DE4323554A1 - Process for producing redundant holographic information stores for the rotative reconstruction of the holograms and their projection on sheet-like image sensors - Google Patents
Process for producing redundant holographic information stores for the rotative reconstruction of the holograms and their projection on sheet-like image sensorsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung holografischer Informationsspeicher mit analogen und/oder maschinenlesbaren Informationen in verschiedenen Materialien/Substraten, wobei die im Hologramm gespeicherten Informationen so aufgezeichnet werden, daß sie sich durch Drehung des Hologramms in der Hologrammfläche voneinander getrennt rekonstruierten und darstellen lassen.The invention relates to a method for producing holographic information stores with analog and / or machine-readable information in different materials / substrates, the information stored in the hologram recorded in this way that they differ from each other by rotating the hologram in the hologram area separately reconstructed and displayed.
Die Hologrammaufzeichnung erfolgt als Fourierhologramm, um eine hohe Redundanz der gespeicherten Information zu erhalten.The hologram is recorded as a Fourier hologram for high redundancy of the stored information.
Insbesondere soll durch diese Aufzeichnung gewährleistet sein, daß unbewußte Störungen, Kratzer, Verschmutzungen usw. sich nicht nachteilig auf die Rekonstruktion der Hologramme und der darin gespeicherten Informationen auswirkt.In particular, this recording is intended to ensure that unconscious disturbances, Scratches, dirt, etc. do not adversely affect the reconstruction the holograms and the information stored therein.
Desgleichen sollen bewußt aufgebrachte Informationen z. B. durch Druck, Galvanoplastik, Laserbeschriftung, Implantation von CHIPS oder anderen zusätzlichen Elementen sich ebenfalls nicht störend auf die Rekonstruktion der Hologramm-Information sowie deren Lesbarkeit auswirken.Likewise, consciously applied information should B. by pressure, galvanoplastic, Laser marking, implantation of CHIPS or other additional elements does not interfere with the reconstruction of the hologram information as well affect their legibility.
Mit diesem so ausgeführten holografischen Informationsspeicher lassen sich neue Anwendungen im Bereich z. B. Ziffernblatt, Typenschild, Ausweiskarten usw. realisieren.With this holographic information storage, new applications can be created in the area z. B. Realize clock face, nameplate, ID cards, etc.
Es ist bekannt, daß sich Hologramme zur Datenspeicherung eignen. Erste holografische Retrievalsysteme wurden in der Praxis bereits realisiert. Dabei macht man sich die enormen Datenspeicherkapazitäten von Hologrammen zunutze. Diese werden durch die hohe Ortsauflösung der verwendeten holografischen Aufzeichnungsmaterialien, der dabei verwendeten Wellenlänge des Laserlichts und der Art der holografischen Aufzeichnung erreicht. It is known that holograms are suitable for data storage. First holographic Retrieval systems have already been implemented in practice. You make the enormous Take advantage of data storage capacities of holograms. These are through the high spatial resolution of the holographic recording materials used, the used wavelength of the laser light and the type of holographic recording.
Gegenüber herkömmlichen fotografischen und digitalen Informationsspeicher (Foto/CHIP) lassen sich dreidimensionale Objekte unmittelbar in einem Hologramm speichern. Dieses ist mit keiner anderen Aufzeichnungstechnik möglich.Compared to conventional photographic and digital information storage (photo / CHIP) three-dimensional objects can be saved directly in a hologram. This is not possible with any other recording technique.
Dennoch haben sich holografische Datenspeicher noch nicht im Markt durchsetzen können. Die Gründe liegen in der aufwendigen und teuren Hologramm-Aufzeichnungs- und Rekonstruktionstechnik und der Ausführung als reiner Lesespeicher.However, holographic data storage devices have not yet established themselves on the market can. The reasons lie in the complex and expensive hologram recording and reconstruction technology and the execution as read-only memory.
Im Rahmen der weiteren Entwicklung von optischen Datenspeicher und neuen Schreib/Lese-Materialien, kompakten, miniaturisierten Lasern sowie hochauflösenden Bildsensoren ist mit einer zunehmenden Bedeutung holografischer Informationsspeichersysteme zu rechnen.As part of the further development of optical data storage and new ones Read / write materials, compact, miniaturized lasers and high-resolution Image sensors is becoming increasingly important for holographic information storage systems to count.
Mit den heute vorhandenen Produktionstechniken wie die Prägeholografie, CD-Spritzgußtechnik sowie die Laser-Scantechnik ist eine kostengünstige Massenherstellung von Hologrammen möglich. Bisher wurden diese Techniken jedoch fast ausschließlich zur Herstellung von Weißlicht-Hologrammen mit dreidimensionalen Bildinformationen verwendet.With the production techniques available today such as embossing holography, CD injection molding technology as well as laser scanning technology is an inexpensive mass production of holograms possible. So far, however, these techniques have been almost exclusive for the production of white light holograms with three-dimensional image information used.
Eine holografische Datenspeicherung ist aufgrund der dabei verwendeten dünnen Materialien und der dabei gegebenen nicht ausreichenden mechanischen Formbeständigkeit nur sehr eingeschränkt möglich. Die gespeicherte Information wird bei der Rekonstruktion so verzehrt, daß eine zuverlässige Rekonstruktion und maschinelle Auslesung nicht möglich ist.Holographic data storage is due to the thin used Materials and the insufficient mechanical dimensional stability given only possible to a very limited extent. The stored information is used during the reconstruction so consumed that reliable reconstruction and machine reading not possible.
Wird das Hologramm jedoch als optisch stabiles Element ausgeführt, so kann man die folgenden Vorteile der holografischen Informationsspeicherung voll ausschöpfen:However, if the hologram is designed as an optically stable element, the Take full advantage of the following advantages of holographic information storage:
- - Speicherung von analogen und maschinenlesbaren Informationen- Storage of analog and machine-readable information
- - Speicherung von dreidimensionalen und flächenhaften Informationen- Storage of three-dimensional and areal information
- - Informationsadressierung durch Winkelkodierung- Information addressing through angular coding
- - Hohe Redundanz der gespeicherten Information- High redundancy of the stored information
- - Große Störunempfindlichkeit- Great immunity to interference
- - Dokumentenspeichersicherheit- Document storage security
- - Optisch berührungslose Informations-Rekonstruktion- Optically non-contact information reconstruction
- - Keine Spannungsversorgung erforderlich- No power supply required
Eine optisch stabile Ausführung kann durch die Übertragung des Fotoresisthologramms durch galvanoplastische Abformung in eine metallische Nachbildung erreicht werden. Diese Ausführung hat den zusätzlichen Vorteil, daß sie bereits metallisch spiegelnd ist und die gespeicherte holografische Information in dem Transmissionshologramm mit einem aufgeweiteten Laserstrahl wie bei einem Reflexionshologramm rekonstruiert werden kann.An optically stable design can be achieved by transferring the photoresist hologram can be achieved by galvanoplastic impression in a metallic replica. This version has the additional advantage that it is already metallic reflective and the stored holographic information in the transmission hologram reconstructed with an expanded laser beam like a reflection hologram can be.
Die durch die galvanoplastische Abformung hergestellte metallische Nachbildung bietet sich auch für die Weiterverarbeitung bei der Spritzgußtechnik an. Ähnlich wie bei der Compact-Disk-(CD)-Herstellung wird die holografische Information von dieser metallischen Nachbildung (Prägestempel) in den eingespritzten Kunststoff wie z. B. Macrolon, Polycarbonat als Oberflächenreliefstruktur übertragen. Dabei lassen sich Werkzeuge für die Herstellung von z. B. Plastikkarten, Typenschilder, Etiketten, Miniatur-Disks mit integrierten holografischen Informationen ausführen und durch Spritzgußtechnik in großen Stückzahlen mit der benötigten optischen und mechanischen Qualität herstellen.The metallic replica produced by the galvanoplastic impression offers also for further processing in injection molding technology. Similar to In compact disk (CD) manufacture, the holographic information from this metallic Replica (stamp) in the injected plastic such. B. Macrolon, Transfer polycarbonate as a surface relief structure. Tools for the production of e.g. B. plastic cards, nameplates, labels, miniature discs with integrated Execute holographic information and by injection molding technology in large Manufacture quantities with the required optical and mechanical quality.
Im Rahmen der Ziffernblattherstellung findet nach der Beschreibung in der Patentschrift Nr. EP 287746 (Verfahren zur Herstellung einer dekorativen Oberflächenstruktur mit einem Hologramm oder einem Beugungsmuster) diese Methode bereits Anwendung zur dekorativen Gestaltung von Ziffernblättern.In the context of the dial production takes place according to the description in the patent No. EP 287746 (process for producing a decorative surface structure with a hologram or a diffraction pattern) already apply this method for decorative design of clock faces.
Die zugrundeliegende Erfindung ermöglicht es, die beschriebene Vervielfältigungstechnik für die Herstellung der holografischen Informationsspeicher zu nutzen und als eine der vielen in Betracht kommenden Ausführungsformen die nach dieser Methode hergestellten Ziffernblätter als holografische Informationsspeicher auszugestalten. Dadurch erhalten die Ziffernblätter von Uhren völlig neue Funktionen.The underlying invention enables the described duplication technique to use for the manufacture of holographic information storage and as one of the many possible embodiments that are produced by this method Design clock faces as holographic information storage. Thereby clock faces get completely new functions.
Neben den reinen bisherigen Zeitinformations- und Dekorationselementen lassen sich gemäß dieser Erfindung analoge und maschinenlesbare Informationen in einem Ziffernblatt speichern, mit Laserlicht rekonstruieren und auf einer lichtempfindlichen Kamera, z. B. CCD-Kamera, VIDEO-Kamera abbilden (Fig. 3).In addition to the purely previous time information and decoration elements, analog and machine-readable information can be stored in a clock face according to this invention, reconstructed with laser light and on a light-sensitive camera, e.g. B. CCD camera, VIDEO camera map ( Fig. 3).
Als Informationen lassen sich z. B. die Beschreibung der kompletten Uhr, die dazugehörige technische Dokumentation, wie z. B. eine Auflistung der Ersatzteile, deren Bestellnummern usw. speichern. Weiterhin lassen sich eine Echtheitskennung sowie weitere für den Uhrenhersteller wichtige Daten unsichtbar in dem so hergestellten Ziffernblatt speichern.As information such. B. the description of the complete clock, the corresponding one technical documentation, such as B. a list of spare parts and their order numbers etc. save. Continue to leave an authenticity identifier and others important data for the watch manufacturer invisible in the dial thus produced to save.
Die jeweiligen Informationen werden von einer Filmvorlage/negativ und/oder transmissiven Flüssigkeitskristall-Anzeigen (Fig. 1-1/1-2) übernommen und als Objektinformation im Hologramm (Fig. 1-6) gespeichert. Um eine hohe Informationstrennung zu erreichen, werden die Filmvorlagen/negative unter definierten Winkeln zueinander angeordnet und gemeinsam als Fourierhologramm (Fig. 1 u. Fig. 2) aufgezeichnet.The respective information is taken from a film template / negative and / or transmissive liquid crystal displays ( Fig. 1-1 / 1-2) and stored as object information in the hologram ( Fig. 1-6). To achieve a high information separation, the film templates / negative at defined angles to each other and are arranged together as a Fourier hologram (Fig. 1 u. Fig. 2) recorded.
Diese örtliche versetzte Anordnung (Fig. 2-1 bis 2-4) ermöglicht eine einfache Trennung der Informationen durch Drehung des Hologramms bzw. Ziffernblatts bzw. Uhr im Rekonstruktionsstrahl. Dadurch wird immer nur die unter diesem Winkel aufgezeichnete Information auf dem lichtempfindlichen Kamera-Sensor abgebildet und auf einem an die Kamera angeschlossenen VIDEO-Monitor dargestellt. (Fig. 3-3). Durch das Drehen des Ziffernblatts kann man quasi im Hologramm von Informationsseite zur nächsten Informationsseite optisch berührungslos "blättern".This spatially offset arrangement ( FIGS. 2-1 to 2-4) enables simple separation of the information by rotating the hologram or dial or clock in the reconstruction beam. This means that only the information recorded at this angle is displayed on the light-sensitive camera sensor and displayed on a VIDEO monitor connected to the camera. ( Fig. 3-3). By turning the dial you can "browse" optically without contact in the hologram from the information page to the next information page.
Der gespeicherte Informationsumfang richtet sich nach dem Auflösungsvermögen der verwendeten Filmvorlagen, der holografischen Aufzeichnung, der Größe der Hologrammfläche sowie der Anzahl der Pixel der verwendeten Kamera und der verwendeten Zeichengröße. Diese lassen sich für die jeweilige Anwendung durch Anpassen der vorher beschriebenen Parameter optimieren.The stored amount of information depends on the resolution of the used film templates, the holographic recording, the size of the hologram area as well as the number of pixels of the camera used and the one used Character size. These can be adjusted for the respective application by adapting them beforehand optimize the described parameters.
Das Fourierhologramm ist so ausgeführt, daß der größte Teil des Ziffernblattes durch die üblichen Zeitinformations- und Dekorationselemente, Schriften, Namen usw. abgedeckt sein kann (Fig. 4), ohne daß die Rekonstruktion der holografischen Information und deren Lesbarkeit beeinträchtigt wird (Fig. 1).The Fourier hologram is designed so that the major part of the dial can be covered by the usual time information and decoration elements, fonts, names, etc. ( FIG. 4), without the reconstruction of the holographic information and its legibility being impaired ( FIG. 1 ).
Durch die Erfindung wird damit ermöglicht, die Ziffernblattfläche zusätzlich als Informationsspeicher zu verwenden, ohne die bisherige Ziffernblatt-Ausführungsformen einzuschränken (Fig. 4).The invention thus makes it possible to use the face of the dial additionally as an information store without restricting the previous face designs ( FIG. 4).
In einer ersten Ausführungsform ist daran gedacht, als Informationen, die für den Uhrenhersteller und den Uhrenfachhandel benötigten wichtigen technischen Daten/Beschreibungen im Ziffernblatt zu speichern, um diese gleich mit dem jeweiligen Uhrentyp mitzuliefern.In a first embodiment it is thought of as information that is relevant to the watch manufacturer and the watch retailers need important technical data / descriptions save it on the clock face so that it matches the watch type to deliver.
Weiterhin sollen Informationen enthalten sein, die die Echtheit der Uhr dokumentieren. Diese Echtheitsinformation soll ebenfalls optisch ausgelesen werden können. Hierbei können z. B. verschiedenste Informationen, Kodierungen, Funktionen Verwendung finden (Fig. 4-4). It should also contain information that documents the authenticity of the watch. This authenticity information should also be able to be read optically. Here, for. B. various information, encodings, functions can be used ( Fig. 4-4).
Neben der Ausführung als metallische Nachbildung durch galvanoplastische Verfahren können diese auch als Informationsträger/Werkzeug für Ziffernblätter dienen, die in Spritzgußtechnik hergestellt werden. In der Regel ist hierfür ein "Negativ" des Mutterprägestempels herzustellen. Die in Spritzgußtechnik erzeugte Plastikkarte wird einseitig bedampft, z. B. verspiegelt oder mit einer dieelektrischen Schicht besputtert (Fig. 4-5), so daß eine Rekonstruktion der Transmissionshologramme in Reflexion möglich ist. Wichtig ist, daß die Gesamtstärke und das verwendete Substratmaterial eine genügend gute optische und mechanische Qualität besitzt, um eine unverzerrte Rekonstruktion der gespeicherten Information zu ermöglichen.In addition to being designed as a metallic replica by means of galvanoplastic processes, these can also serve as information carriers / tools for dials which are produced using injection molding technology. As a rule, a "negative" of the mother stamp must be produced for this. The plastic card produced by injection molding is steamed on one side, e.g. B. mirrored or sputtered with a dielectric layer ( Fig. 4-5), so that a reconstruction of the transmission holograms in reflection is possible. It is important that the overall thickness and the substrate material used have a sufficiently good optical and mechanical quality to enable an undistorted reconstruction of the stored information.
Eine andere Ausführungsform ist eine Ausweiskarte. Diese kann in der bekannten Spritzgußtechnik von der metallischen Nachbildung des Hologramms in den benötigten Formaten hergestellt werden (Fig. 5).Another embodiment is an identification card. In known injection molding technology, this can be produced from the metallic replica of the hologram in the required formats ( FIG. 5).
Solche Ausweiskarten können neben der zusätzlichen holografischen Datenspeicherung weitere Merkmale beinhalten, die gegen Kopieren und Fälschen der Ausweiskarten schützen. Diese können analoge, maschinenlesbare Informationen und Kodierungen sowie optische Funktionen sein (Fig. 5-3). Weiterhin können diese Ausweiskarten z. B. im Tamper-Druckverfahren bedruckt werden, ohne daß die Rekonstruktion der holografisch gespeicherten Information beeinträchtigt wird (Fig. 5-4).In addition to the additional holographic data storage, such identification cards can contain further features which protect against copying and forgery of the identification cards. This can be analog, machine-readable information and coding as well as optical functions ( Fig. 5-3). Furthermore, these ID cards can e.g. B. can be printed in the tamper printing process without the reconstruction of the holographically stored information being impaired ( FIGS. 5-4).
Dabei können die aufgedruckten Informationen oder Teile davon mit den holografisch gespeicherten Informationen in Korrespondenz stehen. Diese Informationskorrespondenz kann gleichzeitig auch als Verschlüsselung bzw. Kodierung dienen - z. B. kann die im Hologramm gespeicherte alpha-numerische Information auf dem Ausweis als maschinenlesbarer Kode (z. B. Barkode) aufgedruckt sein. Die Echtheit kann dann über die Übereinstimmung zwischen holografischer unsichtbarer Information und aufgedruckter maschinenlesbarer Information festgestellt werden (Fig. 7).The printed information or parts thereof can be in correspondence with the holographically stored information. This information correspondence can also serve as encryption or coding - e.g. For example, the alpha-numeric information stored in the hologram can be printed on the ID as a machine-readable code (e.g. bar code). The authenticity can then be determined via the correspondence between holographic invisible information and printed machine-readable information ( FIG. 7).
Die aufgedruckten Informationen können alpha-numerische, maschinenlesbare Zeichen, sowie grafische und fotografische Bilder sein (Fig. 7-1).The information printed can be alpha-numeric, machine-readable characters, and graphic and photographic images ( Fig. 7-1).
Neben der individuellen Ausführung mittels Drucktechniken kann auch eine Individualisierung mit Laser-Beschriftungssystemen erfolgen. Dabei wird mit dem fokussierten Laserstrahl vorzugsweise die spiegelnde Bedampfung (Fig. 5-2/5-7) derart entfernt, daß die Karten an diesen Stellen transparent (Fig. 5-7) wird und die Information deutlich erkennbar und lesbar erscheint. Anstelle einer metallischen Bedampfung kann auch eine Besputterung mit einem geeigneten Dielektrikum erfolgen.In addition to the individual design using printing techniques, individualization can also be carried out using laser marking systems. The focused laser beam is preferably used to remove the reflective vaporization ( Fig. 5-2 / 5-7) in such a way that the cards become transparent at these points ( Fig. 5-7) and the information appears clearly recognizable and legible. Instead of metallic vapor deposition, sputtering with a suitable dielectric can also take place.
Durch die Kombination der verschiedenen Druck-, Laserbeschriftungs- und holografischer Speicherungstechniken wird eine sehr hohe Fälschungssicherheit erzielt. Durch die Zugrundelegung des Informationskorrespondenz-Prinzips bei der Verknüpfung identischer Informationen mit den verschiedenen aufgeführten Techniken auf einem Trägermaterial kann eine hohe Fälschungs- und Kopiersicherheit erreicht werden. Der gerätetechnische Aufwand und das dafür benötigte Fachwissen sind weitere wichtige Elemente, die Fälschungen extrem erschweren.By combining the different printing, laser marking and holographic Storage techniques achieve a very high level of security against counterfeiting. By the basis of the information correspondence principle when linking identical information with the different techniques listed on a carrier material high counterfeiting and copying security can be achieved. The device technology Effort and the specialist knowledge required for this are further important Elements that make counterfeiting extremely difficult.
Als weitere Ausführungsform soll das Typenschild erwähnt werden (Fig. 6). Die Herstellung erfolgt analog der Ausweiskarte, lediglich die Formate entsprechen den üblichen Formaten von Typenschildern. Die holografisch gespeicherten Informationen enthalten vorzugsweise technische und logistische Daten für Marketing- und Service-Zwecke.As a further embodiment, the type plate should be mentioned ( Fig. 6). It is produced in the same way as the ID card, only the formats correspond to the usual formats of type plates. The holographically stored information preferably contains technical and logistical data for marketing and service purposes.
Die aufgedruckte Information kann alpha-numerisch, grafisch oder maschinenlesbar sein (Fig. 6-4).The printed information can be alphanumeric, graphic or machine-readable ( Fig. 6-4).
Als weiterer mechanischer Schutz können diese Ausweiskarten mit einem Schutzlack und/oder Schutzfolie versehen werden (Fig. 6-1).As further mechanical protection, these ID cards can be provided with a protective lacquer and / or protective film ( Fig. 6-1).
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist die Rekonstruktion der holografisch gespeicherten Information. Anders als bei digitalen Daten, die sequentiell ausgelesen und weiterverarbeitet werden, kann die gesamte auf dem lichtempfindlichen Sensor abgebildete Information als VIDEO-Signal übertragen und auf einem VIDEO-Monitor dargestellt werden (Fig. 3).Another advantage of this invention is the reconstruction of the holographically stored information. In contrast to digital data, which are read out and processed sequentially, all of the information displayed on the light-sensitive sensor can be transmitted as a VIDEO signal and displayed on a VIDEO monitor ( FIG. 3).
Trotz enormer Speicherdichte ist durch die analoge Aufzeichnung der Information und der Speicherung in einem Fourierhologramm keine aufwendige Positionierung für den Leseprozeß erforderlich (Fig. 3-4). Im Gegensatz zur reinen Laserkarte wird kein fokussierter Laserstrahl benötigt.Despite the enormous storage density, the analog recording of information and storage in a Fourier hologram means that no complex positioning is required for the reading process ( Fig. 3-4). In contrast to the pure laser card, no focused laser beam is required.
Es ist ein weiterer großer Vorteil dieser Erfindung, daß für den Leseprozeß ein aufgeweiteter Laserstrahl ausreicht (Fig. 3). Für eine vollständige Rekonstruktion ist aufgrund der Ausführung als Fourierhologramm sowie der damit vorhandenen hohen Datenredundanz nicht einmal die vollständige Ausleuchtung des verwendeten Datenträgers erforderlich.It is a further great advantage of this invention that an expanded laser beam is sufficient for the reading process ( FIG. 3). For a complete reconstruction, due to the implementation as a Fourier hologram and the high data redundancy that is present, it is not even necessary to fully illuminate the data carrier used.
Hieraus resultiert trotz einer anspruchslosen mechanischen Positionierungseinrichtung eine hohe Lesesicherheit. Bei Erreichen des jeweils durch die Aufnahmegeometrie vorgegebenen Rekonstruktionswinkels (Fig. 1/Fig. 2), erscheint die dazugehörige Information vollständig auf dem VIDEO-Monitor (Fig. 3-5).This results in a high level of reading reliability despite an undemanding mechanical positioning device. When the reconstruction angle ( Fig. 1 / Fig. 2) specified by the recording geometry is reached, the associated information appears completely on the VIDEO monitor ( Fig. 3-5).
Claims (31)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934323554 DE4323554A1 (en) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | Process for producing redundant holographic information stores for the rotative reconstruction of the holograms and their projection on sheet-like image sensors |
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Publications (1)
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DE4323554A1 true DE4323554A1 (en) | 1995-01-19 |
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ID=6492769
Family Applications (1)
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DE19934323554 Withdrawn DE4323554A1 (en) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | Process for producing redundant holographic information stores for the rotative reconstruction of the holograms and their projection on sheet-like image sensors |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4323554A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |