WO2006069723A2 - Method and device for producing a multi-channel diffraction pattern - Google Patents

Method and device for producing a multi-channel diffraction pattern Download PDF

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WO2006069723A2
WO2006069723A2 PCT/EP2005/013833 EP2005013833W WO2006069723A2 WO 2006069723 A2 WO2006069723 A2 WO 2006069723A2 EP 2005013833 W EP2005013833 W EP 2005013833W WO 2006069723 A2 WO2006069723 A2 WO 2006069723A2
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diffraction
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Inventor
Thomas Maurer
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Giesecke & Devrient Gmbh
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    • 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
    • B42D25/328—Diffraction gratings; Holograms

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for generating a multi-channel diffraction image with viewing direction-dependent additional information as well as a value object equipped with such a diffraction pattern.
  • Valuables such as branded articles or value documents
  • security elements for the purpose of hedging, which allow verification of the authenticity of the object of value and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Valuable items within the meaning of the present invention are, in particular, bank notes, shares, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other papers susceptible to counterfeiting, such as passports and other identification documents, as well as product security elements such as labels, seals, packaging and the like.
  • object of value in the following includes all such objects, documents and product protection means.
  • optically variable elements are used as security elements, which give the viewer a different image impression, for example a different color impression, at different viewing angles.
  • security elements with optical diffraction structures such as holograms, lattice grids and other hologram-like diffraction structures, are used, which are viewed at different viewing angles reconstruct different images. Such viewing angle dependent effects can not be reproduced with normal copying or printing techniques.
  • the document EP 1 197350 A2 shows and describes a special embodiment of such a diffraction-optical security element, namely an optical element for value documents, which has a two-channel hologram for the reconstruction of holographic images from different viewing directions.
  • Each holographically reproduced image which can be visually recognized only in one line of sight, corresponds to a channel.
  • the individual channels are each assigned different surface areas of the hologram.
  • the region of the hologram corresponding to one channel can be subdivided into a plurality of subregions. These subregions are designed, for example, as narrow strips.
  • the strips belonging to different channels are preferably arranged alternately.
  • the respective associated subregions of a diffractive optical image are spaced apart from each other, they produce a common diffraction image for the viewer at the predetermined defined viewing angle.
  • subareas are preferably changed by means of a laser such that they no longer participate in the image reconstruction and represent first or second information in front of the holographic background.
  • the object of the invention is to provide a generic method or a generic device which avoids the disadvantages of the prior art.
  • the viewing direction-dependent additional information should be able to be written into a multichannel diffraction pattern reliably and with reasonable equipment expense.
  • a method for generating a multi-channel diffraction image with viewing direction-dependent additional information contains the method steps:
  • the recognition of the image areas assigned to the channel to be labeled is carried out by a detection laser beam in the beam path of the marking laser.
  • the local refraction properties of the multi-channel diffraction pattern are preferably interrogated with the detection laser beam. On the basis of the queried properties, it can then be ascertained to which channel the image area currently detected by the marking laser belongs and whether additional information to be written in for this channel is provided.
  • the detection laser radiation deflected by the diffraction pattern is advantageously detected with one or more detectors arranged in the viewing directions of the diffraction image.
  • the image areas of the multi-channel diffraction image are scanned and recognized by the recognition laser beam, and that those image areas which are assigned to a channel to be labeled are provided with the write laser beam with the corresponding additional viewing information dependent information.
  • the label is carried out with the additional information with pulsed writing laser radiation.
  • a residual laser beam of small intensity emitted between two laser pulses of the marking laser is used as a recognition laser beam for the purpose of detecting the image areas assigned to the channel to be labeled.
  • the viewing direction-dependent additional information is preferably present as a raster image of a plurality of pixels, wherein the pixels of the raster image are introduced by the pulsed write laser steel in the image areas of the channel to be labeled.
  • the ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration is expediently greater than 5: 1, preferably greater than 10: 1, particularly preferably greater than 100: 1 or even greater than 500: 1. Between successive laser pulses then a large time window is available in which only the detection laser beam is emitted. As a result, even after a successful saturation of the detectors, which should always remain open to simplify the system structure, sufficient time for decaying possibly generated interference signals in the detectors is given.
  • the labeling laser is preferably operated Q-switched.
  • an analogue Q-switching control can be advantageously used for the precise control of the residual laser beam.
  • measures are provided to correctly account for the signal differences caused by the intensity difference between the writing laser beam and the detection laser beam in the detectors.
  • the intensity difference between the writing laser beam and the detection laser beam, the ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration and the design of the detectors can be coordinated so that the detectors do not reach the saturation range during operation.
  • a difference signal from two or more detectors can be used for evaluation, which allows a very subtle differentiation of the type of image area lying in the focus of the detection laser beam.
  • the recognition laser beam is polarized, preferably linearly polarized. This often results in a higher signal-to-noise ratio. With suitable diffraction images, however, especially if the difference signal can be evaluated by two detectors, sufficiently high signal-to-noise ratios can be achieved even without polarization.
  • the detection laser beam assigns data sets for the additional information to be introduced and controls corresponding write pulses.
  • the radiation of the marking laser for introducing the additional information into one or two di- deflected mens preferably by means of a polygon or a galvanomirror. If the radiation is deflected in two dimensions, the diffraction image can be completely acquired and described without further transport movements of the data carrier.
  • the image areas of the diffraction image are in the form of adjacent strips, and the diffraction image is transported perpendicular to the strip extension for inscription.
  • the radiation of the inscription laser in this case can be deflected in strip extension, preferably by means of a polygon wheel or a galvanomirror.
  • the strips of the diffraction pattern in this variant expediently have a width between 10 and 500 ⁇ m, preferably between 20 and 100 ⁇ m.
  • dividing the diffraction image into parallel stripes is only one of many possible geometries.
  • the diffraction pattern has two channels formed by alternately arranged strip groups, which reconstructs two diffraction-optical images in two viewing directions perpendicular to the strip extension.
  • the two viewing directions are arranged symmetrically to the surface normal of the diffraction pattern.
  • the radiation of the marking laser is polarized, then it makes sense to choose the polarization direction of the detection laser beam perpendicular to the strip extension.
  • the invention also includes a valuable article, in particular a data carrier or a security element, for application to a data carrier. ger, with a multi-channel diffraction pattern generated according to a method described above.
  • the image areas of the diffraction image are in the form of juxtaposed strips which in particular have a width of between 10 and 500 ⁇ m, preferably between 20 and 100 ⁇ m.
  • the viewing direction-dependent additional information is advantageously present as a raster image of a plurality of pixels, wherein the raster images for the different viewing directions expediently have the same size in pixels.
  • the invention also provides an apparatus for carrying out the methods described above.
  • a device contains a marking laser for introducing the additional information with a writing laser beam of the marking laser into at least one channel of the multi-channel diffraction image and recognition means for detecting the image areas assigned to the channel to be written using a detection laser beam guided in the beam path of the marking laser.
  • the detection means advantageously comprise one or more detectors for detecting the laser radiation deflected by the diffraction image, which are arranged in one or more of the viewing directions of the diffraction image.
  • a pulsed laser is preferably used, which emits a residual laser beam of small intensity as a detection laser beam between two laser pulses used as writing laser radiation.
  • the ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration is preferably greater than 5: 1, preferably greater than 10: 1, particularly preferably greater than 100: 1 or even greater than 500: 1.
  • the inscription laser is preferably Q-switched and for precise control of the residual laser beam with equipped with an analogue circuit control.
  • a polarization filter can be further provided.
  • the labeling device may contain a polygon wheel or a galvano mirror for deflecting the laser radiation of the marking laser.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a banknote with a multi-channel diffraction pattern according to an embodiment of the
  • FIG. 2 shows a section of the multi-channel diffraction pattern of FIG. 1 in plan view
  • FIG. 3 shows a two-channel diffraction pattern which is guided under a labeling device according to the invention for introducing viewing direction-dependent additional information
  • Fig. 5 is a comparison with the view of Fig. 2 rotated by 90 ° detail of the multi-channel diffraction pattern of Fig. 1 in plan view.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is provided on its front side with a multi-channel diffraction pattern 12 according to the invention.
  • the diffraction image 12 reconstructs two typically different diffraction-optical images in two different viewing directions, that is, has two viewing channels.
  • the directions from which the two diffraction-optical images are recognizable under normal incidence of light are designated in FIG. 1 by L (left) and R (right). From the viewer, the two images are typically made visible at a fixed viewing point by tilting the banknote 10 alternately. It is understood that the diffraction pattern 12 can also be designed for other than the viewing directions shown or that more than two viewing channels can be provided.
  • FIG. 2 shows a section of the diffraction pattern 12 of FIG. 1 in a schematic representation in plan view.
  • the diffraction pattern 12 includes a first hologram region 20 that reconstructs the first diffractive image when viewed from the viewing direction L, and a second hologram region 22 that reconstructs the second diffractive image when viewed from the viewing direction R.
  • the hologram regions 20 and 22 are each formed by a plurality of alternately arranged narrow strips 24 and 26, respectively, which in the exemplary embodiment have a width of only about 50 ⁇ m and thus can not be resolved with the naked eye.
  • the diffraction pattern 12 contains viewing direction-dependent additional information 30 and 32, which can be recognized only from the viewing direction L or R of the associated hologram.
  • the additional information 30 and 32 are formed by regions 34 and 36 arranged in the respective strips 24 and 26, respectively, in which the optical properties of the diffraction pattern 12 are locally changed by the action of lasers, so that the regions 34, 36 appear as viewed Visually lift L or R against the background of the holograms 20 and 22, respectively.
  • the regions 34, 36 are generated by a local laser-induced modification of the metallization layer of the holograms 20, 22.
  • the modification may, for example, consist in a local material removal of the metallization layer or in a local conversion of the metallization layer into a transparent modification. It is also possible a color change up to the local blackening of the film material.
  • the regions 34, 36 then no longer contribute to the image reconstruction in the viewing direction of the holograms 20 or 22 and thus form defects in the reconstructed holograms.
  • the information content of the regions 34, 36 appears to the viewer as contrasting, dark-appearing additional information 30 or 32 against the background of the bright hologram images.
  • the diffraction pattern 12 below the metallization layer of the holograms 20, 22 contains a further metal layer, preferably with the same color or with the same visual appearance.
  • the metallization layer of the holograms and the further metal layer visible through the recessed or transparent regions 34, 36 then appear as a homogeneous and featureless, shiny metallic surface, so that the additional information 30 and 32 are not visible.
  • FIG. 3 shows a two-channel diffraction image 40 which is still arranged on a sheet and which is guided along in the transporting direction 42 under a marking device 50 for introducing the viewing direction-dependent additional information.
  • the diffraction pattern 40 like the diffraction pattern 12 described above, contains two holograms, which are reconstructed by alternately arranged strips 46, 48 in a viewing direction L (left) and a viewing direction R (right), respectively.
  • the two holograms of the diffraction pattern 40 are to be provided with two viewing direction-dependent additional information items 66 and 68 in such a way that the first additional information 66, in the exemplary embodiment the identification number "2718", only in the hologram visible from the viewing direction L and the second Additional information 68, in the exemplary embodiment a stylized portrait, is recognizable only in the hologram visible from the viewing direction R.
  • the two additional information are raster images from a plurality of pixels, the size of the two raster images being identical in pixels.
  • a Q-switched inscription laser 52 pulsed laser radiation in the embodiment with a pulse width W between 20 and 60 ns and a repetition frequency of 20 kHz, as shown in Fig. 4 (a) schematically.
  • an analogue quality control which is integrated in the control unit 54 of the labeling device 50, it can be achieved that the laser power of the marking laser 52 between the individual laser pulses 70 does not go back to zero, but in that a precisely controllable residual laser radiation 72 is emitted, as shown in Fig. 4 (a).
  • the ratio of the time interval of the laser pulses .DELTA.T to the pulse duration W is about 1000: 1 in the above-mentioned parameters, so that a large time window is available between successive laser pulses 70, in which only the residual laser radiation 72 is emitted.
  • the laser radiation 56 of the marking laser 52 is focused on the surface of the diffraction pattern 40 via a deflection and deflection unit 58, which serves to deflect the laser beam perpendicular to the transport direction 42 of the sheet, and the image reflected back from the diffraction pattern 40 Radiation detected with two in the viewing directions L and R of the diffraction pattern detectors 60 and 62 detected.
  • the signals detected by the detectors 60, 62 are supplied to the control unit 54, which determines on the basis of the supplied signals whether a strip 46 of the left-reconstructing hologram or a strip 48 of the right-reconstructing hologram is currently in the focus of the marking laser 52.
  • FIG. 4 schematically shows the detector signals of the viewing direction detector L (FIG. 4 (b)) and the viewing direction detector (FIG. 4 (c)).
  • a laser pulse 70 impinges on the diffraction pattern 40
  • both detectors register strong reflection signals 74.
  • "electrical contamination" 76 of the detector signals can also be observed
  • These signal components may originate from the recovery time of the detectors after detection of the intense laser pulse reflex but also caused by couplings from the control electronics
  • Figures 4 (b) and (c) the effect of these effects for illustration exaggerated.
  • the disturbing influence of the mentioned effects can be kept low.
  • the detector response does not return to zero even in the time window .DELTA.T between adjacent laser pulses, since in this period of time the residual laser radiation 72 emitted as a detection laser beam is reflected by the diffraction pattern 40 and leads to idle signals 78 of the detectors 60, 62.
  • the magnitude of these quiescent signals 78 changes significantly each time the transition from a stripe 48 to a stripe 46 or vice versa (for example at time fe in FIG. 4), since the diffraction efficiency of the two stripe types changes in the viewing directions L and R due to the design of the Diffraction pattern 40 clearly different.
  • the change in the silence signals 78, the respective silence level, or the difference in silence levels may be used by the controller 54 to determine the type of strip currently in focus.
  • the detector signals are respectively evaluated in an evaluation time window 80 (FIG. 4 (d)), which is placed in each case shortly before the generation of the subsequent laser pulse. This ensures that, on the one hand, the detector signal is influenced as little as possible by the above-mentioned disturbances and, on the other hand, that the present strip type is correctly determined for the subsequent laser pulse.
  • the control unit 54 After the evaluation of the detector signals, the control unit 54 finally selects the appropriate data set of the two additional information items 66 or 68 and the image information currently to be written on the basis of the detected strip type and controls the pulse output of the labeling laser 52 for the next laser pulse accordingly. For example, in the time slice shown in FIG. 4, with the first laser pulse 70 at time to, a pixel of the additional information 68 for the right-reconstructing hologram is written in a stripe 48, the status of the label control is set to "additional information right" (FIG. 4 (e ), Reference numeral 82).
  • the detectors 60 and 62 are interrogated at a time ti.
  • the evaluation of the detector response does not change the stripe type, so that the status of the labeling control remains at "additional information right" and the next laser pulse 70 writes another pixel of the additional information 68 at the time t 2 .
  • the focus of the laser beam changes from a stripe 48 of the right-reconstructing hologram to a stripe 46 of the left-reconstructing hologram.
  • This change is detected in the next evaluation time window (time U) in the evaluation of the resting level 78 of the two detectors and the status of the labeling control corresponding to "additional information left" switched (reference number 84 in Fig. 4 (e)) t5 then writes a pixel of the additional information 66 for the left-reconstructing hologram in a strip 46.
  • the other laser pulses also write pixels of the additional information 66 until a transition to a strip 48 is detected at a later time, whereupon the status of the labeling control again "Additional information right" is switched.
  • a strip transition is shown, which runs approximately in the middle between two laser pulses.
  • the transition can be Possible errors can be made very small or completely avoided if several or even many laser pulses per strip are provided and the evaluation time window 80 is placed as close as possible to the replenishing laser pulse ,
  • the laser radiation can be polarized, for example along the polarization direction 55 shown in FIG. 3.
  • the polarization can take place, for example, through a polarization filter arranged in the resonant section.
  • FIG. 5 shows a detailed representation of the diffraction pattern 12 rotated by 90 ° with respect to the view of FIG. 2, and represents the individual pixels 90 of an area 34 arranged in a strip 24 of the hologram 20 on the left Direction of the deflection by the deflection and deflection unit 58 parallel to the extension of the strips 24, through which individual scan lines are generated from a plurality of pixels.
  • the feed between the individual scan lines in the direction 94 is effected by the transport of the sheet, as shown in Fig. 3. It has been found to be beneficial to write 5 to 10 such scan lines per strip 24 and 26, respectively. While the pixels 90 in Fig. 5 are all shown in black, it is understood that the pixels are set in practice according to the additional information to be displayed. In this case, both a pure black and white representation, as well as a half-tone representation into consideration, as can be achieved for example by gradually lower or further destruction or modification of the metallization of the diffraction pattern. Experiments have also shown that the contrast of the information provided by the laser increases as the "laser spots" fill the width or height of the stripe, in case of doubt it is better to label the adjacent stripe in the border area than if remaining areas of the affected strip.

Abstract

The invention relates to a method for producing a multi-channel diffraction pattern with additional information which is dependent upon the direction of observation, consisting of the following steps: a) provision of a multi-channel diffraction pattern (12) which reconstructs diffraction optical images in various directions of observation (L,R) according to specific conditions of observation, and wherein the diffraction optical information (20, 22) for the various directions of observation (L, R) is stored in various image areas (24,26) of the diffraction pattern (12) associated with the respective channel, and b) additional information (30,32) which is dependent upon the direction of observation is inscribed with the aid of at least one laser writing beam of a writing laser into at least one channel of the multi-channel diffraction pattern (12) by local (34, 36) laser-induced modification of the optical characteristics of the diffraction pattern (12) in the areas of the pattern (24, 26) that are associated with the channel which is to be inscribed with additional information, wherein c) recognition of the areas of the pattern (24, 26) associated with the channel that is to be inscribed is carried out by a recognizing laser beam in the beam path of the writing laser.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines mehrkanaligen Beugungsbildes Method and device for generating a multi-channel diffraction image
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines mehrkanaligen Beugungsbildes mit betrachtungsrichtungsabhängiger Zusatzinformation sowie einen mit einem derartigen Beugungsbild ausgestatteten Wertgegenstand.The invention relates to a method and a device for generating a multi-channel diffraction image with viewing direction-dependent additional information as well as a value object equipped with such a diffraction pattern.
Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel oder Wertdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertgegenstands gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Wertgegenstände im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fäl- schungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Der Begriff „Wertgegenstand" schließt im Folgenden alle derartigen Gegenstände, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein.Valuables, such as branded articles or value documents, are often provided with security elements for the purpose of hedging, which allow verification of the authenticity of the object of value and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction. Valuable items within the meaning of the present invention are, in particular, bank notes, shares, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other papers susceptible to counterfeiting, such as passports and other identification documents, as well as product security elements such as labels, seals, packaging and the like. The term "object of value" in the following includes all such objects, documents and product protection means.
Aufgrund der leichten Verfügbarkeit und hohen Qualität der Reproduktionen, die mit modernen Farbkopiergeräten oder hochauflösenden Scannern in Verbindung mit guten Farbdruckern erstellt werden können, besteht ein Bedürfnis, die Fälschungssicherheit der betreffenden Sicherheitselemente zu erhöhen. Vielfach werden daher als Sicherheitselemente optisch variable Elemente eingesetzt, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck, beispielsweise einen unterschiedlichen Farbeindruck, vermitteln. Oft kommen auch Sicherheitselemente mit optischen Beugungsstrukturen, wie Hologrammen, ho- lographischen Gitterbildern und anderen hologrammähnlichen Beugungsstrukturen, zum Einsatz, die unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln unterschiedliche Bilder rekonstruieren. Derartige betrachtungswinkelabhängige Effekte können mit normalen Kopier- oder Drucktechniken nicht reproduziert werden.Due to the ready availability and high quality of reproductions that can be made with modern color copying machines or high resolution scanners in conjunction with good color printers, there is a need to increase the counterfeit security of the security elements in question. In many cases, therefore, optically variable elements are used as security elements, which give the viewer a different image impression, for example a different color impression, at different viewing angles. Often, security elements with optical diffraction structures, such as holograms, lattice grids and other hologram-like diffraction structures, are used, which are viewed at different viewing angles reconstruct different images. Such viewing angle dependent effects can not be reproduced with normal copying or printing techniques.
Die Druckschrift EP 1 197350 A2 zeigt und beschreibt ein spezielles Ausführungsbeispiel eines solchen beugungsoptischen Sicherheitselements, nämlich ein optisches Element für Wertdokumente, das ein zweikanaliges Hologramm zur Rekonstruktion holographischer Bilder aus verschiedenen Blickrichtungen aufweist. Jedes holographisch reproduzierte Bild, das nur unter einer Blickrichtung visuell zu erkennen ist, entspricht dabei einem Kanal. Den einzelnen Kanälen sind jeweils verschiedene Flächenbereiche des Hologramms zugeordnet. Der einem Kanal entsprechende Bereich des Hologramms kann in eine Vielzahl von Teilbereichen unterteilt sein. Diese Teilbereiche sind beispielsweise als schmale Streifen ausgeführt. Die zu verschie- denen Kanälen gehörenden Streifen werden dabei vorzugsweise alternierend angeordnet. Obgleich die jeweils zusammengehörenden Teilbereiche eines beugungsoptischen Bildes voneinander beabstandet sind, erzeugen sie unter dem vorgegebenen definierten Betrachtungswinkel für den Betrachter ein gemeinsames Beugungsbild. In den streifenförmigen Teilbereichen werden vorzugsweise mithilfe eines Lasers Unterbereiche so verändert, dass sie an der Bildrekonstruktion nicht mehr teilnehmen und vor dem holographischen Hintergrund eine erste oder zweite Information darstellen.The document EP 1 197350 A2 shows and describes a special embodiment of such a diffraction-optical security element, namely an optical element for value documents, which has a two-channel hologram for the reconstruction of holographic images from different viewing directions. Each holographically reproduced image, which can be visually recognized only in one line of sight, corresponds to a channel. The individual channels are each assigned different surface areas of the hologram. The region of the hologram corresponding to one channel can be subdivided into a plurality of subregions. These subregions are designed, for example, as narrow strips. The strips belonging to different channels are preferably arranged alternately. Although the respective associated subregions of a diffractive optical image are spaced apart from each other, they produce a common diffraction image for the viewer at the predetermined defined viewing angle. In the strip-shaped subregions, subareas are preferably changed by means of a laser such that they no longer participate in the image reconstruction and represent first or second information in front of the holographic background.
Um einen solchen Effekt zu erzielen, ist es erforderlich, die mit dem Laser erzeugten Informationen sehr exakt in die jeweils zu einem Kanal gehörenden Teilbereiche bzw. Streifen einzubringen. Dies bedeutet, dass während des Laserbeschriftungsverfahrens zunächst festgestellt werden muss, zu welchem der Kanäle der aktuell zur Beschriftung anstehende Streifen gehört. Dies geschieht durch Überprüfen der Richtung, in welche einfallendes Licht gebeugt und damit ein holographisches Bild rekonstruiert wird. Die Überprüfung erfolgt beispielsweise mittels fokussierter Leuchtdioden als Lichtquellen und optischen Detektoren, wie etwa einer Kamera, zur Bestimmung des zugehörigen Betrachtungswinkels. Ein derartiges Verfahren ist sehr auf- wändig, wobei der apparative Aufwand und die erforderliche Präzision zudem mit der Feinheit der Teilbereiche, in die die einzelnen Kanäle räumlich aufgelöst werden, zunimmt. Für die Herstellung großer Stückzahlen ist dieses Verfahren daher nur wenig geeignet.In order to achieve such an effect, it is necessary to introduce the information generated by the laser very precisely into the subregions or strips belonging to each channel. This means that during the laser marking process, it must first be determined to which of the channels the strip currently being printed belongs. This is done by checking the direction in which incident light bent and thus a holographic image is reconstructed. The check is carried out for example by means of focused light-emitting diodes as light sources and optical detectors, such as a camera, for determining the associated viewing angle. Such a method is very complicated, with the complexity of the apparatus and the precision required also increasing with the fineness of the subregions into which the individual channels are spatially resolved. Therefore, this method is not very suitable for the production of large quantities.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, die die Nachteile des Stands der Technik vermeiden. Insbesondere sollen die betrachtungsrichtungsabhängigen Zusatzinformationen zuverlässig und mit vertretbarem apparativem Aufwand in ein mehrkanaliges Beugungsbild ein- geschrieben werden können.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a generic method or a generic device which avoids the disadvantages of the prior art. In particular, the viewing direction-dependent additional information should be able to be written into a multichannel diffraction pattern reliably and with reasonable equipment expense.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Eine zugehörige Vorrichtung sowie ein mit einem mehrkana- ligen Beugungsbild ausgestatteter Wertgegenstand sind in den nebengeord- neten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the method having the features of the main claim. An associated device and a valuable article equipped with a multi-channel diffraction pattern are specified in the subordinate claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß der Erfindung enthält ein Verfahren zum Erzeugen eines mehrkana- ligen Beugungsbildes mit betrachtungsrichtungsabhängiger Zusatzinforma- tion die Verfahrensschritte:According to the invention, a method for generating a multi-channel diffraction image with viewing direction-dependent additional information contains the method steps:
a) Bereitstellen eines mehrkanaligen Beugungsbildes, das unter bestimmten Beobachtungsbedingungen beugungsoptische Bilder in verschiedene Betrachtungsrichtungen rekonstruiert, und bei dem die beu- gungsoptischen Informationen für die verschiedenen Betrachtungsrichtungen in verschiedenen, dem jeweiligen Kanal zugeordneten Bildbereichen des Beugungsbildes abgelegt sind,a) provision of a multi-channel diffraction image which, under certain conditions of observation, reconstructs diffraction-optical images in different viewing directions, and in which the diffraction image transmission optical information for the different viewing directions are stored in different, assigned to the respective channel image areas of the diffraction image,
b) Einbringen betrachtungsrichtungsabhängiger Zusatzinformation mit einem Schreiblaserstrahl eines Beschriftungslasers in zumindest einen Kanal des mehrkanaligen Beugungsbildes durch lokale laserinduzierte Veränderung der optischen Eigenschaften des Beugungsbildes in den Bildbereichen, die dem mit der Zusatzinformation zu beschriften- den Kanal zugeordnet sind, wobeib) introducing viewing direction-dependent additional information with a writing laser beam of a marking laser in at least one channel of the multi-channel diffraction image by local laser-induced change in the optical properties of the diffraction image in the image areas, which are assigned to the channel to be labeled with the additional information, wherein
c) die Erkennung der dem zu beschriftenden Kanal zugeordneten Bildbereiche durch einen Erkennungslaserstrahl im Strahlengang des Beschriftungslasers vorgenommen wird.c) the recognition of the image areas assigned to the channel to be labeled is carried out by a detection laser beam in the beam path of the marking laser.
Indem der Schreiblaserstrahl und der Erkennungslaserstrahl im selben Strahlengang geführt werden, ist sichergestellt, dass stets der aktuell zu beschreibende Bildbereich vom Erkennungslaserstrahl erfasst wird. Eine Dejustie- rung von Erkennungs- und Schreibstrahl ist nicht möglich. Auf eine aufwän- dige Identifizierung des zu beschreibenden Bildbereichs mittels spezieller Kameraeinheiten kann verzichtet werden, so dass sich ein besonders einfaches Erkennungsverfahren ergibt.By guiding the writing laser beam and the detection laser beam in the same beam path, it is ensured that the image area currently to be described is always detected by the detection laser beam. A misadjustment of recognition and writing beam is not possible. An elaborate identification of the image area to be described by means of special camera units can be dispensed with, so that a particularly simple recognition method results.
Bevorzugt werden mit dem Erkennungslaserstrahl die lokalen Refraktionsei- genschaften des mehrkanaligen Beugungsbildes abgefragt. Auf Grundlage der abgefragten Eigenschaften kann dann festgestellt werden, zu welchem Kanal der vom Beschriftungslaser aktuell erfasste Bildbereich gehört und ob für diesen Kanal einzuschreibende Zusatzinformation vorgesehen ist. Die von dem Beugungsbild abgelenkte Erkennungslaserstrahlung wird vorteilhaft mit einem oder mehreren in den Betrachtungsrichtungen des Beugungsbildes angeordneten Detektoren erfasst.The local refraction properties of the multi-channel diffraction pattern are preferably interrogated with the detection laser beam. On the basis of the queried properties, it can then be ascertained to which channel the image area currently detected by the marking laser belongs and whether additional information to be written in for this channel is provided. The detection laser radiation deflected by the diffraction pattern is advantageously detected with one or more detectors arranged in the viewing directions of the diffraction image.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Bildbereiche des mehrkanaligen Beugungsbilds mit dem Erkennungslaserstrahl abgerastert und erkannt werden, und dass diejenigen Bildbereiche, die einem zu beschriftenden Kanal zugeordnet sind, mit dem Schreiblaserstrahl mit der entsprechenden betrachtungsrichtungsabhängigen Zusatzinformation versehen werden.In one embodiment of the method, it is provided that the image areas of the multi-channel diffraction image are scanned and recognized by the recognition laser beam, and that those image areas which are assigned to a channel to be labeled are provided with the write laser beam with the corresponding additional viewing information dependent information.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Beschriftung mit der Zusatzinformation mit gepulster Schreiblaserstrahlung durchgeführt. Dabei wird ein zwischen zwei Laserpulsen des Beschriftungslasers emittierter Restlaserstrahl kleiner Intensität als Erkennungslaserstrahl zur Erkennung der dem zu beschriftenden Kanal zugeordneten Bildbereiche verwendet. Die betrachtungsrichtungsabhängige Zusatzinformation liegt vorzugsweise als Rasterbild aus einer Mehrzahl von Bildpunkten vor, wobei die Bildpunkte des Rasterbilds durch den gepulsten Schreiblaserstahl in die Bildbereiche des zu beschriftenden Kanals eingebracht werden.According to a preferred embodiment of the invention, the label is carried out with the additional information with pulsed writing laser radiation. In this case, a residual laser beam of small intensity emitted between two laser pulses of the marking laser is used as a recognition laser beam for the purpose of detecting the image areas assigned to the channel to be labeled. The viewing direction-dependent additional information is preferably present as a raster image of a plurality of pixels, wherein the pixels of the raster image are introduced by the pulsed write laser steel in the image areas of the channel to be labeled.
Das Verhältnis des zeitlichen Abstands der Laserpulse zur Pulsdauer ist zweckmäßig größer als 5:1, bevorzugt größer als 10:1, besonders bevorzugt größer als 100:1 oder sogar größer als 500:1. Zwischen aufeinander folgenden Laserpulsen steht dann ein großes Zeitfenster zur Verfügung, in dem nur der Erkennungslaserstrahl emittiert wird. Dadurch ist selbst nach einer erfolgten Sättigung der Detektoren, die zur Vereinfachung des Systemaufbaus möglichst immer offen bleiben sollten, ausreichend Zeit zum Abklingen eventuell erzeugter Störsignale in den Detektoren gegeben. Der Beschriftungslaser wird vorzugsweise gütegeschaltet betrieben. Insbesondere kann mit Vorteil eine analoge Güteschaltungssteuerung zur präzisen Kontrolle des Restlaserstrahls zum Einsatz kommen.The ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration is expediently greater than 5: 1, preferably greater than 10: 1, particularly preferably greater than 100: 1 or even greater than 500: 1. Between successive laser pulses then a large time window is available in which only the detection laser beam is emitted. As a result, even after a successful saturation of the detectors, which should always remain open to simplify the system structure, sufficient time for decaying possibly generated interference signals in the detectors is given. The labeling laser is preferably operated Q-switched. In particular, an analogue Q-switching control can be advantageously used for the precise control of the residual laser beam.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens sind Maßnahmen vorgesehen, um die durch den Intensitätsunterschied zwischen Schreiblaserstrahl und Erkennungslaserstrahl in den Detektoren hervorgerufenen Signalunterschiede korrekt zu berücksichtigen. Insbesondere können der Intensitätsunterschied zwischen Schreiblaserstrahl und Erkennungslaserstrahl, das Ver- hältnis des zeitlichen Abstands der Laserpulse zur Pulsdauer und die Auslegung der Detektoren so aufeinander abgestimmt werden, dass die Detektoren während des Betriebs nicht in den Sättigungsbereich gelangen. In diesem Fall kann ein Differenzsignal von zwei oder mehr Detektoren zur Auswertung kommen, was eine sehr feine Unterscheidung der Art des im Fokus des Erkennungslaserstrahls liegenden Bildbereichs ermöglicht.In an advantageous embodiment of the method, measures are provided to correctly account for the signal differences caused by the intensity difference between the writing laser beam and the detection laser beam in the detectors. In particular, the intensity difference between the writing laser beam and the detection laser beam, the ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration and the design of the detectors can be coordinated so that the detectors do not reach the saturation range during operation. In this case, a difference signal from two or more detectors can be used for evaluation, which allows a very subtle differentiation of the type of image area lying in the focus of the detection laser beam.
In manchen Verfahrensvarianten kann es vorteilhaft sein, wenn der Erkennungslaserstrahl polarisiert, vorzugsweise linear polarisiert ist. Oft wird dadurch ein höheres Signal-Rausch- Verhältnis erzielt. Bei geeigneten Beu- gungsbildern können jedoch, insbesondere wenn das Differenzsignal von zwei Detektoren ausgewertet werden kann, auch ohne Polarisierung ausreichend hohe Signal-Rausch- Verhältnisse erreicht werden.In some process variants, it may be advantageous if the recognition laser beam is polarized, preferably linearly polarized. This often results in a higher signal-to-noise ratio. With suitable diffraction images, however, especially if the difference signal can be evaluated by two detectors, sufficiently high signal-to-noise ratios can be achieved even without polarization.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Erken- nungslaserstrahl Datensätze für die einzubringende Zusatzinformation zuordnet und entsprechende Schreibimpulse steuert.According to an advantageous development, it is provided that the detection laser beam assigns data sets for the additional information to be introduced and controls corresponding write pulses.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante wird die Strahlung des Beschriftungslasers zum Einbringen der Zusatzinformation in einer oder zwei Di- mensionen abgelenkt, vorzugsweise mittels eines Polygonrads oder eines Galvanospiegels. Wird die Strahlung in zwei Dimensionen abgelenkt, kann das Beugungsbild ohne weitere Transportbewegungen des Datenträgers vollständig erf asst und beschrieben werden.In an advantageous variant of the invention, the radiation of the marking laser for introducing the additional information into one or two di- deflected mens, preferably by means of a polygon or a galvanomirror. If the radiation is deflected in two dimensions, the diffraction image can be completely acquired and described without further transport movements of the data carrier.
Eine besonders einfache Verfahrensführung ergibt sich, wenn die Bildbereiche des Beugungsbilds in Form nebeneinander liegender Streifen vorliegen, und das Beugungsbild zur Beschriftung senkrecht zur Streifenausdehnung transportiert wird. Um die zweite Raumrichtung abzudecken, kann die Strahlung des Beschriftungslasers in diesem Fall in Streifenausdehnung abgelenkt werden, vorzugsweise mittels eines Polygonrads oder eines Galvanospiegels. Die Streifen des Beugungsbildes weisen bei dieser Variante zweckmäßig eine Breite zwischen 10 und 500 μm, bevorzugt zwischen 20 und 100 μm auf. Die Aufteilung des Beugungsbildes in parallele Streifen stellt allerdings nur eine von vielen möglichen Geometrien dar.A particularly simple procedure results if the image areas of the diffraction image are in the form of adjacent strips, and the diffraction image is transported perpendicular to the strip extension for inscription. In order to cover the second spatial direction, the radiation of the inscription laser in this case can be deflected in strip extension, preferably by means of a polygon wheel or a galvanomirror. The strips of the diffraction pattern in this variant expediently have a width between 10 and 500 μm, preferably between 20 and 100 μm. However, dividing the diffraction image into parallel stripes is only one of many possible geometries.
In einer konkreten Ausgestaltung weist das Beugungsbild zwei durch alternierend angeordnete Streifengruppen gebildete Kanäle auf, die zwei beugungsoptische Bilder in zwei senkrecht zur Streifenausdehnung liegende Betrachtungsrichtungen rekonstruiert. Vorzugsweise sind die beiden Betrachtungsrichtungen symmetrisch zur Flächennormalen des Beugungsbildes angeordnet.In a specific embodiment, the diffraction pattern has two channels formed by alternately arranged strip groups, which reconstructs two diffraction-optical images in two viewing directions perpendicular to the strip extension. Preferably, the two viewing directions are arranged symmetrically to the surface normal of the diffraction pattern.
Wird die Strahlung des Beschriftungslasers polarisiert, so bietet sich an, die Polarisationsrichtung des Erkennungslaserstrahls senkrecht zur Streifenausdehnung zu wählen.If the radiation of the marking laser is polarized, then it makes sense to choose the polarization direction of the detection laser beam perpendicular to the strip extension.
Die Erfindung umfasst auch einen Wertgegenstand, insbesondere einen Datenträger oder ein Sicherheitselement, zum Aufbringen auf einen Datenträ- ger, mit einem nach einem oben beschriebenen Verfahren erzeugten mehr- kanaligen Beugungsbild. Vorzugsweise liegen die Bildbereiche des Beugungsbilds dabei in Form nebeneinander liegender Streifen vor, die insbesondere eine Breite zwischen 10 und 500 μm, bevorzugt zwischen 20 und 100 μm aufweisen. Die betrachtungsrichtungsabhängige Zusatzinformation liegt mit Vorteil als Rasterbild aus einer Mehrzahl von Bildpunkten vor, wobei die Rasterbilder für die verschiedenen Betrachtungsrichtungen zweckmäßig dieselbe Größe in Bildpunkten aufweisen.The invention also includes a valuable article, in particular a data carrier or a security element, for application to a data carrier. ger, with a multi-channel diffraction pattern generated according to a method described above. Preferably, the image areas of the diffraction image are in the form of juxtaposed strips which in particular have a width of between 10 and 500 μm, preferably between 20 and 100 μm. The viewing direction-dependent additional information is advantageously present as a raster image of a plurality of pixels, wherein the raster images for the different viewing directions expediently have the same size in pixels.
Die Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahren bereit. Eine derartige Vorrichtung enthält einen Beschriftungslaser zum Einbringen der Zusatzinformation mit einem Schreiblaserstrahl des Beschriftungslasers in zumindest einen Kanal des mehrkanali- gen Beugungsbildes sowie Erkennungsmittel zur Erkennung der dem zu be- schriftenden Kanal zugeordneten Bildbereiche mithilfe eines im Strahlengang des Beschriftungslasers geführten Erkennungslaserstrahls.The invention also provides an apparatus for carrying out the methods described above. Such a device contains a marking laser for introducing the additional information with a writing laser beam of the marking laser into at least one channel of the multi-channel diffraction image and recognition means for detecting the image areas assigned to the channel to be written using a detection laser beam guided in the beam path of the marking laser.
Die Erkennungsmittel umfassen mit Vorteil einen oder mehrere Detektoren zur Erfassung der vom Beugungsbild abgelenkten Laserstrahlung, die in ei- ner oder mehreren der Betrachtungsrichtungen des Beugungsbildes angeordnet sind.The detection means advantageously comprise one or more detectors for detecting the laser radiation deflected by the diffraction image, which are arranged in one or more of the viewing directions of the diffraction image.
Als Beschriftungslaser wird bevorzugt ein gepulster Laser eingesetzt, der zwischen zwei als Schreiblaserstrahlung verwendeten Laserpulsen einen Restlaserstrahl kleiner Intensität als Erkennungslaserstrahl emittiert. Das Verhältnis des zeitlichen Abstands der Laserpulse zur Pulsdauer ist vorzugsweise größer als 5:1, bevorzugt größer als 10:1, besonders bevorzugt größer als 100:1 oder sogar größer als 500:1. Der Beschriftungslaser ist vorzugsweise gütegeschaltet und zur präzisen Kontrolle des Restlaserstrahls mit einer analogen Güteschaltungssteuerung ausgestattet. Um mit polarisierter Laserstrahlung zu arbeiten, kann weiter ein Polarisationsfilter vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Beschriftungsvorrichtung ein Polygonrad oder einen Galvano-Spiegel zur Ablenkung der Laserstrahlung des Beschriftungs- lasers enthalten.As a labeling laser, a pulsed laser is preferably used, which emits a residual laser beam of small intensity as a detection laser beam between two laser pulses used as writing laser radiation. The ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration is preferably greater than 5: 1, preferably greater than 10: 1, particularly preferably greater than 100: 1 or even greater than 500: 1. The inscription laser is preferably Q-switched and for precise control of the residual laser beam with equipped with an analogue circuit control. In order to work with polarized laser radiation, a polarization filter can be further provided. In addition, the labeling device may contain a polygon wheel or a galvano mirror for deflecting the laser radiation of the marking laser.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die An- schaulichkeit zu erhöhen.Further exemplary embodiments and advantages of the invention will be explained below with reference to the figures, in the representation of which a representation true to scale and proportion has been dispensed with in order to increase the clarity.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem mehr- kanaligen Beugungsbild nach einem Ausführungsbeispiel der1 is a schematic representation of a banknote with a multi-channel diffraction pattern according to an embodiment of the
Erfindung,Invention,
Fig. 2 einen Ausschnitt des mehrkanaligen Beugungsbilds von Fig. 1 in Aufsicht,2 shows a section of the multi-channel diffraction pattern of FIG. 1 in plan view,
Fig. 3 ein zweikanaliges Beugungsbild, das unter einer erfindungsgemäßen Beschriftungsvorrichtung zum Einbringen betrach- tungsrichtungsabhängiger Zusatzinformationen geführt wird,3 shows a two-channel diffraction pattern which is guided under a labeling device according to the invention for introducing viewing direction-dependent additional information,
Fig. 4 in (a) bis (e) schematisch die zeitlichen Signalverläufe an derFig. 4 in (a) to (e) schematically the temporal waveforms at the
Übergangsstelle zweier unterschiedlicher Bildbereiche beim Einbringen der Zusatzinformationen, und Fig. 5 eine gegenüber der Ansicht von Fig. 2 um 90° gedrehte Detaildarstellung des mehrkanaligen Beugungsbilds von Fig. 1 in Aufsicht.Transition point of two different image areas when introducing the additional information, and Fig. 5 is a comparison with the view of Fig. 2 rotated by 90 ° detail of the multi-channel diffraction pattern of Fig. 1 in plan view.
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die auf ihrer Vorderseite mit einem erfindungsgemäßen mehrkanaligen Beugungsbild 12 versehen ist.The invention will now be explained using the example of a banknote. Fig. 1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is provided on its front side with a multi-channel diffraction pattern 12 according to the invention.
Wie nachfolgend genauer erläutert, rekonstruiert das Beugungsbild 12 zwei typischerweise unterschiedliche beugungsoptische Bilder in zwei verschiedene Betrachtungsrichtungen, weist also zwei Betrachtungskanäle auf. Die Richtungen, aus denen die beiden beugungsoptischen Bilder bei senkrechtem Lichteinfall erkennbar sind, sind in Fig. 1 mit L (links) und R (rechts) bezeichnet. Vom Betrachter werden die beiden Bilder typischerweise bei feststehendem Betrachtungspunkt durch Kippen der Banknote 10 abwechselnd sichtbar gemacht. Es versteht sich, dass das Beugungsbild 12 auch für andere als die gezeigten Betrachtungsrichtungen ausgelegt sein kann oder dass mehr als zwei Betrachtungskanäle vorgesehen sein können.As explained in greater detail below, the diffraction image 12 reconstructs two typically different diffraction-optical images in two different viewing directions, that is, has two viewing channels. The directions from which the two diffraction-optical images are recognizable under normal incidence of light are designated in FIG. 1 by L (left) and R (right). From the viewer, the two images are typically made visible at a fixed viewing point by tilting the banknote 10 alternately. It is understood that the diffraction pattern 12 can also be designed for other than the viewing directions shown or that more than two viewing channels can be provided.
In jedes der rekonstruierten Bilder ist zusätzlich zu dem holographischen Grundmotiv nachträglich eine weitere Information eingebracht, die wie das Grundmotiv nur aus der jeweiligen Betrachtungsrichtung L oder R erkennbar ist. Die Zusatzinformation kann insondere eine die Banknote 10 oder die Banknotenserie individualisierende Kennung darstellen. Beispielsweise kann es sich bei den Zusatzinformationen um eine banknotenspezifische Seriennummer für die Betrachtungsrichtungen L und um ein serienspezifisches Bildmotiv für die Betrachtungsrichtungen R handeln. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Beugungsbilds 12 von Fig. 1 in schemati- scher Darstellung in Aufsicht. Das Beugungsbild 12 enthält einen ersten Hologrammbereich 20, der bei Betrachtung aus der Betrachtungsrichtung L das erste beugungsoptische Bild rekonstruiert und einen zweiten Hologrammbe- reich 22, der das zweite beugungsoptische Bild bei Betrachtung aus der Betrachtungsrichtung R rekonstruiert. Die Hologrammbereiche 20 und 22 sind jeweils durch eine Mehrzahl alternierend angeordneter schmaler Streifen 24 bzw. 26 gebildet, die im Ausführungsbeispiel lediglich eine Breite von etwa 50 μm aufweisen und somit mit bloßem Auge nicht aufgelöst werden kön- nen.In each of the reconstructed images, in addition to the basic holographic motif, further information is subsequently introduced which, like the basic motif, can only be recognized from the respective viewing direction L or R. The additional information may in particular represent a banknote 10 or the banknote series individualizing identifier. By way of example, the additional information may be a banknote-specific serial number for the viewing directions L and a series-specific image motif for the viewing directions R. FIG. 2 shows a section of the diffraction pattern 12 of FIG. 1 in a schematic representation in plan view. The diffraction pattern 12 includes a first hologram region 20 that reconstructs the first diffractive image when viewed from the viewing direction L, and a second hologram region 22 that reconstructs the second diffractive image when viewed from the viewing direction R. The hologram regions 20 and 22 are each formed by a plurality of alternately arranged narrow strips 24 and 26, respectively, which in the exemplary embodiment have a width of only about 50 μm and thus can not be resolved with the naked eye.
Bei schräger Betrachtung von links (aus Richtung L) tragen nur die Streifen 24 zur Rekonstruktion eines beugungsoptischen Bildes bei und der Betrachter nimmt das erste Hologramm 20 war. Bei schräger Betrachtung von rechts (aus Richtung R) tragen dagegen nur die Streifen 26 zur Rekonstruktion eines beugungsoptischen Bildes bei, so dass der der Betrachter das zweite Hologramm 22 wahrnimmt. Aufgrund der geringen Breite der Streifen 24, 26 und ihres geringen Abstands treten die beiden Hologramme 20, 22 für den Betrachter jeweils ohne Unterbrechung in Erscheinung.When viewed obliquely from the left (from the direction L), only the strips 24 contribute to the reconstruction of a diffraction-optical image and the viewer perceives the first hologram 20 was. On the other hand, when viewed obliquely from the right (from the direction R), only the strips 26 contribute to the reconstruction of a diffraction-optical image, so that the viewer perceives the second hologram 22. Due to the small width of the strips 24, 26 and their small distance, the two holograms 20, 22 for the viewer each without interruption in appearance.
Zusätzlich zu den Hologrammen 20 und 22 enthält das Beugungsbild 12 be- trachtungsrichtungsabhängige Zusatzinformationen 30 und 32, die jeweils nur aus der Betrachtungsrichtung L oder R des zugehörigen Hologramms erkennbar sind. Die Zusatzinformationen 30 und 32 sind durch in den jewei- ligen Streifen 24 bzw. 26 angeordnete Gebiete 34 bzw. 36 gebildet, in denen die optischen Eigenschaften des Beugungsbilds 12 durch Lasereinwirkung lokal verändert sind, so dass sich die Gebiete 34, 36 bei Betrachtung aus Richtung L oder R vor dem Hintergrund der Hologramme 20 bzw. 22 visuell abheben. Im Ausführungsbeispiel sind die Gebiete 34, 36 durch eine lokale laserinduzierte Modifikation der Metallisierungsschicht der Hologramme 20, 22 erzeugt. Die Modifikation kann beispielsweise in einem lokalen Materialabtrag der Metallisierungsschicht oder in einer lokalen Umwandlung der Metallisie- rungsschicht in eine transparente Modifikation bestehen. Es ist auch eine Farbveränderung bis hin zur lokalen Schwärzung des Folienmaterials möglich. Die Gebiete 34, 36 tragen dann zur Bildrekonstruktion in die Betrachtungsrichtung der Hologramme 20 bzw. 22 nicht mehr bei und bilden so Fehlstellen in den rekonstruierten Hologrammen.In addition to the holograms 20 and 22, the diffraction pattern 12 contains viewing direction-dependent additional information 30 and 32, which can be recognized only from the viewing direction L or R of the associated hologram. The additional information 30 and 32 are formed by regions 34 and 36 arranged in the respective strips 24 and 26, respectively, in which the optical properties of the diffraction pattern 12 are locally changed by the action of lasers, so that the regions 34, 36 appear as viewed Visually lift L or R against the background of the holograms 20 and 22, respectively. In the exemplary embodiment, the regions 34, 36 are generated by a local laser-induced modification of the metallization layer of the holograms 20, 22. The modification may, for example, consist in a local material removal of the metallization layer or in a local conversion of the metallization layer into a transparent modification. It is also possible a color change up to the local blackening of the film material. The regions 34, 36 then no longer contribute to the image reconstruction in the viewing direction of the holograms 20 or 22 and thus form defects in the reconstructed holograms.
Der Informationsgehalt der Gebiete 34, 36 tritt für den Betrachter als kontrastierende, dunkel erscheinende Zusatzinformation 30 bzw. 32 vor dem Hintergrund der hellen Hologrammbilder hervor. Im Ausführungsbeispiel, in dem die Metallschicht mit dem Laser entfernt bzw. transparent gemacht wird, enthält das Beugungsbild 12 unterhalb der Metallisierungsschicht der Hologramme 20, 22 eine weitere Metallschicht, vorzugsweise mit derselben Farbe bzw. mit demselben optischen Erscheinungsbild. Bei Betrachtung des Beugungsbilds 12 aus einer anderen Richtung als den ausgezeichneten Betrachtungsrichtungen L und R erscheinen dann die Metallisierungsschicht der Hologramme und die durch die ausgesparten oder transparenten Gebiete 34, 36 hindurch sichtbare weitere Metallschicht als homogene und strukturlose, metallisch glänzende Fläche, so dass die Zusatzinformationen 30 und 32 nicht zu erkennen sind.The information content of the regions 34, 36 appears to the viewer as contrasting, dark-appearing additional information 30 or 32 against the background of the bright hologram images. In the exemplary embodiment in which the metal layer is removed or made transparent with the laser, the diffraction pattern 12 below the metallization layer of the holograms 20, 22 contains a further metal layer, preferably with the same color or with the same visual appearance. When viewing the diffraction pattern 12 from a direction other than the excellent viewing directions L and R, the metallization layer of the holograms and the further metal layer visible through the recessed or transparent regions 34, 36 then appear as a homogeneous and featureless, shiny metallic surface, so that the additional information 30 and 32 are not visible.
Um die Gebiete 34 und 36 in die zugehörigen Streifen 24 bzw. 26 einbringen zu können, muss beim Beschreiben des Beugungsbilds 12 mit der Zusatzinformation festgestellt werden, ob der aktuell zu beschreibende Streifen zum links rekonstruierenden Hologramm 20 oder zum rechts rekonstruierenden Hologramm 22 gehört. Diese Streifenerkennung erfolgt erfindungsgemäß mit dem nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 3 und 4 beschriebenen Verfahren.In order to be able to introduce the regions 34 and 36 into the associated strips 24 and 26, it must be determined when describing the diffraction pattern 12 with the additional information whether the strip currently to be described belongs to the left-reconstructing hologram 20 or to the right-reconstructing hologram 22. This strip detection is carried out according to the invention the method described below with reference to Figures 3 and 4.
Fig. 3 zeigt ein noch auf einem Bogen angeordnetes zweikanaliges Beu- gungsbild 40, das in Transportrichtung 42 unter einer Beschriftungsvorrichtung 50 zum Einbringen der betrachtungsrichtungsabhängigen Zusatzinformation entlanggeführt wird. Das Beugungsbild 40 enthält wie das oben beschriebene Beugungsbild 12 zwei Hologramme, die von alternierend angeordneten Streifen 46, 48 in eine Betrachtungsrichtung L (Links) bzw. eine Be- trachtungsrichtung R (Rechts) rekonstruiert werden.FIG. 3 shows a two-channel diffraction image 40 which is still arranged on a sheet and which is guided along in the transporting direction 42 under a marking device 50 for introducing the viewing direction-dependent additional information. The diffraction pattern 40, like the diffraction pattern 12 described above, contains two holograms, which are reconstructed by alternately arranged strips 46, 48 in a viewing direction L (left) and a viewing direction R (right), respectively.
Die beiden Hologramme des Beugungsbilds 40 sollen mit zwei betrachtungs- richtungsabhängigen Zusatzinformationen 66 und 68 versehen werden und zwar dergestalt, dass die erste Zusatzinformation 66, im Ausführungsbei- spiel die Kennungsnummer „2718", nur in dem aus der Betrachtungsrichtung L sichtbaren Hologramm und die zweite Zusatzinformation 68, im Ausführungsbeispiel ein stilisiertes Portrait, nur in dem aus der Betrachtungsrichtung R sichtbaren Hologramm erkennbar ist. Die beiden Zusatzinformationen liegen im Ausführungsbeispiel als Rasterbilder aus einer Mehrzahl von Bildpunkten vor, wobei die Größe der beiden Rasterbilder in Bildpunkten identisch ist.The two holograms of the diffraction pattern 40 are to be provided with two viewing direction-dependent additional information items 66 and 68 in such a way that the first additional information 66, in the exemplary embodiment the identification number "2718", only in the hologram visible from the viewing direction L and the second Additional information 68, in the exemplary embodiment a stylized portrait, is recognizable only in the hologram visible from the viewing direction R. In the exemplary embodiment, the two additional information are raster images from a plurality of pixels, the size of the two raster images being identical in pixels.
Zum Einbringen der Zusatzinformationen 66, 68 erzeugt ein gütegeschalteter Beschriftungslaser 52 gepulste Laserstrahlung, im Ausführungsbeispiel mit einer Pulsbreite W zwischen 20 und 60 ns und einer Wiederholfrequenz von 20 kHz, wie in Fig. 4(a) schematisch dargestellt. Durch eine analoge Gütesteuerung, die in die Steuereinheit 54 der Beschriftungsvorrichtung 50 integriert ist, kann erreicht werden, dass die Laserleistung des Beschriftungslasers 52 zwischen den einzelnen Laserpulsen 70 nicht auf Null zurückgeht, son- dern dass eine präzise kontrollierbare Restlaserstrahlung 72 emittiert wird, wie in Fig. 4(a) gezeigt. Das Verhältnis des zeitlichen Abstands der Laserpulse ΔT zur Pulsdauer W beträgt bei den oben angegebenen Parametern etwa 1000 : 1, so dass zwischen aufeinander folgenden Laserpulsen 70 jeweils ein großes Zeitfenster zur Verfügung steht, in dem nur die Restlaserstrahlung 72 emittiert wird.For introducing the additional information 66, 68 produces a Q-switched inscription laser 52 pulsed laser radiation, in the embodiment with a pulse width W between 20 and 60 ns and a repetition frequency of 20 kHz, as shown in Fig. 4 (a) schematically. By an analogue quality control, which is integrated in the control unit 54 of the labeling device 50, it can be achieved that the laser power of the marking laser 52 between the individual laser pulses 70 does not go back to zero, but in that a precisely controllable residual laser radiation 72 is emitted, as shown in Fig. 4 (a). The ratio of the time interval of the laser pulses .DELTA.T to the pulse duration W is about 1000: 1 in the above-mentioned parameters, so that a large time window is available between successive laser pulses 70, in which only the residual laser radiation 72 is emitted.
Wieder mit Bezug auf Fig. 3 wird die Laserstrahlung 56 des Beschriftungslasers 52 über eine Umlenk- und Ablenkeinheit 58, die der Ablenkung des La- serstrahls senkrecht zur Transportrichtung 42 des Bogens dient, auf die Oberfläche des Beugungsbilds 40 fokussiert und die vom Beugungsbild 40 zurückgeworfene Strahlung mit zwei in den Betrachtungsrichtungen L und R des Beugungsbildes angeordneten Detektoren 60 und 62 erfasst.Referring back to FIG. 3, the laser radiation 56 of the marking laser 52 is focused on the surface of the diffraction pattern 40 via a deflection and deflection unit 58, which serves to deflect the laser beam perpendicular to the transport direction 42 of the sheet, and the image reflected back from the diffraction pattern 40 Radiation detected with two in the viewing directions L and R of the diffraction pattern detectors 60 and 62 detected.
Die von den Detektoren 60, 62 erfassten Signale werden der Steuereinheit 54 zugeführt, die auf Grundlage der zugeführten Signale feststellt, ob gegenwärtig ein Streifen 46 des links rekonstruierenden Hologramms oder ein Streifen 48 des rechts rekonstruierenden Hologramms im Fokus des Beschriftungslasers 52 liegt.The signals detected by the detectors 60, 62 are supplied to the control unit 54, which determines on the basis of the supplied signals whether a strip 46 of the left-reconstructing hologram or a strip 48 of the right-reconstructing hologram is currently in the focus of the marking laser 52.
Fig. 4 zeigt dazu schematisch die Detektorsignale des Detektors 60 für die Betrachtungsrichtung L (Fig. 4(b)) und des Detektors 62 für die Betrachtungsrichtung R (Fig. 4(c)). Beim Auftreffen eines Laserpulses 70 auf dem Beugungsbild 40 registrieren beide Detektoren starke Reflexionssignale 74. Auch unmittelbar nach einem Laserpuls sind noch „elektrische Verschmutzungen" 76 der Detektorsignale zu beobachten. Diese Signalkomponenten können zum einen von der Erholungszeit der Detektoren nach dem Erfassen des intensiven Laserpulsreflexes herrühren, aber auch durch Einkopplungen aus der Steuerungselektronik verursacht sein. In den Figuren 4(b) und (c) ist die Wirkung dieser Effekte zur Illustration übertrieben dargestellt. Insbesondere durch geeignete Auslegung der Beschriftungsvorrichtung 50 kann der störende Einfluss der genannten Effekte gering gehalten werden.4 schematically shows the detector signals of the viewing direction detector L (FIG. 4 (b)) and the viewing direction detector (FIG. 4 (c)). When a laser pulse 70 impinges on the diffraction pattern 40, both detectors register strong reflection signals 74. Immediately after a laser pulse, "electrical contamination" 76 of the detector signals can also be observed These signal components may originate from the recovery time of the detectors after detection of the intense laser pulse reflex but also caused by couplings from the control electronics In Figures 4 (b) and (c) the effect of these effects for illustration exaggerated. In particular, by suitable design of the labeling device 50, the disturbing influence of the mentioned effects can be kept low.
Die Detektorantwort geht auch in dem Zeitfenster ΔT zwischen benachbarten Laserpulsen nicht auf Null zurück, da in diesem Zeitraum die als Erkennungslaserstrahl emittierte Restlaserstrahlung 72 von dem Beugungsbild 40 reflektiert wird und zu Ruhesignalen 78 der Detektoren 60, 62 führt. Die Größe dieser Ruhesignale 78 ändert sich beim Übergang von einem Streifen 48 auf einen Streifen 46 oder umgekehrt (beispielsweise zum Zeitpunkt fe in Fig. 4) jeweils signifikant, da sich die Beugungseffizienz der beiden Streifenarten in die Betrachtungsrichtungen L bzw. R aufgrund der Auslegung des Beugungsbildes 40 deutlich unterscheidet.The detector response does not return to zero even in the time window .DELTA.T between adjacent laser pulses, since in this period of time the residual laser radiation 72 emitted as a detection laser beam is reflected by the diffraction pattern 40 and leads to idle signals 78 of the detectors 60, 62. The magnitude of these quiescent signals 78 changes significantly each time the transition from a stripe 48 to a stripe 46 or vice versa (for example at time fe in FIG. 4), since the diffraction efficiency of the two stripe types changes in the viewing directions L and R due to the design of the Diffraction pattern 40 clearly different.
Der Änderung der Ruhesignale 78, der jeweiligen Ruhepegel oder die Differenz der Ruhepegel kann von der Steuereinheit 54 verwendet werden, um die Art des gegenwärtig im Fokus liegenden Streifens zu bestimmen. Im Ausführungsbeispiel werden die Detektorsignale jeweils in einem Auswertungszeitfenster 80 (Fig. 4(d)) ausgewertet, das jeweils kurz vor die Erzeu- gung des nachfolgenden Laserpulses gelegt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass das Detektorsignal zum einen möglichst wenig von den oben angesprochenen Störungen beeinflusst wird, und dass zum anderen die vorliegende Streifenart für den nachfolgenden Laserpuls korrekt bestimmt ist.The change in the silence signals 78, the respective silence level, or the difference in silence levels may be used by the controller 54 to determine the type of strip currently in focus. In the exemplary embodiment, the detector signals are respectively evaluated in an evaluation time window 80 (FIG. 4 (d)), which is placed in each case shortly before the generation of the subsequent laser pulse. This ensures that, on the one hand, the detector signal is influenced as little as possible by the above-mentioned disturbances and, on the other hand, that the present strip type is correctly determined for the subsequent laser pulse.
Nach der Auswertung der Detektorsignale wählt die Steuereinheit 54 schließlich auf Grundlage der ermittelten Streifenart den passenden Datensatz der beiden Zusatzinformationen 66 oder 68 sowie die aktuell zu schreibende Bildinformation aus und steuert die Pulsleistung des Beschriftungslasers 52 für den nächsten Laserpuls entsprechend an. Beispielsweise wird in dem in Fig. 4 gezeigten Zeitausschnitt mit dem ersten Laserpuls 70 zum Zeitpunkt to ein Bildpunkt der Zusatzinformation 68 für das rechts rekonstruierende Hologramm in einen Streifen 48 geschrieben, der Status der Beschriftungssteuerung steht auf „Zusatzinformation rechts" (Fig. 4(e), Bezugszeichen 82).After the evaluation of the detector signals, the control unit 54 finally selects the appropriate data set of the two additional information items 66 or 68 and the image information currently to be written on the basis of the detected strip type and controls the pulse output of the labeling laser 52 for the next laser pulse accordingly. For example, in the time slice shown in FIG. 4, with the first laser pulse 70 at time to, a pixel of the additional information 68 for the right-reconstructing hologram is written in a stripe 48, the status of the label control is set to "additional information right" (FIG. 4 (e ), Reference numeral 82).
Nach dem Abklingen eventueller Störsignale 76 werden zu einem Zeitpunkt ti die Detektoren 60 und 62 abgefragt. Die Auswertung der Detektorantwort ergibt keine Änderung der Streifenart, so dass der Status der Beschriftungs- Steuerung auf „Zusatzinformation rechts" verbleibt und der nächste Laserpuls 70 zum Zeitpunkt t2 einen weiteren Bildpunkt der Zusatzinformation 68 schreibt.After the decay of possible interference signals 76, the detectors 60 and 62 are interrogated at a time ti. The evaluation of the detector response does not change the stripe type, so that the status of the labeling control remains at "additional information right" and the next laser pulse 70 writes another pixel of the additional information 68 at the time t 2 .
Zum Zeitpunkt te wechselt, wie oben beschrieben, der Fokus des Laserstrahls von einem Streifen 48 des rechts rekonstruierenden Hologramms in einen Streifen 46 des links rekonstruierenden Hologramms. Diese Änderung wird im nächsten Auswertungszeitfenster (Zeitpunkt U) bei der Auswertung der Ruhepegel 78 der beiden Detektoren festgestellt und der Status der Beschriftungssteuerung entsprechend auf „Zusatzinformation links" umgeschaltet (Bezugszeichen 84 in Fig. 4(e)). Der nachfolgende Laserpuls 70 zum Zeitpunkt t5 schreibt dann einen Bildpunkt der Zusatzinformation 66 für das links rekonstruierende Hologramm in einen Streifen 46. Auch die weiteren Laserpulse schreiben jeweils Bildpunkte der Zusatzinformation 66, bis zu einem späteren Zeitpunkt ein Übergang in einen Streifen 48 erfasst wird, woraufhin der Status der Beschriftungssteuerung wieder auf „Zusatzinformation rechts" umgeschaltet wird.At time te, as described above, the focus of the laser beam changes from a stripe 48 of the right-reconstructing hologram to a stripe 46 of the left-reconstructing hologram. This change is detected in the next evaluation time window (time U) in the evaluation of the resting level 78 of the two detectors and the status of the labeling control corresponding to "additional information left" switched (reference number 84 in Fig. 4 (e)) t5 then writes a pixel of the additional information 66 for the left-reconstructing hologram in a strip 46. The other laser pulses also write pixels of the additional information 66 until a transition to a strip 48 is detected at a later time, whereupon the status of the labeling control again "Additional information right" is switched.
In Fig. 4 ist ein Streifenübergang dargestellt, der etwa in der Mitte zwischen zwei Laserpulsen verläuft. In der Praxis kann der Übergang selbstverständ- lich zu jedem Zeitpunkt erfolgen, also auch während eines Laserpulses 70. Eventuelle Fehler können dabei sehr klein gemacht oder ganz vermieden werden, wenn mehrere oder sogar viele Laserpulse pro Streifen vorgesehen sind und das Auswertungszeitfenster 80 möglichst nahe an den nachf olgen- den Laserpuls gelegt wird.4, a strip transition is shown, which runs approximately in the middle between two laser pulses. In practice, the transition can be Possible errors can be made very small or completely avoided if several or even many laser pulses per strip are provided and the evaluation time window 80 is placed as close as possible to the replenishing laser pulse ,
Um ein höheres Signal-Rausch- Verhältnis zu erhalten, kann die Laserstrahlung polarisiert werden, beispielsweise entlang der in Fig. 3 gezeigten Polarisationsrichtung 55. Die Polarisierung kann etwa durch einen in der Reso- nanzstrecke angeordneten Polfilter erfolgen.In order to obtain a higher signal-to-noise ratio, the laser radiation can be polarized, for example along the polarization direction 55 shown in FIG. 3. The polarization can take place, for example, through a polarization filter arranged in the resonant section.
Fig. 5 zeigt eine gegenüber der Ansicht von Fig. 2 um 90° gedrehte Detaildarstellung aus dem Beugungsbild 12, und stellt die einzelnen Bildpunkte 90 eines in einem Streifen 24 des links rekonstruierenden Hologramms 20 ange- ordneten Gebietes 34 dar. Die Pfeile 92 zeigen die Richtung der Ablenkung durch die Umlenk- und Ablenkeinheit 58 parallel zur Ausdehnung der Streifen 24 an, durch welche einzelne Scanzeilen aus einer Mehrzahl von Bildpunkten erzeugt werden.FIG. 5 shows a detailed representation of the diffraction pattern 12 rotated by 90 ° with respect to the view of FIG. 2, and represents the individual pixels 90 of an area 34 arranged in a strip 24 of the hologram 20 on the left Direction of the deflection by the deflection and deflection unit 58 parallel to the extension of the strips 24, through which individual scan lines are generated from a plurality of pixels.
Der Vorschub zwischen den einzelnen Scanzeilen in Richtung 94 erfolgt durch den Transport des Bogens, wie in Fig. 3 gezeigt. Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn 5 bis 10 derartige Scanzeilen pro Streifen 24 bzw. 26 geschrieben werden. Während die Bildpunkte 90 in Fig. 5 alle schwarz dargestellt sind, versteht es sich, dass die Bildpunkte in der Praxis entsprechend der darzustellenden Zusatzinformation gesetzt sind. Dabei kommt sowohl eine reine Schwarz- Weiß-Darstellung, als auch eine Halbtondarstellung in Betracht, wie sie beispielsweise durch graduell geringere oder weitergehende Zerstörung oder Modifikation der Metallisierungsschicht des Beugungsbilds erreicht werden kann. Versuche haben außerdem gezeigt, dass der Kontrast der mit dem Laser eingebrachten Informationen zunimmt, wenn die „Laserpunkte" den Streifen in der Breite bzw. Höhe voll ausfüllen. Im Zweifelsfall ist es besser, wenn die Nachbarstreifen im Grenzbereich noch mitbeschriftet werden, als wenn Restbereiche des betroffenen Streifens übrig bleiben. The feed between the individual scan lines in the direction 94 is effected by the transport of the sheet, as shown in Fig. 3. It has been found to be beneficial to write 5 to 10 such scan lines per strip 24 and 26, respectively. While the pixels 90 in Fig. 5 are all shown in black, it is understood that the pixels are set in practice according to the additional information to be displayed. In this case, both a pure black and white representation, as well as a half-tone representation into consideration, as can be achieved for example by gradually lower or further destruction or modification of the metallization of the diffraction pattern. Experiments have also shown that the contrast of the information provided by the laser increases as the "laser spots" fill the width or height of the stripe, in case of doubt it is better to label the adjacent stripe in the border area than if remaining areas of the affected strip.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zum Erzeugen eines mehrkanaligen Beugungsbildes mit betrachtungsrichtungsabhängiger Zusatzinformation, mit den Verfahrens- schritten:1. A method for generating a multi-channel diffraction pattern with viewing direction-dependent additional information, with the method steps:
a) Bereitstellen eines mehrkanaligen Beugungsbildes, das unter bestimmten Beobachtungsbedingungen beugungsoptische Bilder in verschiedene Betrachtungsrichtungen rekonstruiert, und bei dem die beu- gungsoptischen Informationen für die verschiedenen Betrachtungsrichtungen in verschiedenen, dem jeweiligen Kanal zugeordneten Bildbereichen des Beugungsbildes abgelegt sind,a) provision of a multi-channel diffraction image which reconstructs diffraction-optical images in different viewing directions under certain observation conditions, and in which the diffraction-optical information for the different viewing directions are stored in different image regions of the diffraction image assigned to the respective channel,
b) Einbringen betrachtungsrichtungsabhängiger Zusatzinformation mit einem Schreiblaserstrahl eines Beschriftungslasers in zumindest einenb) introducing viewing direction-dependent additional information with a writing laser beam of a marking laser in at least one
Kanal des mehrkanaligen Beugungsbildes durch lokale laserinduzierte Veränderung der optischen Eigenschaften des Beugungsbildes in den Bildbereichen, die dem mit der Zusatzinformation zu beschriftenden Kanal zugeordnet sind,Channel of the multi-channel diffraction pattern by local laser-induced change of the optical properties of the diffraction image in the image areas, which are assigned to the channel to be labeled with the additional information,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
c) die Erkennung der dem zu beschriftenden Kanal zugeordneten Bildbereiche durch einen Erkennungslaserstrahl im Strahlengang des Be- schriftungslasers vorgenommen wird.c) the detection of the image areas assigned to the channel to be labeled is performed by a detection laser beam in the beam path of the inscription laser.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Erkennungslaserstrahl die lokalen Refraktionseigenschaften des mehrkanaligen Beugungsbildes abgefragt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the local refraction properties of the multi-channel diffraction image are interrogated with the detection laser beam.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Beugungsbild in eine Betrachtungsrichtung abgelenkte Erkennungslaserstrahlung mit einem oder mehreren in den Betrachtungsrichtungen des Beugungsbildes angeordneten Detektoren erfasst wird.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the deflected from the diffraction image in a viewing direction detection laser radiation is detected with one or more arranged in the viewing directions of the diffraction pattern detectors.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildbereiche des mehrkanaligen Beugungsbilds mit dem Erkennungslaserstrahl abgerastert und erkannt werden, und dass diejenigen Bildbereiche, die einem zu beschriftenden Kanal zugeordnet sind, mit dem Schreiblaserstrahl mit der entsprechenden betrachtungsrichtungsab- hängigen Zusatzinformation versehen werden.4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the image areas of the multi-channel diffraction image are scanned and recognized with the recognition laser beam, and that those image areas which are assigned to a channel to be labeled, with the write laser beam with the corresponding viewing direction. pending additional information.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschriftung mit der Zusatzinformation mit gepuls- ter Schreiblaserstrahlung durchgeführt wird, und ein zwischen zwei Laserpulsen des Beschriftungslasers emittierter Restlaserstrahl kleiner Intensität als Erkennungslaserstrahl zur Erkennung der dem zu beschriftenden Kanal zugeordneten Bildbereiche verwendet wird.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the lettering is carried out with the additional information with pulsed writing laser radiation, and an emitted between two laser pulses of the inscription laser residual laser beam of small intensity as a detection laser beam for detecting the associated channel to be labeled Image areas is used.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die be- trachtungsrichtungsabhängige Zusatzinformation als Rasterbild aus einer Mehrzahl von Bildpunkten vorliegt, und die Bildpunkte durch den gepulsten Schreiblaserstahl in die Bildbereiche des zu beschriftenden Kanals eingebracht werden.6. The method according to claim 5, characterized in that the viewing direction-dependent additional information is present as a raster image of a plurality of pixels, and the pixels are introduced by the pulsed write laser steel in the image areas of the channel to be labeled.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des zeitlichen Abstands der Laserpulse zur Pulsdauer größer als 5:1, bevorzugt größer als 10:1, besonders bevorzugt größer als 100:1 ist. 7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration greater than 5: 1, preferably greater than 10: 1, more preferably greater than 100: 1.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschriftungslaser gütegeschaltet betrieben wird.8. The method according to at least one of claims 5 to 7, characterized in that the labeling laser is operated Q-switched.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Be- schriftungslaser zur präzisen Kontrolle des Restlaserstrahls mit einer analogen Güteschaltungssteuerung betrieben wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the labeling laser for precise control of the residual laser beam is operated with an analogue quality control.
10. Verfahren nach Anspruch 3 und wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Maßnahmen vorgesehen werden, um die durch den Intensitätsunterschied zwischen Schreiblaserstrahl und Erkennungslaserstrahl in den Detektoren hervorgerufenen Signalunterschiede korrekt zu berücksichtigen.10. The method according to claim 3 and at least one of claims 5 to 9, characterized in that measures are provided to correctly account for the caused by the difference in intensity between writing laser beam and detection laser beam in the detectors signal differences.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der In- tensitätsunter schied zwischen Schreiblaserstrahl und Erkennungslaserstrahl, das Verhältnis des zeitlichen Abstands der Laserpulse zur Pulsdauer und die Auslegung der Detektoren aufeinander abgestimmt werden, um die Detektoren während des Betriebs nicht in den Sättigungsbereich gelangen zu lassen.11. The method according to claim 10, characterized in that the intensity difference between the writing laser beam and the detection laser beam, the ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration and the design of the detectors are matched to one another so that the detectors do not reach the saturation region during operation allow.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Erkennungslaserstrahl polarisiert, vorzugsweise linear polarisiert ist.12. The method according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the detection laser beam is polarized, preferably linearly polarized.
13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Erkennungslaserstrahl Datensätze für die einzubringende Zusatzinformation zuordnet und entsprechende Schreibimpulse steuert. 13. The method according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the detection laser beam assigns records for the additional information to be introduced and controls corresponding write pulses.
14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung des Beschriftungslasers zum Einbringen der Zusatzinformation in einer oder zwei Dimensionen abgelenkt wird, vorzugsweise mittels eines Polygonrads oder eines Galvanospiegels.14. The method according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the radiation of the inscription laser is deflected for introducing the additional information in one or two dimensions, preferably by means of a polygon wheel or a galvanomirror.
15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildbereiche des Beugungsbilds in Form nebeneinander liegender Streifen vorliegen, und das Beugungsbild zur Beschriftung senkrecht zur Streifenausdehnung transportiert wird.15. The method according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the image areas of the diffraction image in the form of juxtaposed strips are present, and the diffraction image is transported to the label perpendicular to the strip extension.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung des Beschriftungslasers in Streifenausdehnung abgelenkt wird, vorzugsweise mittels eines Polygonrads oder eines Galvanospiegels.16. The method according to claim 15, characterized in that the radiation of the inscription laser is deflected in stripe extent, preferably by means of a polygon wheel or a galvanomirror.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen eine Breite zwischen 10 und 500 μm, bevorzugt zwischen 20 und 100 μm aufweisen.17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that the strips have a width between 10 and 500 microns, preferably between 20 and 100 microns.
18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsbild zwei durch alternierend angeordnete Streifengruppen gebildete Kanäle aufweist, die zwei beugungsoptische Bilder in zwei senkrecht zur Streifenausdehnung liegende Betrachtungsrichtungen rekonstruiert.18. Method according to claim 14, characterized in that the diffraction pattern has two channels formed by alternately arranged strip groups, which reconstructs two diffraction-optical images in two viewing directions perpendicular to the strip extension.
19. Verfahren nach Anspruch 12 und wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationsrichtung des Erkennungslaserstrahls senkrecht zur Streifenausdehnung gewählt wird. 19. The method according to claim 12 and at least one of claims 15 to 18, characterized in that the polarization direction of the detection laser beam is selected perpendicular to the strip extension.
20. Wertgegenstand, insbesondere Datenträger oder Sicherheitselement zum Aufbringen auf einen Datenträger, mit einem nach einem der Ansprüche 1 bis 19 erzeugten mehrkanaligen Beugungsbild.20. valuable item, in particular data carrier or security element for application to a data carrier, with a multi-channel diffraction pattern generated according to one of claims 1 to 19.
21. Wertgegenstand nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildbereiche des Beugungsbilds in Form nebeneinander liegender Streifen vorliegen.21. The object of value according to claim 20, characterized in that the image areas of the diffraction pattern are in the form of juxtaposed strips.
22. Wertgegenstand nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen eine Breite zwischen 10 und 500 μm, bevorzugt zwischen 20 und22. The article of value according to claim 21, characterized in that the strips have a width between 10 and 500 μm, preferably between 20 and
100 μm aufweisen.100 microns have.
23. Wertgegenstand nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die betrachtungsrichtungsabhängige Zusatzin- formation als Rasterbild aus einer Mehrzahl von Bildpunkten vorliegt.23. The object of value according to claim 20, characterized in that the viewing direction-dependent additional information is present as a raster image from a plurality of pixels.
24. Wertgegenstand nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterbilder für die verschiedenen Betrachtungsrichtungen, ausgedrückt in Bildpunkten, dieselbe Größe aufweisen.24. A valuable article according to claim 23, characterized in that the raster images for the different viewing directions, expressed in pixels, have the same size.
25. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, mit einem Beschriftungslaser zum Einbringen der Zusatzinformation mit einem Schreiblaserstrahl des Beschriftungslasers in zumindest einen Kanal des mehrkanaligen Beugungsbildes, und mit Er- kennungsmitteln zur Erkennung der dem zu beschriftenden Kanal zugeordneten Bildbereiche mithilf e eines im Strahlengang des Beschriftungslasers geführten Erkennungslaserstrahls. 25. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising a marking laser for introducing the additional information with a writing laser beam of the marking laser into at least one channel of the multi-channel diffraction pattern, and with recognition means for recognizing the image areas assigned to the channel to be labeled mithilf e of a guided in the beam path of the marking laser detection laser beam.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungsmittel einen oder mehrere Detektoren zur Erfassung der vom Beugungsbild abgelenkten Laserstrahlung umfassen, die in einer oder mehreren der Betrachtungsrichtungen des Beugungsbildes angeordnet sind.26. The device according to claim 25, characterized in that the detection means comprise one or more detectors for detecting the laser radiation deflected by the diffraction image, which are arranged in one or more of the viewing directions of the diffraction image.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschriftungslaser ein gepulster Laser ist, der zwischen zwei als Schreiblaserstrahlung verwendeten Laserpulsen einen Restlaserstrahl kleiner Intensität als Erkennungslaserstrahl emittiert.27. The apparatus of claim 25 or 26, characterized in that the inscription laser is a pulsed laser that emits a residual laser beam of small intensity as a detection laser beam between two laser pulses used as writing laser radiation.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des zeitlichen Abstands der Laserpulse zur Pulsdauer größer als 5:1, bevorzugt größer als 10:1, besonders bevorzugt größer als 100:1 ist.28. The device according to claim 27, characterized in that the ratio of the time interval of the laser pulses to the pulse duration is greater than 5: 1, preferably greater than 10: 1, particularly preferably greater than 100: 1.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschriftungslaser gütegeschaltet ist.29. The device according to claim 27 or 28, characterized in that the labeling laser is Q-switched.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschriftungslaser zur präzisen Kontrolle des Restlaserstrahls mit einer ana- logen Güteschaltungssteuerung ausgestattet ist.30. The device according to claim 29, characterized in that the inscription laser for precise control of the residual laser beam is equipped with an analogue circuit control.
31. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polarisationsfilter zur Polarisation der Erkennungslaserstrahlung vorgesehen ist.31. The device according to at least one of claims 25 to 30, characterized in that a polarization filter is provided for polarization of the detection laser radiation.
32. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polygonrad oder ein Galvano-Spiegel zur Ablenkung der Laserstrahlung des Beschriftungslasers vorgesehen ist. 32. The device according to at least one of claims 25 to 31, characterized in that a polygon wheel or a galvano mirror for deflecting the laser radiation of the inscription laser is provided.
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