest einer Oberfläche Information zur Auslesung mit Laserlicht in einer Ausleserichtung, vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche, speicherbar ist,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Volumenhologrammstruktur mit mindestens einer Rekonstruktionsrichtung (14) auf einer Oberfläche, wobei sich die mindestens eine Rekonstruktionsrichtung (14) der Volumenhologrammstruktur und die Richtung, aus der die gespeicherte Information auslesbar ist, unterscheiden.
5. Optisches Speichermedium in Form einer Platte, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in zumindest einer Oberfläche Information zur Auslesung mit Laserlicht speicherbar ist,
gekennzeichnet durch
zumindest eine Volumenhologrammstruktur mit mindestens einer Rekonstruktionstiefe, die gegenüber der Platte versetzt ist.
6. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Information in digitaler Form speicherbar ist.
7. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Information in Form von Vertiefungen (12) in einer Oberfläche der Scheibe (1 ) speicherbar ist.
8. Optisches Speichermedium nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Information in Form von Bereichen (42) unterschiedlicher Magnetisierung in einer Oberfläche der Scheibe (31 ) digital speicherbar ist.
9. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenhologrammstruktur bei Beleuchtung mit einer Rekonstruktionswellenlänge ein optisch sichtbares Rekonstruktionsbild zeigt.
10. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenhologrammstruktur ein Fälschungssicherheits- merkmal umfaßt.
11. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Schutzschicht auf der Volumenhologrammstruktur.
12. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmaße der Platte (1 , 31 ) mit der Volumenhologrammstruktur und ggf. einer Schutzschicht derart gewählt sind, daß das Speichermedium in Lesegeräten für herkömmliche Datenträger, insbesondere für CDs (compact discs), MDs (mini discs) oder DVDs (digital versatile discs) auslesbar ist.
13. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenhologrammstruktur sich über eine ganze Oberfläche der Platte (1 , 31 ) erstreckt.
14. Optisches Speichermedium nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Informationsoberfläche der Platte (1 , 31 ) Information gespeichert ist.
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