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Die
Erfindung betrifft einen Mehrschichtkörper mit einer optisch maschinell
lesbaren Kennung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mehrschichtkörpers sowie
ein Verfahren zum Auslesen einer Information aus einem solchen Mehrschichtkörper.
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Aus
der
EP 0 718 795 A1 ist
ein Informationsstreifen mit optisch codierter Information bekannt. Optische
Markierungen sind auf dem Informationsstreifen in Bit-Zeilen angeordnet,
wobei wenigstens zwei Bit-Zeilen mit identischer Einteilung in gleich große Flächenteile
benötigt
werden. Jedes Flächenteil
ist beispielsweise mit einem optischen Beugungselement belegt. Die
Beugungselemente der einen Bit-Zeile weisen die gleichen Gitterparameter
(Spatialfrequenz, Profilform, Azimut usw.) auf und unterscheiden
sich von den Beugungselementen der benachbarten anderen Bit-Zeile.
Jeweils ein Flächenteil aus
der einen Bitzeile bildet mit dem benachbarten Flächenteil
aus der anderen Bit-Zeile ein Bit-Paar, das ein einzelnes Bit der
Information darstellt. Bei diesem Informationsstreifen läßt sich
nach der Herstellung eine Information einmal einschreiben, wobei bei
dem Einschreiben in einem der beiden Flächenteile des Bit-Paares das
optische Verhalten des Flächenteils
irreversibel verändert
wird.
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Aus
der
EP 0 883 085 A1 ist
bekannt, daß jedes
Flächenteil
eines einzeiligen Informationsstreifens eine Vielzahl von Teilflächen aufweist,
die abwechselnd mit einem von zwei verschiedenen optischen Beugungselementen
aus einer Menge von n Beugungselementen belegt sind. Die Beugungselemente
einer Teilmenge weisen die gleichen Gitterparameter (Spatialfrequenz,
Profilform, Azimut usw.) auf und unterscheiden sich von den Beugungselementen
der übrigen
Teilmengen. Jedes Flächenteil unterscheidet
sich von seinen beiden Nachbarn durch die Auswahl der Beugungselemente
für die Teilflächen. Die
Information dieser Informationsstreifen ist durch die Herstellung
festgelegt und läßt sich nicht
individuell für
jeden Informationsstreifen verändern.
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Aus
der WO 00/62237 A2 ist ein Informationsstreifen mit in zwei Zeilen
angeordneten gleich großen
Rasterelementen bekannt, wobei sich die eine Beugungsstruktur der
einen Zeile von der anderen Beugungsstruktur der anderen Zeile unterscheidet
und die Gitterfurchen der feinen Reliefstrukturen der Beugungsstrukturen
im wesentlichen parallel zu den Zeilen ausgerichtet sind. Jeweils
ein Rasterelement aus der einen Zeile stellt mit dem benachbarten Rasterelement
aus der anderen Zeile ein einzelnes Bit der Information dar. Bei diesem
Informationsstreifen läßt sich
nach der Herstellung eine Information einmal einschreiben, wobei
bei dem Einschreiben in einem der beiden Rasterelemente eines Bits
das optische Verhalten des Rasterelements irreversibel verändert wird.
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Ein
Lesegerät
muß die
Beugungsstrukturen in beiden Zeilen des Informationsstreifens simultan auslesen,
wobei das Lesefeld möglichst
exakt zur Trennlinie zwischen den beiden Beugungsstrukturen auszurichten
ist. Die ertragbare Toleranz beträgt nicht mehr als ±0,5 mm.
Inlays in Plastikkarten oder dergleichen weisen jedoch eine typische
Toleranz von ±1
mm in Bezug auf die Kanten auf.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein maschinenlesbares
individualisierbares Sicherheitselement zu schaffen, das unempfindlich
gegen Toleranzen ist und einen hohen Sicherheitsstandard aufweist,
sowie Verfahren zur Herstellung des Sicherheitselements und zum
Auslesen der in dem Sicherheitselement gespeicherten Information
anzugeben.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem Mehrschichtkörper mit
einer optisch maschinell lesbaren Kennung gelöst, wobei der Mehrschichtkörper mindestens
eine erste Kunststoffschicht mit einer in dieser Schicht abgeformten
mikroskopisch feinen Reliefstrukturen aufweist und die optische
Wirkung der mikroskopisch feinen Reliefstruktur bereichsweise zum
Einschreiben einer Information veränderbar ist, wobei vorgesehen
ist, daß der
Mehrschichtkörper eine
Vielzahl von ersten und zweiten Bereichen aufweist, wobei in den
ersten Bereichen eine mikroskopisch feine erste Reliefstruktur und
in den zweiten Bereichen eine von dieser unterschiedliche, eine
unterschiedliche optische maschinell erfaßbare Wirkung aufweisende mikroskopische
feine zweite Reliefstruktur in die erste Kunststoffschicht abgeformt
ist, daß die
ersten und die zweiten Bereiche im Bereich der optisch maschinell
lesbaren Kennung in Form eines eine erste Information kodierenden
Hintergrundmusters angeordnet sind und daß im Bereich der optisch maschinell
lesbaren Kennung die optische Wirkung der mikroskopisch feinen Reliefstrukturen
in erste und/oder zweite Bereiche zumindest partiell überdeckenden
dritten Bereichen zum Einschreiben eines eine individualisierte
zweite Information codierenden, das Hintergrundmuster überlagernden
individualisierten Codemusters verändert ist. Die Aufgabe wird
weiter mit einem Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers mit
einer optisch maschinell lesbaren Kennung gelöst, wobei der Mehrschichtkörper mindestens
eine erste Kunststoffschicht mit in dieser Schicht abgeformten mikroskopisch
feinen Reliefstrukturen aufweist und die optische Wirkung der mikroskopisch
feinen Reliefstrukturen bereichsweise zum Einschreiben einer Information
veränderbar
ist, wobei vorgesehen ist, daß in
den Mehrschichtkörper eine
optisch maschinell lesbare Kennung in Form eines eine erste Information
codierenden Hintergrundmusters eingebracht wird, wobei in den Mehrschichtkörper eine
Vielzahl von ersten Bereichen mit einer mikroskopisch feinen ersten
Reliefstruktur abgeformt wird und eine Vielzahl von zweiten Bereichen
mit einer von dieser unterschiedlichen, eine unterschiedliche optische
maschinell erfaßbare
Wirkung aufweisenden mikroskopisch feinen zweiten Reliefstruktur abgeformt
wird, wobei die erste und die zweite Reliefstruktur mit einer optisch
wirksamen Reflexionsschicht oder einer optischen Trennschicht versehen werden;
und daß im
Bereich der optisch maschinell lesbaren Kennung die optische Wirkung
der mikroskopisch feinen Reliefstrukturen in erste und/oder zweite
Bereiche zumindest partiell überdeckenden dritten
Bereichen zum Einschreiben eines eine individualisierte zweite Information
kodierenden, das Hintergrundmuster überlagernden individualisierten
Codemusters verändert
wird. Die Aufgabe wird weiter von einem Verfahren zum Auslesen einer
ersten und einer zweiten Information aus einem Mehrschichtkörper mit
einer optisch maschinell lesbaren Kennung gelöst, die eine Vielzahl von ersten
und zweiten Bereichen aufweist, wobei die zweiten Bereiche eine andere
maschinell erfaßbare
optische Wirkung als die ersten Bereiche aufweisen und die ersten
und die zweiten Bereiche im Bereich der optisch maschinell lesbaren
Kennung in Form eines eine aus einer Mustermenge ausgewählte erste
Information kodierenden Hintergrundmusters angeordnet sind, wobei
die Elemente der Mustermenge die gleiche Codestruktur aufweisen
und wobei im Bereich der optisch maschinell lesbaren Kennung erste
und/oder zweite Bereiche zumindest partiell überdeckende dritte Bereiche ein
eine individualisierte zweite Information codierendes, das Hintergrundmuster überlagerndes
individualisiertes Codemuster bilden, dessen optische Wirkung von
der optischen Wirkung der ersten und der zweiten Bereiche verschieden
ist, wobei vorgesehen ist, daß mit
einer optoelektronischen Leseeinrichtung von der ersten Reliefstruktur
ein erstes elektronisches Abbild erzeugt wird, aus dem ein erstes
Signalmuster generiert wird und von der zweiten Reliefstruktur ein
zweites elektronisches Abbild erzeugt wird, aus dem ein zweites
Signalmuster generiert wird; daß das
erste und das zweite Signalmuster entsprechend der Codestruktur
der Mustermenge abschnittsweise integriert werden; daß aus den
integrierten Signalmustern die erste Information bestimmt wird;
und daß durch
betragsweise Addition des ersten und des zweiten Signalmusters die
individualisierte zweite Information bestimmt wird.
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Der
erfindungsgemäße Mehrschichtkörper zeichnet
sich durch seine Unempfindlichkeit gegenüber Lagetoleranzen beim Aufbringen
auf ein Trägersubstrat,
wie beispielsweise eine Ausweiskarte, sowie eine hohe Sicherheit
gegen Nachahmung und/oder Manipulation der abgespeicherten Information
aus. Der Mehrschichtkörper
weist ein optisch lesbares Hintergrundmuster auf, das die erste
Information codiert, die beispielsweise ein Sicherheitsmerkmal und/oder
Herkunftsmerkmal und/oder Klassifikationsmerkmal bilden kann. Die
individualisierte zweite Information ist auf dem Hintergrundmuster
angeordnet, wobei die zweite Information durch Bereiche repräsentiert
ist, in denen das Hintergrundmuster verändert ist. Dadurch wird die
Nachahmung des individualisierten Codemusters sehr erschwert, weil zugleich
auch das Hintergrundmuster nachgeahmt werden muß und darüber hinaus die Anordnung des individualisierten
Codemusters auf dem Hintergrundmuster nachgeahmt werden muß.
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Das
Einbringen des Hintergrundmusters kann bei der Herstellung des Mehrschichtkörpers erfolgen.
Es ist so ausgebildet, daß es
keinen zusätzlichen
Fertigungsaufwand hervorruft und darüber hinaus keine zusätzlichen
Vorrichtungen erfordert. Die mikroskopisch feinen Reliefstrukturen
können
durch bekannte Verfahren, wie das Heißprägen oder das Abformen in UV-härtbaren Lack, in den Mehrschichtkörper registergenau
eingebracht werden. Es handelt sich dabei um kostengünstige Fertigungsverfahren, wenn
große
Stückzahlen
hergestellt werden, was durch die fertigungsseitige Trennung der
Herstellung des Hintergrundmusters und des individualisierten Codemusters
ermöglich
ist. So sind eine potentiell hohe Sicherheit und ein sehr kostengünstig individalisierbarer
Code gegeben. Dies steht im Gegensatz zu bekannten Hochsicherheits-Systemen,
die typischerweise sehr kostenaufwändig und schwierig für eine Massenfertigung
sind. Bei dem Mehrschichtkörper
kann es sich auch um einen Folienkörper handeln, in den weitere
Sicherheitsmerkmale und/oder dekorative Elemente abgeformt sind,
die auf diese Weise im Register mit den vorgenannten Reliefstrukturen
sind.
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Die
optische Wirkung der mikroskopisch feinen Reliefstruktur kann durch Änderung
der Reliefstruktur selbst (zum Beispiel durch Laser-Ablation) oder
durch Änderung
der mit der Reliefstruktur optisch zusammenwirkenden Schichten,
wie weiter unten beschrieben, oder der die Relifstruktur aufweisenden
Schicht verändert
werden (z.B. durch eine thermochrome Farbe in der Prägeschicht),
oder die unterliegenden Schichten werden verändert (z.B. der Brechzahl angepaßt), d.h. Überziehen
der Oberfläche
mit einem transparenten Kunststoff vor dem Aufbringen einer metallischen
oder dielektrischen Schicht, so daß das Gitter gewissermaßen gelöscht ist.
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Das
vorgeschlagene Verfahren zum Auslesen der in dem erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper gespeicherten
Informationen ermöglicht
auf einfache Weise die parallele Ausgabe der ersten und der zweiten
Information, indem vorgeschlagen wird, die erste Information aus
der zweiten Information mathematisch zu rekonstruieren und dazu
Zusatzinformationen aus der mathematischen Menge der vorgesehenen
Hintergrundinformationen zu erhalten. Es kann also beispielsweise
vorgesehen sein, daß die mathematische
Menge der Hintergrundinformationen nicht alle mathematisch möglichen
Kombinationen umfaßt.
Eine solche Zusatzinformation stellt einen weiteren Sicherheitslevel
dar, der durch bloße
Nachahmung des Herstellungsprinzips des Mehrschichtkörpers nicht überwindbar
ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
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Es
kann vorgesehen sein, daß die
Reliefstrukturen in den ersten und zweiten Bereichen mit einer optisch
wirksamen Reflexionsschicht oder einer optischen Trennschicht ausgebildet
sind. Bei der optisch wirksamen Reflexionsschicht kann es sich um eine
reflektierende Schicht oder ein reflektierendes Schichtsystem handeln,
die aus Metall, Halbleiter oder Dielektrikum ausgebildet sein können. Auch Flüssigkristall-Schichten
können
vorgesehen sein, insbesondere cholesterische Flüssigkristall-Schichten. Weiter
können
pigmentierte Lackschichten oder Lackschichten mit organischen Farben
vorgesehen sein. Es kann sich bei der Reflexion auch um Totalreflexion handeln,
die an der Grenzschicht zwischen zwei Schichten mit unterschiedlichen
optischen Brechzahlen zu beobachten ist, oder die Beschichtungssysteme
sind nur durch (Polarisations-)Filter sichtbar.
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Weiter
kann vorgesehen sein, daß die
optisch wirksame Reflexionsschicht oder die optische Trennschicht
von einer Schutzschicht bedeckt ist, die einen thermochromen Farbstoff
aufweist. Der thermochrome Farbstoff kann durch thermische Einwirkung
dauerhaft seine Farbe ändern,
wobei der Farbwechsel mit einem Wechsel der Transparenz der Schutzschicht
einhergehen kann.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, daß in
einem Bereich, der ein Bit des individualisierten Codemusters mit
dem Wert „1" repräsentiert,
die Reflexionsschicht oder die optische Trennschicht entfernt oder
optisch verändert
ist oder von einer opaken Schicht überdeckt ist oder die Reliefstruktur verändert ist.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Schicht unter der Reliefstruktur
verändert
ist, z.B. durch Aufbringen einer brechzahlangepaßten Schicht vor dem Aufbringen
der metallischen oder dielektrischen Schicht oder durch Veränderung
der Kleberschicht.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, daß in
einem Bereich, der ein Bit des individualisierten Codemusters mit
dem Wert „0" repräsentiert,
die Reflexionsschicht oder die optische Trennschicht entfernt oder
verändert
ist oder von einer opaken Schicht überdeckt ist oder die Reliefstruktur
verändert
ist. Auf diese Weise kann der Mehrschichtkörper besonders gut den Einsatzbedingungen
bzw. dem Verwendungszweck angepaßt werden. Bei Codes, die eine Vielzahl
von aufeinanderfolgenden gleichen Bits aufweisen, ist das Hintergrundmuster
auch durch ein unbewaffnetes Auge erkennbar. Weil das Hintergrundmuster
nun entweder in „0"-Bereichen oder in „1"-Bereichen erkennbar
sein kann, kann das individualisierte Codemuster immer so ausgeführt werden,
daß das
Hintergrundmuster gut erkennbar ist.
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Das
Einbringen des individualisierten Codemusters kann an verschiedenen
Orten vorgesehen sein. Seriennummern können beispielsweise beim Hersteller
eingebracht werden oder bei einer zentralen Stelle, beispielsweise
bei einer zentralen Paßausgabestelle.
Das individualisierte Codemuster kann aber auch an dezentralen Ausgabestellen
eingebracht werden, beispielsweise in Botschaften. Bei dem individualisierten
Codemuster kann es sich auch um ein zusammengesetztes Codemuster
handeln, das beispielsweise eine Produktionsnummer, die bei der
Herstellung eingebracht wird, einen Landescode oder einen Jahrescode,
der bei der zentralen Paßausgabestelle
eingebracht wird sowie eine Paßnummer,
die bei der dezentralen Ausgabestelle eingebracht wird, umfaßt. Dabei
kann der Eindruck erweckt sein, daß das individualisierte Codemuster
in einem Arbeitsschritt eingebracht wurde.
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Weiter
kann vorgesehen sein, daß einem ersten
und/oder zweiten Bereich des eine erste Information kodierenden
Hintergrundmusters eine Vielzahl von dritten Bereichen des eine
individualisierte zweite Information kodierenden individualisierten
Codemusters zugeordnet ist. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, daß das Hintergrundmuster
auch nach dem Aufbringen des individualisierten Codemusters erkennbar
und auswertbar ist. Es ist auch möglich, daß die Daten durch mehr als
zwei Zustände
dargestellt werden. Der Reflexionsgrad oder der Transmissionsgrad
einer Schicht kann beispielsweise fünf Werte (0%, 25%, 50%, 75%
und 100%) darstellen und/oder die Polarisation gebeugten Lichtes
kann eine von vier unterschiedlichen Richtungen aufweisen (0°, 33°, 66,6° und 90°) und/oder
die relativen Stärken
der verschiedenen spektralen Regionen des gebeugten Lichtes, gemessen
zum Beispiel mit einem farbempfindlichen CCD-Sensor, können eine
Information darstellen. Dies ermöglicht
eine höhere
Informationsdichte, denn anstatt der beiden Binärwerte 0 und 1 können so
beispielsweise hexadezimale Werte dargestellt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind auf die Art des individualisierten
Codemusters gerichtet.
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Es
kann vorgesehen sein, daß es
sich bei dem individualisierten Codemuster um einen eindimensionalen
Barcode handelt. Barcodes sind insbesondere zur Kennzeichnung von
Waren weit verbreitet. Sie erzeugen bei dem Betrachter den Eindruck, daß der Code
in einer Abfolge unterschiedlich breiter Balken abgelegt ist.
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Weiter
kann vorgesehen sein, daß es
sich bei dem individualisierten Codemuster um einen zweidimensionalen
Barcode handelt. Auch bei dem zweidimensionalen Barcode handelt
es sich um einen häufig
verwendeten Code.
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Weil
es sich bei den individualisierten Codemustern um bekannte Codemuster
handelt, wird der Hintergrundcode zunächst als ein optisches Gestaltungsmittel
wahrgenommen und ist damit der breiten öffentlichen Wahrnehmung entzogen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind auf die Ausbildung der Reliefstrukturen
gerichtet.
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Es
kann vorgesehen sein, daß die
erste und die zweite Reliefstruktur asymmetrische Reliefstrukturen
sind. Bei den asymmetrischen Reliefstrukturen handelt es sich um
periodische Strukturen mit zwei Flanken unterschiedlicher Steilheit
bzw. Neigung. Einfallendes Licht wird deshalb bevorzugt in eine Richtung
abgelenkt. Wenn die Periodenlänge
der Reliefstruktur in der Größenordnung
der Wellenlänge bzw.
der mittleren Wellenlänge
ist, wird das Licht an der Reliefstruktur gebeugt. Es kann sich
beispielsweise um ein Blazegitter handeln, das durch den Gitterlinienabstand
und den Blazewinkel, unter dem die Gitterelemente geneigt sind,
charakterisiert ist. Blazegitter lenken möglichst viel Licht in eine
bestimmte Beugungsordnung und erzeugen daher besonders helle Beugungsbilder.
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Es
kann vorgesehen sein, daß die
erste und die zweite Reliefstruktur einen unterschiedlichen k-Vektor
aufweist.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, daß sich
die Richtung des k-Vektors der ersten Reliefstruktur von der Richtung
des k-Vektors der zweiten Reliefstruktur um 180° unterscheidet. Dabei kann vorgesehen
sein, daß der
Betrag des k-Vektors gleich ist, d.h. es sich um zwei identische
Reliefstrukturen handelt, die um 180° gegeneinander gedreht sind.
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß die
erste und die zweite Reliefstruktur eine unterschiedliche Gitterperiode
aufweisen.
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Weiter
kann vorgesehen sein, daß die
erste und die zweite Reliefstruktur eine unterschiedliche Gitterform
aufweisen. Vorteilhafterweise kann es sich um Reliefstrukturen handeln,
die mit einer anisotropen Mattstruktur kombiniert sind. Es kann
sich beispielsweise bei der ersten Reliefstruktur um die Mattstruktur
handeln, die mit einem Polarisationsgitter für 0° kombiniert ist und bei der
zweiten Reliefstruktur um die Mattstruktur handeln, die mit einem
Polarisationsgitter für
90° kombiniert
ist.
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß die
erste und die zweite Reliefstruktur eine unterschiedliche Gittertiefe
aufweisen.
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Mit
den vorstehend beschriebenen Ausführungen können die erste und die zweite
Reliefstruktur so ausgebildet werden, daß sie deutlich unterscheidbare
optische Effekte ausbilden, insbesondere bei schräg einfallendem
Licht. Es kann sich dabei sowohl um Änderungen der Helligkeit bzw.
Intensität
des von der Reliefstruktur abgelenkten Lichtes handeln als auch
um Farbeffekte, wenn die Reliefstruktur mit polychromatischem Licht
beleuchtet wird, beispielsweise mit Tageslicht.
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Weiter
kann vorgesehen sein, daß die
erste und die zweite Reliefstruktur einen durch Streuung und/oder
Reflexion hervorgerufenen unterschiedlichen Polarisationseffekt
aufweisen. Polarisiertes Licht kann mittels Anordnungen von einem
oder mehreren Polarisationsfiltern beeinflußt und/oder nachgewiesen werden.
Es kann also vorgesehen sein, daß von der einen Reliefstruktur
polarisiertes Licht die Anordnung ungehindert durchdringt und von
der anderen Reliefstruktur polarisiertes Licht abgeschwächt wird.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Reliefstrukturen mit
polarisiertem Licht beleuchtet werden und dabei beispielsweise die
Polarisationsebene drehen. Zur Auswertung kann die vorstehend genannte
Anordnung aus einem oder mehreren Polarisationsfiltern vorgesehen
sein.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die erste
und die zweite Reliefstruktur als Hologramm oder KINEGRAM® ausgebildet
sind. Diese Ausführung
kann bevorzugt sein, um das individualisierte Codemuster in ein
Schmuckelement einzubetten oder um das Hintergrundmuster besonders
fälschungssicher
auszubilden. Weiter vorteilhaft kann sein, daß jeder Abschnitt des Hologramms
oder KINEGRAM® nahezu
die Gesamtinformation wiedergibt.
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß die
ersten und zweiten Bereiche ein graphisches Muster bilden oder Teil
eines graphischen Musters sind.
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Weitere
Ausgestaltungen sind auf das Verfahren zum Einschreiben des individualisierten
Codemusters in den Mehrschichtkörper
gerichtet.
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Es
kann vorgesehen sein, daß das
individualisierte Codemuster durch thermische Einwirkung gebildet
wird, wobei die Reflexionsschicht oder die optische Trennschicht
entfernt oder in ihrer optischen Wirkung verändert wird oder die Reliefstruktur
verändert
wird oder ein thermochromer Farbstoff der Schutzschicht aktiviert
wird.
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Es
kann auch vorgesehen sein, ein sogenanntes PCI (Polycarbonate Insert)
mit einem individualisierten Codemuster zu versehen. Insbesondere kann
das KINEGRAM® für die PCI-Variante
eine sehr filigrane Natur haben, mindestens in den Bereichen, die
individualisiert werden, z.B. mit einer Photographie oder mit Daten,
wie dem Namen und Verfallsdatum. In diesen Bereichen – nur 10%
bis 50% des KINEGRAM® sind optisch aktiv (d.h.
sie weisen ein Gitter auf) – und
in diesen aktiven Bereichen und nur in diesen aktiven Bereichen,
befindet sich eine metallische Schicht für die diffraktiven Strukturen.
Folglich ist das KINEGRAM® vollständig lichtdurchlässig (d.h.,
das KINEGRAM® ist
völlig
unsichtbar) in 50% bis 90% der Kartenfläche, und in diesem Bereich kann
ein Laser leicht das Photo und die Daten personalisieren. Es kann
folglich vorgesehen sein, daß die Personalisierung
unter dem KINEGRAM® und seinem Foliensystem
(einschließlich
der Kleberschicht) stattfindet.
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Es
kann folgender Aufbau vorgesehen sein:
- – Laser
- – Luft
- – Schutzschichten
auf der PCl-Card
- – KINEGRAM® mit
Metall in 10 bis 50% der Oberfläche,
z.B. als dünne
Linie oder Punktmuster
- – Kleberschicht
- – Personalisierungsschicht,
die durch den Laser schwärzbar
ist.
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In
anderen Ausbildungen kann vorgesehen sein, daß das individualisierte Codemuster
durch Aufdrucken einer opaken Schicht gebildet wird.
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Es
kann auch vorgesehen sein, daß das
individualisierte Codemuster dadurch gebildet wird, daß in den
nicht dem individualisierten Codemuster zugeordneten Bereichen der
optisch maschinell lesbaren Kennung die Reflexionsschicht durch
thermische Einwirkung entfernt oder in ihrer optischen Wirkung verändert wird
oder die Reliefstruktur verändert
wird oder ein thermochromer Farbstoff der Schutzschicht aktiviert
wird oder die transparente Schutzschicht in eine opake Schutzschicht überführt wird.
Bei der transparenten Schutzschicht kann es sich beispielsweise
um eine laser-sensitive Polycarbonat-Schutzschicht handeln, die über einer
metallisierten oder mit HRI versehenen diftraktiven Schicht angeordnet
ist. Zur Durchführung
dieses Verfahrensschritts können Laser
verwendet werden, wobei durch Wahl der Laserart und Einstellung
der Laserparameter dauerhafte Veränderungen in einer Schicht
vorgenommen werden können,
die durch eine oder mehrere Schichten überdeckt ist. Das individualisierte
Codemuster ist deshalb gegen Beschädigung und gegen Verfälschung
gut geschützt.
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Es
kann vorgesehen sein, daß auf
nicht dem individualisierten Codemuster zugeordnete Bereiche der
optisch maschinell lesbaren Kennung eine opake Schicht aufgedruckt
wird. Ein solcher Aufdruck kann beispielsweise für Randbereiche des Mehrschichtkörpers vorgesehen
sein. Es können
auch Markierungen aufgedruckt werden, an denen ein Lesegerät ausrichtbar
ist.
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Weiter
kann vorgesehen sein, daß das
individualisierte Codemuster eine Information bereitstellt, die
aus einer individualisierten Information und aus einem aus der individualisierten
Information berechneten Prüfcode
gebildet ist. Der Prüfcode
kann zum einen dazu dienen, Lesefehler zu erkennen und gegebenenfalls
zu korrigieren. Er kann aber auch vorgesehen sein, um nachträgliche Änderungen
des individualisierten Codemusters festzustellen.
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Weiter
kann vorgesehen sein, daß das
individualisierte Codemuster mit einem Start- und/oder Stop-Abschnitt
versehen wird. Der Start- und/oder Stop-Abschnitt kann für alle individualisierten Codemuster
gleich ausgeführt
sein, um beispielsweise Korrekturdaten für ein Lesegerät bereitzustellen.
Es kann auch vorgesehen sein, eine Abgrenzungs-Sequenz zu Synchronisationszwecken
in das Codemuster einzubringen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die erste
Information zur Charakterisierung eines Sicherheitsdokuments verwendet wird.
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Es
kann vorgesehen sein, daß die
erste Information die Art und/oder den Verwendungszweck und/oder
die Herkunft des Sicherheitsdokuments umfaßt.
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Weitere
Ausgestaltungen sind auf das Verfahren zum Auslesen der Informationen
gerichtet.
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Es
kann vorgesehen sein, daß der
Mehrschichtkörper
von einer Lichtquelle beleuchtet wird, und daß das erste und das zweite
Signalmuster mit zwei beidseitig des Mehrschichtkörpers angeordneten
Sensorzeilen oder Sensorarrays bestimmt werden. Es kann sich beispielsweise
um eine Lichtquelle handeln, die zentral über dem Mehrschichtkörper angeordnet
ist und deren Strahlen durch die Reliefstrukturen des Mehrschichtkörpers so
abgelenkt wird, daß es
in Richtung auf die beidseitig des Mehrschichtkörpers angeordneten Sensorzeilen
oder Sensorarrays abgelenkt wird. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß jedem
Abschnitt des Mehrschichtkörpers,
der ein Bit verkörpert,
mehr als ein Sensorpixel zugeordnet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise
durch Mittelwertbildung ein verläßliches
Sensorsignal erzeugt werden. Es können beispielsweise 8 Sensorpixel
pro Bit vorgesehen sein.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, daß der Mehrschichtkörper von
zwei beidseitig des Mehrschichtkörpers
angeordneten Lichtquellen beleuchtet wird, und daß das erste
und das zweite Signalmuster mit einer über dem Mehrschichtkörper angeordneten Sensorzeile
oder einem Sensorarray bestimmt werden, wobei die beiden Lichtquellen
alternierend in Betrieb gesetzt werden. In einer vorteilhaften Ausbildung
kann vorgesehen sein, daß die
eine Lichtquelle rotes Licht ausstrahlt und die andere Lichtquelle
blaues Licht ausstrahlt, wobei das erste Signalmuster beispielsweise
in die –1.
Ordnung beugt und das zweite Signalmuster in die +1. Ordnung beugt
und beide Lichtquellen die beiden Signalmuster gleichzeitig beleuchten.
Eine einzige Messung ergibt sowohl die +1-Information als auch die –1-Information.
Die –1-Information
ist in dem Rot-Kanal
des Bildes enthalten, während
die +1-Information in dem Blau-Kanal enthalten ist. Folglich enthält ein Bild
(z.B. JPEG) die –1-Information
und die +1-Information gleichzeitig. Es können auch zwei Polarisationszustände mit
einem Bild gemessen werden (Rot kann die S-Polarisations-Information
enthalten, während
Blau die P-Polarisations-Information enthalten kann).
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen
unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft verdeutlicht.
Es zeigen
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1a eine
Informationsspur eines streifenförmigen
Sicherheitselements nach dem Stand der Technik;
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1b Diagramme
der von einem Lesegerät
erzeugten Ausgangssignale anhand der Informationsspur in 1a;
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2 eine
Prinzipdarstellung eines Lesegerätes;
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3a eine
unbeschriebene Informationsspur eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements;
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3b Diagramme
der von dem Lesegerät in 2 erzeugten
Ausgangssignale der Informationsspur in 3a;
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4a eine
individualisierte Informationsspur in 3a;
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4b Diagramme
der von dem Lesegerät in 2 erzeugten
Ausgangssignale der individualisierten Informationsspur in 4a;
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5a eine
unbeschriebene Informationsspur eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements;
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5b eine
individualisierte Informationsspur in 5a;
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6a eine
unbeschriebene zweidimensionale Informationsspur eines dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements;
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6b eine
individualisierte Informationsspur in 6a;
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7a ein
Lesegerät
zum Auslesen der Informationsspur in 6b mit
Beleuchtung von rechts;
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7b die
wie in 7a beleuchtete Informationsspur
in 6b in der Draufsicht;
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8a das
Lesegerät
in 7a mit Beleuchtung von links;
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8b die
wie in 8a beleuchtete Informationsspur
in 6b in der Draufsicht;
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9a ein
photographisches Abbild eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in
der Vorderansicht;
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9b ein
photographisches Abbild eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in
der Rückansicht;
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10a, b Ausführungsbeispiele
für holographische
Hintergrundmuster.
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Die 1a zeigt
eine Informationsspur 10t eines Sicherheitselements nach
dem Stand der Technik. Wie in 1a zu
erkennen, ist die Informationsspur 11t in gleichmäßig große Bitabschnitte 1t bis 6t unterteilt,
die jeweils 1 Bit eines Binärcodes
repräsentierten.
Jeder Bitabschnitt 1t bis 6t ist weiter in zwei
gleich große
benachbarte Bereiche A und B unterteilt, die zwei benachbarte Reihen
in Erstreckungsrichtung der Informationsspur 10t bilden.
Die Oberflächen
der Bereiche A und B sind mit unterschiedlicher asymmetrischer Reliefstruktur
ausgebildet. Es handelt sich dabei um nicht-holografische asymmetrische
diffraktive Reliefstrukturen A und B, welche auftreffendes Licht
in eine spezifische von Null verschiedene Ordnung ablenken, die
sich in ihrem k-Vektor voneinander unterscheiden. Die Richtung des
k-Vektors der Reliefstruktur A kann beispielsweise 0° sein und
die Richtung des k-Vektors der Reliefstruktur B kann beispielsweise
180° sein. Der
Betrag der beiden k-Vektoren kann gleich sein. Dabei kann die Reliefstruktur
A den Binärwert „0" und die Reliefstruktur
B den Binärwert „1" repräsentieren. Die
Reliefstrukturen A und B sind mit einer Reflexionsschicht versehen,
beispielsweise mit einer metallischen Schicht.
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Zum
Einschreiben einer Information in die Informationsspur 10t wird
entweder die Reliefstruktur A oder die Reliefstruktur B der Bitabschnitte 1t bis 6t entfernt,
beispielsweise durch Laser-Ablation, oder mit einer nicht oder schlecht
reflektierenden Schicht überdeckt,
beispielsweise durch Aufdrucken einer Farbschicht. In dem Fall,
daß das
Sicherheitselement als Einlage ausgebildet ist, kann die Information
auch durch Schwärzen
ausgewählter
Bereiche einer transparenten Deckschicht eingeschrieben werden,
zum Beispiel mit einem Laser. Zum Einschreiben einer „0" in einen Bitabschnitt
wird deshalb die Reliefstruktur B des Bitabschnitts entfernt oder
abgedeckt. Das Einschreiben der Information wird typischerweise
nach dem Aufbringen des OVD auf ein Substrat durchgeführt. Im
einzelnen kann Laser-Ablation
- – das Metall
verdampfen unter Zurücklassen
eines transparenten Bereiches,
- – das
Metall und das Foliensystem verdampfen oder
- – das
Metall und das Foliensystem verdampfen und das Substrat deformieren – ähnlich wie
bei der Swiss ID-Card, oder
- – das
OVD, das Foliensystem und das Substrat verdampfen – ähnlich wie
beim sogenannten NPLC-Projekt, bei dem ein Loch in das KINEGRAM® und
das Papiersubstrat gleichzeitig eingebracht ist.
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Zum
Auslesen der in der Informationsspur gespeicherten Information kann
ein Lesegerät 20 vorgesehen
sein, wie in 2 dargestellt. Das Lesegerät 20 weist
Detektorarrays 21, 22 auf, die voneinander beabstandet über der
Informationsspur 10t des Sicherheitselements angeordnet
sind. Die Länge der
Detektorarrays 21, 22 ist durch die Länge der
Informationsspur 10t bestimmt. Bei dem Detektorarray kann
sich beispielsweise um einen CCD-Zeilensensor handeln. Die Informationsspur 10t wird
von Strahlen 23 einer über
der Informationsspur angeordneten Lichtquelle beleuchtet.
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Die
Strahlen 23 werden durch Beugung an den Bereichen A, B
der Informationsspur 10t so abgelenkt, daß sie auf
das dem Bereich benachbarte Detektorarray fallen. In dem in 2 dargestellten Beispiel
sind die Bereiche A dem Detektorarray 21 und die Bereiche
B dem Detektorarray 22 benachbart. Die beiden Detektorarrays 21, 22 erfassen
das auf sie abgelenkte Licht simultan, wobei dafür gesorgt sein muß, daß die Trennlinie
zwischen den Bereichen A und B der Informationsspur 10t mit
der Mittellinie des Meßfeldes
der beiden Detektorarrays 21, 22 zusammenfällt. Die
ertragbare Toleranz der Überdeckung
beträgt ± 0,5 mm.
Diese enge Toleranz, die daraus folgt, Lichtquelle und Detektorarray
erforderlichenfalls austauschen zu können, ist im praktischen Einsatz
häufig
nicht einzuhalten. Plastikkarten haben beispielsweise eine Toleranz
von ± 1
mm, wobei auch Schieflagen der Informationsspur möglich sind.
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Die 1b zeigt
Diagramme der Ausgangssignale 21a und 22a der
Detektorarrays 21 und 22 für einen idealen Lesevorgang,
d.h. für
eine toleranzfreie Lage der Informationsspur 10t zu den
beiden Detektorarrays. Die Abszisse des Diagramms bezeichnet die
Zuordnung des Ausgangssignals zum Bitabschnitt, die Ordinate den
Signalpegel des Bitabschnitts. In dieser schematischen Darstellung
ist nicht berücksichtigt,
daß pro
Bitabschnitt n Einzelsensoren auf dem Detektorarray vorgesehen sein können, die
jeder für
sich ein individuelles Ausgangssignal bilden können, das innerhalb eines Toleranzfeldes
um den Idealwert variiert.
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Die 3a und 4a zeigen
nun ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements
mit einer Informationsspur 10. Die Informationsspur 10 ist
während
der Herstellung mit einem Binärcode
versehen, bei dem es sich um streifenförmige Bitabschnitte 1 bis 7 handelt,
deren Oberfläche
entweder eine Reliefstruktur vom Typ A oder eine Reliefstruktur
vom Typ B aufweisen kann, wie weiter oben erläutert. In dem in 3a dargestellten Beispiel
weist die Informationsspur 10 sieben Bitabschnitte auf,
die entsprechend der weiter oben beschriebenen Zuordnung den Binärcode „0011010" darstellen. Der
Binärcode
kann vorgesehen sein zur Abspeicherung des Verwendungs- und/oder
Einsatzzwecks des mit dem Sicherheitselement versehenen Sicherheitsdokuments.
Beispielsweise kann die Informationsspur für eine in Frankreich verwendete ID-Card
oder einen Reisepaß den
Code „01011100" aufweisen und für eine in
Deutschland verwendete ID-Card oder einen Reisepaß den Code „10100001" aufweisen.
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3b zeigt
analog zu 1b Diagramme der Ausgangssignale 321a und 322a des
in 2 beschriebenen Lesegeräts 20. Weil die in
Erstreckungsrichtung der Informationsspur 10 hintereinander
angeordneten Bitabschnitte 1 bis 7 entweder die Reliefstruktur
A oder die Reliefstruktur B aufweisen, ist das Ausgangssignal prinzipiell
wie das in 1b dargestellte Ausgangssignal
ausgebildet. Trotz dieser prinzipiellen Übereinstimmung ist jedoch die
Fehlertoleranz bedeutend größer, denn
die Informationsspur ist nicht wie die Informationsspur in 1a nach dem
Stand der Technik mit einer Mittellinie ausgebildet. Das Ausgangssignal 322a des
Detektorarrays 22 kann durch Negation des Ausgangssignals 321a des
Detektorarrays 21 dargestellt werden und umgekehrt. Lesefehler
sind deshalb durch eine einfache Kontrollrechnung feststellbar und
korrigierbar.
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Die
Informationsspur 10 kann vor Auslieferung des Sicherheitsdokuments
individualisiert werden. 4a zeigt
eine individualisierte Informationsspur 10i, bei der Bitabschnitte 1i bis 3i durch
Abtragung oder Überdeckung
der Reflexionsschicht auf den Bitabschnitten 1 bis 7 erzeugt
worden sind.
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Wie
in 4b zu erkennen, sind auch die Ausgangssignale 421a und 422a der
Detektorarrays 21 und 22 in hohem Maße fehlertolerant.
Die individulisierte Information, repräsentiert durch die Bitabschnitte 1i bis 3i,
senkt in beiden Detektorarrays das Ausgangssignal in gleichem Maße ab. In
dem in 4b dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Ausgangssignal der Bitabschnitte 1i bis 3i gleich
Null, der Low-Wert des Ausgangssignals der Bitabschnitte 1 bis 7 ist
von Null verschieden und kleiner als der High-Wert des Ausgangssignals
der Bitabschnitte 1 bis 7. Es ist vorgesehen,
daß der
Low-Wert des Ausgangssignals auch dann größer als das Ausgangssignal
der Bitabschnitte 1i bis 3i ist, wenn dieses von Null
verschieden ist. Auf diese Weise können Meßfehler, die beispielsweise
durch Lageabweichungen der Detektorarrays 21, 22 oder
durch Verschmutzung oder Beschädigung
des Informationsstreifens 10i auftreten können, eliminiert
werden. Es kann auch vorgesehen sein, vor den Detektorarrays 21, 22 optische
Elemente, wie beispielsweise Zylinderlinsen, anzuordnen, um das
von dem Informationsstreifen 10i reflektierte Licht auf
die Detektorarrays 21, 22 zu konzentrieren.
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Die
Asymmetrie der Blazegitter, welche die Informationsspur 10i bilden,
durch Heißprägen erzeugt,
hat ein Verhältnis
von 5:1 bis 20:1. Bei diesen Werten kann der individualisierte Informationscode sehr
leicht vom Hintergrundcode getrennt werden. Für hohe Werte der Asymmetrie,
die beispielsweise realisiert werden können mit asymmetrischen achromatischen
Gittern oder hoch polarisierten Codes, ist es schwieriger, den individualisierten
Informationscode vom Hintergrundcode zu trennen. In diesem Fall
kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, die Summe und die Differenz
der beiden Codes (–1-Code
und +1-Code) zu bestimmen und die individualisierte Information
aus diesen beiden Messungen zu berechnen.
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Die
Breite des Informationsstreifens 10i ist bestimmt durch
das Meßfeld
der Detektorarrays 21, 22 und die maximale Lagetoleranz,
für welche
der Informationsstreifens ausgelegt ist. Die Breite des Informationsstreifens
soll in der Größenordnung
der Breite des Meßfeldes
oder kleiner sein und/oder sie soll größer sein als die maximale Lagetoleranz.
Die Lagetoleranz, die beim Applizieren von Sicherheitselementen
auf als Plastikkarten ausgebildeten Sicherheitsdokumenten im allgemeinen ±1 mm beträgt, führt zu keiner
Beeinträchtigung
beim Auslesen der Information aus dem Informationsstreifen 10i.
Das ist, wie bereits weiter oben beschrieben, darauf zurückzuführen, daß die Meßzone des
Detektorarrays irgendwo in Höhe
des Informationsstreifens liegen kann. Bei einem Informationsstreifen
nach dem Stand der Technik muß das
Meßfeld
entlang oder dicht bei der Mittellinie der beiden Bereiche mit den Reliefstrukturen
A und B liegen.
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Die 5a und 5b zeigen
nun ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements.
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5a zeigt
eine Informationsspur 510, die bei der Herstellung in das
Sicherheitselement eingebracht ist. Die Informationsspur 510 kann
in ein übergeordnetes
Sicherheitselement integriert sein, zum Beispiel in ein KINEGRAM®,
so daß sie
optisch nicht auffällig
ist. Die Informationsspur 510 ist während der Herstellung mit einem
Binärcode
versehen, bei dem es sich um streifenförmige Bitabschnitte 1 bis 8 handelt,
deren Oberfläche
entweder eine Reliefstruktur vom Typ A oder eine Reliefstruktur
vom Typ B aufweisen kann, wie weiter oben erläutert. Die Bitabschnitte stellen
entsprechend der weiter oben beschriebenen Zuordnung den Binärcode „01101010" dar. Die Informationsspur 510 weist
in Richtung ihrer Längserstreckung
Randabschnitte mit einer Länge
T auf. Die Länge
des für
die Darstellung des Binärcodes
vorgesehenen inneren Abschnitts der Informationsspur 510 ist
mit L bezeichnet.
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Ein
streifenförmiger
Bitabschnitt 1 bis 8 hat also eine Länge L/8.
Die beiden Randabschnitte sind Teilabschnitte der äußeren Bitabschnitte 1 und 8,
die deshalb eine Länge
(L/8 + T) haben.
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5b zeigt
nun eine individualisierten Informationsspur 510i, die
aus der Informationsspur 510 in 5a durch
Aufbringen eines Barcodes 511 gebildet ist. Der Barcode 511 ist
in dem in 5b dargestellten Ausführungsbeispiel
durch Laserablation erzeugt. Es handelt sich dabei um einen 160 Bit-Code,
bei dem ein „1"-Bit durch einen
Bereich mit entfernter Reflexionsschicht gekennzeichnet ist. Der Barcode 511 ist
allseitig von einem Randstreifen mit der Breite T umgeben, in dem
ebenfalls die Reflexionsschicht entfernt ist. Die durch Laserbestrahlung abgetragenen
Bereiche 511e sind in der 5b mit einer
Kreuzschraffur hinterlegt dargestellt. Diese Ausbildung ist insbesondere
vorteilhaft zur Erhöhung der
Sicherheit gegen nachträgliche
Manipulation, denn in die abgetragenen Bereiche kann kein zusätzlicher
Code eingeschrieben werden.
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Wie
in 5b zu erkennen, weisen die Oberflächen der
Balken des Barcodes 511, die ein „0"-Bit repräsentieren, entweder eine Reliefstruktur
A oder eine Reliefstruktur B auf, wobei die Anordnung der Reliefstrukturen
A, B der Anordnung entspricht, die bei der Herstellung der Informationsspur 510 eingebracht
ist (5a).
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Der
Barcode 511 ist mit einem Vorspann und einem Nachspann
versehen, so daß der
Datenabschnitt auf dem Barcode leicht identifizierbar ist. Der Vorspann
und/oder der Nachspann vereinfachen außerdem die Fehlerkorrektur,
wenn vorgesehen ist, daß Vor-
und Nachspann für
jeden individuellen Barcode identisch sind. Es kann aber auch vorgesehen sein,
auf den Vorspann und auf den Nachspann zu verzichten, ohne die Funktion
der Informationsspur bzw. die Auslesbarkeit des Barcodes 511 in
Frage zu stellen. Zur hohen Fehlertoleranz der Informationsspur 510i wird
auf die Ausführungen
zu 4a verwiesen.
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Die
in 5b dargestellte Informationsspur 510i weist
außerdem
eine hohe Fälschungssicherheit
auf, weil eine Kopie des Barcodes 511 allein nicht das
Ausgangssignal eines unverfälschten
Barcodes hervorruft.
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In
dem in 5a und 5b dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Informationsspur 510i 20 mm lang und 4 mm breit.
Die Breite der Randabschnitte T beträgt 1 mm. Die für den Barcode nutzbare
Länge L
ist also 18 mm. Falls für
den Code 200 Bit vorgesehen sind und für den Vorspann und den Nachspann
jeweils 8 Bit, so sind für
ein Bit 18/216 mm = 83 μm
vorgesehen. Unter der Annahme, daß ein Sensorpixel eines Lesegerätes eine Breite
von 8 μm
hat und ein Abbildungsmaßstab
1:1 gewählt
ist, wird ein Bit von acht Sensorpixeln abgebildet. Damit ist ein
guter Signalabstand verwirklicht.
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Die
als Hintergrundspur verwendete Informationsspur ist mit 8 Bit codiert,
d.h. jedes Bit hat eine Breite von 2,25 mm und auf jedes Hintergrund-Bit
entfallen 27 Daten-Bits. Es ist für den vorgesehenen Zweck wichtig,
daß mehrere
Daten-Bits auf ein Hintergrund-Bit entfallen, um die Informationsspur 510 sicher
auslesen zu können.
Zum Auslesen sind insbesondere Abschnitte der Informationsspur 510i geeignet,
in denen mehrere „0"-Bits aufeinander
folgen.
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Es
kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das „0"-Bit durch Abtragen der Reflexionsschicht
erzeugt wird und das „1"-Bit entweder die
Reliefstruktur A oder die Reliefstruktur B aufweist. In diesem Falle sind
zum Auslesen der Informationsspur 510 insbesondere Abschnitte
der Informationsspur 510i geeignet, in denen mehrere „1"-Bits aufeinander
folgen.
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Die 6a und 6b zeigen
nun ein drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements
mit einem zweidimensionalen Informationsfeld 610, aus dem
durch Aufbringen eines zweidimensionalen Barcodes 611 ein
individualisiertes Informationsfeld 611i herstellbar ist.
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Das
in 6a dargestellte Informationsfeld 610 weist
ein einfaches geometrisches Muster auf, das aus Bereichen mit der
Reliefstruktur A und Bereichen mit der Reliefstruktur B gebildet
ist und als Hintergrundmuster für
den Barcode 610i dient. Das Hintergrundmuster ist in weiten
Grenzen variierbar, sofern gesichert ist, daß es mit Hilfe eines computergestützten Bilderfassungsprogramms
identifizierbar ist. Es kann sich also auch um ein komplexes visuell
erkennbares Muster handeln, wie in dem weiter unten in den 9a und 9b dargestellten
Ausführungsbeispiel,
das ein stilisiertes Profil der Literaturgestalt Sherlock Holmes
zeigt. Ein solches Hintergrundmuster kann außerdem anhand seines optischen
Eindrucks visuell zumindest grob verifiziert werden. Anstatt einer
bildlichen Darstellung können beispielsweise
auch ein oder mehrere alphanumerische Zeichen, wie beispielsweise
ein Landescode wie „CHE" oder „USA", oder ein Logo,
wie beispielsweise ein Schlüssel
oder das Schweizer Kreuz, vorgesehen sein.
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6b zeigt
nun das individualisierte Informationsfeld 610i, auf das
der zweidimensionale Barcode 611 aufgebracht ist. Der Barcode 611 ist
in dem in 6b dargestellten Ausführungsbeispiel
durch Laser-Ablation erzeugt, indem in den Bereichen der Informationsspur 610,
die nicht von dem Barcode 611 bedeckt sind, die Reflexionsschicht
entfernt ist. Der Barcode 611 ist allseitig von einem Randstreifen
umgeben. Die durch Laserbestrahlung abgetragenen Bereiche 611e sind
in der 6b durch eine Kreuzschraffur
hinterlegt dargestellt. Der in 6b dargestellte
Code ist stellvertretend für
die zahlreichen Codes, die in internationalen Standards, wie zum
Beispiel Data Matrix ECC200, PDF417 und Maxi Code, definiert sind.
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Die 7a bis 8b zeigen
nun ein zum Auslesen der Information aus dem Informationsfeld 610i in 6b geeignetes
Wirkprinzip.
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7a zeigt
ein Lesegerät 70,
das aus einer elektronischen Kamera 70k und zwei streifenförmigen Lichtquellen 71l und 71r gebildet
ist. Die elektronische Kamera 70k weist einen 2D-Sensor
auf, bei dem es sich beispielsweise um einen matrixförmigen Sensor
handeln kann. Es kann alternativ auch ein zeilenförmiger oder
punktförmiger
Sensor vorgesehen sein, der mit einem geeigneten Ablenksystem verbunden
ist oder der so bewegbar ist, daß er jeden Punkt eines zweidimensionalen
Feldes abtasten kann. Die elektronische Kamera 70k ist über dem
individualisierten Informationsfeld 610i angeordnet.
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Die
Lichtquellen 71l und 71r sind mit einem nicht
dargestellten Wechselschalter verbunden, so daß entweder die Lichtquelle 71r oder
die Lichtquelle 71l eingeschaltet sein kann. In 7a ist
die Lichtquelle 71r eingeschaltet. Die von der Lichtquelle 71r ausgehenden
Strahlen treffen schräg
auf die Oberfläche
des Informationsfelds 610i und werden von den Bereichen,
welche die Reliefstruktur B aufweisen, in das Objektiv der Kamera 70k gebeugt.
Sie erscheinen deshalb in der Draufsicht auf das Informationsfeld 610i als
helle Flächen.
Die mit der Reliefstruktur A ausgebildeten Bereiche werden im wesentlichen nur
durch Streulicht aufgehellt und erscheinen deshalb als dunkle Bereiche,
die sich nur wenig oder gar nicht von den Bereichen abheben, in
denen die Reflexionsschicht durch Laser-Ablation entfernt ist.
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8a zeigt
die in 7a dargestellte Anordnung mit
eingeschalteter Lichtquelle 71l. Die von der Lichtquelle 71r ausgehenden
Strahlen treffen schräg
auf die Oberfläche
des Informationsfelds 610i und werden von den Bereichen,
welche die Reliefstruktur A aufweisen, in das Objektiv der Kamera 70k gebeugt.
Sie erscheinen nunmehr, wie in 8b dargestellt,
in der Draufsicht auf das Informationsfeld 610i als helle
Flächen,
während
die mit der Reliefstruktur B ausgebildeten Bereiche im wesentlichen nur
durch Streulicht aufgehellt werden und deshalb als dunkle Bereiche
erscheinen, die sich nur wenig oder gar nicht von den Bereichen
abheben, in denen die Reflexionsschicht durch Laser-Ablation entfernt ist.
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Die
gesamte in dem Barcode 611 gespeicherte Information kann
aus der Überlagerung
beider Teilbilder des Informationsfeldes 610i ermittelt
werden, wobei die Verteilung der Reliefstrukturen A und B in dem
Informationsfeld 610i zur Authentifizierung dieser Information
dienen kann. Ein weiterer Vorteil der in diesem Ausführungsbeispiel
beschriebenen Anordnung ist die hohe Unempfindlichkeit gegenüber Toleranzen
und Verschmutzungen und/oder Beschädigungen. Insbesondere, wenn
die Ausbildung des als Hintergrund für den Barcode 611 verwendeten
Informationsfeldes 610 (siehe 6a) bekannt
ist, können
Störungen
sehr einfach eliminiert werden.
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Die
Anordnung ist weiter unempfindlich gegen Alterung oder Lagetoleranzen
der Lichtquellen 71l und 71r, weil die beiden
von der Kamera 70k erzeugten Teilbilder unter Einbeziehung
des Informationsfeldes 610 elektronisch auf gleiche Helligkeit
normiert werden können.
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Die 9a und 9b zeigen
nun photographische Aufnahmen 9a und 9b von
einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 90 mit eingebetteter
Informationsspur 910i, auch als „diffraktives Wasserzeichen" bezeichnet. Als
visuelles Design ist ein Hologramm oder KINEGRAM® gewählt, das
ein stilisiertes Profil der Literaturgestalt Sherlock Holmes zeigt. 9a zeigt
das Sicherheitselement 90 in aufrechter Position bei Betrachtung von
der Vorderseite, 9b kopfstehend bei Betrachtung
von der Rückseite.
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Die
in den vorgenannten Anwendungsbeispielen verwendeten Reliefstrukturen
A und B können
sich in ihren Polarisationseigenschaften und/oder in ihrer Gitterperiode
und/oder in ihrer Gitterrichtung und/oder in ihrer Gitterform und/oder
in ihrer Gittertiefe voneinander unterscheiden und auf diese Weise
für optische
Lesegeräte
detektierbar sein. Bei den Reliefstrukturen kann es sich auch um computergenerierte
Hologramme handeln. Diese Vielzahl der Variationsmöglichkeiten
erschwert zusätzlich
unerlaubte Kopien oder kann die Verifizierung auf speziell ausgebildete
und/oder der Allgemeinheit nicht zugängliche Lesegeräte beschränken, wobei
das Auslesen der Information des Barcodes mit handelsüblichen
Lesegeräten
möglich
sein kann. Die Reliefstrukturen können auch auf einen Bildschirm
projiziert werden und eine CCD-Kamera kann die Bildschirmdarstellung
erfassen. Es ist also möglich,
bei der Ausbildung des Lesegerätes
sehr flexibel zu sein.
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Die 10a und 10b zeigen
nun als Hintergrund verwendbare Informationsfelder 1010 und 1011,
die computergenerierte Hologramme 1012a und 1012b aufweisen,
die sich optisch voneinander unterscheiden. Wegen der Eigenschaft
der Hologramme, daß jeder
Teilbereich des Hologramms die Information des Hologramms wiederzugeben
vermag, können
Hologramme zur weiteren Erhöhung der
Toleranzunempfindlichkeit beitragen. Die Hologramme tragen weiter
zur Erhöhung
der Fälschungssicherheit
bei, denn ein Hologramm ist nur mit sehr hohem Aufwand nachzuahmen.