DE2701175C3

DE2701175C3 -

Info

Publication number: DE2701175C3
Application number: DE2701175A
Authority: DE
Inventors: David Leslie Dr.-Phys. Oberwil Greenaway (Schweiz)
Original assignee: LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 1976-12-21
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1981-01-22
Also published as: BE862062A; JPS553755B2; SE7714165L; DE2701175A1; GB1571458A; SE418337B; FR2375691B1; CH604279A5; US4163570A; DE2701175B2; IT1088835B; ES465222A1; JPS5378897A; FR2375691A1

Description

Die F.rfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruches I genannten Gattung.

Dokumente wie Identitätskarten. Kreditkarten, vorbezahlte, schrittweise entwertete Zahlungsmittel. Fahrkarlen. F.intrittskarien u.dgl. die eine Information in Form optischer Markierungen enthalten, sind in mannigfaltiger Art bekannt. Die meisten bekannten Dokumente dieser Art können mit verhältnismäßig geringem Aufwand gefälscht werden.

F.inc sehr hohe Fälschungssicherheit kann erreich! werden, wenn die Information in Form von Beugungsgittern, Hologrammen oder ähnlichen liehtmodifizieren den optischen Markierungen in das Dokument eingegeben wird. So ist beispielsweise ein Dokument bekannt (DE-OS 24 41 J4J), das als vorbezahltes Zahlungsmittel zum Bezug von Waren oder Dienstleistungen dient Und einen Informationsträger aus thermoplastischem Male rial aufweist* in den optische Markierungen eingeprägt sind, die eine einfallendes Licht durch Beugung oder Brechung modifizierende Struktur aufweisen Und Werteinheiten darstellen. Bei der Benützung des Dokumentes in einem Dieristleislungsaulomalen, einem Fernsprecher usw. werden die optischen Markierungen auf Echtheit geprüft, und eine dem zu bezahlenden Betrag entsprechende Anzahl Markierungen werden durch Schmelzen, Auslochen, Abschaben u. dgl. entwerteu Diese Entwertung erfordert eine verhältnismäßig hohe Energie, die in vielen Fällen nicht ohne weiteres zur Verfügung steht.

Ferner wurde schon vorgeschlagen (DE-OS 26 Ol 693), in ein Dokument mit einer Vielzahl optischer Markierungen, welche in thermoplastisches Material geprägt sind und eine vorbestimmte Modifikation einfallenden Lichtes hervorrufen, eine kodierte Information dadurch einzugeben, daß ausgewählte optische Markierungen nachträglich durch Wärmeeinwirkung wieder gelöscht oder verändert werden. Hierbei ist zum Löschen bzw. Verändern der optischen Markierungen wiederum eine verhältnismäßig hohe Energie erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die optischen Markierungen zum Löschen bzw. Ändern der Information mit minimalem Energieaufwand ausgelöscht bzw. verändert werden können.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Es wird ein Aufzeichnungsträger verwendet, der Formerinnerungsvermögen aufweist, das durch Energiezufuhr anregb er ist. Dadurch wird eine Formänderung des Aufzeichnungsträgers sowie der optischen Markierungen hervorgerufen. Es können insbesondere binäre aber auch analoge Informationen »verarbeitet« werden. Weitere Ausbildungen sind in Unteransprüchen beansprucht und in der folgenden Beschreibung erläutert, die einige Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Daher zeigt
F i g. I ein Dokument,

F i g. 2 einen Informationsträger im Schnitt,

Fig 3 den Informationsträger der Fig. 2 mit einer optischen Markierung,

Fig. 4 den Informationsträge^r der Fig. 2 mit einer veränderten optischen Markierung,

Fig. 5 ein Diagramm,

F i g. 6 einen weiteren Informationsträger.

Fig. 7 den Informationsträger der Fig. 6 mit einer optischen Markierung und

Fig. 8 den Informationsträger der F ig. 6 mit einer veränderten optischen Markierung.

In der F i g. I bedeutet 1 ein Dokument, das eine Identitätskarte, eine Kreditkarte, eine Fahrkarte, ein Scheck, eine Eintrittskarte, ein vorbezahltes schrittweise entwertbares Zahlungsmittel usw. sein kann. Das Dokument 1 besitzt einen Informationsträger 2, in den eine Vielzahl optischer Markierungen 3 eingegeben sind. Jede dieser optischen Markierungen 3 stellt eine Echtheitsinformation dar. In das Dokument 1 kann eine individuelle Information dadurch eingegeben werden, daß bestimmte Markierungen 3' wieder gelöscht oder zumindest so verändert werden, daß sie eine andere optische Wirkung hervorrufen als die unveränderten Markierungen 3. Im folgenden wird der Begriff »Auslöschen« aus Gründen der Einfachheit auch dann verwendet, wenn die Markierungen 3' lediglich verändert und nicht vollständig ausgelöscht werden. Das Auslöschen der Markierungen 3' kann je nach Art des Dokumentes 1 vor dessen Ausgabe und/oder bei der Benützung in einem Dienstleistungsatitomaten u. dgl. erfolgen,

Der informationsträger 2 weist ein Formerinnerungsvermögen an eine Reliefstruktur aufj das durch

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Energiezufuhr anregbar ist. Um die individuelle Information in das Dokument 1 einzugeben, wird der Informationsträger 2 im Bereich 4 der auszulöschenden Markierungen 3' einer Strahlungseinwirkung oder einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt. Dies bewirkt, daß der Informationsträger 2 aufgrund seines Formerinnerungsvermögens im Bereich 4 eine Formänderung erfährt, wodurch auch eine Formänderung der Markierungen 3' hervorgerufen und die in den Markierungen 3' enthaltene Information umgewertet wird.

Für den Informationsträger 2 eignen sich alle Arten von thermoplastischen Werkstoffen, Z. B. PVC. In diese wird ein elastisches Spannungsfeld eingegeben, das durch Energiezuluhr, insbesondere Wärmeeinwirkung, entspannt und aufgrund des Formerinnerungsvermögens an die Reiiefstruktur die Formänderung des Aufzeichnungs- bzw. Informationsträgers hervorruft. Das elastische Spannungsfeld wird vorteilhaft durch ein Prägeverfahren bei der Erzeugung der Markierungen 3 in den Informationsträger 2 eingegeben, wie im folgenden gezeigt wird.

Die Fig. 2 zeigt den aus thermoplasti'--;hem Werkstoff bestehenden Informationsträger 2 im Ausgangszustand. Seine Oberfläche weist eine unregelmäßige Reliefstruktur 5 mit einer Zufallsperiodizität in der Größenordnung von z. B. 30 Mikron auf, die eine Streuung einfallenden Lichtes hervorruft. Diese matte Oberfläche kann unmittelbar bei der Herstellung des Informationsträgers 2 oder in einem anschließenden Prägevorgang mittels sandgestrahlter oder in ähnlicher Weise behandelter Kaianderrollen oder Prägematrizen erzeugt werden. In die matte Oberfläche werden unier Anwendung von Druck und Wärme die optischen Markierungen 3 eingeprägt, die im Beispiel der F i g. 3 eine sinusförmige Reliefstruktur 6 mit einer Periodizität J5 von einigen Mikron aufweist. Bei geeigneter Wahl der Prägebedingungen verschwindet die erste Reliefstruktur 5 und wird in ein elastisches Spannungsfeld 7 umgeformt, das durch die starke Formänderung des thermrip¹ istischen Werkstoffes in den hohen Regionen der Reliefstruktur 5 und die geringe Formänderung in den tiefen Regionen der Reliefstruktur 5 entsteht.

Mit einem Heizelement wird der Informationsträger 2 im Bereich der auszulöschenden Markierungen 3' über die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Werkstoffs hinaus erwärmt. Dadu. ch wird das elastische Spannungsfeld 7 entspannt und die ursprünglicne Reliefstruktur 5 bildet sich wieder. Es wurde gefunden, daß die Wiederherstellung der ersten Reliefstruktur 5 erfolgt, bevor die zwvie Reliefstruktur 6 verschwindet. so to daß bei sorgfältiger Wahl der Temperatur gemäß der Fig. 4 "ine neue Reliefstruktur 8 entsteht, die der Überlagerung der Reliefstrukturen 5 und 6 entspricht. Dies setzt selbstverständlich voraus, daß kein oder nur ein geringer Druck auf den Informationsträger 2 « ausgeübt wird. Wird beim Löschvorgang das Heizelement stark auf den Informationsträger 2 gepreßt, so wird die Oberflächenstruktur des Heizelementes in den Informationsträger eingeprägt.

Die optischen Eigenschaften der auf die beschriebene Weise entstandene Reliefstruktur 8 sind sehr vorteilhaft. Während die Reliefstruktur 6 einfallendes Licht beugt, bewirkt die Reliefstruktur 8 eine diffuse Streuung. Dadurch ist gewährleistet, daß mit einem optischen Lesegerät die unveränderten Markierungen 3 von den ausgelöschten Markierungen 3' zuverlässig unterschieden werden könner. Das Auslesen der durch die unveränderten Markierungen 3 und die ausgelöschten Markierungen 3' gegebenen Information kann in bekannter Weise anhand der an den Markierungen reflektierten Stahlung erfolgen. Um dies zu ermöglichen, wird vor oder nach dem Prägen der Reliefstruktur 6 eine dünne Reflexionsschicht auf den Informationsträger 2 aufgetragen. Natürlich ist es auch möglich, die transmittierte Strahlung abzufragen.

Im Vergleich zum bekannten Prägen optischer Markierungen in eine völlig glatte, strukturlose Oberfläche führt die beschriebene Lösung zu einer 5fachen bis 1 Ofachen Reduktion der zum Auslöschen der Markierungen 3' erforderlichen Energie und außerdem zu einer größeren Abweichung der optischen Eigenschaften zwischen gelöschten und ungelöschten Bereichen.

Die F i g. 5 zeigt den typischen Verlauf der Zugfestigkeit ob und der Dehnung 6_g eines thermoplastischen Werkstoffes in Abhängigkeit von der Temperatur T. Der Obergang vom festen in den ihermoelastischeii Zustandsbereich bei der Glasul· -gangstemperatur T_e zeichne! sich durch einen starker. Abfall der Zugfestigkeit Oflund einen steilen Anstieg der Dehnung t^aus. Bei der Fließtemperatur 7} erfolgt der Übergang vom therrnoelastischen in den thermoplastischen .Zustandsbereich. Um ein ausgeprägtes Erinnerungsvermögen des Informationsträgers 2 an die erste Reiiefstruktur 5 zu erzielen, wird die zweite Reliefstruktur 6 vorteilhaft im thermoelastischer! 7ustandsbereich in den Informationsträger 2 eingeprägt. Die erste Pdiefstruktur 5 wird aus dem selben Grund vorzugsweise im thermoplastischen Zustandsbereich in den Informationsträger 2 eingegeben. Damit die erste Reliefstruktur 5 wieder hervortritt, genügt eine Erwärmung des Informationsträgers 2 auf eine Temperatur im Bereich der Glasübergangstemperatur T_g weshalb der Energiebedarf zum Auslöscher, der Markierungen 3' gering ist

Sowohl die erste Reliefstruktur als auch die /weite Reliefstruktur 6 können solcher Art sein daß sie einfallendes Licht in charakteristischer Weise beugen, brechen oder reflektieren, wenn sie sich nur genügend voneinander unterscheiden. Die Feinheit der Reliefstrukturen kann sich erstrecken von Fresnel-Strukturen mit einer Periodizität in der Größenordnung von 30 Mikron und mehr bis zu Beugungs-Strukturen und holografischen Reliefstrukturen mit e.ner Periodizität in der Größenordnung von einem Mikron. Die erste Reliefstrukur 5 kann als zusätzliches F.chtheitsmerkmal zur Sicherung des Dokuments 1 gegen Fälschungen dienen.

Eine besonders geringe Löschenergie und ein besonders großer Unterschied /wischen den an ausgelöschten Markierungen 3' und nicht ausgelöscnten Markierungen 3 erzielbaren Lesesignalen wird erreicht, wenn die erste Reiiefstruktur 5 eine Steuung oder eine charakteristische Brechung oder Reflexisn einfallenden Lichtes aufgrund der Gesetze der geometrischen Optik und die zweite Reiiefstruktur eine charakteristische Beugung einfallenden Lichtes hervorruft. Die Fig. 6 zeigt eine so'.he erste Reiiefstruktur 5'. die ein Facettenprofil mit sägezahnförmigem Querschnitt darstellt und beim Prägen der zweiten Reliefstri'ktur 6, die ein Phasenhologramm, Phasenbeugufigsgitter, Kino* form usw. sein kann, gemäß der F i g. 7 in ein elastisches Spannungsfeld T umgeformt wird. Die aus der F i g. 8 ersichtliche, durcii Wärmeeinwirkung entstehende Reliefslruktur 8' reflektiert einfallendes Licht in ähnlicher charakteristischer Weise wie die ursprüngliche Reiiefstruktur 5'.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 27 Ol 175

1. Verfahren zum Aufbringen einer Information auf einen thermoplastischen Aufzeichnungsträger und zum Löschen oder Ändern derselben, wobei die Information in Form optischer Markierungen aufgezeichnet wird, die mit mindestens Teilen des Aufzeichnungsträgers zum Löschen oder Ändern der Information durch Energieanwendung formänderbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reliefstruktur (5; 5') des Aufzeichnungsträgers (2) durch Anwendung von Druck und Wärme in ein elastisches Spannungsfeld (7; T) umgeformt wird und daß zum Löschen oder Ändern der Information das elastische Spannungsfeld (7; T) mindestens in Teilbereichen (4) des Aufzeichnungsträgers (2) durch Energieanwendung entspannt und aufgrund des Formerinnerungsvermögens des Aufzeichnungsträgers (2) an die Reliefstruktur (5; 5') die Formänderung des aufzeichnungsträgers (2) und der optischen Markierungen (3) hergerufen wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, bei dem eine die optischen Markierungen bildende Reliefstruktur in den Aufzeichnungsträger (2) geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Markierungen (3) bildende /weite Reliefstruktur (6) so eingeprägt wird, daß die erste Reiiefstiuktur (5; 5') verschwindet und in das elastische Spannungsfeld (7; T) umgeformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reliefstruktur (5; 5') im thermoplastischen und die zweite Reliefstruktur (6) im thermoelastischt.il Zusl ,ldsbereich in den Aufzeichnungsträger (2) g ;prägt wird.

4. Verfahren nach Anspr .h 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reliefstruktur (5; 5') eine Streuung oder eine charakteristische Brechung oder Reflexion einfallenden Lichtes aufgrund der Gesetze der geometrischen Optik und die zweite Reliefstruktur (6) eine charakteristische Beugung einfallenden Lichtes hervorruft