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Dokumentenidentifikation DE102005052326A1 03.05.2007
Titel Sicherheitselement und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Giesecke & Devrient GmbH, 81677 München, DE
Erfinder Dausmann, Günther, 85630 Grasbrunn, DE;
Yang, Zishao, Dr., 85435 Erding, DE
DE-Anmeldedatum 02.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005052326
Offenlegungstag 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse B44F 1/12(2006.01)A, F, I, 20051102, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (10) für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, das eine offene (16) und eine durch Beleuchtung (20) des Sicherheitselements (10) auslesbare versteckte Bildinformation (18) enthält, mit einem Wiedergabebereich (12) mit ersten Bildelementen, die die offene Bildinformation (16) darstellen, und zweiten Bildelementen, die die versteckte Bildinformation (18) erzeugen, einem von dem Wiedergabebereich (12) beabstandeten Beleuchtungsbereich (14) und einem den Wiedergabebereich (12) und den Beleuchtungsbereich (14) verbindenden Lichtleiter, der auf den Beleuchtungsbereich (14) auftreffende Auslesestrahlung (20) zum Wiedergabebereich (12) leitet, wobei die zweiten Bildelemente so eingerichtet und ausgelegt sind, dass sie die versteckte Bildinformation (18) nur erzeugen, wenn sie mit vom Lichtleiter zum Wiedergabebereich (12) geleiteter Auslesestrahlung beaufschlagt sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, das eine offene und eine durch Beleuchtung des Sicherheitselements auslesbare versteckte Bildinformation enthält. Die Erfindung betrifft auch eine Sicherheitsanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sicherheitselements.

Auf Produktkennzeichnungen, Wertdokumente oder Wertpapiere aufgebrachte Hologramme, holographische Gitterbilder und andere hologrammähnliche Beugungsstrukturen haben sich als nicht kopierbare Echtheitsmerkmale in den vergangenen Jahren weltweit durchgesetzt. Inzwischen werden jedoch auch Hologramme von Fälschern nachgeahmt und in Umlauf gebracht, die vom Bürger nicht ohne weiteres als Fälschungen erkannt werden können.

Um eine objektive Echtheitsprüfung der Hologramme oder hologrammähnlichen Strukturen zu ermöglichen, werden daher oft zusätzliche Informationen in das Design des Hologramms oder in die holographische Folie eingebracht, die mit entsprechenden Auslesegeräten schnell verifiziert werden können.

Ein Beispiel für das Einbringen versteckter Information in das Design eines Hologramms zeigt die Druckschrift US 5 396 559. Sie offenbart ein Sicherheitselement mit einem Muster aus Hologrammpunkten, das eine versteckte Information beziehungsweise Codierung enthält. Zu dem Muster der versteckten Information gehört ein Referenzmuster, das das Auslesen der versteckten Information ermöglicht. Bei Betrachtung des Codierungsmusters durch das Referenzmuster in passergenauer Anordnung wird die versteckte Information decodiert und dadurch sichtbar.

Bei der Gestaltung der Druckschrift US 4 684 795 ist ein Hologramm mit einer maschinell auslesbaren, nicht-optischen Information kombiniert. Dabei werden auf einer Ausweiskarte versteckte Informationen auf einem Magnetstreifen untergebracht, auf dem auch ein holographisches Bild vorgesehen ist.

Es ist auch bekannt und beispielsweise in der Druckschrift US 6 392 768 B1 beschrieben, in ein Dot-Matrix-Hologramm eine versteckte optische Information einzubelichten, welche durch Bestrahlung des Hologramms mit konvergentem Laserlicht als reelles Bild auf einer Projektionsfläche ausgelesen werden kann.

Diese Möglichkeiten zur Echtheitsabsicherung sind allerdings inzwischen vielfach auch Fälschern bekannt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art anzugeben; das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Sicherheitselement mit neuartigen versteckten Bildinformationen versehen sein und so einen höheren Fälschungsschutz aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Eine Sicherheitsanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nach der Erfindung enthält ein gattungsgemäßes Sicherheitselement

  • – einen Wiedergabebereich mit ersten Bildelementen, die die offene Bildinformation darstellen, und mit zweiten Bildelementen, die die versteckte Bildinformation erzeugen,
  • – einen von dem Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereich, und
  • – einen den Wiedergabebereich und den Beleuchtungsbereich verbindenden Lichtleiter, der auf den Beleuchtungsbereich auftreffende Auslesestrahlung zum Wiedergabebereich leitet,
wobei die zweiten Bildelemente so eingerichtet und ausgelegt sind, dass sie die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn sie mit vom Lichtleiter zum Wiedergabebereich geleiteter Auslesestrahlung beaufschlagt sind.

Die Erfindung beruht somit auf dem Gedanken, die versteckte Bildinformation dadurch sichtbar zu machen, dass nicht wie üblich der Bereich, in dem sich die versteckte Information befindet, mit einem Auslesestrahl beleuchtet wird, sondern ein davon räumlich getrennter Bereich. Dadurch ist schon das Vorhandensein einer versteckten Information für nicht Eingeweihte nur schwer feststellbar. Selbst wenn der Effekt erkannt wird, ist für seine Nachstellung ein hohes physikalisch-optisches Know-how erforderlich, so dass ein damit ausgestattetes Sicherheitselement eine hohe Fälschungssicherheit bietet.

Die offene Bildinformation der ersten Bildelemente ist vorzugsweise bereits bei ambienter Beleuchtung des Wiedergabebereichs sichtbar, während die versteckte Bildinformation vorzugsweise nur bei Beaufschlagung des Beleuchtungsbereichs mit Laserstrahlung erkennbar ist.

In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung stellt die offene Bildinformation ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine andere hologrammähnliche Beugungsstruktur dar. Die ersten Bildelemente des Wiedergabebereichs können holographisch, im Dot-Matrix-Verfahren oder mit Elektronenstrahl-Lithographie hergestellt sein.

Die zweiten Bildelemente des Wiedergabebereichs sind vorteilhaft holographisch hergestellt. Insbesondere sind die zweiten Bildelemente dabei mit einem solchen Winkel zwischen Referenz- und Objektstrahl hergestellt, dass sie die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn die Auslesestrahlung im Wesentlichen parallel zur Ebene des Sicherheitselements auftrifft. Die zweiten Bildelemente des Wiedergabebereichs können aber auch im Dot-Matrix-Verfahren oder mit Elektronenstrahl-Lithographie hergestellt sein.

In einer vorteilhaften Erfindungsvariante sind die ersten und/oder zweiten Bildelemente durch geprägte Reliefstrukturen gebildet. In anderen Erfindungsvarianten können die ersten und/oder zweiten Bildelemente auch in einem Volumenhologramm gebildet sein.

Es bietet sich an, die ersten und zweiten Bildelemente einander innerhalb des Wiedergabebereichs überlappend auszubilden. Mit Überlappung ist dabei gemeint, dass die ersten und zweiten Bildelemente zumindest teilweise dieselben Flächenbereiche des Wiedergabebereichs belegen, so dass diese Flächenbereiche beide Bildelemente gleichzeitig enthalten. Sind die ersten und zweiten Bildelemente beispielsweise durch geprägte Reliefstrukturen gebildet, so können diese Reliefstrukturen dieselben Flächenbereiche belegen und bei entsprechender Beleuchtung die offene bzw. zusätzlich die versteckte Bildinformation erzeugen.

Alternativ können die ersten und zweiten Bildelemente auch separate Flächenbereiche belegen. Beispielsweise können die zur Erzeugung der offenen und versteckten Bildinformation notwendigen Bildelemente in schmale Streifen zerlegt und diese Streifen alternierend im Wiedergabebereich angeordnet werden, so dass eine verschachtelte Struktur aus ersten und zweiten Bildelementen entsteht, ohne dass ein Flächenbereich beide Bildelemente gleichzeitig enthält. Anstelle der Streifen können selbstverständlich auch andere kleine, gleichartig oder ungleichartig geformte Flächenelemente gewählt werden, wobei die Breite der Streifen oder die Ausdehnung der kleinen Flächenelemente bevorzugt in zumindest einer Dimension unterhalb der Auflösungsgrenze des bloßen Auges gewählt wird, so dass die Unterteilung für den Betrachter nicht sichtbar ist.

Der Beleuchtungsbereich des Sicherheitselements enthält mit Vorteil ein holographisches Gitter zur Einkopplung der auftreffenden Auslesestrahlung in den Lichtleiter. Das holographische Gitter kann beispielsweise durch geprägte Reliefstrukturen oder auch in einem Volumenhologramm ausgebildet sein. Die Gitterkonstante des holographischen Gitters ist zweckmäßig so gewählt, dass es unter einem vorbestimmten Einfallswinkel auftreffende Auslesestrahlung einer vorbestimmten Wellenlänge in eine Richtung parallel zur Oberfläche des Sicherheitselements auf den Wiedergabebereich hin ablenkt. Vorzugsweise liegt der vorbestimmte Einfallswinkel zwischen 45° und 90° zur Oberfläche des Sicherheitselements.

Der Abstand zwischen dem Beleuchtungsbereich und dem Wiedergabebereich liegt vorzugsweise zwischen 2 mm und 30 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 15 mm. Bei diesen Abständen kann einerseits eine gute Übertragung der eingekoppelten Strahlung vom Beleuchtungsbereich zum Wiedergabebereich erreicht werden, zum anderen kann der Beleuchtungsbereich auf dem Sicherheitselement optisch klar vom Wiedergabebereich abgesetzt werden, so dass das erfindungsgemäße Zusammenwirken der beiden Bereiche nicht offensichtlich wird.

Es versteht sich, dass der Beleuchtungsbereich zu diesem Zweck auch in das sonstige Design des Sicherheitselements integriert werden kann, um seine Bedeutung für die Echtheitsprüfung zu verbergen. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Beleuchtungsbereich daher zusätzlich dritte Bildelemente, die eine weitere offene Bildinformation enthalten, und/oder vierte Bildelemente auf, die eine weitere versteckte Bildinformation erzeugen. Auf diese Weise lässt sich der Bestimmungszweck des Beleuchtungsbereichs noch weiter verbergen. Das Zusammenwirken des Beleuchtungs- und des Wiedergabebereichs ist praktisch nicht erkennbar.

In bevorzugten Ausgestaltungen stellt die weitere offene Bildinformation der dritten Bildelemente ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine andere hologrammähnliche Beugungsstruktur dar. Beispielsweise können mehrere holographische Gitter mit verschiedenen Gitterkonstanten nebeneinander angeordnet werden und so ein ansprechendes Farbspiel beim Kippen des Sicherheitselements erzeugen. Eines der holographischen Gitter ist dabei so ausgelegt, dass es als Beleuchtungsbereich im Sinne der Erfindung arbeitet, also bei Beleuchtung mit geeigneter Auslesestrahlung die auftreffende Strahlung, wie oben beschrieben, in die Hologrammfolie einkoppelt.

Die dritten Bildelemente und/oder die vierten Bildelemente sind vorteilhaft holographisch, im Dot-Matrix-Verfahren oder mit Elektronenstrahl-Lithographie hergestellt.

Die vierten Bildelemente können beispielsweise derart eingerichtet und ausgelegt sein, dass die weitere versteckte Bildinformation nur durch Bestrahlung mit Licht vorbestimmter Wellenlänge auf einer Projektionsfläche ausgelesen werden kann. Die dafür vorgesehene Auslesestrahlung unterscheidet sich dabei in ihrer Wellenlänge zweckmäßig von der Auslesestrahlung, bei der die zweiten Bildelemente die versteckte Bildinformation erzeugen.

Alternativ können die vierten Bildelemente so eingerichtet und ausgelegt sein, dass sie die weitere versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn sie mit auf den Wiedergabebereich auftreffender und vom Lichtleiter zum Beleuchtungsbereich geleiteter Auslesestrahlung vorbestimmter Wellenlänge beaufschlagt sind. Der Wiedergabebereich wirkt in diesem Fall für die vierten Bildelemente als Beleuchtungsbereich und der Beleuchtungsbereich entsprechend als Wiedergabebereich.

Es bietet sich an, die zur Erzeugung der weiteren offenen und/oder versteckten Bildinformation notwendigen dritten bzw. vierten Bildelemente sowie das zur Einkopplung der Auslesestrahlung in den Lichtleiter dienende holographische Gitter in kleine Flächenelemente zu zerlegen und diese alternierend im Beleuchtungsbereich anzuordnen, so dass eine verschachtelte Struktur aus holographischem Gitter und dritten und/oder vierten Bildelementen entsteht.

In einer vorteilhaften Weiterbildung enthält das Sicherheitselement eine geprägte Folie, deren Prägebereiche den Wiedergabebereich und/oder den Beleuchtungsbereich bilden. Besonders bevorzugt sind sowohl Wiedergabebereich als auch Beleuchtungsbereich durch Prägebereiche der Folie gebildet. Die Folie selbst stellt dabei einen Lichtleiter dar, der die vom Beleuchtungsbereich in die Folie eingekoppelte Auslesestrahlung zum Wiedergabebereich leitet.

Es bietet sich an, die geprägte Folie beispielsweise zur Verbesserung der Lichtleitereigenschaften mit hochbrechenden Dielektrika oder Metall zu beschichten. Die Folie kann zum Aufbringen des Sicherheitselements auf ein Substrat auch mit einer Klebeschicht versehen sein, deren Brechungsindex von dem Brechungsindex der Folie abweicht, wobei die Abweichung &Dgr;n vorzugsweise etwa 0,01 ist. Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann die geprägte Folie darüber hinaus mit transparenten und/oder opaken Druckfarben bedruckt sein. Diese Druckschichten können der Verbesserung der Lichtleitereigenschaften der Folie oder auch der Einbettung des Beleuchtungsbereichs und/oder Wiedergabebereichs in das Design des Sicherheitselements dienen.

Es versteht sich, dass das Sicherheitselement auch zusätzliche Schichten, wie etwa eine Schutzschicht oder weitere Effektschichten, mit anderen Sicherheitsmerkmalen aufweisen kann.

Die Erfindung enthält auch eine Sicherheitsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einem Sicherheitselement, das eine offene und eine auslesbare versteckte Bildinformation enthält, und mit einem separaten Lichtleiterelement. Dabei weist das Sicherheitselement einen Wiedergabebereich mit ersten Bildelementen auf, die die offene Bildinformation darstellen, und mit zweiten Bildelementen, die die versteckte Bildinformation erzeugen, sowie einen von dem Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereich. Das Lichtleiterelement ist beim Auslesevorgang optisch an den Wiedergabebereich und den Beleuchtungsbereich gekoppelt, um die auf den Beleuchtungsbereich auftreffende Auslesestrahlung zum Wiedergabebereich zu leiten. Die zweiten Bildelemente des Wiedergabebereichs sind dabei so eingerichtet und ausgelegt, dass sie die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn sie mit vom Lichtleiter zum Wiedergabebereich geleiteter Auslesestrahlung beaufschlagt sind.

Die Erfindung enthält ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements der eingangs genannten Art, bei dem

  • – ein Sicherheitselementsubstrat mit einem Wiedergabebereich versehen wird, der erste Bildelemente aufweist, die die offene Bildinformation darstellen, und zweite Bildelemente, die die versteckte Bildinformation erzeugen, und
  • – das Sicherheitselementsubstrat mit einem von dem Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereich versehen wird,
wobei die zweiten Bildelemente so eingerichtet und ausgelegt werden, dass sie die versteckte Information nur erzeugen, wenn der Beleuchtungsbereich mit Auslesestrahlung beaufschlagt und diese über einen Lichtleiter zum Wiedergabebereich geleitet wird.

Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante wird, um die ersten und zweiten Bildelemente des Wiedergabebereichs zu erzeugen,

  • – eine Photoresistplatte ein erstes Mal belichtet, um ein latentes Bild der ersten Bildelemente innerhalb eines Wiedergabebereichs zu erzeugen, und
  • – die Photoresistplatte ein zweites Mal holographisch belichtet, um ein latentes Bild der zweiten Bildelemente innerhalb des Wiedergabebereichs zu erzeugen. Der Winkel zwischen Referenz- und Objektstrahl wird dabei so gewählt, dass die zweiten Bildelemente die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn die Auslesestrahlung im Wesentlichen parallel zur Ebene des Sicherheitselements auftrifft.

Die Photoresistplatte wird dann vorzugsweise ein drittes Mal belichtet, um innerhalb eines vom Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereichs das latente Bild eines holographischen Gitters zu erzeugen.

Mit Vorteil wird die Photoresistplatte anschließend entwickelt, mithilfe der entwickelten Platte eine Prägematrize hergestellt, und mithilfe der Prägematrize ein Sicherheitselement mit einer offenen und einer versteckten Bildinformation erzeugt.

Die Erfindung umfasst schließlich auch ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, das mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet ist, sowie einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines holographischen Sicherheitselements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

2 das Sicherheitselement der 1 bei Beaufschlagung des Beleuchtungsbereichs mit geeigneter Auslesestrahlung in einer ausgewiesenen Betrachtungsrichtung,

3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes holographisches Sicherheitselement,

4 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente, und

5 einen Querschnitt durch ein holographisches Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung zeigt 1 eine schematische Darstellung eines holographischen Sicherheitselements 10, das als Produktkennzeichnung oder für die Applikation auf Wertpapiere oder Wertdokumente bestimmt ist.

Das Sicherheitselement 10 enthält einen Wiedergabebereich 12 und einen Beleuchtungsbereich 14. Bei normalen Beleuchtungsbedingungen, beispielsweise bei Tageslicht, zeigt der Wiedergabebereich 12 eine offene Bildinformation 16 in Form eines holographischen Motivs, wie etwa des in 1 beispielhaft dargestellten Würfelmodells.

Der Wiedergabebereich 12 enthält darüber hinaus eine versteckte Information 18, die jedoch bei normalen Beleuchtungsbedingungen und auch bei Bestrahlung des Wiedergabebereichs 12 mit Laserstrahlung nicht sichtbar ist. Nur wenn der Beleuchtungsbereich 14, wie in 2 gezeigt, unter einem vorgewählten Einfallswinkel mit Auslesestrahlung 20 einer geeigneten, vorgewählten Wellenlänge beleuchtet wird, wird die versteckte Bildinformation 18, die im Ausführungsbeispiel durch die Buchstabenfolge „OK" dargestellt ist, aus einer bestimmten Betrachtungsrichtung sichtbar.

Der Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise der Erfindung werden nun anhand der 3 erläutert, die einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 30 zeigt. Dabei sind in der 3 nur die erfindungswesentlichen Elemente des Sicherheitselements 30 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass ein reales Sicherheitselement typischerweise eine Reihe weiterer Elemente, wie etwa eine Trägerschicht, eine Schutzschicht, eine oder mehrere Druckschichten etc., aufweist.

Das Sicherheitselement 30 enthält eine Hologrammfolie 36 mit zwei Prägebereichen 32 und 34, die den Wiedergabebereich 12 bzw. den Beleuchtungsbereich 14 des Sicherheitselements bilden. Die beiden Prägebereiche sind typischerweise mit einem Abstand zwischen 2 und 30 mm voneinander auf dem Sicherheitselement angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist ein Abstand d von 10 mm gewählt.

Der den Beleuchtungsbereich 14 bildende Prägebereich 34 enthält ein holographisches Gitter, dessen Gitterkonstante so gewählt ist, dass es unter einem vorbestimmten Einfallswinkel auftreffende Auslesestrahlung 40 einer vorbestimmten Wellenlänge in die Hologrammfolie 36 einkoppelt. Beispielsweise kann das Gitter auf einen senkrechten Einfall der Strahlung handelsüblicher Laserpointer mit &lgr; = 635 nm ausgerichtet sein. Auftreffende Strahlung, deren Wellenlänge oder Einfallswinkel außerhalb eines gewissen Toleranzbereichs liegt, wird von dem holographischen Gitter nicht in die Folie 36 eingekoppelt.

Daneben kann der den Beleuchtungsbereich 14 bildende Prägebereich 34 auch weitere holographische Gitter mit Gitterkonstanten enthalten, die sich von der Gitterkonstante des der Einkoppelung der Auslesestrahlung 40 dienenden Gitters unterscheiden. Der Prägebereich 34 kann dazu in kleine Flächenelemente zerlegt sein, die alternierend oder auf andere Weise flächig miteinander verschachtelt angeordnet sind. Die Ausdehnung der kleinen Flächenelemente wird dabei in zumindest einer Dimension unterhalb der Auflösungsgrenze des bloßen Auges gewählt, so dass die Unterteilung für den Betrachter nicht sichtbar ist. Die weiteren holographischen Gitter können beispielsweise beim Kippen des Sicherheitselements ein ansprechendes Farbspiel erzeugen, wodurch das Zusammenwirken des Wiedergabebereichs 12 und des Beleuchtungsbereichs 14 praktisch nicht erkennbar wird.

Die Hologrammfolie 36 selbst bildet im Bereich 38 zwischen den beiden Prägebereichen 32, 34 einen Lichtleiter, der die eingekoppelte Strahlung 42 vom Beleuchtungsbereich 14 zum Wiedergabebereich 12 leitet.

Der den Wiedergabebereich 12 bildende Prägebereich 32 enthält erste und zweite Bildelemente, die durch einander überlappende, in die Hologrammfolie 36 eingeprägte Reliefstrukturen gebildet sind. Die ersten Bildelemente erzeugen dabei bei ambienter Beleuchtung die offene Bildinformation 16, etwa die holographische Darstellung des Würfelmodells der 1 und 2.

Die zweiten Bildelemente können die versteckte Bildinformation 18, im Ausführungsbeispiel die Buchstabenfolge „OK", erzeugen. Sie sind erfindungsgemäß so ausgelegt, dass sie die versteckte Bildinformation 18 nur dann rekonstruieren, wenn die Auslesestrahlung 42 im Wesentlichen parallel zur Ebene des Sicherheitselements 30 auf die die zweiten Bildelemente bildende Reliefstruktur auftrifft. Ist diese Bedingung erfüllt, so erzeugen die zweiten Bildelemente aus der im Lichtleiter laufenden Auslesestrahlung 42 die versteckte Bildinformation 18, anderenfalls bleibt die Bildinformation 18 versteckt.

Je nach der Auslegung der zweiten Bildelemente kann die versteckte Bildinformation 18 nur unter einem bestimmten Betrachtungswinkel oder in einem breiteren Winkelbereich sichtbar sein. Es versteht sich, dass die versteckte Bildinformation auch komplexere Informationen enthalten kann als die im Ausführungsbeispiel gezeigte Buchstabenfolge. Die versteckte Bildinformation kann beispielsweise mehrere Teilbildinformationen enthalten, die bei Beleuchtung unterschiedlicher Teilbereiche des Beleuchtungsbereichs erzeugt werden, oder die bei Beleuchtung des Beleuchtungsbereichs in unterschiedliche Betrachtungsrichtungen rekonstruiert werden. Bei den Teilbildinformationen kann es sich beispielsweise um eine Bewegungsreihe eines Bildmotivs oder um eine sich vergrößernde oder verkleinernde Umrisslinie eines Bildmotivs handeln, so dass beim Auslesen ein Bewegungsablauf oder ein Pumpbild des Bildmotivs erzeugt wird.

Durch die erfindungsgemäße Auslegung der zweiten Bildelemente ist sichergestellt, dass die versteckte Bildinformation 18 nur bei Beleuchtung des Beleuchtungsbereichs 14 und nicht durch eine Beleuchtung des Wiedergabebereichs 12 ausgelesen werden kann, da im letzteren Fall die Rekonstruktionsbedingung unabhängig von den Beleuchtungsbedingungen nicht erfüllt werden kann. Ein derartiges Sicherheitselement bietet eine hohe Fälschungssicherheit, da es aufgrund des für seine Herstellung erforderlichen physikalisch-optischen Know-hows für potentielle Nachahmer nur schwer zu reproduzieren ist.

Zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden:

Mit Bezug auf die Prinzipskizze der 4 wird zunächst ein Hologramm mit der gewünschten offenen Bildinformation 16 auf eine Photoresistplatte 50belichtet. Dieser Belichtungsschritt kann mittels bekannter Verfahren, beispielsweise mit Dot-Matrix-Technik, einer holographischen Belichtung oder mit Elektronenstrahltechnik erfolgen. Durch den ersten Belichtungsschritt wird in der Photoresistplatte 50 ein latentes Bild 52 der ersten Bildelemente des Wiedergabebereichs 12 erzeugt.

Anschließend wird das latente Bild 52 auf der noch nicht entwickelten Photoresistplatte 50 ein zweites Mal beispielsweise holographisch belichtet, um ein latentes Bild der zweiten Bildelemente innerhalb des Wiedergabebereichs 12 zu erzeugen. Dazu wird in den Objektstrahl 54 eine Mattscheibe 56 im Verbund mit einer Filmmaske 58 mit der zu versteckenden Bildinformation 18 eingebracht.

Der Winkel &phgr; zwischen dem Referenzstrahl 60 und dem Objektstrahl 54 wird erfindungsgemäß so gewählt, dass die zu versteckende Bildinformation 18 beim Auslesevorgang nur dann rekonstruiert werden kann, wenn die Auslesestrahlung im Wesentlichen parallel zur Ebene des Hologramms auftrifft.

Danach wird in einem Abstand von 2 bis 30 mm, vorzugsweise von 5 bis 15 mm, zu dem latenten Bild des Wiedergabebereichs 12 ein holographisches Gitter einbelichtet, dessen Gitterkonstante so gewählt ist, dass beispielsweise senkrecht einfallendes Laserlicht einer definierten Wellenlänge von dem holographischen Gitter in eine Richtung parallel zur Resistoberfläche abgelenkt und im Wiedergabebereich 12 wieder ausgekoppelt wird.

Nach diesen Belichtungsschritten wird die belichtete Photoresistplatte 50 mit herkömmlichem Photoresistentwickler entwickelt und es schließen sich die üblichen Schritte zur Herstellung von Prägematrizen und der Prägung in prägbare Folien 36 oder mit Prägelackschichten versehene Folien zur Massenproduktion von Hologrammetiketten, Heißprägefolien, Hologrammlaminatfolien und dergleichen an.

5 zeigt ein Sicherheitselement 70 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Sicherheitselement 70 ist die geprägte Hologrammfolie 36 über eine Klebeschicht 72 auf einem Substrat 74, etwa einer Plastikkarte oder einem Papiersubstrat, aufgebracht. Zur Verbesserung der Lichtleitung innerhalb der Hologrammfolie 36 weicht der Brechungsindex n&kgr; der Klebeschicht dabei zweckmäßig von dem Brechungsindex nF der Folie um etwa 0,01 ab.

Zur Verstärkung des Lichtleitereffekts und/oder zur Zufügung weiterer Informationen oder Effekte ist die Hologrammfolie 36 nach der Applikation mit transparentem Lack 76 bedruckt. Zusätzlich ist im Ausführungsbeispiel der Bereich zwischen Beleuchtungsbereich 14 und Wiedergabebereich 12 mit einer nichttransparenten Druckfarbe 78 bedruckt, um die beiden Bereiche in das Gesamtdesign des Sicherheitselements einzubetten.


Anspruch[de]
Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, das eine offene und eine durch Beleuchtung des Sicherheitselements auslesbare versteckte Bildinformation enthält, mit

– einem Wiedergabebereich mit ersten Bildelementen, die die offene Bildinformation darstellen, und zweiten Bildelementen, die die versteckte Bildinformation erzeugen,

– einem von dem Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereich, und

– einem den Wiedergabebereich und den Beleuchtungsbereich verbindenden Lichtleiter, der auf den Beleuchtungsbereich auftreffende Auslesestrahlung zum Wiedergabebereich leitet,

wobei die zweiten Bildelemente so eingerichtet und ausgelegt sind, dass sie die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn sie mit vom Lichtleiter zum Wiedergabebereich geleiteter Auslesestrahlung beaufschlagt sind.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Bildinformation ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine andere hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellt. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bildelemente des Wiedergabebereichs holographisch, im Dot-Matrix-Verfahren oder mit Elektronenstrahl-Lithographie hergestellt sind. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bildelemente des Wiedergabebereichs holographisch hergestellt sind. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bildelemente mit einem solchen Winkel zwischen Referenz- und Objektstrahl hergestellt sind, dass sie die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn die Auslesestrahlung im Wesentlichen parallel zur Ebene des Sicherheitselements auftrifft. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bildelemente des Wiedergabebereichs im Dot-Matrix-Verfahren oder mit Elektronenstrahl-Lithographie hergestellt sind. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Bildelemente einander überlappen. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Bildelemente separate Flächenbereiche belegen. Sicherheitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Bildelemente in kleine Flächenelemente zerlegt sind, die so angeordnet sind, dass eine verschachtelte Struktur aus ersten und zweiten Bildelementen entsteht, wobei die Ausdehnung der kleinen Flächenelemente zumindest in einer Dimension unterhalb der Auflösungsgrenze des Auges gewählt ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Bildelemente durch geprägte Reliefstrukturen gebildet sind. Sicherheitselement nach Anspruch 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Bildelemente durch einander überlappende geprägte Reliefstrukturen gebildet sind. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Bildelemente in einem Volumenhologramm gebildet sind. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungsbereich ein holographisches Gitter zur Einkopplung der auftreffenden Auslesestrahlung in den Lichtleiter enthält. Sicherheitselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das holographische Gitter durch geprägte Reliefstrukturen gebildet ist. Sicherheitselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das holographische Gitter in einem Volumenhologramm gebildet ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterkonstante des holographischen Gitters so gewählt ist, dass es unter einem vorbestimmten Einfallswinkel auftreffende Auslesestrahlung einer vorbestimmten Wellenlänge in eine Richtung parallel zur Oberfläche des Sicherheitselements auf den Wiedergabebereich hin ablenkt. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungsbereich und der Wiedergabebereich einen Abstand zwischen 2 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 15 mm aufweisen. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Bildinformation bei ambienter Beleuchtung des Wiedergabebereichs sichtbar ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die versteckte Bildinformation nur bei Beaufschlagung des Beleuchtungsbereichs mit Laserstrahlung erkennbar ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungsbereich zusätzlich dritte Bildelemente, die eine weitere offene Bildinformation enthalten, und/oder vierte Bildelemente, die eine weitere versteckte Bildinformation erzeugen, aufweist. Sicherheitselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Bildinformation der dritten Bildelemente ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine andere hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellt. Sicherheitselement nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Bildelemente und/oder die vierten Bildelemente holographisch, im Dot-Matrix-Verfahren oder mit Elektronenstrahl-Lithographie hergestellt sind. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine geprägte Folie enthält, deren Prägebereiche den Wiedergabebereich und/oder den Beleuchtungsbereich bilden, und die als Lichtleiter die vom Beleuchtungsbereich in die Folie eingekoppelte Auslesestrahlung zum Wiedergabebereich leitet. Sicherheitselement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägte Folie mit hochbrechenden Dielektrika oder Metall beschichtet ist. Sicherheitselement nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägte Folie mit einer Klebeschicht versehen ist, deren Brechungsindex von dem Brechungsindex der Folie abweicht, wobei die Abweichung &Dgr;n vorzugsweise etwa 0,01 ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägte Folie mit transparenten und/oder opaken Druckfarben bedruckt ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine Schutzschicht aufweist. Sicherheitsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einem Sicherheitselement, das eine offene und eine auslesbare versteckte Bildinformation enthält, und einem separaten Lichtleiterelement, bei dem

– das Sicherheitselement einen Wiedergabebereich aufweist mit ersten Bildelementen, die die offene Bildinformation darstellen, und mit zweiten Bildelementen, die die versteckte Bildinformation erzeugen, sowie einen von dem Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereich,

– das Lichtleiterelement beim Auslesevorgang optisch an den Wiedergabebereich und den Beleuchtungsbereich gekoppelt ist, um die auf den Beleuchtungsbereich auftreffende Auslesestrahlung zum Wiedergabebereich zu leiten, und

– die zweiten Bildelemente so eingerichtet und ausgelegt sind, dass sie die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn sie mit vom Lichtleiter zum Wiedergabebereich geleiteter Auslesestrahlung beaufschlagt sind.
Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements, das eine offene und eine durch Beleuchtung des Sicherheitselements auslesbare versteckte Bildinformation enthält, bei dem

– ein Sicherheitselementsubstrat mit einem Wiedergabebereich versehen wird, der erste Bildelemente aufweist, die die offene Bildinformation darstellen, und zweite Bildelemente, die die versteckte Bildinformation erzeugen, und

– das Sicherheitselementsubstrat mit einem von dem Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereich versehen wird,

wobei die zweiten Bildelemente so eingerichtet und ausgelegt werden, dass sie die versteckte Information nur erzeugen, wenn der Beleuchtungsbereich mit Auslesestrahlung beaufschlagt und diese über einen Lichtleiter zum Wiedergabebereich geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter im Sicherheitselement selbst gebildet wird. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Wiedergabebereich und/oder der Beleuchtungsbereich in eine prägbare Folie geprägt werden, und dass die geprägte Folie einen den Wiedergabebereich und den Beleuchtungsbereich verbindenden Lichtleiter bildet. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägte Folie mit hochbrechenden Dielektrika oder Metall beschichtet wird. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägte Folie mit einer Klebeschicht versehen wird, deren Brechungsindex von dem Brechungsindex der Folie abweicht, wobei die Abweichung &Dgr;n vorzugsweise etwa 0,01 ist. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägte Folie mit transparenten und/oder opaken Druckfarben bedruckt wird. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass

– eine Photoresistplatte ein erstes Mal belichtet wird, um ein latentes Bild der ersten Bildelemente innerhalb eines Wiedergabebereichs zu erzeugen, und

– die Photoresistplatte ein zweites Mal holographisch belichtet wird, um ein latentes Bild der zweiten Bildelemente innerhalb des Wiedergabebereichs zu erzeugen, wobei der Winkel zwischen Referenz- und Objektstrahl so gewählt wird, dass die zweiten Bildelemente die versteckte Bildinformation nur erzeugen, wenn die Auslesestrahlung im Wesentlichen parallel zur Ebene des Sicherheitselements auftrifft.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Photoresistplatte ein drittes Mal belichtet wird, um innerhalb eines vom Wiedergabebereich beabstandeten Beleuchtungsbereichs das latente Bild eines holographischen Gitters zu erzeugen. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterkonstante des holographischen Gitters so gewählt wird, dass es unter einem vorbestimmten Einfallswinkel auftreffende Auslesestrahlung einer vorbestimmten Wellenlänge in eine Richtung parallel zur Oberfläche des Sicherheitselements auf den Wiedergabebereich hin ablenkt. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Photoresistplatte entwickelt wird, mithilfe der entwickelten Platte eine Prägematrize hergestellt wird, und mithilfe der Prägematrize ein Sicherheitselement mit einer offenen und einer versteckten Bildinformation erzeugt wird. Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, das mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 38 ausgestattet ist. Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 38. Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 38, eines Sicherheitspapiers nach Anspruch 39 oder eines Datenträgers nach Anspruch 40 zur Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art.






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