[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Sicherheitsmarkierung mit einem
Trägermaterial und einem an oder in diesem befestigten Mikrodraht, der einen magnetischen
Kern mit einer isolierenden Beschichtung aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein
Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Sicherheitsmarkierung, ein Erkennungssystem
für eine magnetische Sicherheitsmarkierung sowie ein Verfahren zum Erkennen einer
magnetischen Sicherheitsmarkierung.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind mehrere Möglichkeiten zum Schutz von Objekten vor
Fälschungen bekannt, die z. B. auf Drucktechnologien, Hologrammen, Wasserzeichen,
verschiedenen Markierungssubstanzen (Taggants), welche magnetische Puder aufweisen,
UV-fluoreszierenden Fasern, spezifischen chemischen Zusammensetzungen usw. beruhen.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, dass die Sicherheitsmarkierungen auch ein gewisses
Maß an Information tragen können. Ist ein Dokument mit der Sicherheitsmarkierung versehen,
so kann diese Information z. B. das Jahr der Veröffentlichung des Dokuments enthalten.
Es ist ebenfalls gewünscht, dass die Sicherheitsmarkierungen maschinenlesbar sind,
so dass das Verfahren zur Objekt-Authentifizierung und zum Einlesen der Informationen
schnell und einfach erfolgen kann. Ferner ist es wünschenswert, dass die Markierung
verborgen in dem Objekt angeordnet sein kann und somit für das menschliche Auge gar
nicht oder nur schwer wahrnehmbar ist.
[0003] Die US 6 289 141 B1 offenbart ein Verfahren zum Überprüfen der Echtheit eines Objekts,
wobei in das Objekt eine magnetische Markierung eingebracht wird, die Markierung einem
sich ändernden Magnetfeld ausgesetzt wird, das Magnetfeld von den magnetischen Eigenschaften
des magnetischen Materials verändert wird und das Magnetfeld von einer Antenne empfangen
und als Signal einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird. Entspricht die von der Auswerteeinrichtung
ermittelte Änderung des Magnetfelds einem vorgegebenen Muster, so wird die Echtheit
des Objekts bestätigt, andernfalls verneint. Je nach dem, ob das Objekt echt oder
unecht ist, können unterschiedliche Maßnahmen von der Auswerteeinheit initiiert werden.
Als Markierung ist eine magnetische Faser verwendbar, wobei die Größe der Markierung
bei minimalen Abmessungen zwischen 1 bis 25 mm und bei maximalen Abmessungen zwischen
10 bis 100 mm liegen kann. Markierbare Objekte können z. B. Dokumente oder Geldscheine
sein.
[0004] Die US 6 498 864 B1 bildet dieses Verfahren dadurch weiter, dass eine zu der magnetischen
Markierung identische magnetische Referenzmarkierung in das sich ändernde Magnetfeld
eingebracht ist, wobei überprüft wird, ob die magnetische Markie-, rung das äußere
Magnetfeld in gleicher Weise beeinflusst wie die Referenzmarkierung. Ist dies der
Fall, so wird die Markierung als echt eingestuft, andernfalls als unecht.
[0005] Die WO 02/082475 Al offenbart einen Mikrodraht (micro wire), der ein bi-stabiles
magnetisches Schaltverhalten aufweist. Der Mikrodraht besteht aus einem metallischen
Kern mit einer isolierenden Beschichtung mit einem Durchmesser zwischen 5 bis 35 µm,
die z. B. aus Glas oder Keramik gebildet sein kann. Der metallische Kern weist einen
Durchmesser zwischen 1 bis 30 µm auf und ist insbesondere aus einer Fe- und Co- basierten
Legierung zusammengesetzt und kann zusätzlich Anteile aus Mn, B, Si, Cr, Ni, Ge und
Re aufweisen. Dabei ist die Mikrostruktur bzw. das Gefüge des metallischen Kerns amorph
und/oder mikro/ultra-kristallin. Wird dieser Mikrodraht in ein magnetisches Wechselfeld
eingebracht, das eine Ummagnetisierung des Mikrodrahts hervorruft, so lässt sich mittels
einer Messapparatur ein Impuls messen, wenn die Koerzitivfeldstärke erreicht ist und
sich die Magnetisierung des Mikrodrahts umkehrt. Um ein Objekt unter Ausnutzung dieses
Effekts mit einem Bit-Code zu versehen, kann das Objekt mehrere Mikrodrähte mit unterschiedlicher
Koerzitivfeldstärke aufweisen, wobei jeder Mikrodraht einem Bit entspricht. Dabei
werden unterschiedliche Koerzitivfeldstärken dadurch erzielt, dass für den metallischen
Kern unterschiedliche Legierungen verwendet werden und/oder der Durchmesser des metallischen
Kerns sowie die Dicke der isolierenden Beschichtung variiert werden. Für eine beschriebene
Multi-Bit-Markierung wurden mehrere Mikrodrähte mit einer Länge von ca. 3 cm in einem
Abstand von jeweils 2 mm auf einem Glas-Substrat befestigt.
[0006] Nachteilig an einer solchen Multi-Bit-Markierung ist, dass die Mikrodrähte mit unterschiedlicher
Koerzitivfeldstärke aus unterschiedlichen Materialien bzw. mit unterschiedlichen Durchmessern
und Beschichtungsdicken hergestellt werden müssen, was die Herstellung einer solchen
Markierung verteuert.
[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine magnetische
Sicherheitsmarkierung zu schaffen, die Informationen tragen und mit reduziertem Aufwand
hergestellt werden kann. Ferner soll eine Möglichkeit zum Erkennen dieser Sicherheitsmarkierung
geschaffen werden.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine magnetische Sicherheitsmarkierung nach
Anspruch 1, durch ein Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Sicherheitsmarkierung
nach Anspruch 6, durch ein Erkennungssystem nach Anspruch 9 und durch ein Verfahren
zum Erkennen einer magnetischen Sicherheitsmarkierung nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
[0009] Die erfindungsgemäße magnetische Sicherheitsmarkierung weist ein Trägermaterial und
einen an oder in diesem angeordneten bzw. befestigten Mikrodraht auf, der einen magnetischen
Kern mit einer isolierenden Beschichtung umfasst, wobei der Mikrodraht in Längsrichtung
in mehrere Stücke unterteilt ist, die einen Abstand zueinander aufweisen.
[0010] Dadurch, dass aus ein und demselben Mikrodraht mehrere Stücke gebildet sind, ist
es nicht mehr erforderlich, jedes dieser Stücke als separaten Mikrodraht, insbesondere
mit einem unterschiedlichen Material für den magnetischen Kern, einem unterschiedlichen
Material für die Beschichtung, einer unterschiedlichen Beschichtungsdicke und einem
unterschiedlichen Kerndurchmesser des magnetischen Kerns herzustellen. Hierdurch können
die Fertigungskosten in nicht unerheblicher Weise reduziert werden.
[0011] Insbesondere weist der nicht-unterteilte Mikrodraht eine ausgezeichnete Längserstreckung
auf, durch welche eine Kurve gebildet ist, wobei die Stücke entlang der Kurve angeordnet
und ausgerichtet sind, so dass sich die Stücke unter Wahrung des Abstands stirnseitig
aneinander anschließen und somit eine Reihe bilden. Jedes Stück kann dabei eine ausgezeichnete
Längserstreckung aufweisen, die sich entlang der Kurve erstreckt.
[0012] Der Mikrodraht weist bevorzugt über seine gesamte Länge dieselben Materialeigenschaften
auf, so dass das Material für den magnetischen Kern und das Material für die isolierende
Beschichtung für alle Stücke identisch sind. Ferner können der Durchmesser des magnetischen
Kerns und die Dicke der isolierenden Beschichtung für alle Stücke identisch sein.
Die Beschichtung bildet insbesondere eine Umhüllung für den magnetischen Kern.
[0013] Die magnetische Sicherheitsmarkierung kann Information tragen, die durch die Länge
der jeweiligen Stücke repräsentiert wird, wobei die Stücke unterschiedliche Längen
aufweisen können. Bevorzugt bilden die Längen der Stücke dabei einen binären Code,
wobei jedes Stück ein Bit repräsentiert. Die beiden logischen Zustände jedes Bits
können durch zwei unterschiedliche, fest vorgegebene Längen repräsentiert werden,
wobei eine der fest vorgegebenen Längen einer logischen "Null" und die andere der
fest vorgegebenen Längen einer logischen "Eins" entspricht. Dabei hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, wenn einer logischen Null eine Länge von 2,5 mm und einer logischen
Eins eine Länge von 5 mm zugeordnet wird. Da die Stücke ihre anfängliche Position
vor der Unterteilung des Mikrodrahts beibehalten, bilden die Stücke zusammen mit dem
oder den Abständen einen Streifen, der insbesondere die Länge des nicht-unterteilten
Mikrodrahts aufweist. Die Stücke sind in Reihe bzw. hintereinander angeordnet, so
dass die Stücke bzw. deren Längen entlang des Streifens ein Informationsmuster bilden,
welches auf geeignete Weise ausgelesen werden kann und insbesondere ein Bitmuster
ist bzw. einem Bitmuster entspricht.
[0014] Die Abstände zwischen den Stücken können in magnetischer Hinsicht einen Spalt oder
Luftspalt bilden, der einen größeren magnetischen Widerstand als der magnetische Kern
jedes Stücks aufweist. Bevorzugt ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Stücken
kleiner oder gleich 100 µm.
[0015] Der magnetische Kern kann aus einer Legierung mit einer mikrokristallinen oder ultrakristallinen
Mikrostruktur hergestellt sein. Bevorzugt ist der Kern aber aus einer Legierung mit
einer amorphen Mikrostruktur gebildet. Ferner ist der magnetische Kern insbesondere
aus einer Fe- und Co-basierten Legierung zusammengesetzt und kann zusätzlich Anteile
aus Mn, B, Si, Cr, Ni, Ge und Re aufweisen. Die isolierende Beschichtung kann z. B.
aus Keramik hergestellt sein, besteht aber insbesondere aus Glas.
[0016] Der Durchmesser des magnetischen Kerns kann im µm-Bereich liegen und beträgt bevorzugt
14 µm. Ferner weist die Beschichtung insbesondere eine Dicke von 2 µm auf.
[0017] Falls der Mikrodraht vor der Unterteilung mit einem gekrümmten Verlauf auf das Trägermaterial
aufgebracht wird, verlaufen auch die Stücke entlang der durch den gekrümmten Verlauf
des Mikrodrahts gegebenen Kurve. Bevorzugt erstreckt sich der Mikrodraht aber vor
der Unterteilung entlang einer Geraden, so dass sich auch die Stücke entlang einer
gemeinsamen Geraden erstrecken, wodurch die Herstellung der magnetischen Sicherheitsmarkierung
sowie das Auslesen eines Codes vereinfachbar ist.
[0018] Das Trägermaterial kann optisch transparent, insbesondere für Laserstrahlung durchlässig
sein, so dass zum Ausbilden der Stücke der Mikrodraht mit einem Laserstrahl, insbesondere
quer zur Längsrichtung zerschnitten werden kann. Ist das Trägermaterial mehrlagig
ausgebildet, wobei die Stücke des Mikrodrahts zwischen zwei benachbarten Lagen des
Trägermaterials angeordnet sind, kann wenigstens eine der Lagen des Trägermaterials
optisch transparent, insbesondere für Laserstrahlung durchlässig sein.
[0019] Damit die magnetischen Eigenschaften der Stücke nicht von dem Trägermaterial beeinflusst
werden, ist dieses insbesondere aus einem nicht magnetischen Werkstoff hergestellt.
Ferner kann das Trägermaterial aus einem flexiblen Werkstoff bestehen, so dass auch
falt- oder biegbare Objekte wie Geldscheine, Flugtickets, Dokumente aus Papier und
dergleichen mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsmarkierung versehen werden können.
[0020] Die magnetische Sicherheitsmarkierung kann als separates Bauteil an ein zu markierendes
Objekt angebracht bzw. in dieses eingebracht oder eingebettet sein, wobei das Trägermaterial
aus einem anderen oder demselben Werkstoff wie das zu markierende Objekt herstellbar
ist. Ferner ist es möglich, dass das Trägermaterial von dem zu markierenden Objekt
selbst gebildet wird. Bevorzugt besteht das Trägermaterial aber aus Kunststoff.
[0021] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Sicherheitsmarkierung,
wobei zunächst ein Mikrodraht an oder in einem Trägermaterial angeordnet bzw. befestigt
wird, der einen magnetischen Kern mit einer isolierenden Beschichtung aufweist, wobei
anschließend der angeordnete bzw. befestigte Mikrodraht in Längsrichtung in mehrere
Stücke unterteilt wird, die einen Abstand zueinander aufweisen. Dabei kann die magnetische
Sicherheitsmarkierung gemäß aller zuvor genannter Ausgestaltungen weitergebildet werden.
[0022] Wird der Mikrodraht unter Verwendung eines Laserstrahls in die Stücke unterteilt,
so wird der Bereich des Mikrodrahts, an den der Laserstrahl angreift, zerstört. Dieser
zerstörte Bereich unterteilt den Mikrodraht in Stücke und bildet gleichzeitig den
Abstand zwischen diesen Stücken. Dabei hat es sich als besonders geeignet erwiesen,
wenn der Laserstrahl im gepulsten Modus betrieben wird.
[0023] Um Informationen in der Sicherheitsmarkierung zu speichern, kann ein Informations-
bzw. Identifikationsmuster bereitge-stellt werden, welches insbesondere eine Bit-Folge,
wie z. B. ein Byte ist. Dem Identifikationsmuster bzw. der Bit-Folge wird dann eine
erste Folge von Längen zugeordnet, wobei dem logischen Eins-Zustand des Bits eine
erste Länge und dem logischen Null-Zustand des Bits eine zweite Länge zugewiesen werden
kann, die sich von der ersten Länge unterscheidet. Die Unterteilung des Mikrodrahts
in mehrere Stücke kann dann derart erfolgen, dass nach der Unterteilung bzw. dem Zerschneiden
die Längen der Stücke eine zweite Folge von Längen bilden, die der ersten Folge von
Längen entspricht. Dabei verbleiben die Stücke bevorzugt in der anfänglichen Position
des nicht-unterteilten Mikrodrahts, so dass die Stücke zusammen einen Streifen bilden,
entlang dem die Information ausgelesen werden kann.
[0024] Die Erfindung betrifft ferner ein Erkennungssystem mit einer Speichereinrichtung,
in der ein Musterdatensatz abgelegt ist, einem magnetischen Feldgenerator, von dem
ein magnetisches Feld, insbesondere Wechselfeld generierbar ist, einer magnetischen
Sicherheitsmarkierung mit einem Trägermaterial und einem an oder in diesem befestigten
Mikrodraht, der einen magnetischen Kern mit einer isolierenden Beschichtung aufweist,
wobei der Mikrodraht in dem magnetischen Feld angeordnet ist, einem magnetischen Sensor,
von dem von dem Mikrodraht hervorgerufene Änderungen des magnetischen Felds erfassbar
sind, einer mit dem Sensor verbundenen Auswerteeinrichtung, von welcher die Änderungen
des Magnetfelds in einen Messdatensatz umsetzbar sind und der Messdatensatz mit dem
Musterdatensatz vergleichbar ist, wobei der Mikrodraht in Längsrichtung in mehrere
Stücke unterteilt ist, die einen Abstand zueinander aufweisen. Dabei kann die magnetische
Sicherheitsmarkierung gemäß aller zuvor genannten Ausgestaltung weitergebildet sein.
[0025] Der Musterdatensatz ist insbesondere auf Basis des obengenannten Informations- bzw.
Identifikationsmusters gebildet und kann bei einer binären Kodierung die Längen der
Stücke als logische Zustände von Bits einer Bit-Folge aufweisen. Wie bereits angesprochen,
kann dabei eine logische "Eins" einer ersten Länge und eine logische "Null" einer
zweiten Länge entsprechen, die zu der ersten Länge unterschiedlich ist.
[0026] Das magnetische Feld, insbesondere Wechselfeld weist bevorzugt eine derartige Stärke
auf, dass die Stücke vollständig ummagnetisiert (oder remagnetisiert) werden können
bzw. dass in den Stücken Barkhausen-Sprünge stattfinden können, so dass das äußere
Feld beeinflusst wird. Die Stärke der Beeinflussung ist dabei abhängig von der Länge
der Stücke, so dass ein kurzes Stück das äußere Magnetfeld in anderer Weise beeinflusst
als ein längeres Stück. Somit kann durch die Messung der jeweiligen Beeinflussung
des äußeren Magnetfelds eindeutig auf die Länge des beeinflussenden Stücks geschlossen
werden.
[0027] Um die Längen der Stücke zu erfassen, können diese nacheinander dem magnetischen
Feld, insbesondere Wechselfeld ausgesetzt werden. Ferner ist es möglich, alle Stücke
gleichzeitig dem magnetischen Feld, insbesondere Wechselfeld auszusetzen, wobei bevorzugt
eine Sensorbaugruppe bzw. Sensorkette oder Sensorfolge mit mehreren magnetischen Sensoren
entlang der Sicherheitsmarkierung bzw. entlang des durch die Stücke gebildeten Streifens
angeordnet ist. Als Magnetfeldsensoren können z.B. sensitive Magnetoresistoren verwendet
werden.
[0028] Die von dem Sensor bzw. von der Sensorbaugruppe erfassten Signale werden dann der
Auswerteeinrichtung zugeführt, welche die von dem Sensor oder den Sensoren erfassten
Änderungen des Magnetfelds in einen Messdatensatz umsetzt und diesen mit dem Musterdatensatz
vergleicht. Falls eine Übereinstimmung von Messdatensatz und Musterdatensatz, gegebenenfalls
innerhalb vorgegebener Schranken, festgestellt wird, ist die magnetische Sicherheitsmarkierung
echt, anderenfalls falsch bzw. eine Fälschung. In Abhängigkeit von dem Ergebnis "echt"
oder "falsch" kann von der Auswerteeinrichtung eine Freigabeeinrichtung angesteuert
werden, die z. B. bei einer falschen Sicherheitsmarkierung ein Alarmsignal ausgibt.
[0029] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Erkennen
einer magnetischen Sicherheitsmarkierung gelöst, wobei ein Informations- bzw. Identifikationsmuster
bereitgestellt wird, ein Mikrodraht an oder in einem Trägermaterial angeordnet bzw.
befestigt wird, der einen magnetischen Kern mit einer isolierenden Beschichtung aufweist,
der Mikrodraht gemäß dem Identifikationsmuster in Längsrichtung in mehrere Stücke
unterteilt wird, die einen Abstand zueinander aufweisen, das Trägermaterial mit den
Stücken nacheinander oder gleichzeitig in ein magnetisches Feld, insbesondere Wechselfeld
eingebracht wird, durch die Stücke hervorgerufene Änderungen des magnetischen Felds
erfasst werden und die Änderungen mit dem Identifikationsmuster verglichen werden.
Dabei wird die magnetische Sicherheitsmarkierung von dem an oder in dem Trägermaterial
angeordneten und in Stücken unterteilten Mikrodraht gebildet und kann gemäß aller
zuvor genannten Ausgestaltungen weitergebildet werden. Das Verfahren wird insbesondere
mit dem erfindungsgemäßen Erkennungssystem durchgeführt.
[0030] Wie oben bereits beschrieben, kann dem Identifikationsmuster eine Folge von Längen
zugeordnet werden, wobei die Unterteilung des Mikrodrahts in mehrere Stücke derart
erfolgt, dass die Längen der Stücke eine Folge bilden, die der dem Identifikationsmuster
zugeordneten Folge von Längen entspricht. Die erfassten Änderungen des Magnetfelds
können dabei in zumindest einem Teil der Stücke durch Barkhausen-Sprünge hervorgerufen
werden.
[0031] Das Prinzip der Sicherheitsmarkierung basiert auf dem einzigartigen Remagnetisierungsprozess
von insbesondere glasbeschichteten amorphen Mikrodrähten, die auch als Taylor-Drähte
bekannt sind. Wenn die Magnetostriktion bzw. die Sättigungsmagnetostriktion der amorphen
Legierung null oder negativ ist, erfolgt die Remagnetisierung (d.h. z.B. Ummagnetisierung,
Neumagnetisierung oder Aufmagnetisierung) mit einem einzigen Barkhausensprung, wohingegen
Mikrodrähte mit positiver Magnetostriktion bzw. Sättigungsmagnetostriktion eine flache
Hysterese-Schleife mit einer Koerzitivfeldstärke von praktisch null zeigen. Dieses
spezifische Verhalten kann auf einfache Weise von Prozessen unterschieden werden,
die in anderen weichmagnetischen Materialien auftreten.
[0032] Die Mikrodrähte können mit sehr kleinen Abmessungen hergestellt werden, wobei der
Durchmesser des Metallkerns bzw. des magnetischen Kerns lediglich ein paar Mikrometer
beträgt und wobei die Glasbeschichtung eine Dicke von weniger als 2 Mikrometer aufweist.
Derartig dünne durch die Mikrodrähte gebildete Fasern können im Inneren von Papier
oder unterhalb von Sicherheitshologrammen eingebettet werden.
[0033] Zum Zwecke der Erfindung ist es vorteilhaft, einen glasbeschichteten amorphen magnetischen
Mikrodraht zu verwenden, der in Stücke vorbestimmter Längen unterteilt bzw. geschnitten
wird. Das Muster der Unterteilung bzw. des Zerschneidens des Mikrodrahts wird dabei
in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Informations-Kodierungs-Prinzip ausgewählt,
während alle Stücke des Mikrodrahts in ihrer anfänglichen Position des unzerschnittenen
bzw. nicht-unterteilten Drahts verbleiben. Bevorzugt ist dabei der Mikrodraht vor
dem Schneiden bzw. Unterteilen zwischen zwei Lagen einer dünnen Kunststoffschicht
gesichert.
[0034] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Sicherheitsmarkierung wird der Mikrodraht
zunächst zwischen zwei Lagen eines Trägermaterials angeordnet, wobei wenigstens eine
Lage für Laserstrahlung transparent ist. Dann wird der Mikrodraht in Stücke gemäß
dem ausgewählten Muster zerschnitten bzw. unterteilt, wobei das Unterteilen bevorzugt
von einem im Impuls-Modus arbeitenden Laser durchgeführt wird. Der Laser kann in dem
Mikrodraht kleine Luftspalte bzw. Abstände von 100 Mikrometer oder von geringeren
Abmessungen ausbilden.
[0035] Als Folge wird der kontinuierliche Mikrodraht in eine Serie bzw. Reihe von kurzen
Stücken unterteilt, von denen jedes eine einzigartige magnetische Antwort zeigt. Diese
Stücke werden von dem Trägermaterial zusammengehalten und bilden einen Sicherheitsstreifen.
[0036] Es gibt eine Vielzahl von Verfahren, den Mikrodraht zu kodieren bzw. Daten von dem
Mikrodraht zu lesen. Gemäß einem Beispiel wird der Draht in Stücke unterteilt, wobei
deren Längen einem Vielfachen, insbesondere ganzzahligem Vielfachen einer bestimmten
Modullänge bzw. Mindestlänge entsprechen. Gemäß einer besonderen Weiterbildung wird
ein Mikrodraht mit einem Kerndurchmesser von 14 Mikrometer in Stücke von 2,5 mm bzw.
5 mm Länge geschnitten, wobei dem schwachen Remagnetisierungssignal des kurzen Stücks
eine Null zugeordnet werden kann und das relativ starke Signal von dem langen Stück
als binäre Einheit bzw. Eins betrachtet werden kann. Andere Verfahren, die eine nicht-binäre
Kodierung aufweisen, können ebenfalls angewendet werden.
[0037] Der Signalerfassungsvorgang kann spezifische spektrale Komponenten in den Antworten
der Stücke oder die scharfe Sättigungseigenschaft von Mikrodrähten mit positiver Magnetostriktion
verwenden. Es ist sowohl eine mechanische als auch eine elektronische Abtastung des
Streifenmusters möglich. Auch kann der Streifen z. B. von einer Kette von sensitiven
Magnetoresistoren gelesen werden, die entlang des Streifens angeordnet ist.
[0038] Insbesondere wird eine streifenförmige Sicherheitsmarkierung geschaffen, die an einem
zu schützenden Objekt befestigt oder in dem zu schützenden Objekt eingebettet werden
kann, wobei die Markierung einen amorphen, glasbeschichteten, magnetischen Mikrodraht
aufweist, der an einem Trägermaterial gesichert ist, wobei der Mikrodraht, nachdem
er an dem Trägermaterial gesichert ist, gemäß einem ausgewählten Daten-Kodierungs-Muster
in Stücke vorgegebener Länge zerschnitten bzw. unterteilt wird.
[0039] Grundsätzlich ist es möglich, die erfindungsgemäße Sicherheitsmarkierung verborgen,
dass heißt von außen für einen Menschen nicht oder nur schwer sichtbar, an oder in
einem zu kennzeichnenden Objekt anzuordnen.
[0040] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung geschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen auf einem Trägermaterial angeordneten Mikrodraht im unzerschnittenen
Zustand,
Figur 2 einen Querschnitt durch den Mikrodraht nach Figur 1,
Figur 3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Sicherheitsmarkierung gemäß einer
ersten Ausführungsform,
Figur 4 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitsmarkierung gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
Figur 5 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Erkennungssystems
und
Figur 6 eine vergrößerte, schematische Darstellung des Sensors nach Figur 5.
[0041] Aus Figur 1 ist ein Mikrodraht 1 ersichtlich, der auf einem aus Kunststoff bestehenden
Trägermaterial 2 befestigt ist. Der Mikrodraht 1 weist eine Länge L0 auf und verläuft
entlang einer Geraden G. In dem Mikrodraht 1 ist ein gestrichelt dargestellter amorpher
magnetischer Kern 3 angeordnet, der sich über die gesamte Länge L0 des Mikrodrahts
1 erstreckt und von einer Ummantelung bzw. Beschichtung 4 aus Glas umgeben ist. Dabei
ist der Kern 3 aus einer metallischen, insbesondere aus einer auf Fe- und Co- basierenden
Legierung hergestellt.
[0042] Aus Figur 2 ist ein Querschnitt des Mikrodrahts nach Figur 1 ersichtlich. Der kreisförmige
Querschnitt des magnetischen Kerns 3 weist einen Durchmesser D von 14 µm auf und ist
ringförmig von der konzentrisch zum magnetischen Kern 3 angeordneten Ummantelung 4
umschlossen, deren Dicke B 2 µm beträgt, so dass der Mikrodraht 1 insgesamt einen
Durchmesser A von 18 µm aufweist.
[0043] Aus Figur 3 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsmarkierung
24 ersichtlich, wobei der Mikrodraht 1 in Längsrichtung G unter Verwendung eines Lasers
in vier Stücke 5, 6, 7 und 8 zerschnitten bzw. unterteilt worden ist, und wobei die
Längsrichtung entlang der Geraden G verläuft. Zwischen den benachbarten Stücken 5
und 6, 6 und 7 sowie 7 und 8 ist jeweils ein Abstand C ausgebildet, der 100 µm beträgt.
Die Abstände C wurden dadurch ausgebildet, dass der Laserstrahl den Mikrodraht 1 im
Bereich der Abstände zerstört hat.
[0044] Die Stücke 5 und 8 weisen jeweils eine Länge L1 von 5 mm auf, wohingegen die Stücke
6 und 7 einen Länge L2 von 2,5 mm aufweisen. Somit wurde eine Vier-Bit-Kodierung geschaffen,
wobei die Länge L1 einer logischen "1" und die Länge L2 einer logischen "0" entspricht.
Die Vier-Bit-Kodierung bestimmt auch das magnetische Verhalten der Sicherheitsmarkierung
24, da die Stücke 5 und 8 mit der größeren Länge L1 in einem äußeren magnetischen
Wechselfeld zu einer anderen, z.B. stärkeren Beeinflussung dieses Magnetfelds führen
als die Stücke 6 und 7 mit der kurzen Länge L2. Somit ist auch in magnetischer Hinsicht
eine Vier-Bit-Kodierung geschaffen worden, wobei z.B. einer starken Beeinflussung
des äußeren Magnetfelds eine logische "1" und einer schwachen Beeinflussung des äußeren
Magnetfelds eine logische "0" zugeordnet wird oder umgekehrt. Daher ist es möglich,
die Vier-Bit-Kodierung mit Hilfe des äußeren Magnetfelds und einem Magnetfeldsensor
auszulesen.
[0045] Aus Figur 4 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsmarkierung
ersichtlich, wobei ähnliche und identische Merkmale mit den selben Bezugszeichen bezeichnet
sind, wie bei der ersten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet
sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass das Trägermaterial 2 mehrlagig ausgebildet
ist und die Stücke 5, 6, 7 und 8 zwischen zwei benachbarten Lagen 9 und 10 des Trägermaterials
2 sitzen. Dabei ist vor dem Zerschneiden des Mikrodrahts 1 in die Stücke 5, 6, 7 und
8 der unzerschnittene Mikrodraht 1 zwischen die beiden Lagen 9 und 10 eingebracht
worden. Die Lage 10 ist für Laserlicht transparent ausgebildet, so dass ein durch
die Lage 10 hindurchtretender Laserstrahl zum Zerschneiden des Mikrodrahts 1 in die
Stücke 5, 6, 7 und 8 verwendet worden ist.
[0046] Aus Figur 5 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Erkennungssystems ersichtlich, wobei ein magnetischer Feldgenerator 11 über eine Feldspule
12 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. In dem von dem Generator erzeugten Magnetfeld
ist ein magnetfeldempfindlicher Sensor 13 angeordnet, der elektrisch mit einer Auswerteeinrichtung
14 verbunden ist. Ferner ist in dem Magnetfeld eine erfindungsgemäße Sicherheitsmarkierung
24 angeordnet, die z. B. gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet ist.
[0047] Das Magnetfeld ist insbesondere stark genug, um die Stücke 5, 6, 7 und 8 umzumagnetisieren
(oder zu remagnetisieren) bzw. Barkhausensprünge in diesen hervorzurufen. Die langen
Stücke 5 und 8 beeinflussen das äußere Magnetfeld stärker als die kurzen Stücke 6
und 7.
[0048] Der Sensor 13 ist entlang des durch die Stücke 5, 6, 7 und 8 gebildeten Streifens
angeordnet und misst die Veränderungen des Magnetfelds, die jedes der Stücke 5, 6,
7 und 8 hervorruft. Die von dem Sensor 13 gelieferten Signale werden von der Auswerteeinrichtung
14 zu einem Messdatensatz 15 umgewandelt, der mit einem in einem Speicher 16 gespeicherten
Musterdatensatz 17 verglichen wird. Der Vergleich wird dabei von der Auswerteinrichtung
14 durchgeführt, die elektrisch mit dem Speicher 16 verbunden ist. In Abhängigkeit
von dem Vergleichsergebnis wird eine elektrisch an die Auswerteeinrichtung 14 angeschlossene
Freigabeeinrichtung 18 angesteuert, die z. B. bei einer Nichtübereinstimmung von Messdatensatz
15 und Musterdatensatz 17 ein Alarmsignal oder bei Übereinstimmung ein Freigabesignal
ausgeben kann.
[0049] Der Speicher 16 ist bevorzugt ein nicht-flüchtigen Speicher, so dass der Musterdatensatz
17 auch bei einem Stromausfall für eine gewisse Zeit gehalten werden kann. Der Messdatensatz
15 hingegen kann in einem in der Auswerteeinrichtung 14 vorgesehenen flüchtigen Speicher
abgelegt werden, wobei die Auswerteeinrichtung 14 bevorzugt einen Digitalrechner bzw.
Computer aufweist.
[0050] Die magnetische Sicherheitsmarkierung 24 ist entsprechend dem Musterdatensatz 14
hergestellt worden, welcher gemäß dieser Ausführungsform aus vier Bits 19, 20, 21
und 22 besteht, wobei das Bit 19 den logischen Zustand "1", das Bit 20 den logischen
Zustand "0", das Bit 21 den logischen Zustand "0" und das Bit 22 den logischen Zustand
"1" aufweist. Diese Kodierung ist als Längeneinteilung auf die Stücke 5, 6, 7 und
8 der magnetischen Sicherheitsmarkierung 24 übertragen worden, so dass die magnetische
Sicherheitsmarkierung 24 eindeutig von dem Erkennungssystem als "echt" bzw. "gültig"
erkannt werden kann.
[0051] Wird eine magnetische Sicherheitsmarkierung mit einem anderen Längen-Code verwendet,
z.B. weisen die Stücke nacheinander die Längen "L1-L1-L2-L2" auf, so wird von dem
Erkennungssystem ein Messdatensatz mit der Bit-Folge "1-1-0-0" generiert, die sich
von der Bitfolge "1-0-0-1" des Musterdatensatzes 17 unterscheidet. In diesem Fall
wird die Sicherheitsmarkierung als falsch bzw. als ungültig erkannt, so dass die Auswerteeinrichtung
14 die Freigabeeinrichtung 18 zum Ausgeben eines Alarmsignals veranlassen kann.
[0052] Aus Figur 6 ist eine vergrößerte, schematische Ansicht des Sensors 13 ersichtlich,
der als Sensorkette ausgebildet ist und mehrere sensitive Magnetoresistoren 23 aufweist.
Je nach Anzahl der Stücke, Länge der Stücke und Größe der Abstände zwischen den Stücken
kann eine unterschiedliche, speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasste
Anzahl von sensitiven Magnetoresistoren 23 in der Sensorkette 13 angeordnet sein.
[0053] Es ist allerdings auch möglich, lediglich einen einzigen magnetfeldempfindlichen
Sensor bzw. sensitiven Magnetoresistor zu verwenden, wobei z.B. die Stücke 5, 6, 7
und 8 der Sicherheitsmarkierung nacheinander an dem Sensor vorbeigeführt werden. In
Umkehrung dieser Lehre ist es auch möglich, den Sensor an den Stücken vorbeizuführen.
[0054] Bezugszeichenliste
- 1
- Mikrodraht
- 2
- Trägermaterial
- 3
- magnetischer Kern
- 4
- Beschichtung / Ummantelung
- 5
- Stück des Mikrodrahts
- 6
- Stück des Mikrodrahts
- 7
- Stück des Mikrodrahts
- 8
- Stück des Mikrodrahts
- 9
- Lage des Trägermaterial
- 10
- transparente Lage des Trägermaterial
- 11
- magnetischer Feldgenerator
- 12
- Feldspule
- 13
- magnetfeldempfindlicher Sensor
- 14
- Auswerteeinrichtung
- 15
- Messdatensatz
- 16
- Speicher
- 17
- Musterdatensatz
- 18
- Freigabeeinrichtung
- 19
- Bit des Musterdatensatzes
- 20
- Bit des Musterdatensatzes
- 21
- Bit des Musterdatensatzes
- 22
- Bit des Musterdatensatzes
- 23
- sensitiver Magnetoresistor
- 24
- magnetische Sicherheitsmarkierung
- A
- Durchmesser des Mikrodrahts
- B
- Dicke der Ummantelung
- C
- Abstand zwischen den Stücken
- D
- Durchmesser des magnetischen Kerns
- G
- Gerade/Längsrichtung
- L0
- Länge des Mikrodrahts
- L1
- Länge eines Stücks
- L2
- Länge eines Stücks
1. Magnetische Sicherheitsmarkierung mit einem Trägermaterial (2) und einem an oder in
diesem angeordneten Mikrodraht (1), der einen magnetischen Kern (3) mit einer isolierenden
Beschichtung (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrodraht (1) in Längsrichtung (G) in mehrere Stücke (5, 6, 7, 8) unterteilt
ist, die einen Abstand (C) zueinander aufweisen.
2. Magnetische Sicherheitsmarkierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des magnetischen Kerns (3), das Material der Beschichtung (4), der Durchmesser
(D) des magnetischen Kerns (3) und die Dicke (B) der isolierenden Beschichtung (4)
für alle Stücke (5, 6, 7, 8) identisch ist.
3. Magnetische Sicherheitsmarkierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke (5, 6, 7, 8) unterschiedliche Längen (L1, L2) aufweisen.
4. Magnetische Sicherheitsmarkierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (C) zwischen zwei benachbarten Stücken einen Spalt bildet, der einen
größeren magnetischen Widerstand als der magnetische Kern aufweist.
5. Magnetische Sicherheitsmarkierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke (5, 6, 7, 8) auf einer gemeinsamen Geraden (G) liegen.
6. Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Sicherheitsmarkierung, wobei
- ein Mikrodraht (1) an oder in einem Trägermaterial (2) angeordnet wird, der einen
magnetischen Kern (3) mit einer isolierenden Beschichtung (4) aufweist und
- der angeordnete Mikrodraht (1) in Längsrichtung in mehrere Stücke (5, 6, 7, 8) unterteilt
wird, die einen Abstand (C) zueinander aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrodraht (1) unter Verwendung eines Laserstrahl in die Stücke (5, 6, 7, 8)
unterteilt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Identifikationsmuster bereitgestellt wird,
- dem Identifikationsmuster eine Folge von Längen zugeordnet wird und
- die Unterteilung des Mirkodrahts (1) in mehrere Stücke (5, 6, 7, 8) derart erfolgt,
dass die Längen (L1, L2) der Stücke (5, 6, 7, 8) eine Folge bilden, die der dem Identifikationsmuster
zugeordneten Folge von Längen entspricht.
9. Erkennungssystem mit
- einer Speichereinrichtung (16), in der ein Musterdatensatz (17) abgelegt ist,
- einem magnetischen Feldgenerator (11), von dem ein magnetisches Feld generierbar
ist,
- einer magnetischen Sicherheitsmarkierung (24) mit einem Trägermaterial (2) und einem
an oder in diesem angeordneten Mikrodraht (1), der einen magnetischen Kern (3) mit
einer isolierenden Beschichtung (4) aufweist, wobei der Mikrodraht (1) in dem magnetischen
Feld angeordnet ist,
- einem magnetischen Sensor (13), von dem von dem Mikrodraht (1) hervorgerufene Änderungen
des magnetischen Felds erfassbar sind,
- einer mit dem Sensor (13) verbundenen Auswerteeinrichtung (14), von welcher die
Änderungen des Magnetfelds in einen Messdatensatz (15) umsetzbar sind und der Messdatensatz
(15) mit dem Musterdatensatz (17) vergleichbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Mikrodraht (1) in Längsrichtung in mehrere Stücke (5, 6, 7, 8) unterteilt ist,
die einen Abstand (C) zueinander aufweisen.
10. Verfahren zum Erkennen einer magnetischen Sicherheitsmarkierung, wobei
- ein Identifikationsmuster bereitgestellt wird,
- ein Mikrodraht (1) an oder in einem Trägermaterial (2) angeordnet wird, der einen
magnetischen Kern (3) mit einer isolierenden Beschichtung (4) aufweist,
- der Mikrodraht (1) gemäß dem Identifikationsmuster in Längsrichtung in mehrere Stücke
(5, 6, 7, 8) unterteilt wird, die einen Abstand (C) zueinander aufweisen,
- die Stücke (5, 6, 7, 8) nacheinander oder gleichzeitig in ein magnetisches Feld
eingebracht werden,
- durch die Stücke (5, 6, 7, 8) hervorgerufene Änderungen des magnetischen Felds erfasst
werden und
- die Änderungen mit dem Identifikationsmuster verglichen werden.