In bekannter Weise werden Kartenkörper bzw. Datenträger von Laserbeschriftungsanlagen mit einer Bild-und/oder Textinformation versehen. Die Erzeugung von Graustufenbildern erfolgt üblicherweise durch Punktdichtemodulation bei konstanter Laserleistung oder Laserleistungsmodulation bei konstanter Punktdichte. Bei der Punktdichtemodulation weisen alle Bildpunkte dieselbe Schwärzung auf ; die Anzahl der Bildpunkte pro Flächeneinheit bestimmt die Graustufe. Bei der Laserleistungsmodulation werden durch die Modulation der Leistung des Laserstrahls Bildpunkte mit unterschiedlicher Schwärzung und damit Graustufe generiert.

Nachteiligerweise zeigen die in herkömmlicher Weise erzeugten Bildpunkte und Beschriftungsflächen keine homogene bzw. gleichmäßige Schwärzung. Vielmehr sind die Bildpunkte und Beschriftungsflächen in der Regel in der Mitte schwärzer als am Rand. Werden solche Bildpunkte oder Beschriftungsflächen unmittelbar aneinandergefügt, so ist schon mit bloßem Auge erkennbar, dass die Bildpunkte oder Beschriftungsflächen "zusammengestückelt"worden sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zur Laserbeschriftung von Datenträgern, insbesondere von Kartenkörpern, das die Herstellung von Beschriftungsflächen und/oder Beschriftungspunkten ermöglicht, deren Fläche weitgehend gleichmäßig geschwärzt und/oder gefärbt ist.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Maßnahmen jeweils gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, die aus einem herkömmlichen Laser zur Laserbeschriftung von Datenträgern, wie insbesondere Kartenkörper für Chip-und/oder Ausweiskarten, austretende Laserstrahlung durch ein sogenanntes Homogenisierungsmittel zu modifizieren bzw. zu homogenisieren. Ziel der erfindungsgemäßen Modifizierung bzw.

Homogenisierung ist es, einen Laserstrahl zur Beschriftung zu gewinnen, der eine weitgehend homogene bzw. stufenförmige Leistungsdichteverteilung entlang seines Strahlquerschnitts aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies bevorzugt durch die Verwendung einer Glasfaser mit einer Mehrzahl von Ausbreitungsmoden, wie insbesondere eine Multimodeglasfaser, erreicht. Wird der Laserstrahl eines solchen herkömmlichen Lasers durch eine solche Glasfaser geleitet, so zeigt der aus der Glasfaser austretende Laserstrahl gegenüber dem in die Glasfaser eintretenden Laserstrahl eine gleichmäßigere Leistungsdichteverteilung entlang des Querschnitts des Laserstrahls. Bevorzugt wird eine Glasfaser, insbesondere eine Multimodeglasfaser, derart gebogen und/oder tordiert und/oder schleifenförmig angeordnet, dass die Leistungsdichteverteilung

entlang des Querschnitts des aus der Glasfaser austretenden Laserstrahls eine weitgehend stufenförmige Leistungsdichteverteilung aufweist. Mit anderen Worten, entlang des Querschnitts des Laserstrahls ist dessen Leistungsdichte weitgehend konstant und fällt am Rand weitgehend abrupt ab.

In vorteilhafter Weise lassen sich durch einen erfindungsgemäß erzeugten Laserstrahl mit weitgehend homogener Leistungsdichteverteilung Bildpunkte und/oder Bildflächen auf Datenträgern, wie insbesondere den obengenannten Kartenkörpern, erzeugen, die eine weitgehend homogene bzw. gleichmäßige Schwärzung und/oder Färbung, z. B. eine andere Farbe als schwarz, aufweisen. Durch die nachfolgend näher erläuterten, erfindungsgemäßen Blenden lassen sich einzelne erfindungsgemäß hergestellte Bildpunkte und/oder Bildflächen zu einer Text-und/oder Bildinformation zusammenfügen. Werden die erfindungsgemäß hergestellten Bildpunkte und/oder Bildflächen entsprechend klein gestaltet, so ist mit bloßem Auge nicht erkennbar, dass die Text-und/oder Bildinformation aus mehreren einzelnen erfindungsgemäßen Beschriftungselementen zusammengefügt worden ist.

Das präzise Zusammenfügen der erfindungsgemäßen Beschriftungselemente kann beispielsweise ein Echtheitsmerkmal eines Datenträgers, wie insbesondere eine Chip-und/oder Ausweiskarte oder dergleichen, darstellen. Ferner kann die Anordnung von erfindungsgemäßen Beschriftungselementen, z. B. zwei oder mehr Beschriftungselemente unterschiedlicher Form und/oder Größe, eine nicht ohne weiteres erkennbare Kodierung des Datenträgers darstellen. Diese Anordnung von erfindungsgemäßen Beschriftungselementen kann dann mittels eines Scanners abgetastet und die Kodierung erfaßt und mittels einer geeigneten Software dekodiert werden. Die dekodierte

Information kann dann z. B. mit einer auf dem Datenträger vorgesehenen Klartextinformation verglichen werden.

So kann beispielsweise das Portrait einer Person, die auf dem Datenträger, z. B. eine Ausweiskarte, abgebildet ist mit einer Kodierung versehen sein, die den Namen der Person und/oder andere Daten der Person, wie etwa das Geburtsdatum, repräsentiert. Nach dem Scannen und der Dekodierung kann diese Information dann beispielsweise auf einem Display oder dergleichen angezeigt und mit einer beispielsweise auf dem Datenträger vorhandenen Information verglichen werden.

Hierdurch kann überprüft werden, ob das Portrait und die Ausweiskarte zusammengehören.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen, nicht notwendigerweise maßstäblichen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt : Fig. 1 das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Laserbeschriftungsvorrichtung mit einer Multimodeglasfaser ; Fig. 2 die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 bei der der aus der Multimodeglasfaser austretende Laserstrahl über Ablenkeinrichtungen und eine Linse auf die Oberfläche eines Kartenkörpers gelenkt wird ; Fig. 3 die Ausführungsform gemäß Fig. 2 bei der zwischen dem Ausgang der Multimodeglasfaser und den Ablenkeinrichtungen eine abbildende Optik vorgesehen ist ; Fig. 4 den Buchstaben"A"in einer ersten Ausführungsform, der mit der in Fig. 3 dargestellten,

erfindungsgemäßen Laserbeschriftungsvorrichtung unter Verwendung einer ersten Blende auf der Oberfläche des Kartenkörpers erzeugt worden ist ; Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des Buchstabens"A", der mit der in Fig. 3 dargestellten Laserbeschriftungsvorrichtung unter Verwendung einer zweiten Blende auf der Oberfläche des Kartenkörpers erzeugt worden ist ; Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Buchstabens"A", der mit einer Laserbeschriftungsvorrichtung gemäß Fig. 3 unter Verwendung einer dritten Blende auf der Oberfläche des Kartenkörpers erzeugt worden ist ; Fig. 7 eine vierte Ausführungsform des Buchstabens"A"der mit der Laserbeschriftungsvorrichtung gemäß Fig. 3 und einer vierten Blende auf dem Kartenkörper erzeugt worden ist ; Fig. 8 ein Porträt, das mittels der in Fig. 3 dargestellten Laserbeschriftungsvorrichtung und einer fünften Blende auf dem Kartenkörper erzeugt worden ist, wobei sich das Portrait aus Dreiecken und Quadraten zusammensetzt ; Fig. 9. eine Blende mit quadratischer Öffnung, deren Größe einstellbar ist ; Fig. 10 eine fünfte Ausführungsform des Buchstabens A", der mit der Laserbeschriftungsvorrichtung gemäß Fig. 3 und einer einstellbaren Blende auf dem Kartenkörper erzeugt worden ist ;

Fig. 11 eine Draufsicht auf ein erstes grobes Raster mit einer Mehrzahl von gleichmäßig angeordneten relativ großen quadratischen Teilöffnungen, wobei das Raster über den zu beschriftenden Buchstaben A"gemäß Fig.

10 gelegt ist und in dem detektierte große Rasterpunkte kreuzweise schraffiert gekennzeichnet sind, Fig. 12 eine Draufsicht auf ein zweites mittleres Raster mit einer Mehrzahl von gleichen mittleren quadratischen Teilöffnungen, wobei das Raster über den zu beschriftenden Buchstaben"A"gemäß Fig. 10 gelegt ist und in dem detektierte mittlere Rasterpunkte schraffiert gekennzeichnet sind, Fig. 13 eine Draufsicht auf ein drittes feines Raster mit einer Mehrzahl von relativ kleinen quadratischen Teilöffnungen aufweist, wobei das Raster über den zu beschriftenden Buchstaben"A"gemäß Fig. 10 gelegt ist und in dem detektierte kleine Rasterpunkte schraffiert gekennzeichnet sind, Fig. 14 eine Darstellung des zu Fig. 10 korrespondierenden Buchstabens A", der durch die Summe der gemäß Fig.

11 bis 13 hergestellten Raster erzeugt ist.

Fig. 1 zeigt das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Laserbeschriftungsvorrichtung 100 in einer ersten Ausführungsform. Die Laserbeschriftungsvorrichtung 100 weist einen herkömmlichen Laser 101 auf, dessen Laserstrahl 102 über eine Optik 103 in den Eingang einer Multimodeglasfaser 104 eingekoppelt wird. In dem unterhalb des Laserstrahls 102 dargestellten linken Diagramm der Fig. 1 ist die Leistungsdichte des aus dem Laser 101 austretenden Laserstrahls 102 als Funktion des Orts im Strahlquerschnitt

angegeben. Das linke Diagramm zeigt eine gaußförmige Leistungsdichteverteilung im Strahlquerschnitt des Lasers 101, d. h. die Leistungsdichte des Laserstrahls 102 weist in der Mitte des Strahlquerschnitts ihr Maximum auf und flacht zu den Rändern des Strahlquerschnitts hin ab. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung eines Laser mit gaußförmiger Leistungsdichteverteilung beschränkt. Trifft ein solcher herkömmlicher Laserstrahl ausreichender Leistung auf einen bekannten, für eine Laserbeschriftung geeigneten Kartenkörper so entsteht ein Bildpunkt, der aufgrund der gaußförmigen Leistungsdichteverteilung vom Rand zur Mitte hin eine zunehmende Schwärzung aufweist.

Zur Erzeugung eines Bildpunkts und/oder einer Bildfläche auf einem geeigneten Datenträger, wie insbesondere ein Kartenkörper, der bzw. die eine weitgehend homogene bzw. gleichmäßige Schwärzung und/oder Färbung aufweist, ist erfindungsgemäß die Multimodeglasfaser 104 vorgesehen.

Die Multimodeglasfaser 104 wird bevorzugt derart mit einem mechanischen Streß beaufschlagt, indem sie beispielsweise schleifenförmig angeordnet und/oder tordiert und/oder gebogen wird, dass der aus der Multimodeglasfaser 104 austretende Laserstrahl 105 eine Leistungsdichteverteilung im Strahlquerschnitt aufweist, die weitgehend stufenförmig ist, wie in dem rechten Diagramm der Fig. 1 dargestellt. Das rechte Diagramm zeigt ebenso wie das linke Diagramm die Leistungsdichte des betreffenden Laserstrahls als Funktion des Orts im Laserquerschnitt. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Multimodeglasfaser 104 wird bevorzugt ein Laserstrahl 105 erzeugt, dessen Leistungsdichte idealerweise entlang seines Strahlquerschnitts weitgehend konstant ist und am Rand abrupt auf Null abfällt (stufenförmiger Leistungsdichteverlauf). Trifft ein solcher erfindungsgemäß erzeugter Laserstrahl auf die Oberfläche eines geeigneten

Datenträgers, wie insbesondere ein bekannter, geeigneter Kartenkörper, auf, so erzeugt dieser einen Bildpunkt bzw. eine Bildfläche, der bzw. die eine weitgehend homogene bzw. gleichmäßige Schwärzung und/oder Färbung aufweist.

Die Optik 103 weist eine oder mehrere optische Linsen auf. Da die optische Multimodeglasfaser 104 die Ausbreitung verschiedener Moden zuläßt, kann im Idealfall eine gleichmäßige Verteilung der optischen Leistung des Lasers auf alle Moden erreicht werden, wie im rechten Diagramm der Fig. 1 dargestellt. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der optischen Leistung auf die verschiedenen Moden der Glasfaser zu erreichen, wird-wie bereits detailliert ausgeführt- vorgeschlagen, die Multimodeglasfaser einem mechanischen Streß, z. B. durch Biegung und/oder Torsion, auszusetzen.

Bevorzugt wird die Multimodeglasfaser in ein oder mehreren Schleifen angeordnet, die einen geeigneten Biegeradius aufweisen.

Bevorzugt handelt es sich bei der Multimodeglasfaser um eine Stufenindexglasfaser. Eine Stufenindexglasfaser gemäß der Erfindung weist quer zur Längsachse bzw. Ausbreitungsrichtung einen Brechungsindex auf, der im Faserkern sprunghaft gegenüber der umgebenden Glasfaser erhöht ist.

Fig. 2 zeigt eine Laserbeschriftungsvorrichtung, die gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform um eine Ablenkeinrichtung 201, insbesondere ein sogenannter x- Scannerspiegel, und eine Ablenkeinrichtung 202, insbesondere ein sogenannter y-Scannerspiegel, sowie ein Objektiv 203 ergänzt worden ist. Das Objektiv 203 weist eine oder mehrere optische Linsen auf.

Der aus der Multimodeglasfaser 104 austretende, divergente Lichtstrahl wird über die Ablenkeinrichtung 201, die

Ablenkeinrichtung 202 und das Objektiv 203 auf einen Datenträger, wie insbesondere ein geeigneter Kartenkörper 204, gelenkt. Die optischen Weglängen sind bevorzugt so dimensioniert, dass die optische Leistung am Multimodeglasfaserende auf die Oberfläche des Kartenkörpers 204 abgebildet wird. Bevorzugt werden die Ablenkeinrichtungen 201 und 202, beispielsweise x-und y-Scannerspiegel, möglichst dicht hinter der Glasfaser angebracht, um die gesamte optische Leistung des divergenten Strahlengangs zu übertragen. Hat der optisch übertragende Kern der Multimodeglasfaser beispielsweise einen Durchmesser von 100 um und soll die Schwärzung und/oder Färbung auf dem Kartenkörper 204 ebenfalls einen Durchmesser von 100 um besitzen, dann ist entsprechend dem optischen Abbildungsgesetz die optische Weglänge zwischen dem Ende der Multimodeglasfaser 104 und des Objektivs 203 gleich dem Abstand zwischen Objektiv 203 und der Oberfläche des Kartenkörpers 204 zu wählen.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung darin, dass zwischen dem Ende der Multimodeglasfaser 104 und der Ablenkeinrichtung 201 eine Optik 301 und eine Blende bzw. Blenden-Vorrichtung 302 im Strahlengang vorgesehen ist. Die Optik 301 dient dazu, die zur Verfügung stehende Lichtleistung weitestgehend durch die das optische System begrenzende Apertur zu bringen. Bei der Blenden-Vorrichtung 302 kann es sich um eine Anordnung aus ein oder mehreren Blenden, wie nachfolgend näher beschrieben, handeln.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Laserbeschriftungsvorrichtung 300 wird die Öffnung einer Blende der Blenden-Vorrichtung 302 auf die Oberfläche des Kartenkörpers 204 abgebildet. Im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform einer Laserbeschriftungsvorrichtung 200 kann bei der

Laserbeschriftungsvorrichtung 300 durch die Verwendung einer Blende sowohl die Form als auch die Größe der Öffnung bzw. des Querschnitts der Blende frei definiert werden. Im Unterschied hierzu weist eine Glasfaser bzw. das Ende einer Glasfaser einen definierten, in der Regel einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf. Bei Verwendung einer entsprechenden Blende lassen sich also auch andere geometrische Formen auf einem Kartenkörper abbilden bzw. erzeugen.

Die Komponenten der Laserbeschriftungsvorrichtung 300 sind derart angeordnet, dass die Optik 301 die gesamte Querschnittsfläche am Ende der optischen Faser 104 auf die Ablenkeinrichtungen 201 und 202 bzw. die Scannerspiegel abbildet. Die Öffnung der Blende 302 wird über die Objektiv 203 auf den Kartenkörper 204 abgebildet. Die Optik 301 ist derart dimensioniert, dass die Blende 302 vollständig und weitgehend homogen ausgeleuchtet wird. In diesem Fall entsteht ein Abbild der Öffnung der Blende 302 auf dem Kartenkörper 204. Dies ist dann der Fall, wenn das Verhältnis von Blendenöffnung und Bildgröße auf dem Kartenkörper gleich dem Verhältnis des Abstands zwischen Blende und Objektiv 203 bzw. des Abstands zwischen dem Objektiv 203 und dem Kartenkörper ist.

Wird die Öffnung der Blende 302 beispielsweise quadratisch ausgeführt, läßt sich durch dichtes Aneinanderfügenvon Bildpunkten 401 eine scharf begrenzte, gleichmäßig bzw. homogen geschwärzte und/oder gefärbte Fläche, wie in Fig. 4 am Beispiel des Buchstabens"A"dargestellt, mittels der Laserbeschriftungsvorrichtung 300 auf dem Kartenkörper 204 erzeugen. Wird die Öffnung der Blende 302 beispielsweise wabenförmig bzw. sechseckig ausgeführt, so läßt sich ebenfalls durch dichtes Aneinanderfügen der von Bildpunkten 501 eine scharf begrenzte, gleichmäßig bzw. homogen geschwärzte

und/oder gefärbte Fläche, wie in Fig. 5 ebenfalls am Beispiel des Buchstabens"A"dargestellt, mittels der Laserbeschriftungsvorrichtung 300 auf dem Kartenkörper 204 herstellen.

Der in den Figuren 4 und 5 dargestellte Buchstabe"A"wurde aus gleich großen Quadraten 401 bzw. sechseckigen Waben 501 sukzessive durch entsprechende Laserbestrahlung zusammengesetzt. Dadurch erscheinen die schräg verlaufenden Außenkanten des Buchstabens"A"stufenförmig. Dieser Effekt kann durch eine Verkleinerung der geometrischen Formen vermindert werden. Dies hat allerdings zur Folge, dass sich die Anzahl der zu beschriftenden bzw. zu erzeugenden Punkte erhöht und sich demzufolge die Dauer der Beschriftung durch den Laser 101 entsprechend verlängert.

Um dem entgegenzuwirken kann eine Blende bzw. Blenden- Vorrichtung 302 verwendet werden, deren Öffnungsquerschnitt variabel einstellbar ist. Bei Verwendung einer solchen Blende bzw. Blenden-Vorrichtung lassen sich sowohl große Bildpunkte bzw. Flächen 601 als auch demgegenüber kleine Bildpunkte bzw.

Flächen 602, wie in Fig. 6 wiederum am Beispiel des Buchstabens"A"dargestellt, zu dem Buchstaben"A" zusammenfügen. Während der Buchstabe"A"der Figuren 4 und 5 aus 105 Beschriftungspunkten besteht, ist der Buchstabe"A" der Fig. 6 aus einer Gesamtzahl von 50 großen und kleinen Beschriftungspunkten auf der Oberfläche des Kartenkörpers mittels der Laserbeschriftungsvorrichtung 300 unter Verwendung einer entsprechenden Blenden-Vorrichtung 302 erzeugt worden.

Bei gleichbleibender Kontur des Buchstabens ist durch die Verwendung von sowohl einfachen, als auch um das vierfache vergrößerten Beschriftungspunkten, wie in Fig. 6 dargestellt, die Anzahl der notwendigen Beschriftungspunkte um etwa die Hälfte gesenkt worden. Damit verringert sich die Zeit für die

Beschriftung bzw. die Erzeugung eines solchen Buchstabens etwa auf die Hälfte.

Nach einem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 10 bis 14 ist eine Rastereinrichtung 10 vorgesehen, mittels derer zielgerichtet unterschiedlich große Beschriftungspunkte herstellbar sind. Das mittels der Rastereinrichtung 10 bewirkte Rasterverfahren ermöglicht eine Reduzierung der Druckzeit. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 6 werden in Abhängigkeit von der Form des zu beschriftenden Zeichens die Anzahl der Beschriftungspunkte minimiert.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Rastereinrichtung 10 als eine Quadratrastereinrichtung mit einer Vielzahl von quadratischen Teilöffnungen ausgebildet. Alternativ können die Teilöffnungen eine andere geometrische Form aufweisen, beispielsweise linienförmig, punktförmig etc. ausgebildet sein.

Das erfindungsgemäße Rasterverfahren ermöglicht die Beschriftung von Beschriftungszeichen, wie beispielsweise des Buchstabens A", mit einer minimalen Anzahl von Beschriftungspunkten. Es ist vorzugsweise bei einem solchen Druckverfahren einsetzbar, in dem das Drucken der einzelnen Beschriftungspunkte unabhängig von der Dimensionierung derselben eine konstante Zeit erfordert. Die Anwendung des Rasterverfahrens ermöglicht somit eine Minimierung der Beschriftungszeit.

Die Beschriftung von Beschriftungszeichen, wie beispielsweise eines stilisierten Buchstabens"A"gemäß Fig. 10, erfolgt in zwei Schritten. In einem ersten Schritt wird mittels der Rastereinrichtung 10 eine Abtastung des Buchstabens unter Anwendung eines ersten groben Raster 11, eines zweiten mittleren Rasters 12 und eines dritten feinen Rasters 13

vorgenommen. Als Ergebnis entsteht ein aus unterschiedlich großen Beschriftungspunkten zusammen gesetztes resultierendes Rasterbild 14 des Buchstabens"A"gemäß Fig. 14, das als Schwarz-/Weiß-Zeichenvorlage (Bitmap) in einer nicht dargestellten Speicher-Steuereinheit abgespeichert werden kann. In einem zweiten Schritt kann dann die Beschriftung des Buchstabens A", wie in Fig. 10 dargestellt, erfolgen, wobei jeweils durch das Rasterverfahren vorgegebene Beschriftungspunkte unterschiedlicher Größe erzeugt werden.

Zur Erzeugung des Rasterbildes 14 wird in einem ersten Schritt ein erstes Raster 11 bzw. eine erste Schablone 15 mit einer Mehrzahl von relativ großen quadratischen Teilöffnungen 16 gleicher Dimension über das Beschriftungszeichen 17 gelegt.

Deckt sich eine Teilöffnung 16 der Maske 15 vollständig mit einem Teilbereich des in Fig. 10 dargestellten Quellbildes des Beschriftungszeichen 17, werden entsprechende erste große Beschriftungspunkte 19 generiert und in einem ersten Teilbild 20 abgespeichert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei große Beschriftungspunkte 19 detektiert worden, die zur Unterscheidung schraffiert dargestellt sind.

In einem zweiten Schritt zur Bildung des resultierenden Rasterbildes 14 wird eine zweites Raster 12 bzw. eine zweite Schablone 21 mit einer Mehrzahl von mittleren quadratischen Teilöffnungen 22 gleicher Dimension über das infolge des ersten Rastervorgangs modifizierte Quellbild 17 gelegt. Bei diesem modifizierten Quellbild sind die durch die erste Schablone 15 erfassten Bereiche 19 des Beschriftungszeichens 17 ausgespart, weil diese Bereiche des Zeichens 17 bereits für das zu bildende Rasterbild reserviert sind. Durch Detektion der von den Teilöffnungen 22 erfassten Bereich des Quellbildes 17 lässt sich ein zweites Quellbild 23 generieren mit einer Mehrzahl von mittleren Beschriftungspunkten 24.

In einem dritten und letzten Schritt erfolgt eine Abtastung des nunmehr modifizierten Quellbildes mittels eines dritten Rasters 13 bzw. einer dritten Schablone 25 mit einer Mehrzahl von kleinen Teilöffnungen 26. Die Teilöffnungen 26 sind derart klein gewählt, dass eine ausreichend große Auflösung des Quellbildes 17 gewährleistet ist. Nach Vergleich mit dem modifizierten Quellbild 17 wird somit eine drittes Teilbild 27 gebildet mit einer Mehrzahl von kleinen Beschriftungspunkten 28. Die Genauigkeit der Wiedergabe des Quellbildes 17 bzw. der Beschriftung des Quellbildes 17 wird durch die Größe der kleinen Teilöffnungen 26 bestimmt. Zur Vereinfachung des Abtastverfahrens bilden die Kantenlängen der anderen Teilöffnungen 16,22 der Schablonen 15 bzw. 21 ein ganzzahliges Vielfaches der Kantenlänge der kleinen Teilöffnung 26 der dritten Schablone 25.

Das beschriebene Raster-bzw. Abtastverfahren erfolgt elektronisch mittels eines Rasterprogramms, mittels dessen Schablonen 15,21, 25 nacheinander in Deckung zu dem Quellbild 17 gebracht und die entsprechenden Teilbilder 20,23, 27 detektiert werden.

Die Abtastung des Quellbildes 17 erfolgt zeilen-bzw. spaltenweise. Dabei werden die entsprechenden Teilbilder 20, 23,27 mit den entsprechenden Rasterpunkten 19,24, 28 erzeugt, wobei gleichzeitig die durch die Rasterpunkte 19,24 erfassten Bereiche des Quellbildes 17 für den nächsten Abtastvorgang entfernt werden. Damit ist sichergestellt, dass mit der nächstfolgenden Schablone 21,25 nicht Bereiche des Quellbildes 17 erfasst werden, die bereits schon von der vorhergehenden Schablone 15,21 erfasst worden sind.

Bei der Abtastung mittels der softwaretechnisch generierten Schablone 15,21, 25 wird der zeilenweise geführte Abtastpunkt

jeweils um die Kantenlänge der für die jeweilige Maske 15,21, 25 maßgeblichen Teilöffnung 16,22, 2 weiterbewegt. Hierdurch kann insbesondere bei den relativ großen Rasteröffnungen 16 die Rechenzeit verringert werden.

Als Ergebnis dieser Abtastung bzw. des Rasterverfahrens wird das Rasterbild 14 in einer Beschriftungszeichendatenbank abgespeichert. Zur Beschriftung eines entsprechend abgespeicherten Zeichens kann ein Rasterscanverfahren eingesetzt werden, bei dem nacheinander die unterschiedlich großen Beschriftungspunkte 19,24, 28 auf die Kartenoberfläche aufgetragen werden. Dabei wird der Laserstrahl zeilenweise entsprechend des vorgegebenen Rasterbildes geführt.

Alternativ kann die Abtastung mittels des Rasterverfahrens auch während des eigentlichen Beschriftungsvorganges erfolgen, wobei nach Erkennung der optimierten Zusammensetzung der unterschiedlich großen Rasterpunkte 19,24, 28 die Beschriftung mittels der Laserbeschriftungsvorrichtung 300 erfolgt. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Rasterverfahrens besteht darin, dass durch Anwenden von unterschiedlichen Rastern bzw. Schablonen auf das zu beschriftende Zeichen Beschriftungspunkte unterschiedlicher Größe erkannt werden können, was zu einer Zeitoptimierung des anschließenden Beschriftungsvorganges führt. Das Rasterprogramm generiert somit mehrere Schablonen, die über das in elektronischer Form vorliegende Quellbild 17 gelegt werden. Deckt sich eine Rasteröffnung bzw. ein Raster 19,24, 28 vollständig mit einem Teilbereich des Quellbildes 17 wird dieser Rasterpunkt 19,24, 28 abgespeichert und dient im Koordinatensystem als örtliche und größenmäßige Grundlage für den später zu beschriftenden Beschriftungspunkt des Buchstabens A".

Eine weiterkonkrete Ausführungsform einer Blendenvorrichtung 302 ist in Fig. 9 dargestellt. Dabei handelt es sich um eine Blende, die aus Segmenten 901 und 902 zusammengesetzt ist.

Diese Segmente können aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, d. h. gegenläufige Bewegungen 903 ausführen.

Somit erhält man abhängig von der Position der beiden Segmente 901 und 902 eine quadratische Apertur mit unterschiedlicher Größe. Eine solche Blende hat den Vorteil, dass die Größe eines Beschriftungspunktes beliebig zwischen der minimalen und der maximalen Apertur einstellbar ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die in ihrem Querschnitt variable Blende durch einen in DE 44 29 110 C2 näher beschriebenen Drehkörper realisiert, der durch einen sogenannten Galvoscanner verstellt wird. An der Verwendung eines Galvoscanners ist von Vorteil, dass dieser schnell und präzise positionierbar ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die in ihrem Querschnitt variable Blende durch eine Revolvervorrichtung realisiert. Die Revolvervorrichtung nimmt Blenden mit unterschiedlich großen Öffnungen auf. Durch schnelles Drehen der Revolvervorrichtung während der Belichtungspausen bzw. zwischen den Laserpulsen des Lasers 101 wird die richtige Blende in den Abbildungsstrahlengang gebracht.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine in ihrem Querschnitt variable Blende durch Blenden mit unterschiedlich großen Öffnungen realisiert, die auf einem gemeinsamen Schlitten bzw. auf einer linear verschiebbaren Halterung montiert sind. Wesentlich für die verschiebbare Halterung ist lediglich, dass sich die in den Strahlengang gebrachten Blenden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laserpulsen beliebig wechseln lassen. Falls ein so schneller

Wechsel zwischen den Blenden nicht möglich sein sollte, kann zuerst die erste Blendenöffnung, also beispielsweise die größte Apertur, und anschließend die zweite Blendenöffnung, also beispielsweise die kleinste Apertur, zum Laserbeschriften verwendet werden.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die in ihrem Querschnitt variable Blende durch ein sogenanntes Digital Mirror Device (DMD) realisiert. Ein solches Digital Mirror Device ist aus der Patentschrift US 4,441, 761 bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert.

Trifft der kohärente Laserstrahl eines herkömmlichen Lasers 101 zur Laserbeschriftung eines Datenträgers bzw.

Kartenkörpers 204 auf ein DMD auf, so tritt Beugung an dessen Mikrospiegeln mit Abmessungen im um-Bereich auf. Durch Beugung entstehen mehrere Beugungsmaxima neben dem Beugungsmaximum der nullten Ordnung. Für eine Laserbeschriftung müßten die Beugungsmaxima höherer Ordnung herausgefiltert werden.

Demzufolge wäre jedoch nur ein Teil der von dem Laser 101 abgegebenen Laserleistung nutzbar. Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Multimodeglasfaser 104 wird die Kohärenz bzw. die definierte Phasen-/Zeitbeziehung des Laserstrahls aufgehoben und nachteilige Beugung tritt an dem DMD, der in einer Ausführungsform der Erfindung als Blende 302 dient, nicht auf.

Die Verwendung eines DMD als variable Blende 302 in der in Fig. 3 dargestellten Laserbeschriftungsvorrichtung 300 erlaubt die sukzessive Herstellung des in der Fig. 7 dargestellten Buchstabens"A"700 anhand von kachelförmig angeordneten Bildpunkten bzw. Flächen, von denen beispielhaft die Bildpunkte 701 bis 707 unter dem Buchstaben"A"in höherer Auflösung dargestellt sind. Vergleicht man die Figuren 6 und 7, so fällt auf, dass sich mittels eines DMD ein schärfer

konturierter und dennoch aus einzelnen Bildpunkten zusammengesetzter Buchstabe herstellen läßt.

Ferner läßt sich erfindungsgemäß ein DMD als Intensitätsmodulator der Laserleistung eines herkömmlichen Lasers 101 verwenden. Dies kann insbesondere sinnvoll sein, wenn sich dessen Laserleistung nicht von Puls zu Puls verändern läßt. Bei der Verwendung eines DMD als Intensitätsmodulator wird eine entsprechende Anzahl der Mikrospiegel so eingestellt, dass sie die Leistung aus dem Abbildungsstrahlengang auskoppelt. Ist beispielsweise nur jeder zweite DMD-Spiegel aktiviert, so ist die Laserleistung eines auf dem zu beschriftenden Datenträger abgebildeten Bildpunkts um 50 Prozent reduziert. Faßt man beispielsweise acht Mikrospiegel auf einem DMD zu einem Pixel bzw. Bildpunkt zusammen, so lassen sich auf diese Weise 256 Graustufen erzeugen. Da das DMD-Bauelement über deutlich mehr Spiegel verfügt, aktuelle Ausführungsformen weisen beispielsweise 1024' x 768 Spiegel auf, lassen sich die zuvor beschriebenen Eigenschaften nutzen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird anstelle eines in Reflexion betriebenen DMDs ein LCD-Bauelement in Transmission als Blende 302 verwendet. Die einzeln elektrisch ansteuerbaren Elemente bestimmen die Form des Objekts, z. B. ein Buchstabe, der auf den Datenträger abgebildet und über einen herkömmlichen Laser 101 und eine erfindungsgemäße Laserbeschriftungsvorrichtung 300 auf den Datenträger bzw.

Kartenkörper 204 durch Schwärzung und/oder Färbung der betreffenden Stelle der Oberfläche des Kartenkörpers erzeugt wird. Anstelle eines in Transmission betriebenen LCD- Bauelements läßt sich erfindungsgemäß auch ein rückseitig verspiegeltes LCD-Bauelement in Reflexion betreiben und als Blende verwenden.

Fig. 8 zeigt ein Porträt, dass erfindungsgemäß aus Dreiecken und Quadraten zusammengesetzt und mittels der in Fig. 3 dargestellten Laserbeschriftungsvorrichtung 300 bei Verwendung einer entsprechenden Blenden-Vorrichtung 302 auf dem Kartenkörper 204 erzeugt worden ist. Eine solche Blenden- Vorrichtung 302 kann beispielsweise durch eine Revolvervorrichtung, einen Schlitten oder eine linear verschiebbare Halterung realisiert werden, in dem zwei oder mehr Blenden mit vorbestimmter Öffnung, beim vorliegenden Beispiel eine erste Blende mit quadratischer Öffnung und eine zweite Blende mit dreieckförmiger Öffnung, hierauf montiert sind. Diese Blenden werden dann abwechselnd beim sukzessiven Schreiben des Porträts auf dem Kartenkörper 204 in den Strahlengang der Laserbeschriftungsvorrichtung 300 gebracht.

Falls der Flächeninhalt der beiden unterschiedlichen Grundelemente des Porträts identisch ist, ist deren Grauwerteindruck (bei gleicher Laserleistung) ebenfalls identisch. Im Unterschied zu dem in Fig. 8 vergrößert dargestellten Porträt lassen sich die einzelnen Bildpunkte bevorzugt mit bloßem Auge nicht auflösen. Anstelle einer regelmäßigen Anordnung aus Quadraten und Dreiecken kann auch eine unregelmäßige Anordnung aus solchen oder anderen geometrischen Formen verwendet werden, die eine in dem Porträt vorgesehene kodierte Information darstellt. Beispielsweise kann einem Quadrat der binäre Wert"0"und einem Dreieck der binäre Wert"1"zugeordnet sein. Beispielsweise ließe sich dann durch zeilenweises Abtasten eine Ziffernfolge aus Nullen und Einsen gewinnen, durch eine geeignete Software entschlüsseln und mit einer gespeicherten oder auf dem Datenträger vorgesehenen Information vergleichen ; insbesondere zur Überprüfung der Echtheit des Datenträgers.

Das beschriebene Verfahren ist allerdings nicht auf die Speicherung von binärer Information beschränkt. Vielmehr lassen sich durch die Verwendung von mehr als zwei

verschiedenartigen Blenden auch Informationen im 3er-, 4er-, 5er-usw. Zahlensystem darstellen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (nicht dargestellt) wird in der erfindungsgemäßen Laserbeschriftungsvorrichtung 300 eine Blende 302 verwendet, die eine Öffnung mit einer komplizierteren geometrischen Form aufweist. Unter einer komplizierteren geometrischen Form soll eine Form verstanden werden, deren Umriß weniger regelmäßig als ein Quadrat oder Sechseck ist. Mit einer solchen komplizierteren geometrischen Form läßt sich zwar in der Regel keine gleichmäßige homogene Fläche auf einem Kartenkörper 204 erzeugen, aber die entsprechende geometrischen Form kann beispielsweise ein Logo, ein Wappen oder dergleichen darstellen. In diesem Fall haben die durch den Laser 101 der Laserbeschriftungsvorrichtung 300 erzeugten Bildpunkte ebenfalls die Form der komplizierteren geometrischen Form.

Sind die Bildpunkte so klein, dass sie mit dem bloßen Auge nicht auflösbar sind, dann ist die erfindungsgemäße Beschriftung nicht ohne weiteres von der Beschriftung mit einem herkömmlichen Laserbeschriftungssystem zu unterscheiden.

Erst durch die vergrößerte Betrachtung, z. B. mit einer Lupe, lassen sich die einzelnen Bildpunkte auflösen. Das erfindungsgemäße Verfahren der Beschriftung durch die Erzeugung einer Vielzahl von komplizierteren bzw. komplexeren geometrischen Figuren läßt sich sowohl für die Herstellung von alphanumerischen Zeichen als auch für die Herstellung von Halbtonbildern, wie zum Beispiel Porträts, verwenden. Eine solche komplexe Blende kann z. B. durch eine Maske realisiert werden, die beispielsweise mit einem photolithographischen Verfahren herstellbar ist.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine Laserbeschriftung zur Erzeugung von Schwarz/Weiß-und/oder Grauwert/Halbton-Elementen auf Datenträgern bzw. Kartenkörpern beschränkt ist. Vielmehr läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch für eine farbige Laserbeschriftung verwenden.

Bezugszeichenliste : 100 Laserbeschriftungsvorrichtung (Grundprinzip) 101 herkömmlicher Laser zur Laserbeschriftung von Kartenkörpern 102 Laserstrahl 103 abbildende Optik 104 schleifenförmige Multimodeglasfaser 105 Laserstrahl 200 Laserbeschriftungsvorrichtung 201 Ablenkeinrichtung 202 Ablenkeinrichtung 203 Objektiv 204 Kartenkörper 300 Laserbeschriftungsvorrichtung 301 Optik 302 Blende bzw. Blenden-Vorrichtung 400 Buchstabe"A" 401 Grundelement bzw. Fläche 500 Buchstabe"A" 501 Grundelement bzw. Fläche 600 Buchstabe"A" 601 Bildpunkt bzw. Fläche 602 Bildpunkt bzw. Fläche 700 Buchstabe"A" 701 Bildpunkt 702 Bildpunkt 703 Bildpunkt 704 Bildpunkt

705 Bildpunkt 706 Bildpunkt 707 Bildpunkt 800 Porträt 801 Grundelement bzw. Kodierungselement 802 Grundelement bzw. Kodierungselement 900 Ausführungsform der Blendenvorrichtung 302 901 Segment 902 Segment 903 gegenläufige Bewegungen der Segmente