CH661602A5

CH661602A5 - Kennzeichnungsvorrichtung fuer einen blattfoermigen gegenstand.

Info

Publication number: CH661602A5
Application number: CH993/82A
Authority: CH
Inventors: William Merle Jun Webster; John Patrick Russell
Original assignee: Rca Corp
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1987-07-31
Also published as: GB2093404A; FR2500020A1; FR2500020B1; US4892385A; ES509556A0; DE3206062A1; GB2093404B; IT8219720A0; NL8200656A; ES8303759A1; IT1200367B; DE3206062C2; JPS6023040B2; JPS57159696A; CA1185370A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kennzeichnungsvorrichtung zur unverwechselbaren Markierung eines damit versehenen blattförmigen Gegenstandes. Solche Gegenstände sind beispielsweise Banknoten und andere wertvolle Dokumente, Kreditkarten, Pässe, Sicherheitsausweise, Schallplatten und ihre Hüllen und vieles andere mehr, bei welchen eine Sicherung gegen Fälschung erforderlich ist.

Die Technik der Farbkopiergeräte hat in jüngerer Zeit ausserordentliche Fortschritte gemacht. Dies dürfte sich auch in Zukunft fortsetzen, und es ist daher zu erwarten, dass es in absehbarer Zeit möglich ist, Farbphotokopien von Banknoten herzustellen, die der normale Bürger nicht oder nur mit grosser Schwierigkeit vom Original unterscheiden kann. Es ist zwar richtig, dass bei echten Banknoten viele Siche-rungs-oder Beglaubigungsmassnahmen vorgesehen sind (z.B. viele verschiedene Druckfarben und komplizierte Guil-lochen sowie Spezialpapier, das Wasserzeichen und/oder eingebettete Farbplättchen oder Metallfäden enthalten kann), die es dem Experten derzeit ermöglichen, eine Fälschung von einer echten Banknote zu unterscheiden, der ungeschulte Laie ist jedoch im allgemeinen nicht in der Lage, solche Sicherungsmassnahmen zu verifizieren. Durch die laufende Verbesserung der Farbphotokopietechnik entsteht also die echte Gefahr, dass «der Mann auf der Strasse» das Vertrauen in die Echtheit des Papiergeldes verliert, was verheerende Folgen haben könnte.

In der Praxis muss jede Kennzeichnungsvorrichtung zur Lösung dieses Problems zumindest die im folgenden aufgeführten vier Forderungen erfüllen:

1. Die Kennzeichnungsvorrichtung muss einen Effekt bewirken, der sich mit einem Farbkopiergerät gleich welcher Art nicht reproduzieren lässt.

2. Der durch die Kennzeichnungsvorrichtung erzeugte Effekt muss unter gewöhnlichen Beleuchtungsbedingungen schnell und leicht verifizierbar sein, ohne dass seitens eines ungeschulten Laien eine besondere Geschicklichkeit erforderlich ist.

3. Die Einrichtung zur Herstellung der Kennzeichnungsvorrichtung und zu ihrer sicheren Befestigung an dem zu schützenden Gegenstand (z.B. an einer Banknote usw.)

müssen so kompliziert sein und einen so hohen Kapitalaufwand erfordern, dass sie für einen potentiellen Fälscher ausser Reichweite bleiben.

4. Bei grossen Stückzahlen sollen die zusätzlichen Stückkosten für die Herstellung der Kennzeichnungsvorrichtung und ihr sicheres Anbringen an dem zu schützenden, fäl-schungsgefährdeten Gegenstand (sowohl hinsichtlich der Amortisation der hohen Anlagekosten als auch hinsichtlich der variablen Stückkosten) so niedrig liegen, dass sie kein Hindernis für die Einführung bilden.

Vorrichtungen zur fälschungssicheren Kennzeichnung (nachstehend auch «Beglaubigungsvorrichtungen» genannt), z.B. für Banknoten, sind aus der US-PS 4 186 943 (lee) und derGP-PS 1 394 021 bekannt. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Kennzeichnungs- oder Beglaubigungsvorrichtungen erfüllen die drei ersten der oben genannten Bedingungen, nicht jedoch die vierte. Sie bestehen aus einem Kunststoffstreifen oder einem Substratblatt, das mit einer ausreichenden Anzahl von getrennten aufeinanderliegenden Viertelwellenlängenschichten (für eine bestimmte Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich) aus dielektrischem Material überzogen sind, so dass sich im Effekt ein Transmis-sions-Reflexions-Farbfilter ergibt. Wenn ein solches Farbfilter mit polychromatischem, z.B. weissem Licht beleuchtet wird, reflektiert es selektiv den grössten Teil des Lichtes in einem bestimmten Teile des sichtbaren Spektralbereichs und lässt selektiv das meiste Licht aus dem verbleibenden Teil des sichtbaren Spektralbereiches durch. Die Farbe des reflektierten Lichtes und die Farbe des durchgelassenen Lichtes sind also voneinander verschieden. Bei geeigneter Wahl des Wertes der Wellenlänge der dielektrischen Viertelwellenlängenschichten können die Farben des reflektierten bzw. durchgelassenen Lichtes im wesentlichen komplementär gemacht werden, so dass sie auch von einer ungeübten Person schnell und leicht unterschieden werden können. Ferner hängt der spektrale Teil (die Farbe) des von einer solchen Vorrichtung reflektierten Lichtes, in dem man sieht, vom Winkel ab, unter dem die Vorrichtung beleuchtet bzw. betrachtet wird. Die beobachtete Farbe dieses Teiles ändert sich also, wenn die Vorrichtung bezüglich der Richtung des beleuchtenden Lichtes gedreht wird. Diese Winkelabhängigkeit der beobachteten Farbe kann auch dazu benutzt werden, einen Wechsel des reflektierten Lichtes zwischen zwei komplementären Farben durch Änderung des Betrachtungswinkels zu erzeugen.

Beglaubigungsvorrichtungen dieser Art eignen sich zwar gut für Banknoten und dgl., die Stückkosten für die Herstellung solcher Vorrichtungen sind jedoch von Natur aus ziemlich hoch. Der Grund hierfür liegt darin, dass die verschiedenen dünnen Schichten der mehrlagigen elektrischen Schichtstruktur aus verschiedenen dielektrischen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes bestehen. Alle diese Schichten müssen nacheinander und getrennt (z.B. durch Aufdampfen oder Aufstäuben im Vakuum) mit grosser Genauigkeit aufgebracht werden, um zu gewährleisten, dass die Dicke des jeweiligen dielektrischen Materials gleich einem Viertel der spezifizierten Wellenlänge des sichtbaren Lichtes ist, das durch das spezielle dielektrische Material fällt, d.h., die Dicke muss in Abhängigkeit vom Brechungsindex des jeweiligen Materials gewählt werden. Bei den Kosten für dieses getrennte und aufeinanderfolgende Niederschlagen der Schichten handelt es sich nicht um einmalige Investitionskosten, die in einer grossen Anzahl von Banknoten amortisiert werden können, sondern stellen variable Stückkosten dar, die wie jede einzelne Kennzeichnungs* oder Beglaubigungsvorrichtung anfallen.

Aus der US-PS 4 033 059 (Hutton et al) und US-PS 4 124 947 (Kühl et al) sind Beglaubigungs- oder Kennzeich5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

661602

4

nungsvorrichtungen bekannt, die einen Eindruck von Inta-glio-Musterelementen in einem Substrat enthalten. Die Inta-glio-Musterelemente haben die Form von einem oder mehreren Feldern nahe benachbarter, sich nicht überschneidender und sich nicht berührender, sich in einer Längsrichtung erstreckender Erhebungen oder Spitzen. Die Reflexionsfarbe der Erhebungen unterscheidet sich hinsichtlich der Leuchtdichte von der des Substrats (d.h. dass der eine Bereich eine relativ helle Reflexionsfarbe und der andere eine relativ dunkle Reflexionsfarbe aufweisen). Solange jedoch die Sicherungsvorrichtung aus einem solchen Winkel betrachtet wird, dass sowohl die Erhebungen selbst als auch die dazwischenliegenden Substratbereiche sich innerhalb der Sichtlinie eines Betrachters befinden, ist die Leuchtdichte der beobachteten Reflexionsfarbe ein Integral der von den Erhebungen reflektierten Farbe und der vom Substrat reflektierten Farbe. Der Farbton der betrachteten integralen reflektierten Farbe ist dabei dem der Farbe der Erhebungen ziemlich ähnlich, obwohl die Farbsättigung der beobachteten integralen reflektierten Farbe sich von dem der Farbe der Erhebungen erheblich unterscheidet. Wenn andererseits die Erhebungen aus einem Winkelbereich bezüglich des Substrats betrachtet werden, in dem die Erhebungen die zwischen ihnen liegenden Zwischenbereiche abschattieren oder bedecken, ist die beobachtete Farbe ausschliesslich die der Erhebungen selbst (welche hinsichtlich der Leuchtdichte bezüglich der erwähnten integralen Farbe kontrastiert). Wenn die Erhebungen der von Kühl angegebenen Vorrichtung aus einem solchen Winkelbereich betrachtet wird, werden eine oder mehrere sehr dünne Linien, die sich in einer zur Längsrichtung der Erhebungen im wesentlichen senkrechten Richtung erstrecken und die Farbe des Substrats haben, sichtbar, die einen Kontrast zu dem die Farbe der Erhebungen aufweisenden Untergrund stehen. Diese dünnen Linien ergeben sich dadurch, dass man jede sich in Längsrichtung erstreckende Erhebung in im gleichen vorgegebenen Satz zwei oder mehr geringfügig beabstandete longitudinale Segmente aufbricht, wobei die entsprechenden Zwischenräume zwischen den longitudinalen Segmenten benachbarter Erhebungen miteinander fluchten. Die oben erwähnten dünnen Linien werden dabei sichtbar, wenn die Betrachtung in einem (wie in einer Ebene senkrecht zur Oberfläche des Substrats) so flachen und (in einer Ebene parallel zur Oberfläche des Substrats) extrem schmalen Winkelbereich erfolgt, da die Erhebungssegmente dann die relativ breiteren Zwischenräume der Substratfarbe zwischen benachbarten Erhebungssegmenten abdecken.

Der Winkelbereich ist in jedem Falle durch Faktoren, wie die Höhe der Erhebungen, die Abmessungen der Zwischenräume zwischen den benachbarten Erhebungen, den Winkel zwischen der Längsrichtung der Erhebungen und der Betrachtungsrichtung, die Form der Erhebungen und die relative Position der winkelmässig verschieden orientierten Erhebungsfelder in bezug aufeinander bestimmt. Ein «Kon-trast»-Bild (das durch entsprechende Änderung der Werte eines oder mehrerer dieser Parameter für das Bild bezüglich der entsprechenden Parameter des Untergrundes erzeugt wird), welches bei Betrachtung aus den meisten Richtungen vom Untergrund nicht unterscheidbar ist, wird unterscheidbar und sichtbar (infolge des Kontrastes bezüglich des Untergrundes), wenn die Betrachtung aus einer Richtung innerhalb des speziellen Winkelbereiches erfolgt.

Relativ gerechnet, sind die Stückkosten einer durch Inta-glio-Druck hergestellten Kennzeichnungsvorrichtung wesentlich niedriger als die einer Kennzeichnungsvorrichtung aus einem Transmissions-Reflexions-Farbfilter, wie sie oben erwähnt wurde. Absolut betrachtet, sind die Stückkosten einer Intaglio-Druck-Sicherungsvorrichtung immer noch etwas zu hoch, um die obige vierte Bedingung zu erfüllen. Ausserdem sind Intaglio-Druck-Sicherungsvorrich-tungen wesentlich weniger wirksam als die Transmissions-Reflexions-Farbfilter-Sicherungsvorrichtung hinsichtlich der Erfüllung der zweiten Bedingung. Es erfordert sehr wenig Geschick seitens eines einfachen Laien, eine Änderung der Komplementär-Farben (die jeweils in relativ grossen, verschiedenen Winkelbereichen sichtbar werden) schnell und sicher zu beobachten, wenn eine Transmissions-Reflexions-Farbfilter-Sicherungsvorrichtung unter verschiedenen Winkeln oder alternativ in Reflexion oder Transmission betrachtet wird. Bei Intaglio-Druck-Sicherungsvorrich-tungen wird jedoch entweder eine Änderung des Kontrastes hinsichtlich der Leuchtdichte bezüglich des Untergrundes beobachtet, wenn die Sicherungsvorrichtung aus einer Richtung in einem bestimmten Winkelbereich betrachtet wird, oder im Falle der von Kühl angegebenen Vorrichtungen wird eine sehr dünne Linie mit kontrastierender Farbe sichtbar, wenn die Vorrichtung innerhalb eines extrem schmalen und ausserdem auch flachen Winkelbereichs betrachtet wird. In beiden Fällen benötigt der Betrachter eine beträchtliche Zeit sowie einige Geschicklichkeit, um die Intaglio-Druck-Siche-rungsvorrichtung so zu orientieren, dass das in ihr enthaltene Kontrast-Bild sichtbar wird. Die für die Prüfung erforderliche Zeit wird zwar im allgemeinen kein Hindernis für die Verwendung einer Intaglio-Druck-Sicherungsvorrichtung für Dokumente, wie Aktien und dergl., die in relativer Ruhe untersucht werden können, darstellen, sie stellt jedoch ein Hemmnis für die Verwendung solcher Sicherungsvorrichtungen bei Banknoten und dergl. dar, die auch von einem ungeübten Laien, wie einem Kassierer in einem Laden, einer Kino- oder Theaterkasse und dergl. schnell prüf bar sein müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Kennzeichnungsvorrichtung zur unverwechselbaren und fälschungssicheren Markierung eines blattförmigen Gegenstandes zu schaffen, welche alle vier oben angegebenen Bedingungen erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.

Die Kennzeichnungsvorrichtung bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält eine beugende Phasenstruktur, die durch Prägen oder Giessen an der Oberfläche eines Substrats gebildet ist, so dass sich ein spezieller Typ von Farbfilter ergibt. Im Prinzip kann ein solches Filter entweder ein Transmissionsfilter oder ein Reflexionsfilter sein. Aus Gründen, auf die unten noch näher eingegangen werden wird, eignet sich jedoch ein Reflexionsfilter in der Praxis wesentlich besser für eine Kennzeichnungsvorrichtung.

Genauer gesagt, enthält die Kennzeichnungs vorrichtung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ein Substrat, welches mit einem Flächenmaterial verbunden ist, aus welchem der gegen Fälschung zu schützende Gegenstand besteht. Das Substrat weist eine vorgegebene reflektierende Beugungsgitterstruktur auf, die als Reliefmuster ausgebildet ist und sich an mindestens einem Bereich einer sichtbaren Fläche des Substrates befindet. Die reflektierende Beugungsgitterstruktur ist mit einem transparenten Material ausgefüllt und bedeckt, das einen vorgegebenen Brechungsindex hat. Das die Struktur bildende Reliefmuster hat bestimmte Git-terprofil-Physische-Amplitude und Linienfrequenz- bzw. Gitterkontanten-Paramter, so dass die Struktur in der Lage ist, auf sie fallendes polychromatisches Beleuchtungslicht in mindestens ein Paar benachbarter, getrennter und unterschiedlicher reflektierter Bündel kontrastierender Farben aufzuspalten, wobei die schmälste Winkeldimension der s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

661 602

Bündelbreite jedes dieser Bündel in einem Abstand von 30 cm mindestens zwei Milliradian betragen soll. Das transparente Material ist mit der sichtbaren Oberfläche des Substrats genügend sicher verbunden, so dass das transparente Material von der Struktur nicht entfernt werden kann, ohne die Struktur im Effekt zu zerstören.

Unter dem Begriff «benachbarte, getrennte und verschieden reflektierte Bündel kontrastierender Farben» soll hier nicht der Fall benachbarter und zusammenhängender Farbteile des kontinuierlichen Spektrums des sichtbaren polychromatischen (also des sogenannten «weissen») Lichtes fallen, da die benachbarten Teile des kontinuierlichen Spektrums weder getrennt und verschieden sind noch kontrastierende Farben aufweisen, da die Farben kontinuierlich ineinander übergehen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines blattförmigen Gegenstandes mit einer an ihm angebrachten Kennzeichnungs- oder Beglaubigungsvorrichtung aus einer einzigen integrierten Struktur;

Fig. la eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines blattförmigen Gegenstandes mit einer Kennzeichnungs- oder Beglaubigungsvorrichtung, welche aus mehreren beabstandeten integrierten Strukturen besteht, die mit dem Gegenstand verbunden sind;

Fig. 2a und 2b schematische Schnittansichten einer ersten und einer zweiten Ausführungsform einer integrierten Struktur, wie sie für die Kennzeichnungs- oder Beglaubigungsvorrichtungen gemäss Fig. 1 und la verwendet werden kann;

Fig. 3 und 3a schematische Darstellungen eines Typs einer Kennzeichnungs- oder Beglaubigungsvorrichtung integrierter Struktur, bei der die integrierte Struktur einen einzigen Beugungsgitterstrukturbereich enthält und

Fig. 4,4a und 4b schematische Darstellungen eines anderen Typs einer Kennzeichnungs- oder Beglaubigungsvorrichtung mit integrierter Struktur, bei der die integrierte Struktur aus mehreren verschiedenen, zusammenhängenden Beugungsgitterbereichen besteht.

Fig. 1 zeigt einen fälschungsgeschützten oder beglaubigten Gegenstand 100 aus Folien-oder Flächenmaterial wie Kunststoff oder Papier. Bei der Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird häufig angenommen, dass es sich bei dem fälschungsgeschützten Gegenstand 100 um eine Banknote handelt. Der fälschungsgeschützte oder beglaubigte Gegenstand kann jedoch auch andere Formen haben und beispielsweise ein von Natur aus wertvolles Dokument, eine Kreditkarte, ein Pass, ein Sicherheitsausweis, eine Schallplatte oder Hülle hierfür sein, um nur einige Beispiele zu nennen. In jedem Falle ist an dem beglaubigten Gegenstand 100 eine Sicherungs-oder Beglaubigungsvorrichtung 102 befestigt. Die Beglaubigungsvorrichtung 102 besteht aus einer einzigen integralen Struktur des in Fig. 2a oder 2b dargestellten Typs. Die Beglaubigungsvorrichtung 102a gemäss Fig. la besteht aus zwei (oder mehreren) beabstandeten integralen Strukturen, die jeweils dem in Fig. 2a oder 2b dargestellten Typ angehören können.

Wie aus den Figuren 2a und 2b ersichtlich ist, enthalten die die Beglaubigungsvorrichtung 102 oder 102a bildenden integralen Strukturen 201 oder 201 b ein Stubstrat 200 mit einer unteren Fläche 202, die mit dem beglaubigten Gegenstand 100 verbunden ist, und einer oberen Fläche 204, in der eine bestimmte reflektierende Beugungsgitterstruktur 206 gebildet ist. Die reflektierende Beugungsgitterstruktur 206 ist mit einem transparenten Material 208 ausgefüllt und abgedeckt. Das transparente Material 208 hat einen Brechungsindex, der grösser als 1 ist. Das transparente Material 208 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, wie Polyvinylchlorid (PVC) oder Polycarbonat-Polyester. (Der Brechungsindex solcher Materialien hat einen Nennwert von etwa 1,5.) Das Substrat 200 kann aus Metall bestehen, vorzugsweise besteht es jedoch ebenfalls aus einem Kunststoff oder einem Klebstoff.

Im Falle der in Fig. 2a dargestellten Ausführungsform der integralen Struktur 201a kann das Substrat 200 aus einer thermoplastischen Folie hergestellt werden, in deren Oberfläche 204 die beugende Struktur 206 durch Prägen, Giessen oder Pressen gebildet ist. Die Struktur 206 kann durch Aufbringen einer dünnen Metallschicht, z.B. aus Aluminium, im Vakuum (z.B. durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung) reflektierend gemacht werden. Das transparente Material 208 kann dann durch Auflaminieren einer Kunststoffschicht auf die Oberfläche 204 angebracht werden oder dadurch, dass man einen Überzug aus einem Kunststoffmo-nomer oder einer Kunststofflösung aufbringt, der dann zu einer festen Schicht auspolymerisiert oder gehärtet wird. Das transparente Material 208 und das Substrat 200 können in diesem Falle entweder aus dem gleichen Kunststoff oder aus verschiedenen Kunststoffen hergestellt werden.

Bei dem in Fig. 2b dargestellten Ausführungsbeispiel der integrierten Struktur 201b wird das transparente Material 208 durch die ursprüngliche Kunststoffolie gebildet, in der die Beugungsgitterstruktur 206 durch Prägen, Pressen oder Giessen gebildet ist, und das Substrat 200 kann eine laminierte Kunststoffschicht enthalten oder mittels eines Kunst-stoffmonomers oder einer Kunststofflösung gebildet werden, die anschliessend zu einer dünnen Kunststoffschicht gehärtet worden ist. Alternativ kann das Substrat 200 bei der integralen Struktur 201 b auch ein Klebermaterial enthalten oder aus einem solchen bestehen, welches an seiner Unterseite mit dem gesicherten Gegenstand 100 verklebt ist. Im übrigen sind die Ausführungsformen gemäss Fig. 2a und 2b im wesentlichen gleichartig.

Bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 2a und 2b ist die Gesamtdicke des Substrats 200 und des transparenten Materials 208 gleich t. Wie durch einen Pfeil 210 angedeutet ist, wird die sichtbare Fläche der reflektierenden Beugungsgitterstruktur 206 von oben her durch das transparente Material 208 hindurch mit polychromatischem Licht beleuchtet. Die Beugungsgitterstruktur 206 reflektiert das einfallende polychromatische Beleuchtungslicht in einer Weise, die durch ihre physische Amplitude A, ihre Linienfrequenz oder Gitterkonstante d und die räumliche Wellenform oder Konfiguration ihres periodischen Gitterprofils bestimmt wird. Gemäss den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hat die Struktur 206 bestimmte Parameter hinsichtlich des Gitterprofils, der physischen Amplitude A und der Linienfrequenz oder Liniendichte d (Gitterkonstante), so dass die Struktur 206 in der Lage ist, polychromatisches Beleuchtungslicht 210, das auf sie fällt, in mindestens ein Paar benachbarter, getrennter und unterschiedlicher reflektierter Bündel mit kontrastierenden Farben aufzuspalten, wobei die Grösse der schmälsten Winkelabmessung der Bündelbreite jedes der Bündel in einem Abstand von 30 cm mindestens 2 Milliradian beträgt. Beispiele von reflektierenden Beugungsgitterstrukturen mit diesen speziellen Parametern Gitterprofil, physische Amplitude und Gitterkonstante werden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 noch genauer erläutert.

Es ist oft wichtig, dass die Gesamtdicke der die Kennzeichnungs-oder Beglaubigungsvorrichtung 102 oder 102a bildenden Integralstruktur ziemlich klein ist. Beim Aufeinanderschichten einer bestimmten Anzahl von Banknoten zu

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

661602

6

einem Stapel tritt beispielsweise eine Neigung auf, deren Betrag vom Produkt der Dicke t und der Anzahl der Banknoten im Stapel abhängt. Im Prinzip könnte das Flächenmaterial eine Abschrägung oder eine Vertiefung mit einer Tiefe gleich t zur Aufnahme der Beglaubigungsvorrichtung aufweisen. Dies erhöht jedoch die Kosten. Es ist einfacher und billiger, die maximale Neigung oder Schräglageso klein zu halten, dass die Banknoten nicht vom Stapel heruntergleiten, was verhindert wird, wenn die Dicke t kleiner als etwa 12,5 (im ist. Um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten und ein Abreissen einer Integralen Struktur mit derart kleiner Gesamtdicke t zu vermeiden, soll die physische Amplitude A so klein wie möglich gehalten werden. Ferner ist die Geschwindigkeit, mit der eine beugende Struktur mit einem relativ kleinen Verhältnis von physischer Amplitude A zu Linienabstand d geprägt werden kann (z.B. durch Warmpressen einer thermoplastischen Folie) viel grösser (was eine entsprechende Verringerung der Stückkosten zur Folge hat) als im Falle, dass dieses Verhältnis gross ist. Dies ist ein weiterer Grund, warum die physische Amplitude A so klein wie möglich gehalten werden sollte.

Ein durch ein Oberflächenreliefmuster gebildetes Beugungsgitter ist ein Phasengitter, gleichgültig ob es sich um ein Reflexionsgitter oder um ein Transmissionsgitter handelt. Der durch ein Phasengitter erzeugte optische Effekt hängt vom Wert seiner optischen Amplitude a, gemessen in Vakuumwellenlängen X ab und nicht unmittelbar vom Wert der physischen oder geometrischen Amplitude A. Die optische Amplitude a ist andererseits proportional zur physischen Amplitude A ; die Proportionalitätskonstante ist allerdings bei Transmissionsgittern und Reflexionsgittern erheblich verschieden. Für ein Transmissionsgitter ist die Proportionalitätskonstante nämlich Lfni-n), wobei n der Brechungsindex des transparenten Materials 208 und ni der Brechungsindex eines transparenten Substrats entsprechend dem Substrat 200 ist. Die elektrischen Materialien eines Typs (wie Kunststoffe oder Kleber), die sich für die Herstellung der integralen Strukturen 201a und 201b eignen, haben Brechungsindizes, die sich nicht sehr stark voneinander unterscheiden. Obwohl der Brechungsindex dieser dielektrischen Materialien hoch im Vergleich zur Eins ist (z.B. in der Gegend von 1,5), ist daher die Brechungsindex-Differenz (ni-n) zweier solcher dielektrischer Materialien klein im Verhältnis zur Eins, so dass sich für ein Transmissionsgitter ein grosser Wert für die Proportionalitätskonstante l/(ni-n) ergibt. Die physische Amplitude A eines Transmissionsgitters ist daher verhältnismässig gross im Vergleich zur optischen Amplitude a. Bei einem Reflexionsgitter beträgt die Proportionalitätskonstante andererseits Vm, was wesentlich kleiner als 1 ist, da n grösser als 1 ist. Hierdurch wird die physische Amplitude a eines Reflexionsgitters relativ klein im Vergleich zur optischen Amplitude a. Wie oben erwähnt, hat es wesentliche Vorteile, die physische Amplitude a relativ klein zu halten. Aus diesem Grunde werden bei der Kennzeichnungs- oder Beglaubigungsvorrichtung gemäss der Erfindung Reflexionsbeugungsgitter und nicht Transmissionsbeugungsgitter verwendet.

Ausserdem lassen sich die integralen Strukturen 201a und 201b gemäss Fig. 2a und 2b von Natur aus leicht mittels kontinuierlicher Herstellungsverfahren herstellen, was die Stückkosten für die Herstellung einer solchen Struktur erheblich verringert. Beispielsweise kann im Falle der Ausführungsform gemäss Fig. 2a eine das Substrat 200 bildende Kunststoffolie von einer ersten Vorratsrolle nacheinander durch Prägewalzen (durch die die Gitterstruktur 206 einge-presst wird), eine Vakuumaufdampfanlage (in der die eine Oberfläche des Substrats 200 mit einer reflektierenden Schicht metallisiert wird), dann durch Laminierungswalzen,

denen ausserdem gleichzeitig ein das transparente Material 208 bildender Laminierungskunststoff, auf dem sich ein Laminierungsüberzug befindet, von einer zweiten Vorratsrolle zugeführt wird, geführt werden. Das aus den Laminierungswalzen austretende Laminat läuft dann durch eine Kle-berbeschichtungskammer, in der der Kleber für das Befestigen an dem zu beglaubigenden oder zu sichernden Gegenstand angebracht wird. Im Falle der in Fig. 2b dargestellten Ausführungsform kann der ganze Laminierungsschritt entfallen, da der zum Befestigen dienende Kleber selbst das Substrat 200 bilden kann, während die geprägte Kunststoffolie von der ersterwähnten Kunststoffolienvorratsrolle das transparente Material 208 bildet.

In den Fig. 3 und 3a ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beugungsgitterstruktur dargestellt, welche bestimmte Parameter hinsichtlich Gitterprofil, physische Amplitude und Strichabstand oder Gitterkonstante hat, die so gewählt ist, dass die Struktur beleuchtendes polychromatisches Licht, das auf sie fällt, in mindestens ein Paar benachbarter, getrennter und diskreter reflektierter Bündel mit konstrastierenden Farben aufspaltet, wobei die Grösse der schmälsten Winkelabmessung der Bündelbreite jedes Bündels in einem Abstand von 30 cm mindestens 2 Mil-liradian beträgt. Die Beugungsgitterstruktur 300 enthält insbesondere einen einzigen Bereich mit einer schmalen Dimension W. Wie in Fig. 3a dargestellt ist, hat die Beugungsgitterstruktur 300 ein rechteckiges Gitterprofil, eine physische Amplitude des Wertes A und einen Strichabstand und eine Gitterkonstante d (d.h. eine Strichfrequenz d_I). Ferner ist bei der Gitterstruktur 300, wie sie in Fig. 3a dargestellt ist, das Verhältnis t/d von der Furchenbreite b zum Strichabstand d gegeben. Nur die oberen und unteren Flächen der Struktur 300 sind mit reflektierenden Metallschichten 302 und 304 bedeckt, die durch Niederschlagen im Vakuum aufgebracht worden sind.

Bei einer solchen Metallisierung im Vakuum bleiben die im wesentlichen vertikalen Seiten des rechteckigen Profils der Beugungsgitterstruktur 300 im wesentlichen frei von Metall.

Es soll angenommen werden, dass die Beugungsgitterstruktur 300 in ein Kunststoffsubstrat 200 (wie es in Fig. 2a dargestellt ist) eingeprägt ist und dass das transparente Material 208 ebenfalls aus Kunststoff (vorzugsweise dem gleichen Kunststoff wie das Substrat 200) hergestellt ist; das transparente Material 208 kann dann mit dem unmetallisierten Teil der sichtbaren Oberfläche 204 des Substrats 200 so fest und sicher verbunden werden, dass seine Entfernung von der Beugungsgitterstruktur 300 ohne deren Zerstörung nicht möglich ist. Dasselbe gilt für den Fall, dass die Beugungsgitterstruktur 300 in ein transparentes Kunststoff material 208 eingeprägt ist (wie Fig. 2b zeigt) und dass das Substrat 200 entweder aus einem Kunststoff oder einem Kleber besteht.

Es sei jedoch bemerkt, dass die Beschränkung der Metallisierung auf die oberen und unteren Flächen eines rechtek-kigen Beugungsgitters nicht die einzige Möglichkeit ist, eine Entfernung des transparenten Materials ohne gleichzeitige praktische Zerstörung der Gitterstruktur zu verhindern. Man kann eine Gitterstruktur mit beliebigem Profil so dünn metallisieren, dass winzige Poren über das Profil verteilt sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine genügend feste Metall-Kunststoff-Verbindung zwischen dem transparenten Material und einer ganz metallisierten Beugungsgitterstruktur zu verwenden.

Subtraktive Beugungsfarbfilter sind in der bereits erwähnten US-PS 3 957 354 im einzelnen beschrieben, sie können u.a. ein Beugungsgitter mit rechteckigem Profil enthalten wie die Beugungsgitterstruktur 300. Die Beugungsgitterstruktur 300 spaltet auf sie fallendes polychromatisches s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

661 602

Beleuchtungslicht in ein reflektiertes Bündel nullter Ordnung und ein oder mehrere reflektierte Bündel höherer Beugungsordnungen auf. Wie in der US-PS 3 957 354 gelehrt wird, hängen die jeweiligen Farben der nullten Ordnung und jeder der höheren Beugungsordnungen eines Rechteckprofil-Beugungsgitters von der Spektralcharakteristik des polychromatischen Beleuchtungslichtes und der optischen Amplitude a des Rechteckprofil-Beugungsgitters ab, die, wie oben erwähnt, der physischen oder geometrischen Amplitude A proportional ist. Ausserdem ist die resultierende Farbe der Summe aller Bündel höherer Beugungsordnungen das Komplement der Farbe des Bündels der nullten Ordnung.

Es ist bekannt, dass die Winkeltrennung, also der Winkel zwischen zwei benachbarten Beugungsordnungen eine direkte Funktion der Strichfrequenz (d.h. d_1) ist. Macht man die räumliche Gitterstrichfrequenz genügend gross bzw. die Gitterkonstante genügend klein, so wird der Beugungswinkel so gross, dass die benachbarten Beugungsordnungen jeweils in getrennte und diskrete Bündel getrennt werden. Für fein geteilte Gitter (d.h. wenn der Strichabstand d einen Wert hat, der kleiner als das Doppelte der Wellenlänge des zerlegten Lichtes ist) wird der Beugungswinkel so gross, dass nur die nullte und die erste Beugungsordnung auftreten können. In diesem Falle ist dann die Farbe der ersten Beugungsordnung das Komplement der Farbe der nullten Beugungsordnung, so dass die Farben der nullten und der ersten Beugungsordnungen in starkem Masse in Kontrast zueinander stehen. Selbst bei kleineren Strichfrequenzen kann man jedoch den Wert der physischen Amplitude (gemäss den Lehren der bereits mehrfach erwähnten US-PS 3 957 354) so vorgeben, dass die nullte und die erste Beugungsordnung kontrastierende Farben haben.

Der Kontrast ist um so grösser, je näher die jeweiligen Farben eines Paares benachbarter Beugungsordnungen (z.B. der nullten und der ersten Beugungsordnung) beim Maximum der Sättigung liegen. Im Falle eines Beugungsgitters mit einem Strichabstand d von mindestens 5 Mikrometer (d.h. in Fällen, in denen die Huygens-Kichoffsche Näherung gilt), hat die Sättigung ein Maximum, wenn das «Tastverhältnis» t/d bei 50% liegt. Bei jedem feingeteilten subtrak-tiven Beugungsgitterfarbfilter tritt die maximale Sättigung bei einem Verhältnis von Wd auf, die durch die spezielle Lösung der Maxwellschen Gleichungen bestimmt wird (wobei alle Randbedingungsparameter des Gitters und Polarisationsparameter des einfallenden Lichtes zu berücksichtigen sind). Im allgemeinen tritt bei feinteiligen subtraktiven Beugungsfarbfiltern mit rechteckigem Gitterpofil die maximale Sättigung bei einem von 50% verschiedenen Wert des Verhältnisses t/d auf, und dieser Wert ist auch für Reflexionsund fürTransmissions-Gitterstrukturen verschieden. Durch Vorgabe vieler verschiedener Sätze von Randbedingungen kann man mit einem Computer die Maxwellschen Gleichungen durch numerische Analyse lösen und dann die Parameter d, b und A für ein feingeteiltes Beugungsgitter-Rechteckprofil angeben, bei denen sich eine maximale Sättigung für die komplementären Farben der reflektierten Bündel nullter und erster Beugungsordnungen ergibt. Wenn andererseits die Parameter d und a des Reflexionsgitters vorgegeben sind, kann der Wert des Verhältnisses t/d, der einen Grad von Sättigung der erzeugten Farben, der nahe beim Maximum liegt, durch Ausprobieren leicht gefunden werden.

Damit die obige Bedingung 2 erfüllt ist, muss der visuelle Effekt, dem mindestens ein Paar benachbarter, von der Beugungsgitterstruktur 300 reflektierter Bündel (z.B. des Bündels zur nullten Ordnung des Bündels der ersten Ordnung) auf einen Betrachter ausübt, im normalen Betrachtungsabstand vom gesicherten Gegenstand 100 unter normalen Beleuchtungsbedingungen schnell und leicht erkennbar sein,

ohne dass auf der Seite des Betrachters eine nennenswerte Geschicklichkeit erforderlich ist. Wenn man einen normalen Betrachtungsabstand von etwa 30 cm annimmt, sollte die schmälste Abmessung W der Beugungsgitterstruktur 300 allermindestens so gross sein, dass sie einen Winkel von 2 Milliradian (bei diesem normalen Betrachtungsabstand von 30 cm) einnimmt, um die obenerwähnte Bedingung 2 gerade erfüllen zu können. Mit anderen Worten gesagt, ist bei Ausserachtlassung einer etwaigen Divergenz der reflektierten Bündel nullter oder höherer Ordnungen die schmälste Abmessung der Bündelbreite jedes dieser Bündel proportional zu W und muss bei 30 cm einer Winkeldimension entsprechen, die allermindestens 2 Milliradian ist. Für eine optimale Unterscheidbarkeit sollte die schmälste Winkeldimension der Bündelbreite jeder dieser Bündel bei einem Abstand von 30 cm mindestens eine Grössenordnung grösser sein, also etwa 20 Milliradian oder mehr betragen.

Der Begriff «unter normalen Beleuchtungsbedingungen» erfordert eine gewisse Erläuterung. Wenn ein Beugungsgitter durch eine einzige kollimierte Lichtquelle beleuchtet wird, liefert es die am besten getrennten und diskreten Ausgangsbündel der nullten Ordnung und höherer Beugungsordnung. Wenn es jedoch im wesentlichen ausschliesslich durch diffuses Licht beleuchtet wird, liefert es die am wenigsten getrennten und diskreten Ausgangsbündel nullter und höherer Beugungsordnungen. Bei normalen Beleuchtungsverhältnissen, unter denen ein gesicherter Gegenstand normalerweise betrachtet wird, sind verschiedene, mehr oder weniger kolliminierte Lichtquellen und ausserdem eine diffuse Hintergrundbeleuchtung vorhanden, wobei das jeweilige Verhältnis zwischen diesen Beleuchtungsarten von der jeweiligen Umgebung abhängt. Wenn die schmälste Winkelabmessung der Bündelbreite jedes der Paare benachbarter reflektierter Bündel kontrastierender Farben in einem Abstand von 30 cm mindestens 2 Milliradian beträgt, sind die Bündel ausreichend getrennt und diskret, um unter «normalen Beleuchtungsbedingungen» unterschieden werden zu können, d.h., dass der ungeübte Betrachter die reflektierten Bündel leicht orten und unterscheiden kann, indem man einfach die Winkelorientierung des autentisierten oder geschützten Gegenstandes bezüglich seiner Blickrichtung kippt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer integrierten Struktur einer Beglaubigungsvorrichtung, welche mehrere zusammenhängende Bereiche enthält, die jeweils aus einer anderen Beugungsgitterstruktur bestehen. Genauer gesagt besteht der erste Bereich aus einer Beugungsgitterstruktur 400 in Form eines Kreises mit dem Durchmesser W, und der zweite Bereich besteht aus einer Beugungsgitterstruktur 402 in Form eines Rechteckes, welches die Struktur 400 des ersten Bereiches umgibt und eine schmälste Abmessung hat, die grösser als W ist. Erste Ausführungsbeispiele für die Gitterstrukturen 400 und 402 sind in Fig. 4a dargestellt und zweite Ausführungsformen der Gitterstrukturen 400 und 402 in Fig. 4b. Bei den Ausführungsbeispielen, die in Fig. 4a dargestellt sind, haben die beiden Gitterstrukturen 400 und 402 rechteckige Profile und bilden subtraktive Beugungsfarbfilter ähnlich der Gitterstruktur 300. Die Gitterstruktur 400 gemäss Fig. 4a hat einen bestimmten Strichabstand d und eine bestimmte physische Amplitude Ai, während die Gitterstruktur 402 gemäss Fig. 4a den gleichen Strichabstand d wie die Gitterstruktur 400 hat, jedoch eine physische Amplitude Ai aufweist, die von Ai verschieden ist. Da die Gitterstruktur 402 an die Gitterstruktur 400 anstösst, können die nullte Beugungsordnung der beiden Gitterstrukturen 400 und 402 für einen Betrachter gleichzeitig sichtbar sein. Da ausserdem auch der Strichabstand d für die beiden Gitterstrukturen 400 und 402 der gleiche ist,

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

661 602

kann auch die erste Beugungsordnung der Gitterstrukturen 400 und 402 gemäss Fig. 4a für den Betrachter gleichzeitig sichtbar sein. Die Winkelorientierung der Beglaubigungsvorrichtung bezüglich der Blickrichtung des Betrachters ist jedoch verschieden, je nachdem ob der Betrachter gleichzeitig die jeweiligen ersten Beugungsordnungen oder die jeweiligen nullten Beugungsordnungen sieht.

Bei den in Fig. 4b dargestellten Ausführungsbeispielen haben sowohl die Gitterstruktur 400 des ersten Bereichs als auch die Gitterstruktur 402 des zweiten Bereichs sinusförmige Gitterprofile mit dergleichen physischen Amplitude A. Der Strichabstand di der Gitterstruktur 400 gemäss Fig. 4b ist jedoch vom Gitterabstand ài der Gitterstruktur 402 von Fig. 4b verschieden. Bekanntlich ist der Arcus Sinus des Beugungswinkels eines Beugungsgitters gleich dem Verhältnis von Wellenlänge zu Strichabstand. Die in Fig. 4b dargestellten Gitterstrukturen 400 und 402 werden daher jeweils bei Beleuchtung mit polychromatischem Licht höhere Beugungsordnungen liefern, in denen das polychromatische Licht winkelmässig in die enthaltenen Spektralfarben aufgespalten ist. Da jedoch die Strichabstände di und d2 der Beugungsgitterstrukturen 400 und 402 gemäss Fig. 4b voneinander verschieden sind, können bestimmte verschiedene Spektralfarben beim gleichen vorgegebenen Winkel der ersten Beugungsordnung für die jeweiligen Bereiche 1 und 2 (bei den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 4b) erhalten werden, wenn man die jeweiligen Werte der Strichabstände di und d2 richtig wählt. Wenn beispielsweise der Strichabstand di der Beugungsgitterstruktur 400 gemäss Fig. 4b gleich nur etwa 82% des Strichabstandes d2 der Beugungsgitterstruktur 402 gemäss Fig. 4b gemacht wird, so wird die Beugungsgitterstruktur 400 ein reflektiertes Bündel grünen Lichts (Wellenlänge 530 nm) und die Beugungsgitterstruktur 402 ein reflektiertes Bündel komplementären roten Lichtes (650 nm) beim gleichen Beugungswinkel der ersten Beugungsordnung liefern. Ein Betrachter, der den ersten und den zweiten Bereich unter diesem bestimmten Beugungswinkel betrachtet, wird daher gleichzeitig einen grünen ersten Bereich und einen roten zweiten Bereich sehen. Wenn man ferner die Bereiche 1 und 2 gemäss Fig. 4 unter etwas anderen Winkeln betrachtet, werden die jeweiligen Farben der

Bereiche 1 und 2 nicht länger grün bzw. rot sein, aber immer noch im wesentlichen kontrastierende Farben in der ganzen räumlichen Überschneidung der jeweiligen Dispersionsspektra der Gitterstrukturen 400 und 402 gemäss Fig. 4b s infolge der Unterschiede der Werte di und d2.

Es ist wünschenswert, dass die reflektierten Bündel von den Bereichen 1 und 2 der Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 4b so hell wie möglich sind. Die physische Amplitude A der Gitterstrukturen 400 und 402 in Fig. 4b hat daher vor-lo zugsweise einen Wert, welcher ein Minimum des Betrages an Licht ergibt, welches in der jeweiligen nullten Beugungsordnung verbleibt, so dass ein Maximum an Licht resultiert, welches in die reflektierten Bündel höherer Beugungsordnungen gebeugt wird. Es ist ausserdem zur Maximierung des 15 Betrages des Lichtes, das in die jeweiligen Bündel erster Beugungsordnung gebeut wird, wünschenswert, dass die Beugungsgitterstruktur 400 und 402 gemäss Fig. 4b beide feingeteilte Beugungsgitter (s. oben) sind, so dass das Auftreten von höheren Beugungsordnungen als der ersten Beugungsordnung verhindert wird. Hinsichtlich der Maximierung der Helligkeit der ersten Beugungsordnung von Gitterstrukturen 400 und 402 gemäss 4b sei auf die Lehren der erwähnten US-PSen 3 961 836 und 4 062 628 verwiesen.

Bei den Vorrichtungen gemäss Fig. 2a und 2b kann das transparente Material 208 farblos sein oder alternativ einen Farbstoff enthalten, der als absorbierendes subtraktives Farbfilter wirkt, welches in Reihe mit den reflektierten Bündeln von der Beugungsgitterstruktur 206 angeordnet ist. Der Farbstoff sollte insbesondere eine spektrale Transmissionscharakteristik haben, welche die Farbselektivität der reflektierten Bündel von der Beugungsgitterstruktur 206 erhöht. Ausserdem erhöht das Vorhandensein eines Farbstoffes im transparenten Material 208 das Verhältnis von Nutzsignal zu Störsignal, indem der Glanz durch spiegelnde Reflexion von der metallisierten Beugungsgitterstruktur 206 verringert wird.

Ausserdem sind das Transparentmaterial 208 und/oder andere Komponenten der Beglaubigungsvorrichtung für eine Dotierung mit Spuren von Stoffen oder Chemikalien (z.B. magnetischen, radioaktiven usw.) geeignet, die eine aufwendige Analyse durch einen Experten ermöglichen.

25

30

35

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims

661 602

PATENTANSPRÜCHE

1. Kennzeichnungsvorrichtung ( 102) zur Markierung eines damit versehenen blattförmigen Gegenstandes (100), gekennzeichnet durch ein Substrat (200) mit einer reflektierenden Beugungsgitterstruktur (206), die als Reliefmuster ausgebildet und an mindestens einem Bereich einer sichtbaren Fläche des Substrates angeordnet ist, und ein transparentes Material (208) mit vorgegebenem Brechungsindex, welches die reflektierende Beugungsgitterstruktur ausfüllt und bedeckt, wobei die Parameter Gitterprofil, physische Amplitude (A) und Gitterlinienfrequenz (d) der das Reliefmuster bildenden Beugungsgitterstruktur so bemessen sind, dass die Beugungsgitterstruktur polychromatisches beleuchtendes Licht, das auf sie fällt, in mindestens ein Paar benachbarter, getrennter und unterschiedlicher reflektierender Bündel kontrastierender Farben aufspaltet, wobei die Grösse der schmälsten Winkelabmessung der Breite jedes dieser Bündel in einem Abstand von 30 cm mindestens zwei Milli-radian beträgt und wobei das transparente Material mit der sichtbaren Fläche des Substrats so verbunden ist, dass das transparente Material von der Beugungsgitterstruktur nicht entfernt werden kann, ohne diese praktisch zu zerstören.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material (208) einen Brechungsindex hat, der grösser als 1 ist, und dass die Parameter Gitterprofil, physische Amplitude (A) und Gitterlinienfrequenz (d) des die Beugungsgitterstruktur bildenden Reliefmusters in Verbindung mit dem Brechungsindex des transparenten Materials so gewählt sind, dass die Beugungsgitterstruktur als subtraktives Beugungsfilter mit vorgegebener Übertragungsfunktionscharakteristik arbeitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material (208) einen Brechungsindex hat, der grösser als 1 ist, und dass das Reliefmuster (Fig. 3) ein Rechteckprofil sowie eine physische Amplitude (A) und Gitterlinienfrequenz (d) hat, die in Verbindung mit dem Brechungsindex des transparenten Materials so gewählt sind, dass die Struktur einen Teil des beleuchtenden polychromatischen Lichtes über mindestens einen bestimmten, durch die Gitterlinienfrequenz bestimmten Winkel beugt, um als vorgegebene Funktion der Wellenlänge des Wellenlängenspektrums des polychromatischen Lichts einen bestimmten Anteil jeder Spektralkomponente des polychromatischen beleuchtenden Lichtes unterschiedlich in höhere Beugungsordnungen als die nullte Ordnung zu übertragen und im wesentlichen den ganzen Rest des beleuchtenden polychromatischen Lichtes in die nullte Beugungsordnung zu übertragen, wobei der bestimmte Winkel ausreicht, um reflektierte Bündel der nullten Ordnung und höherer Beugungsordnungen zu erzeugen, die getrennt und voneinander unterscheidbar sind, und wobei die Farbe des reflektierten Bündels der nullten Ordnung das Komplement der Farbe einer Kombination aller gebeugten Bündel mit Ordnungen höher als null ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungsgitterstruktur ein feingeteiltes Strichgitter enthält, welches das beleuchtende polychromatische Licht über einen vorgegebenen Winkel beugt, der gross genug ist, um die Anzahl der höheren Beugungsordnungen auf ausschliesslich die erste Beugungsordnung zu begrenzen und die Farbe des reflektierten Bündels der nullten Ordnung daher das Komplement der Farbe des reflektierten Bündels der ersten Beugungsordnung ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reliefmuster mindestens einen ersten und einen zweiten Bereich, die aneinander angrenzen, enthält; dass der erste Bereich ein erstes Beugungsgitter (400) mit vorgegebenen ersten Parametern Gitterprofil, physische Amplitude und Gitterkonstante enthält und dass der zweite Bereich ein zweites Beugungsgitter (402) mit vorgegebenen zweiten Parametern Gitterprofil, physische Amplitude und Gitterkonstante enthält, wobei mindestens einer der vorgegebenen zweiten Parameter (A2, d2) des zweiten Beugungsgitters vom entsprechenden der vorgegebenen ersten Parameter (Ai, di) des ersten Beugungsgitters verschieden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Gitterprofil rechteckig sind (Fig. 4a);

dass die erste und die zweite Gitterkonstante (d) im wesentlichen identisch sind;

dass die erste physische Amplitude (Ai) einen solchen vorgegebenen ersten Wert hat, dass das erste Beugungsgitter in Kombination mit dem vorgegebenen Brechungsindex als subtraktives Beugungsfilter arbeitet, welches ein reflektiertes Bündel nullter Ordnung mit einer ersten Farbe und ein reflektiertes Bündel erster Ordnung mit einer zweiten Farbe liefert und dass die zweite physische Amplitude (A2) einen solchen, sich vom vorgegebenen ersten Wert unterscheidenden, vorgegebenen zweiten Wert hat, dass das zweite Gitter in Verbindung mit dem vorgegebenen Brechungsindex als subtraktives Beugungsfilter arbeitet, welches ein reflektiertes Bündel nullter Ordnung mit einer dritten Farbe, die einen Kontrast mit der ersten Farbe bildet, und ein reflektiertes Bündel erster Ordnung mit einer vierten Farbe, die im Kontrast zur zweiten Farbe steht, liefert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Beugungsgitter feingeteilte Strichgitter sind, welche das beleuchtende polychromatische Licht über einen vorgegebenen Winkel beugen, der gross genug ist, um die Anzahl der reflektierten Bündel höherer Beugungsordnungen auf ausschliesslich das reflektierte Bündel der ersten Ordnung zu begrenzen, und dass der vorgegebene erste und der vorgegebene zweite Wert der ersten bzw. zweiten physischen Amplitude so gewählt sind, dass die dritte Farbe das Komplement der ersten Farbe und die vierte Farbe das Komplement der zweiten Farbe sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material einen Farbstoff enthält, der ein subtraktives Absorptionsfilter bildet, durch das sowohl das beleuchtende polychromatische Licht als auch die reflektierten Bündel fallen, und dass das Farbstoffilter eine vorgegebene wellenlängenabhängige Transmissionscharakteristik hat, die mit der wellenlängenabhängigen Beugungscharakteristik der Beugungsgitterstruktur im Sinne einer Erhöhung der Farbselektivität der kontrastierenden Farben der reflektierten Bündel zusammenzuwirken bestimmt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungsgitterstruktur (Fig. 3) ein rechtek-kiges Profil (Fig. 3a) hat, bei dem die jeweiligen oberen und unteren Flächen (302,304) im wesentlichen ausschliesslich reflektierend sind, während die jeweiligen Seitenflächen (306) des Rechteckprofils im wesentlichen ausschliesslich lichtdurchlässig sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material Spuren von Chemikalien eines Typs enthält, aufgrund derer die Authentizität der Beglaubigungsvorrichtung durch eine kompliziertere Analyse nachgeprüft werden kann.
11. Blattförmiger Gegenstand ( 100) mit einer Kennzeichnungsvorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (200) mit einer Oberfläche des blattförmigen Gegenstandes verbunden ist.
12. Blattförmiger Gegenstand nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungsvorrichtung (102)

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

661 602

weiterhin ein vom erwähnten Substrat beabstandetes weiteres Substrat enthält, welches mit der Ansichtsfläche des flächigen Gegenstandes verbunden ist und eine vorgegebene andere reflektierende Beugungsgitterstruktur aufweist, welche als Reliefmuster ausgebildet und an mindestens einem Bereich einer sichtbaren Fläche des weiteren Substrats angeordnet ist, und ein weiteres transparentes Material, welches die andere reflektierende Beugungsgitterstruktur ausfüllt und bedeckt und einen vorgegebenen Brechungsindex hat, enthält; dass das die andere Beugungsgitterstruktur bildende Reliefmuster vorgegebene Parameter Gitterprofil, physische Amplitude und Gitterstrichfrequenz oder Gitterkonstante aufweist, die so gewählt sind, dass die andere Struktur beleuchtendes polychromatisches Licht, das auf sie fällt, in mindestens ein Paar benachbarter, getrennter und unterschiedlicher reflektierter Bündel kontrastierender Farben aufspaltet, wobei die Grösse der schmälsten Winkelabmessung der Bündelbreite jedes der Bündel von der anderen Beugungsgitterstruktur in einem Abstand von 30 cm mindestens zwei Milliradian beträgt; und dass das andere transparente Material mit der sichtbaren Fläche des anderen Substrats so sicher verbunden ist, dass das andere transparente Material von der anderen Beugungsgitterstruktur ohne deren effektive Zerstörung nicht entfernt werden kann.