(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品に取り付けるためのホログラム担体であって、
前記ホログラム担体は、アーティファクトを生じさせると同時にグレー値を均等化する位相パターンを付加することにより所定の位相情報を与えられた輝度パターンを有しており、
前記アーティファクトは、再生された輝度パターンを前記アーティファクトに基づいてスケーリングおよび／または方向付けできるように形成されており、
前記アーティファクトは周期的に配置されている
ことを特徴とするホログラム担体。
【請求項２】
前記ホログラム担体は接着式に製品上に配置されている、請求項１記載のホログラム担体。
【請求項３】
前記ホログラム担体は製品にしっかりと接着されている、請求項１又は２記載のホログラム担体。
【請求項４】
ホログラムを記録するための材料として、ポリマー材料が使用されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のホログラム担体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のホログラム担体による物品識別のための方法であって、物品識別データを用意し、該物品識別データに対応するホログラム担体を物品に設け、該ホログラム担体に対応する輝度パターンに基づいて物品を識別するようにした方法において、
物品を識別する個別データを用意し、該個別データを使用してホログラムパターンをディジタル方式で計算し、ホログラム生成ビームの輝度変調を決定し、変調されたホログラム生成ビームにより、識別すべき物品に割当てられたホログラム担体にホログラムドットパターンを移し、前記割当てられたホログラム媒体から再生された輝度パターンに基づいて前記物品を識別する、
ことを特徴とする物品識別のための方法。
【請求項６】
同じ単一の物品に関して、複数の個別物品識別データを用意する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記物品識別データには、製造データ、構成又は真正品証明が含まれる、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記ホログラムパターンを前記個別データを使用して２進法で計算する、請求項５から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記個別データに２次元データフィールドを割当てる、請求項５から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ホログラムパターンを前記２次元データフィールドを使用して決定する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
複数のグレーレベルを有するホログラムパターンが生じるように、前記ホログラム生成ビームの輝度変調を決定する、請求項５から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ホログラムの決定の際に、製品情報ないし物品識別のために考慮される記録すべき基礎データを、予想されるアーティファクト位置の周りに適切にグループ化することにより、アーティファクトの位置には輝度情報が記録されないようにする、請求項５から１１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は独立請求項の上位概念に関するものである。同時に、本願は製品識別へのホログラムの使用全般を扱っている。
【０００２】
ホログラムを製品の識別に使用することは、今日すでに一般に広く知られている。よくある使い方は、キャッシュカード又はソフトウェアパッケージにホログラムを取り付けて、偽造を困難にすることである。ホログラムの取付けにより得られる製品の信頼性は比較的複雑なホログラム製造に基づいているため、製品識別は偽造防止に使用される。
【０００３】
しかしながら、製品が本物であることを保証するだけでなく、製造者に関する情報の他に別の個別的情報、例えばバッチ番号、供給ルートなどを製品に付加することもしばしば必要である。この場合、製品の信頼性は、物品識別の改善により向上する。
【０００４】
製品情報を記憶するための光学式符号はすでに存在してる。例えば、バーコードなどがすでに存在している。しかしながら、一方でこれらは偽造され易く、読み取りの際にしばしばエラーを生じ、増加しつつある製品情報データ量の格納という要求を不十分にしか満たしていない。
【０００５】
本発明の課題は、産業上での適用を革新することにある。
【０００６】
この課題の解決手段は独立請求項に記載されている。有利な実施形態は従属請求項に示されている。
【０００７】
本発明はまず物品識別のための方法を提供する。この方法は、物品識別データを用意し、これに対応するホログラムを物品に設け、このホログラムに対応する輝度パターンに基づいて物品を識別する。その際、物品を識別する個別データを用意し、これらの個別データを使用してホログラムパターンをディジタル方式で計算し、ホログラム生成ビームの輝度変調を決定し、変調されたホログラム生成ビームにより、識別すべき物品に割当てられたホログラム媒体にホログラムドットパターンを移し、割当てられたホログラム媒体から再生された輝度パターンに基づいて物品が識別されるようにする。
【０００８】
それゆえ本発明は、製品情報の個別化は、識別に使用可能な輝度パターンを決定し、この輝度パターンからホログラムを計算し、このホログラムを製品に割当てられた又は割当てられるべきデータ媒体内に変調された単一ビームを使用して書き込むことで、容易に実現可能であることを認識している。したがって、簡単なステップによって、製品識別のためのホログラムの使用が著しく改善される。
【０００９】
最初の輝度パターンは、個人の写真、例えばキャッシュカードなどのユーザの写真に基づいて又はデータ、例えばバッチ番号に基づいて決定されるようにしてもよい。分かり易いように、最初の識別パターンを決定するために、写真とデータとの組合せ、例えばパスポート写真、口座情報、誕生日などをまとめてホログラムに使用してもよい。これらのデータを符号化し、２進法で輝度パターンに変換してもよい。しかし有利な変更形態において重要なのは、データによる個別化である。
【００１０】
有利な実施例では、輝度パターンにはまずアレイ形式のホログラムが割当てられる。この輝度パターンアレイは、シリアルデータの２次元配置に基づいて決定してもよいし、且つ／又は輝度パターンは、場合によってはグレー値への変換後に要求通りドットごとにスキャンされる。ホログラムはフーリエホログラムとしてそれ自体は公知の方法で決定してもよい。特に各々の直線方向におけるエイリアシング効果を防ぐために、ホログラムが初期輝度パターンと比べて少なくとも２倍は大きなアレイを有していると有利である。しかし、防止されるエイリアシング効果は必ずしも各々の直線方向のものとは限らない。
【００１１】
ホログラムは、領域ごとに、とりわけドットごとにデータ媒体に書き込むことができる。有利な実施形態では、書き込みは単一ビームを用いて、例えばレーザービームによって行われる。択一的には、他の集束可能な幾つかのビーム、例えば電子ビームをデータ媒体の書き込みに使用することもできる。
【００１２】
ホログラムは有利には複数のグレー値レベルを有するホログラムである。
【００１３】
ホログラムをグレー値ホログラムとして記録する場合、記録すべきデータだけを輝度パターンに含めればよいということを利用することができる。しかし、ホログラムを決定するためには、明るさに関する情報だけでなく、すなわちパターン又は対象物の輝度の空間的分布だけでなく、所定の光波が対象物において有しているべき位相に関する情報も必要である。
【００１４】
ホログラムを例えばフーリエホログラムとして計算する際には、任意の位相パターンを恣意的に設定することが可能である。これは、例えば従来の光学式２光束ホログラフィにおける露光と比べて著しい違いである。そこで本発明は、このことを利用して、有利な実施形態において、輝度パターンに対して恣意的に位相を付加すること、すなわちホログラム面上で広範囲に亘ってグレー値の均等化が達成されるように位相パターンを決定することを提案する。このような均等化が行われなければ、ホログラムの特定の位置、典型的には中央の位置に非常に強い露光、すなわち媒体材料の変化が必要となり、その一方で他の位置では、弱い露光だけが必要とされる。このことは、一方では記録の際に非常に大きなダイナミクスを必要とし、他方では中央位置の破壊により読み取りの際に、ホログラムから再生された輝度パターン、すなわち再生パターンに大きなコントラスト損失及び／又は情報損失をもたらす。この欠点は本発明によるホログラム−グレー値の均等化により補償することができる。このことが露光（ないし照射）装置及びホログラム媒体材料に対する要求を緩和する。
【００１５】
面上のホログラム輝度の均等化及び割当てられるべき位相フィールドの本発明による適切性の尺度として、例えば、ホログラム面に亘って各ホログラムドットに割当てられた輝度（すなわちグレー値）の分散を使用してもよい。本発明によれば、全般的にグレー値の変動が比較的少ないホログラムが有利である。本発明による個別化は、種々の位相パターンを考慮して同じ１つの輝度パターンからホログラムを決定し、そのつどホログラム輝度の均等化を決定して特に均等化が顕著なホログラムを選択することも可能にする。
【００１６】
これにより、全体的に信号雑音比が改善され、より少量の情報がただ１つの領域にファイルされる。製品識別のためのホログラムがパケットラベルである場合、このことが、後の製品取扱い、たとえばパケットの輸送において、ホログラムの破損に対する安全性を高める。
【００１７】
ホログラム計算の際に輝度パターンとともに処理される位相パターンは、輝度パターンアレイにおいて輝度フィールドと同じ大きさを有しており、その上、ホログラムから再生された輝度パターン、すなわち再生パターンの中にアーティファクトを生じるように形成することができる。とりわけ、再生パターンの中に周期的なアーティファクトを生じる位相パターンを使用すると有利である。さらに、輝度パターンを変更して、アーティファクトの位置には輝度情報を記録しなくてもよく、予想される所望のアーティファクトの位置には輝度情報が存在しないようにすると特に有利である。これは、必要ならば、製品情報ないし物品識別のために考慮される記録すべき基礎データを、ホログラムの決定の際に、予想されるアーティファクト位置の周りに適切にグループ化することによって達成することができる。その際、必要であれば、相応のセイフティマージンがアーティファクト位置の周りに維持される。
【００１８】
アーティファクトを生じるのと同時に特にグレー値を均等化する位相パターンを、輝度パターンに付加すると有利である。というのも、アーティファクトが直ちに再生パターン内で識別され、再生されたパターンがアーティファクトに基づいてスケーリング及び／又は方向付けされるようにすることができるからである。例えば、グリッド状の周期的なアーティファクト再生パターンを生じる位相パターンを使用することが可能である。そのうえ、直ちに識別可能なアーティファクトドットの間隔をスケーリングのために考慮することも可能である。
【００１９】
データ媒体を製品上で直接露光するかもしくは真正性情報を露光するために製品をデータ媒体と一体化させること、または択一的に、接着式ラベルのようなデータ媒体をまず露光し、つぎに製品に取り付けるようにすることも可能である。データ媒体の材料としては、特に接着式のポリマー材料、とりわけ延伸ポリマーが考えられる。これに関しては、特にドイツ実用新案出願第２９８１６８０２．２号で実施されている材料が参照される。
【００２０】
データ媒体領域に関連する請求項に基づいて、データ媒体領域を有するデータ媒体及び製品に対する保護も求められる。
【００２１】
以下では、単なる例として添付した図面を参照して本発明を説明する。これらの図面のうち、
図１は、輝度パターンの例を示す；
図２は、図１の輝度パターンフィールドに属するランダム位相を示す；
図３は、ランダム位相によりグレー値の均等化されたホログラムを示す；
図４は、評価指数の記入された再生パターンを示す；
図５は、別の位相パターンを示す；
図６は、図１の輝度パターンと図５の位相パターンとに属するホログラムを示す；
図７は、図６のホログラムに対する再生パターンを示す；
図８は、物品識別のためのホログラムを生成する装置を示す。
【００２２】
図８によれば、全体として１で指示されている装置１は単一ビームレーザ４を有している。なお、物品２を識別するためのホログラム３は、装置１により物品２上に形成可能であり、単一ビームレーザ４は、変調された電源５により給電される。電源５の変調は、計算機６において、この計算機に入力された又は計算機内で生成された物品識別データに基づいて行われる。ただし、物品識別データは写真７により視覚化されたものである。
【００２３】
ホログラム媒体３は、ポリマー材料から、特に実用新案第２９８１６８０２．２号で開示されているようなポリマー材料から成る。
【００２４】
以下では、物品識別のためのホログラムをいかにして形成するかを述べる。
【００２５】
これは図１〜７を参照して行われる。図１は、物品識別に使用することのできる例示的な輝度パターンを示している。
【００２６】
まず、この所定の輝度パターンに、統計的に作成された位相フィールドを割り当てる。図２を参照。この位相フィールドを用いてそれ自体公知の仕方で計算されたフーリエホログラムは、ホログラムフィールド全体に亘って均等化されたグレー値分布を有する。図３を参照。
【００２７】
このホログラムから再生された輝度パターン、すなわち再生パターンは、広範囲に亘って図１の最初の輝度パターンと一致していなければならない。図４は、図２のランダム位相により得られた再生パターンを示している。図４には、種々の評価数値、とりわけ信号雑音比が画像中に挿入されており、画像は所定の特性に関して規格化されている。コントラストは特に高くはないことが見て取れる。
【００２８】
図５には別の位相パターンが示されており、この位相パターンは、図２に示されているランダム位相の代わりに、ホログラムを計算する際に輝度パターンに割当ててもよい。位相パターンがは周期的な構造を有しており、さらにこの構造は周期的なドットから変動することが見て取れる。
【００２９】
図５の位相フィールドと図１の像とに属する計算されたフーリエホログラムが図６に示されており、位相パターンの周期性がホログラムの周期性に作用を及ぼしていることが見て取れる。周期的なアーティファクトを有する位相パターンから輝度パターンを再構成すると、図７のパターンが再生パターンとして得られる。このとき、一連の周期的な回折の極大値が画像上にグリッド状に分布して現れる。この回折の極大値は画像のスケーリングに使用することができる。さらに、図７の再生パターンでは、信号雑音比は、ランダム位相を使用した実施形態のときよりも良好である。このことは、アーティファクトが信号雑音比を名目的には悪化させても、またすでにランダム位相によりホログラム−グレー値の均等化が開始されていても妥当する。再生パターンの信号雑音比は使用される位相フィールドの品質に関する非常によい尺度であることを述べておきたい。特に、故意に形成されたアーティファクトを無視すれば、非常によい尺度である。この信号雑音比は、グレー値の変動の代わりに又はグレー値の変動に加えて、所定の位相パターンの適切性の尺度として使用可能である。
【００３０】
この例によれば、周期性を有する位相パターンの使用は、一方ではむしろホログラムのスケーリングを可能にするのに適しており、他方ではこのような位相パターンによるホログラムグレー値の均等化により、所定の信号雑音比での確実な識別に必要な面積が他の位相パターンと比べて明らかに縮小されることが示される。
【００３１】
それゆえ、本発明の方法を使用することにより、物品上で利用可能な識別面積を特に小さくすることができる。
【００３２】
ポリマー材料の代わりに、他の媒体を使用することもできる。フーリエホログラムの代わりに、他のホログラムタイプを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  輝度パターンの例を示す。
【図２】  図１の輝度パターンフィールドに属するランダム位相を示す。
【図３】  ランダム位相によりグレー値の均等化されたホログラムを示す。
【図４】  評価指数の記入された再生パターンを示す。
【図５】  別の位相パターンを示す。
【図６】  図１の輝度パターンと図５の位相パターンとに属するホログラムを示す。
【図７】  図６のホログラムに対する再生パターンを示す。
【図８】  図８は、物品識別のためのホログラムを生成する装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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