DE102007016394A1

DE102007016394A1 - Sicherheitselement

Info

Publication number: DE102007016394A1
Application number: DE102007016394A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. Lochbihler
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-09
Also published as: EP2134551B1; WO2008119487A1; EP2134551A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (12) für die maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht, das eine vorgegebene Prüfwellenlänge enthält, bei dem das Sicherheitselement erfindungsgemäß eine Schicht (20) aus einem hochleitfähigen Material aufweist, die eine ein- oder zweidimensionale Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen (22) enthält, deren laterale Abmessungen (d) und/oder laterale Abstände (a<SUB>0</SUB>) kleiner als die Prüfwellenlänge sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für die maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht, das eine vorgegebene Prüfwellenlänge enthält. Die Erfindung betrifft ferner ein zugehöriges Herstellungsverfahren für das Sicherheitselement, einen entsprechend ausgestatteten Datenträger sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines derartigen Sicherheitselements.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines selbsttragenden Transferelements ausgebildet sein, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird.
Um die Fälschungssicherheit zu erhöhen, werden oft diffraktive Strukturen, wie Hologramme oder hologrammähnliche Beugungsstrukturen, als Sicherheitsmerkmale verwendet. Diese Strukturen dienen in erste Linie als Humanmerkmale und eignen sich wegen ihrer in der Regel inhomogenen lateralen Gestaltung und dem Vorhandensein höherer Beugungsordnungen nur sehr begrenzt für die maschinelle Echtheitsüberprüfung. Darüber hinaus haben die bisher bekannten optischen Sicherheitsmerkmale offensichtliche Beugungseigenschaften, die auch von Fälschern relativ leicht erkannt und nachgeahmt werden können.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art angegeben werden, das bei hoher Fälschungssicherheit auf einfache Weise maschinell auf Echtheit geprüft werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren, einen mit einem derartigen Sicherheitselement ausgestatteten Datenträger sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines derartigen Sicherheitselements sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement vorgesehen, dass das Sicherheitselement eine Schicht aus einem hochleitfähigen Material aufweist. Die Schicht aus einem hochleitfähigen Material wird im Weiteren auch als „hochleitfähige Schicht" oder „hochleitende Schicht" bezeichnet. Bei der hochleitfähigen Schicht kann es sich zum einen um eine im Wesentlichen flächige Schicht (Flächenschicht) handeln. Eine solche Flächenschicht weist im Wesentlichen in der gesamten durch das Sicherheitselement definierten Ebene eine sehr hohe Leitfähigkeit auf. Zum anderen kann es sich bei der hochleitfähigen Schicht aber auch um eine Schicht handeln, die nicht im Wesentlichen in der gesamten durch das Sicherheitselement definierten Ebene eine sehr hohe Leitfähigkeit aufweist, sondern nur in einem Teil der Ebene, z. B. entlang im Wesentlichen einer Richtung dieser Ebene. Letzteres ist z. B. bei einer hochleitfähigen Schicht der Fall, bei der eine eindimensionale Gitterstruktur mit einer Vielzahl an hochleitfähigen Gitterelementen die hohe Leitfähigkeit der Schicht gewähr leistet, und zwar im Wesentlichen in nur einer Richtung der durch das Sicherheitselement definierten Ebene. Detailliertere Beschreibungen verschiedener hochleitfähiger Schichten finden sich in den nachfolgenden Ausführungen.
Im Weiteren wird von einem hochleitfähigen Material oder einer hochleitfähigen Schicht immer dann gesprochen, wenn die Leitfähigkeit des Materials oder der Schicht bei einer bestimmten Temperatur so groß ist, dass der Effekt des erfindungsgemäßen Sicherheitselements zutage tritt. Der Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit wird als spezifischer elektrischer Widerstand bezeichnet. Je höher die elektrische Leitfähigkeit eines Materials bei einer bestimmten Temperatur, desto niedriger ist folglich der spezifische elektrische Widerstand bei dieser Temperatur. Ohne auf genaue Zahlenwerte festgelegt zu sein, wird eine hochleitfähige Schicht der vorliegenden Erfindung durch einen spezifischen elektrischen Widerstand charakterisiert sein, der bei 20°C kleiner als ca. 1·10^–4 Ωcm ist. Dieses Kriterium wird z. B. durch zahlreiche Metall, wie Gold, Kupfer, Silber, Chrom, Aluminium, aber auch durch Legierungen, wie z. B. Messing oder Edelstahl erfüllt. Wie bereits erwähnt, kann unabhängig von dem genauen Wert des spezifisch elektrischen Widerstands jedes Material eingesetzt werden, mit dem die Wirkung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements herbeigeführt werden kann. Spezifische Widerstände und elektrische Leitfähigkeiten verschiedener Materialien sind dem Fachmann bekannt. Darüber hinaus können einzelne spezifische elektrische Widerstände der Tabelle 4-2, Seite 227 des Lehrbuchs „Physik für Ingenieure" Hering, Martin, Stohrer, 5. Auflage, VDI-Verlag, 1995 oder der Internetseite „http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifischer_Widerstand" entnommen werden.
Die hochleitfähige Schicht enthält erfindungsgemäß eine ein- oder zweidimensionale Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen, deren laterale Abmessungen und/oder laterale Abstände kleiner als die Prüfwellenlänge sind. Unter einer periodischen Anordnung von Gitterelementen wird im Weiteren eine jede Anordnung verstanden, deren Periodizität der im Taschenbuch der Mathematik" Bronstein, Semendjajew, 25. Auflage, angeführten Definition genügt. Die die Gitterstruktur bildenden Gitterelementen sind demnach regelmäßig angeordnet, d. h. die Gitterelemente weisen z. B. bezüglich ihres Abstands ein wiederkehrendes Intervall auf. Ferner werden durch den Begriff „periodische Anordnungen" auch „fastperiodische Anordnungen" erfasst. Unter einer fastperiodischen Anordnung wird im Weiteren eine jede Anordnung verstanden, die nicht exakt, sondern nur annähernd periodisch ist. Auch solche Anordnungen können bei nicht zu großer Abweichung von einer periodischen Anordnung den Effekt des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes zeigen. Die Subwellenlängenstrukturen des Sicherheitselements weisen charakteristische Beugungseigenschaften in nullter Beugungsordnung auf, die sich einerseits mit geringem Aufwand maschinell auf Echtheit prüfen lassen, deren Beugungseigenschaften andererseits für potentielle Fälscher nur schwer erkennbar und nachahmbar sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements sind die lateralen Abmessungen und/oder die lateralen Abstände mindestens um einen Faktor 1,5, vorzugsweise sogar mindestens um einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellenlänge.
Das Sicherheitselement ist insbesondere auf eine maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich oder für Licht aus dem Spektralbereich des Nahen Infrarot ausgelegt. Die Echtheitsprüfung kann dabei mit monochromatischem Licht erfolgen oder auch mit polychromatischem Licht, das die festgelegte Prüfwellenlänge bzw. die festgelegten Prüfwellenlängen enthält.
Die hochleitfähige Schicht mit der Gitterstruktur ist im Rahmen der Erfindung mit Vorteil so ausgelegt, dass das bei der Echtheitsprüfung unter einem vorgegebenen Prüfwinkel einfallende Licht Oberflächenpolaritonen in der Schicht anregt. Ohne durch diese Erklärung festgelegt sein zu wollen, wird das gegenwärtige Verständnis des physikalischen Hintergrunds der erfindungsgemäß ausgenutzten Effekte weiter unten genauer erläutert.
Die Gitterstruktur der hochleitfähigen Schicht kann sowohl als Reflexionsgitter als auch als Transmissionsgitter ausgebildet sein. Je nach Einsatzzweck des Sicherheitselements kann sich ein Reflexions- oder ein Transmissionsgitter als geeigneter herausstellen. Beispielsweise wird bei einem Einsatz des Sicherheitselements auf einem opaken Träger zweckmäßig ein Reflexionsgitter verwendet, während sich bei Einsatz als Durchsichtselement ein Transmissionsgitter anbietet.
Die Gitterelemente sind in einer vorteilhaften Erfindungsvariante durch parallele, hochleitfähige Gitterlinien gebildet, um eine eindimensionale, periodische Gitterstruktur zu bilden. Die Periodenlänge ist dabei bevorzugt kleiner als die Prüfwellenlänge, und ist vorzugsweise mindestens um einen Faktor 1,5 oder sogar um mindestens einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellenlänge. In einer Weiterbildung dieser Erfindungsvariante weist die Gitterstruktur innerhalb einer Periode eine Unterstruktur auf.
In einer anderen ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante sind die Gitterelemente durch regelmäßig angeordnete Perforationen in einer ansonsten durchgehenden hochleitfähigen Flächenschicht gebildet, um eine zweidimensionale periodische Gitterstruktur zu bilden. Der Durchmesser der Perforationen ist dabei vorzugsweise kleiner als die Prüfwellenlänge, bevorzugt mindestens um einen Faktor 1,5, besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 2 und ganz besonders bevorzugt um mindestens einen Faktor 4 kleiner als die Prüfwellenlänge.
Zusätzlich, aber nicht zwingend, kann auch der laterale Abstand der Perforationen kleiner als die Prüfwellenlänge sein.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn das Verhältnis der Dicke der Flächenschicht zum Durchmesser der Perforationen zwischen 0,5 und 2, insbesondere bei etwa 1,0 liegt. Die Wellenlängen- und Winkelbereiche mit charakteristischen Beugungseigenschaften sind dann besonders scharf und deutlich ausgebildet.
In allen genannten Ausgestaltungen kann die Dicke der Flächenschicht zwischen 50 nm und 2 µm, vorzugsweise zwischen 100 nm und 1 µm liegen. Das hochleitende Material der hochleitfähigen Schicht ist vorzugsweise ein Metall, insbesondere eines der Metalle Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom.
Selbstverständlich kann das hochleitende Material auch eine Mischung verschiedener Materialien sein, so z. B. eine Legierung aus zwei oder mehr als zwei Metallen. Mit Vorteil sind die Metalle der Legierung ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom. Voraussetzung für den Einsatz eines hochleitenden Materials im Zusammenhang mit der in dieser Anmeldung beschriebenen Erfindung ist die Möglich keit, eine hochleitende Schicht herzustellen, die die ein- oder zweidimensionale Gitterstruktur des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes enthält.
Die beschriebene optische Echtheitsprüfung kann auch ausgeführt werden, wenn die Gitterstruktur in ein Dielektrikum eingebettet ist. Als Dielektrikum kommen unter anderem Glas oder Kunststoffe in Betracht, wobei in letzterem Fall das Sicherheitselement zweckmäßigerweise eine Kunststofffolie aufweist.
Als Material für die Folie kommen insbesondere PET (Polyethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphthalat), PP (Polypropylen), PA (Polyamid) und PE (Polyethylen) in Betracht. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. Die Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können. Die zur Ausnutzung dieser Eigenschaften erforderlichen Hilfsmittel, wie Polarisationsfilter, sind dem Fachmann bekannt.
Als Dielektrikum ist auch Papier, insbesondere Baumwoll-Velinpapier, denkbar. Selbstverständlich kann auch Papier eingesetzt werden, welches einen Anteil x polymeren Materials im Bereich von 0 < x < 100 Gew.-% enthält.
Zweckmäßig kann es auch sein, wenn das Dielektrikum ein mehrschichtiger Verbund ist, der wenigstens eine Schicht aus Papier oder einem papierartigen Material aufweist. Weitere Dielektrika können der Internetseite „http://wikipedia.org/wiki/Spezifischer_Widerstand" entnommen werden.
Zur weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit oder aus Designgründen kann das Sicherheitselement mit einem visuell prüfbaren Humanmerkmal kombiniert sein. Insbesondere kann die maschinell prüfbare hochleitfähige Schicht Teil des visuell prüfbaren Humanmerkmals sein und für den normalen Nutzer nicht ohne weiteres als maschinell prüfbares Sicherheitsmerkmal erkennbar sein.
In vorteilhaften Ausgestaltungen ist das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Etikett, ein Transferelement oder ein Durchsichtssicherheitselement.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem eine Schicht aus einem hochleitfähigen Material mit einer ein- oder zweidimensionalen Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen versehen wird, deren laterale Abmessungen und/oder laterale Abstände kleiner als die Prüfwellenlänge sind.
Ferner umfasst die Erfindung einen Datenträger, insbesondere einen Markenartikel oder ein Wertdokument wie eine Banknote, einen Pass, eine Urkunde, eine Banderole, eine Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet ist. Das Sicherheitselement kann dabei insbesondere in einem Fensterbereich des Datenträgers angeordnet sein. Der Fensterbereich kann dabei mit Vorteil aus dem Datenträger ausgestanzt oder durch Einwirkung von Laserstrahlung hergestellt sein. Selbstverständlich ist es grundsätzlich auch denkbar, den Fensterbereich vor dem Aufbringen des Sicherheitselements auszubilden, und zwar z. B. im Sinne der WO 03/054297 A2 während der Herstellung des Datenträgersubstrats, z. B. der Papierherstellung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem

a) zumindest eine Prüfwellenlänge und zumindest eine Beleuchtungsgeometrie für die Echtheitsprüfung festgelegt wird,
b) die hochleitfähige Schicht des Sicherheitselements mit Licht der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge unter der zumindest einen festlegten Beleuchtungsgeometrie beaufschlagt wird,
c) das von der hochleitfähigen Schicht reflektierte oder transmittierte Licht bei zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge erfasst wird, und
d) die Echtheit des Sicherheitselements auf Grundlage der Intensität und/oder der Polarisation des erfassten Lichts beurteilt wird.

In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird dabei in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung reflektierte Licht erfasst. Bei einer anderen ebenfalls vorteilhaften Variante, wird in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung transmittierte Licht erfasst.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens werden in Schritt a) zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen festgelegt, werden in Schritt c) die Lichtintensitäten bei den zumindest zwei festgelegten Prüfwellenlängen erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen, wobei auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird, wenn die Lichtintensität bei zumindest einer der Prüfwellenlängen über ein festgelegtes Maß hinaus verringert ist.
Die Flächenschicht kann dabei in Schritt b) gleichzeitig oder nacheinander mit Licht der zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen beaufschlagt werden.
Nach einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Schritt a) zumindest zwei unterschiedliche Beleuchtungswinkel festgelegt, werden in Schritt c) die Lichtintensitäten bei Beaufschlagung aus den zumindest zwei festgelegten Beleuchtungswinkeln erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen, wobei auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird, wenn die Lichtintensität bei zumindest einem der Beleuchtungswinkel über ein festgelegtes Maß hinaus verringert ist.
Die Lichtintensitäten werden dabei in Schritt c) zweckmäßig mit einem ortsauflösenden Detektor erfasst.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die hochleitfähige Schicht in Schritt b) mit polarisiertem Licht der vorzugsweise einen festgelegten Prüfwellenlänge beaufschlagt, und wird in Schritt c) die Polarisationsrichtung des reflektierten oder transmittierten Lichts erfasst, wobei in Schritt d) aus einer Änderung der Polarisationsrichtung über ein festgelegtes Maß hinaus auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird.
Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, mit

– zumindest einer Lichtquelle zum Beaufschlagen der Schicht aus einem hochleitfähigen Material des zu prüfenden Sicherheitselements mit Licht zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge unter zumindest einer festlegten Beleuchtungsgeometrie,
– zumindest einer Detektionseinrichtung zum Erfassen des von der hochleitfähigen Schicht reflektierten oder transmittierten Lichts, und
– Mittel zum Bewerten der Intensität und/oder der Polarisation des erfassten Lichts bei der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge und/oder bei der zumindest einen festlegten Beleuchtungsgeometrie, und zum Beurteilen der Echtheit des zu prüfenden Sicherheitselements auf Grundlage der vorgenommenen Bewertung.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lichtquelle dabei zur Beaufschlagung der hochleitfähigen Schicht des Sicherheitselements mit zumindest zwei verschiedenen Prüfwellenlängen ausgelegt, und es ist eine wellenlängenempfindliche Detektionseinrichtung vorgesehen.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist die die Lichtquelle zur Beaufschlagung der hochleitfähigen Schicht des Sicherheitselements mit Licht aus zumindest zwei unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln ausgelegt, und es ist eine ortsauflösende Detektionseinrichtung, wie etwa ein Diodenarray, vorgesehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zur Echtheitsprüfung unter Nutzung der Polarisationskonversion ist im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem zu prüfenden Sicherheitselement ein erster Polarisator, und im Strahlengang zwischen dem zu prüfenden Sicherheitselement und der Detektionseinrichtung ein in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierter zweiter Polarisator vorgesehen.
Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Sicherheitselemente mit weiteren visuellen und/oder maschinenlesbaren Sicherheitsmerkmalen kombinieren. So kann die hochleitfähige Schicht beispielsweise mit weiteren Funktionsschichten, wie etwa polarisierenden, phasenschiebenden, leitfähigen, magnetischen oder lumineszierenden Schichten, ausgestattet werden, soweit sie die beschriebenen erfindungsgemäßen Effekte nicht unterbinden.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
2 eine detailliertere Aufsicht auf einen Ausschnitt des Sicherheitselements der 1,
3 schematische Transmissionskurven, die die Intensität I des durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement transmittierten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ zeigen, in (a) für senkrechten Lichteinfall θ = 0° und in (b) für einen Einfallswinkel θ = θ₀, beispielsweise θ = 0,5°,
4 in (a) und (b) zwei Varianten der maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in Transmission,
5 ein Sicherheitselement mit einer eindimensionalen, periodischen Gitterstruktur nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 in (a) bis (c) im Querschnitt Sicherheitselemente nach weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung mit eindimensionalen Gitterstrukturen, die innerhalb einer Periode eine Unterstruktur aufweisen, und
7 in (a) eine Prüfvorrichtung zur Messung der Polarisationskonversion in Reflexion und in (b) eine auf Messung der Polarisationskonversion in Transmission ausgelegte Prüfvorrichtung.
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote näher erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 12 für eine maschinelle optische Echtheitsprüfung aufweist. Wie nachfolgend im Detail erläutert, ist das Sicherheitselement 12 zwar primär auf eine maschinelle Überprüfung der Echtheit ausgelegt, kann jedoch selbstverständlich aus Designgründen und/oder zur weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit mit einem Humanmerkmal, wie etwa einem Hologramm, kombiniert sein.
Mit Bezug auf die in 2 dargestellte, detailliertere Aufsicht auf einen Ausschnitt des Sicherheitselements 12 umfasst das Sicherheitselement 12 eine Schicht 20 aus einem hochleitfähigen/hochleitenden Material, insbesondere einem Metall, die eine zweidimensionale Gitterstruktur aus einer regelmäßigen Anordnung von Mikroperforationen 22 enthält. Die Schicht 20 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Flächenschicht im Sinne der weiter oben angeführten Definition ausgebildet. D. h. die Flächenschicht weist im We sentlichen in der gesamten durch das Sicherheitselement 12 definierten Ebene E eine sehr hohe Leitfähigkeit auf. In 2 wird die Ebene E durch die beiden Vektoren e₁ und e₂ definiert.
Die Mikroperforationen 22 bilden im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Quadratgitter, es kommen jedoch auch alle anderen dem Fachmann bekannten periodischen Anordnungen in Betracht. Wesentlich für die vorliegende Erfindung sind der Durchmesser und der Abstand der Mikroperforationen 22. Zumindest eine der beiden Größen liegt erfindungsgemäß unterhalb der Wellenlänge des für die Echtheitsprüfung verwendeten Licht, so dass die Mikroperforationen eine Subwellenlängenstruktur bildet, die, wie nachfolgend im Detail erläutert, charakteristische Eigenschaften in nullter Beugungsordnung zeigt.
Da die charakteristischen Beugungseigenschaften, anders als bei herkömmlichen diffraktiven optischen Strukturen, bereits in nullter Beugungsordnung auftreten, können die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente maschinell ohne großen Aufwand auf Echtheit geprüft werden. Darüber hinaus haben bisher bekannte optische Sicherheitsmerkmale offensichtliche Beugungseigenschaften und sind daher leichter nachzuahmen als die erfindungsgemäßen Subwellenlängenstrukturen, deren Beugungseigenschaften in nullter Beugungsordnung für potentielle Fälscher nur schwer erkennbar und nachahmbar sind.
Die besonderen Beugungseigenschaften der hochleitenden Schichten mit Subwellenlängenstrukturen können bei der maschinellen Echtheitsprüfung durch Transmissionsmessungen, Reflexionsmessungen oder durch eine Messung der Polarisationskonversion nachgewiesen werden, da sie, wie weiter unten genauer erläutert, für bestimmte Wellenlängen jeweils eine stark modifizierte Transmission, Reflexion oder eine charakteristische Polarisationskonversion aufweisen.
Ohne an eine bestimmte Erklärung gebunden zu sein, werden die in dieser Anmeldung beschriebenen Effekte gegenwärtig als Resonanzeffekte in der hochleitenden Schicht interpretiert, die bei bestimmten Eigenschaften der Flächenschicht (Geometrie, Anordnung, Materialeigenschaften) für bestimmte Wellenlängen und Beleuchtungswinkel des einfallenden Prüflichts auftretem. Physikalisch wird dieser Resonanzeffekt gegenwärtig durch die Anregung von Oberflächenpolaritonen in der hochleitenden Schicht erklärt, die auftreten kann, wenn ein Impulsübertrag der einfallenden Photonen auf die Oberflächenpolaritonen gewährleistet ist und eine Komponente des elektrischen Felds der einfallenden Strahlung senkrecht zur Oberfläche der hochleitenden Schicht steht. Die auf diese Weise angeregten kollektiven Schwingungen der Elektronen der hochleitenden Schicht werden im Allgemeinen als Oberflächenpolaritonen oder auch als Oberflächenplasmonen bezeichnet.
Die Anregung von Oberflächenpolaritonen durch die einfallende Strahlung hat Auswirkungen auf das reflektierte bzw. transmittierte Licht. Durch die Bildung elektromagnetischer Wellen an der Grenzschicht kommt es zu einer hohen Feldverstärkung an der Oberfläche. Als Folge der Ausbreitung der Oberflächenwellen entstehen erhöhte Ohmsche Verluste in der hochleitenden Schicht. Diese Energie fehlt den sich ausbreitenden Beugungsordnungen, so dass eine erfolgte Polaritonenanregung als Senke in der reflektierten oder transmittierten Lichtintensität nachgewiesen werden kann.
Weiter führt die Anregung der Oberflächenpolaritonen zu einer Umverteilung der Energien der sich ausbreitenden Beugungsordnungen. Oberflächenpolaritonenanregung kann daher an Transmissionsgittern mit einer ein- oder zweidimensionalen Periodizität auch zu einer erhöhten Transmission bei bestimmten Wellenlängen führen. Hohlraumresonanzen in den Zwischenräumen hochleitender Gitterstrukturen können ebenfalls Resonanzerscheinungen in den reflektierten bzw. transmittierten Beugungsordnungen nach sich ziehen.
Das prinzipielle Verhalten erfindungsgemäßer Sicherheitselemente mit Subwellenlängenstrukturen ist anhand der schematischen Transmissionskurven 30, 32 der 3 erläutert, die die Intensität I des durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement transmittierten Lichts für senkrechten Lichteinfall θ = 0° (3(a)), und für einen Einfallswinkel θ = θ₀, beispielsweise θ = 0,5° (3(b)) in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ zeigen.
Wie in 3 deutlich zu erkennen, weist die Transmission 32 durch das Sicherheitselement bei dem leicht schrägen Einfallswinkel θ₀ bei einer Resonanzwellenlänge λ₂ eine charakteristische Senke 34 auf, während bei senkrechtem Einfallswinkel keine signifikant verminderte Transmission bei der Wellenlänge λ₂ zu beobachten ist. Im Rahmen der oben gegebenen Erläuterung kann die Senke 34 bei schrägem Lichteinfall durch die dann mögliche Anregung von Oberflächenpolaritonen erklärt werden, während die Photonen bei senkrechtem Lichteinfall keine Komponente senkrecht zur Oberfläche der Flächenschicht 20 aufweisen und daher keinen Impuls auf die Oberflächenpolaritonen übertragen können. Versuche zeigen, dass die Lage der Resonanzwellenlänge λ₂ nicht nur von der Gitterperiode der Gitterelemente, sondern auch stark von der Oberflächengeometrie und den Materialeigenschaften der Schicht 20 abhängt, so dass es für einen potentiellen Fälscher außerordentlich schwierig ist, die charakteristischen Beugungseigenschaften eines vorgegebenen Sicherheitselements nachzubilden.
Die maschinelle optische Echtheitsprüfung eines derartigen Sicherheitselements kann, wie in 4(a) illustriert, beispielsweise dadurch erfolgen, dass zunächst ein Beleuchtungswinkel und zwei Prüfwellenlängen festgelegt werden, beispielsweise der leicht schräge Einfallswinkel θ₀ und die mit λ₁ und λ₂ bezeichneten Wellenlängen der 3. Dann wird die hochleitende Schicht des Sicherheitselements 40 mit einer Lichtquelle 42 aus dem festgelegten Beleuchtungswinkel θ₀ nacheinander oder gleichzeitig mit Licht der beiden Prüfwellenlängen λ₁ und λ₂ beaufschlagt und die Transmission der nullten Beugungsordnung wird mit einem wellenlängenempfindlichen Detektor 44 erfasst. Durch einen Vergleich der bei den Prüfwellenlängen λ₁ und λ₂ transmittierten Lichtintensitäten I₁ bzw. I₂ kann dann die Echtheit des Sicherheitselements 40 beurteilt werden. Wie aus 3 ersichtlich, zeigt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement bei der Wellenlänge λ₂ verglichen mit der Wellenlänge λ₁ eine deutlich verringerte Transmission, während ein nachgeahmtes Sicherheitselement diese charakteristische Reduktion der Transmission nicht aufweisen wird. Somit kann bei einem Verhältnis I₂/I₁ < I_thres mit einem geeigneten Schwellenwert I_thres auf die Echtheit des Sicherheitselement geschlossen werden, während I₂/I₁ ≥ I_thres auf ein nachgeahmtes Sicherheitselement hinweist.
Eine weitere Möglichkeit der Echtheitsprüfung ist in 4(b) illustriert. Anstatt einen Beleuchtungswinkel und zwei verschiedene Prüfwellenlängen festzulegen, kann die Echtheitsprüfung auch bei einer festen Wellenlänge, beispielsweise bei der in 3 mit λ₂ bezeichneten Wellenlänge, und zwei vorgegebenen Beleuchtungswinkeln θ₁ und θ₂, beispielsweise θ₁ = 0° (senkrechter Einfall) und θ₂ = θ₀ (siehe 3) durchgeführt werden. Die bei den jeweiligen Einfallswinkeln durch das Sicherheitselement 40 transmittierte nullte Beugungsordnung wird durch einen ortsauflösenden Detektor 46, beispielsweise ein Diodenarray, erfasst.
Wie aus 3 ersichtlich, zeigt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement bei der Wellenlänge λ₂ bei dem Einfallswinkel θ₂ verglichen mit dem Einfallswinkel θ₁ eine deutlich verringerte Transmission, während ein nachgeahmtes Sicherheitselement diese charakteristische Reduktion der Transmission nicht aufweisen wird. Somit kann bei einem Verhältnis I₂/I₁ < I_thres mit einem geeigneten Schwellenwert I_thres auf die Echtheit des Sicherheitselement geschlossen werden, während I₂/I₁ ≥ I_thres auf ein nachgeahmtes Sicherheitselement hinweist. Die Beleuchtung kann bei dieser Variante durch zwei separate Beleuchtungsquellen 42 erfolgen, oder auch eine flächig ausgedehnte Beleuchtungsquelle, wie etwa ein LED-Array.
Es versteht sich, dass in beiden Prüfungsvarianten anstelle der transmittierten nullten Beugungsordnung auch die reflektierte nullte Beugungsordnung für die Echtheitsprüfung herangezogen werden kann.
Zurückkommend auf die Subwellenlängenstruktur der 2 ist die Flächenschicht 20 vorzugsweise durch eine Metallschicht aus Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom mit einer Dicke t zwischen 50 nm und 2 µm, im Ausführungsbeispiel durch eine Silberschicht einer Dicke von 200 nm, gebildet. Die Mikroperforationen 22 weisen einen Durchmesser d zwischen etwa 50 nm und 1 µm, im Ausführungsbeispiel von 200 nm, auf. Der Abstand a₀ benachbarter Perforationen liegt vorzugsweise zwischen 400 nm und 2 µm, im Ausführungsbeispiel bei 900 nm. Für die Schärfe der Bereiche mit außergewöhnlicher Reflexion oder Transmission hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verhältnis der Schichtdicke t zum Durchmesser d der Perforationen t/d zwischen 0,5 und 2, insbesondere bei etwa 1 liegt, wobei Werte außerhalb dieses Bereichs selbstverständlich nicht ausgeschlossen sind.
Neben den bisher beschriebenen Gestaltungen mit zweidimensionaler Gittersymmetrie kommen auch Sicherheitselemente mit eindimensionalen, periodischen Gitterstrukturen infrage. So zeigt das Ausführungsbeispiel der 5 ein Sicherheitselement 50, bei dem auf eine Trägerfolie 52 eine Vielzahl paralleler, metallischer Gitterlinien 54 aufgebracht ist. Während bei der in 2 gezeigten Gestaltung die Gitterelemente durch die Mikroperforationen 22, also durch nichtleitende Bereiche in einer ansonsten hochleitenden Schicht gebildet sind, sind die Gitterelemente bei der Gestaltung der 5 umgekehrt durch hochleitende Gitterlinien 54 gebildet, zwischen denen, also in den Zwischenräumen, nichtleitende Bereiche vorliegen. Bei der Ausführungsform der 5 wird die hochleitfähige Schicht demnach durch die hochleitenden Gitterlinien 54 gebildet. Die mittels der Vektoren e₁ und e₂ festgelegte Ebene E dieses Sicherheitselements umfasst eine hochleitfähige Schicht, die im Wesentlichen nur in Richtung des Vektors e₂ eine sehr hohe Leitfähigkeit im Sinne der Erfindung aufweist. Die sehr hohe Leitfähigkeit in Richtung e₂ korrespondiert bei der in 2 gezeigten Ausführungsform demnach mit der Vielzahl an Gitterlinien 54, die in Richtung des Vektors e₂ orientiert sind und die die hochleitfähige Schicht bilden.
Die Breite b der Gitterlinien 54 und/oder die Gitterperiode a₀ liegen erfindungsgemäß unterhalb der Wellenlänge des für die Echtheitsprüfung eingesetzten Lichts 56. Wird die Gitterstruktur der 5 unter einem Einfallswinkel θ₀ mit p-polarisiertem Licht 56 beaufschlagt, dessen elektrischer Feldvektor 58 senkrecht auf den Gitterlinien 54 steht, so können nach der weiter oben gegebenen Erläuterung bei optischen Wellenlängen λ, die größer als λ0 = a0·(1 + |sinθ0|) sind, nur die nullte reflektierte bzw. transmittierte Beugungsordnung propagieren. Die ersten evaneszenten Ordnungen regen in der Gitterstruktur Oberflächenpolaritonen an, wenn die Bedingung ±kSP = k0sinθ0 ∓ Gerfüllt ist, wobei k_SP den reellen Teil des Wellenvektors des Oberflächenpolaritons, k₀ den Wellenvektors des einfallenden Lichts im Vakuum und G = 2π/a₀ einen reziproken Gittervektor bezeichnet.
Eindimensionale Gitterstrukturen können innerhalb einer Periode auch eine Unterstruktur aufweisen, wie anhand von 6 veranschaulicht. 6(a) zeigt zunächst eine einfache Gitterstruktur 60 mit einem Schlitz 62 der Breite d innerhalb der Periodenlänge a₀. Die Breite b der Gitterlinien 64 ist in diesem Fall durch b = a₀ – d gegeben. Die 6(b) und (c) zeigen Gestaltungen mit drei bzw. fünf Schlitzen 62 gleicher Breite d innerhalb einer Periodenlänge, also mit einer Unterstruktur innerhalb einer Periodenlänge, wobei selbstverständlich auch eine andere Anzahl an Schlitzen bzw. unterschiedliche Schlitzbreiten in Betracht kommen.
Die Schlitzbreiten d sind dabei so gewählt, dass sie kleiner als die Wellenlänge des für die Echtheitsprüfung eingesetzten Lichts sind. Je nach den Materialparametern, der Breite und Anzahl der Schlitze, können Sicherheitselemente mit derartigen Gitterstrukturen eine erhöhte Transmission bei bestimmten Resonanzwellenlängen oder auch schmale Senken innerhalb von Bereichen resonant überhöhter Transmission aufweisen. Diese charakteristisch erhöhte bzw. reduzierte Transmission kann dann, wie bereits in Zusammenhang mit 4 erläutert, zur Echtheitsprüfung der Sicherheitselemente eingesetzt werden.
Gitterstrukturen mit eindimensionaler Periodizität eröffnen daneben eine weitere Möglichkeit zur Echtheitsprüfung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente. Die Anregung von Oberflächenpolaritonen in Gittern mit eindimensionaler Periodizität bewirkt nämlich nach gegenwärtigem Kenntnisstand bei geeigneten Einfallsbedingungen eine Drehung der Polarisationsebene des gebeugten Lichts gegenüber dem Polarisationsvektor des einfallenden Lichts. Diese Polarisationskonversion kann beispielsweise durch Prüfvorrichtungen, wie in 7 schematisch gezeigt, nachgewiesen werden.
Bei der auf eine Messung der Polarisationskonversion in Reflexion ausgelegten Prüfvorrichtung der 7(a) wird das einfallende Licht 72 vor der Beaufschlagung des zu prüfenden Sicherheitselements 70 durch einen ersten Polarisator 74 p-polarisiert. Das von dem Sicherheitselement 70 reflektierte Licht 76 gelangt über einen in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierten zweiten Polarisator 78 zu einem Detektor 75, der die Intensität des durch den zweiten Polarisator 78 transmittierten s-polarisierten Lichts erfasst.
Enthält das zu prüfende Sicherheitselement 70 eine erfindungsgemäße Subwellenlängenstruktur mit eindimensionaler Periodizität, so ergibt sich aufgrund der beschriebenen Polarisationskonversion ein erhöhtes Detektorsignal, wobei die maximale Signalstärke erreicht wird, wenn der Gittervektor der Gitterstruktur im 45° Winkel zur Einfallsebene 72, 76 des Lichts verläuft. Bei einem gegenüber einem Schwellwert erhöhten Intensitätssignal kann daher auf Anregung von Oberflächenpolaritonen und damit auf Echtheit des geprüften Sicherheitselements geschlossen werden.
Statt in Reflexion kann die Polarisationskonversion auch in Transmission geprüft werden, wie in 7(b) gezeigt. Das einfallende Licht 82 läuft dabei durch einen ersten Polarisator 84 und das zu prüfende Sicherheitselement 80.
Das transmittierte Licht 86 gelangt über einen zweiten in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierten Polarisator 88 zum Detektor 85. Auch hier kann aus einem erhöhten Detektorsignal bei entsprechender Stellung des Sicherheitselements 80 auf die Anregung von Oberflächenpolaritonen und damit auf die Echtheit des zu prüfenden Sicherheitselements 80 geschlossen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 03/054297 A2 [0026]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Physik für Ingenieure" Hering, Martin, Stohrer, 5. Auflage, VDI-Verlag, 1995 oder der Internetseite „http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifischer_Widerstand" [0007]
- „http://wikipedia.org/wiki/Spezifischer_Widerstand" [0022]

Claims

Sicherheitselement für die maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht, das eine vorgegebene Prüfwellenlänge enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine Schicht aus einem hochleitfähigen Material aufweist, die eine ein- oder zweidimensionale Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen enthält, deren laterale Abmessungen und/oder laterale Abstände kleiner als die Prüfwellenlänge sind.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lateralen Abmessungen und/oder die lateralen Abstände um mindestens einen Faktor 1,5, vorzugsweise um mindestens einen Faktor 2, kleiner sind als die Prüfwellenlänge.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement auf eine maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich ausgelegt ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement auf eine maschinelle optische Echtheitsprüfung mit Licht aus dem Spektralbereich des Nahen Infrarot ausgelegt ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hochleitfähige Schicht mit der Gitterstruktur so ausgelegt ist, dass das bei der Echtheitsprüfung unter einem vorgegebenen Prüfwinkel einfallende Licht Oberflächenpolaritonen in der hochleitfähigen Schicht anregt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur als Reflexionsgitter ausgebildet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur als Transmissionsgitter ausgebildet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterelemente durch parallele, hochleitfähige Gitterlinien gebildet sind, um eine eindimensionale, periodische Gitterstruktur zu bilden.
Sicherheitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodenlänge kleiner als die Prüfwellenlänge, vorzugsweise mindestens um einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellenlänge, ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur innerhalb einer Periode eine Unterstruktur aufweist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hochleitfähige Schicht eine im Wesentlichen durchgehend hochleitfähige Flächenschicht ist und dass die Gitterelemente durch regelmäßig angeordnete Perforationen in der Flächenschicht gebildet sind, um eine zweidimensionale periodische Gitterstruktur zu bilden.
Sicherheitselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Perforationen kleiner als die Prüfwellenlänge, bevorzugt mindestens um einen Faktor 2 kleiner als die Prüfwellenlänge, beson ders bevorzugt mindestens um einen Faktor 4 kleiner als die Prüfwellenlänge, ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der laterale Abstand der Perforationen kleiner als die Prüfwellenlänge ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke der Flächenschicht zu dem Durchmesser der Perforationen kleiner als 2 ist, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5, insbesondere bei etwa 1,0 liegt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht aus einem hochleitfähigen Material zwischen 50 nm und 2 μm, vorzugsweise zwischen 100 nm und 1 µm, liegt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das hochleitfähige Material der Schicht ein Metall ist, insbesondere eines der Metalle Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder Chrom.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur in ein Dielektrikum eingebettet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement mit einem visuell prüfbaren Humanmerkmal kombiniert ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Etikett, ein Transferelement oder ein Durchsichtssicherheitselement ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem eine Schicht aus einem hochleitfähigen Material mit einer ein- oder zweidimensionalen Gitterstruktur aus einer periodischen Anordnung einer Vielzahl von Gitterelementen versehen wird, deren laterale Abmessungen und/oder laterale Abstände kleiner als die Prüfwellenlänge sind.
Datenträger, insbesondere Markenartikel oder Wertdokument, wie Banknote, Pass, Urkunde, Banderole, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
Datenträger nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass, das Sicherheitselement in einem Fensterbereich des Datenträgers angeordnet ist.
Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19 oder eines Datenträgers nach Anspruch 21 oder 22 zur Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art.
Verfahren zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements nach einem Ansprüche 1 bis 19, bei dem a) zumindest eine Prüfwellenlänge und zumindest eine Beleuchtungsgeometrie für die Echtheitsprüfung festgelegt wird, b) die hochleitfähige Schicht des Sicherheitselements mit Licht der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge unter der zumindest einen festlegten Beleuchtungsgeometrie beaufschlagt wird, c) das von der hochleitfähigen Schicht reflektierte oder transmittierte Licht bei zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge erfasst wird, und d) die Echtheit des Sicherheitselements auf Grundlage der Intensität und/oder der Polarisation des erfassten Lichts beurteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung reflektierte Licht erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das in der nullten Beugungsordnung transmittierte Licht erfasst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen festgelegt werden, in Schritt c) die Lichtintensitäten bei den zumindest zwei festgelegten Prüfwellenlängen erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen werden, wobei bei einer über ein festgelegtes Maß hinaus verringerten Lichtintensität bei zumindest einer der Prüfwellenlängen auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenschicht in Schritt b) gleichzeitig mit Licht der zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einem hochleitfähigen Material in Schritt b) nacheinander mit Licht der zumindest zwei verschiedene Prüfwellenlängen beaufschlagt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) zumindest zwei unterschiedliche Beleuchtungswinkel festgelegt werden, in Schritt c) die Lichtintensitäten bei Beaufschlagung aus den zumindest zwei festgelegten Beleuchtungswinkeln erfasst und in Schritt d) miteinander verglichen werden, wobei bei einer über ein festgelegtes Maß hinaus verringerten Lichtintensität bei zumindest einem der Beleuchtungswinkel auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensitäten in Schritt c) mit einem ortsauflösenden Detektor erfasst werden.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einem hochleitfähigen Material in Schritt b) mit polarisiertem Licht der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge beaufschlagt wird, und in Schritt c) die Polarisationsrichtung des reflektierten oder transmittierten Lichts der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge erfasst wird, wobei in Schritt d) aus einer Änderung der Polarisationsrichtung bei zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge über ein festgelegtes Maß hinaus auf die Echtheit des Sicherheitselements geschlossen wird.
Vorrichtung zur maschinellen optischen Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements nach einem Ansprüche 1 bis 19, mit – zumindest einer Lichtquelle zum Beaufschlagen der hochleitfähigen Schicht des zu prüfenden Sicherheitselements mit Licht zumindest einer festgelegten Prüfwellenlänge unter zumindest einer festgelegten Beleuchtungsgeometrie, – zumindest einer Detektionseinrichtung zum Erfassen des von der hochleitfähigen Schicht reflektierten oder transmittierten Lichts, und – Mittel zum Bewerten der Intensität und/oder der Polarisation des erfassten Lichts bei der zumindest einen festgelegten Prüfwellenlänge und/oder bei der zumindest einen festgelegten Beleuchtungsgeometrie, und zum Beurteilen der Echtheit des zu prüfenden Sicherheitselements auf Grundlage der vorgenommenen Bewertung.
Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle zum Beaufschlagen der hochleitfähigen Schicht des Sicherheitselements mit zumindest zwei verschiedenen Prüfwellenlängen ausgelegt ist, und eine wellenlängenempfindliche Detektionseinrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle zum Beaufschlagen der hochleitfähigen Schicht des Sicherheitselements mit Licht aus zumindest zwei unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln ausgelegt ist, und eine ortsauflösende Detektionseinrichtung, wie etwa ein Diodenarray, vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen Lichtquelle und zu prüfendem Sicherheitselement ein erster Polarisator und im Strahlengang zwischen zu prüfendem Sicher heitselement und Detektionseinrichtung ein in Sperrrichtung zum ersten Polarisator orientierter zweiter Polarisator vorgesehen ist.