DE19721523B4 - Method for applying a security element to a substrate - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Aufbringen eines individuellen Hologramms als Sicherheitsmerkmal auf ein Substrat, insbesondere auf Banknoten, Ausweisdokumente oder Markenartikel, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(a) Beschichtung des Substrats mit einem Aufzeichnungsmaterial, wobei das Aufzeichnungsmaterial eine Fotoleiterschicht (4b) sowie eine Thermoplastschicht (4a) oder eine härtbare Duroplastschicht aufweist;
(b) elektrostatische Beladung des Aufzeichnungsmaterials;
(c) Belichtung des elektrostatisch aufgeladenen Aufzeichnungsmaterials zur Erzeugung eines Ladungsbildes, indem ein Bild eines individuellen Objekts von einer Objektstrahlquelle auf dem Aufzeichnungsmaterial abgebildet und mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht wird.
(d) Erzeugung eines dem Ladungsbild entsprechenden Reliefs durch Erwärmung und Fixierung der erfolgten Deformation zur Bildung eines Hologramms durch Abkühlung bei Verwendung von Thermoplasten oder Erzeugung eines dem Ladungsbild entsprechenden Reliefs, sowie Fixierung der erfolgten Deformation zur Bildung eines Hologramms durch Erwärmung bei Verwendung von duroplastischen Materialien.Method for applying an individual hologram as a security feature to a substrate, in particular banknotes, identity documents or branded articles, the method comprising the following steps:
(a) coating the substrate with a recording material, wherein the recording material comprises a photoconductor layer (4b) and a thermoplastic layer (4a) or a thermosetting thermosetting layer;
(b) electrostatic loading of the recording material;
(c) Exposure of the electrostatically charged recording material to form a charge image by imaging an image of an individual object from an object beam source on the recording material and making it interfere with a reference beam.
(D) generating a relief corresponding to the charge image by heating and fixing the deformation to form a hologram by cooling when using thermoplastics or generating a charge image corresponding relief, and fixing the deformation to form a hologram by heating when using thermosetting materials ,

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines individuellen Hologramms als Sicherheitsmerkmal auf ein Substrat, insbesondere auf Banknoten, Ausweisdokumente oder Markenartikel.The The present invention relates to a method for applying a individual hologram as a security feature on a substrate, in particular on banknotes, identity documents or branded goods.

Hologramme werden insbesondere in Form von Prägehologrammen zunehmend auf Geldscheinen, Ausweispapieren und zur Sicherung der Echtheit auf Markenartikeln verwendet. Derartige Prägehologramme sind in der Regel Kopien eines Masterhologramms. Da für jeden abzubildenden Gegenstand ein eigenes Masterhologramm hergestellt werden muß, ist das Anbringen von individualisierten Hologrammen auf einer Serie von Erzeugnissen, beispielsweise die Aufbringung individueller Seriennummern auf Banknoten, nur mit unvertretbar großem Aufwand durchzuführen.holograms especially in the form of embossed holograms increasingly on Banknotes, identity papers and to ensure authenticity Branded articles used. Such embossed holograms are usually Copies of a master hologram. As for every object to be imaged that is, you have to make your own master hologram Attaching individualized holograms on a series of Products, such as the application of individual serial numbers on banknotes, only with unreasonably great effort to perform.

Aus der Meß- und Prüftechnik ist es bekannt, Hologramme auf thermoplastischen Aufzeichnungsmaterialien herzustellen. Das Prinzip der Hologrammspeicherung auf Thermoplasten entspricht dem der elektrophotographischen Aufzeichnung, in deren Ergebnis ein dem Bild entsprechend deformiertes Phasenrelief vorliegt. Der Aufzeichnungsträger besteht im klassischen Aufbau aus einer starren Unterlage (z.B. einer Glasplatte), auf der eine leitfähige Schicht aufgetragen ist. Darüber befindet sich der sog. Fotoleiter (z.B. Polyvinylcarbazol mit Trinitrofluorenon) und schließlich eine Thermoplastschicht. Die Aufzeichnung geschieht in drei Schritten. Zuerst wird das thermoplastische Aufzeichnungsmaterial durch eine Hochspannungskoronaentladung aufgeladen. Danach wird belichtet. Es entsteht ein latentes Ladungsbild im Fotoleiter bzw. im Thermoplast. Im letzten Schritt, der Entwicklung, wird der Thermoplast durch einen kurzen elektrischen Stromfluß in der leitfähigen Schicht bis zur Erweichung erwärmt und deformiert sich entsprechend der erwähnten Ladungsverteilung. Nach der Abkühlung ist diese Deformation fixiert so daß ein Phasenhologramm vorliegt. Dieses Verfahren ist beispielsweise von Ostrowski in "Holografie-Grundlagen Experimente und Anwendungen", Verlag Harri Deutsch, Thun, Frankfurt a.M., 1989, Seite 132 beschrieben worden.Out the measuring and testing technology It is known holograms on thermoplastic recording materials manufacture. The principle of hologram storage on thermoplastics corresponds to the electrophotographic record in whose Result a deformed phase corresponding to the image is present. The record carrier consists in the classical structure of a rigid pad (e.g. a glass plate) on which a conductive layer is applied. About that there is the so-called photoconductor (e.g., polyvinylcarbazole with trinitrofluorenone) and finally a thermoplastic layer. The recording is done in three steps. First, the thermoplastic recording material is replaced by a High voltage corona discharge charged. Then it will be exposed. The result is a latent charge image in the photoconductor or in the thermoplastic. In the last step, the development, the thermoplastic is going through a short electrical current flow in the conductive layer heated to softening and deforms according to the aforementioned charge distribution. To the cooling this deformation is fixed so that a phase hologram is present. This procedure is described for example by Ostrowski in "Holography Fundamentals Experiments and Applications ", publisher Harri Deutsch, Thun, Frankfurt a.M., 1989, page 132 Service.

Ferner wird in der EP 0 455 828 A1 ein elektrostatisches Kopierverfahren beschrieben, bei dem ein photosensitives Element belichtet und das ausgebildete Ladungsbild auf einen Master übertragen wird. Ein negatives Ladungsbild dazu wird schließlich von dem Master auf die thermoplastische Kunststoffschicht eines Aufzeichnungsmediums unter gleichzeitiger Erwärmung der thermoplastischen Kunststoffschicht übertragen, wobei eine Art Reliefmuster entsteht.Furthermore, in the EP 0 455 828 A1 an electrostatic copying method is described in which a photosensitive element is exposed and the formed charge image is transferred to a master. A negative charge image is finally transferred from the master to the thermoplastic layer of a recording medium with simultaneous heating of the thermoplastic layer, resulting in a kind of relief pattern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem in preiswerter und einfacher Weise ein Aufbringen von individuellen Hologrammen auf Substrate aus Papier, Papier oder Kunststoff möglich ist.task The invention is to provide a method with which in cheaper and easy way of applying individual holograms on substrates of paper, paper or plastic is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 und 11 gelöst.These The object is achieved by the Process according to claims 1 and 11 solved.

Erfindungsgemäß ist es nun möglich, ein bisher nur aus der Meß- und Prüftechnik bekanntes Verfahren im Bereich der Sicherheitstechnik bzw. Prägetechnik anzuwenden. Hierdurch können in einfacher Weise individuelle Hologramme auf verschiedene Elemente einer Serie aufgebracht werden, ohne daß für jedes Hologramm ein eigenes Masterhologramm hergestellt werden muß. Es ist vielmehr möglich, individuelle Hologramme unmittelbar auf das mit einem Sicherheitselement zu versehende Substrat aufzubringen.It is according to the invention now possible, so far only from the measuring and testing technology Known method in the field of security technology or embossing technology apply. This allows in a simple way individual holograms on different elements be applied to a series, without for each hologram its own Master hologram must be produced. It is rather possible, individual Holograms directly on the one to be provided with a security element Apply substrate.

Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei die Verwendung von duroplastischem Material als Aufzeichnungsmaterial. Duroplastisches Material ist dadurch gekennzeichnet, daß es durch Wärmezufuhr aushärtet. Ein derart hergestelltes Hologramm ist nach Aushärtung des duroplastischen Materials über einen großen Temperaturbereich nicht mehr verformbar bzw. zerstörbar.When Particularly advantageous here is the use of thermosetting Material as recording material. Thermoset material is thereby characterized in that it cured by heat. One thus prepared hologram is after curing of the thermoset material over a huge Temperature range no longer deformable or destructible.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Zweckmäßigerweise werden die Aufzeichnungsmaterialien mittels UV-Bestrahlung und/oder IR-Bestrahlung thermisch behandelt. Hierdurch sind die Aufzeichnungsmaterialien in einfacher Weise härtbar bzw. trockbar.Conveniently, The recording materials by means of UV irradiation and / or IR irradiation thermally treated. As a result, the recording materials curable in a simple manner or dry.

Erfindungsgemäß weist das Aufzeichnungsmaterial eine Thermoplastschicht oder eine Duroplastschicht sowie eine Fotoleiterschicht auf. Mit einem derartigen Aufzeichnungsmaterial ist eine Hochspannungskoronaentladung zur elektrostatischen Beladung des Aufzeichnungsmaterials in einfacher und gleichmäßiger Weise möglich.According to the invention the recording material is a thermoplastic layer or a thermoset layer and a photoconductor layer. With such a recording material is a high voltage corona discharge for electrostatic charging of the recording material in a simple and uniform manner possible.

Besonders bevorzugt ist, daß das Aufzeichnungsmaterial UV-härtbar und/oder IR-härtbar bzw. -trockenbar ist. Hierdurch ist es möglich, insbesondere nach Fixierung des Reliefs im Aufzeichnungsmaterial eine Nachhärtung mittels UV-Strahlung oder IR-Strahlung durchzuführen. Es ist beispielsweise möglich, als Aufzeichnungsmaterial UV-härtbaren Lack zu verwenden.Especially it is preferred that the Recording material UV-curable and / or IR curable or dryable is. This makes it possible in particular after fixation of the relief in the recording material a post-curing by means of UV radiation or IR radiation. It is possible, for example, as Recording material UV-curable lacquer to use.

Zweckmäßigerweise ist das Substrat, auf welches das Sicherheitselement aufgebracht werden soll, aus Papier, Pappe oder Kunststoff hergestellt. Insbesondere bei Verwendung von Papier oder Pappe ist es möglich, dieses mit dem Aufzeichnungsmaterial zu tränken.Conveniently, is the substrate to which the security element is applied should be made of paper, cardboard or plastic. Especially When using paper or cardboard, it is possible to use this with the recording material to soak.

Dies führt zu einer sehr festen und nicht zu lösenden Verbindung zwischen Aufzeichnungsmaterial bzw. Relief und Substrat.This leads to a very solid and impossible to solve Connection between recording material or relief and substrate.

Zweckmäßigerweise weist das erfindungsgemäße Verfahren den weiteren Schritt auf, daß auf das erzeugte Relief nach seiner Fixierung eine Metallisierungsschicht, insbesondere eine Aluminiumschicht, oder eine transparente Schicht mit hohem Brechungsindex aufgebracht, insbesondere aufgedampft oder aufgesputtert wird. Hierdurch kann der Beugungswirkungsgrad des Hologramms wirksam erhöht werden. Auch eine Teilmetallisierung oder eine Demetallisierung ist vorteilhaft durchführbar, wodurch eine Erhöhung der Fälschungssicherheit erreicht wird.Conveniently, has the inventive method the further step on that on the created relief after its fixation a metallization layer, in particular an aluminum layer, or a transparent layer applied with a high refractive index, in particular vapor-deposited or sputtered on. As a result, the diffraction efficiency of the Hologram effectively increased become. Also a partial metallization or a demetallization is advantageous feasible causing an increase the forgery security is reached.

Vorteilhafterweise ist der weitere Schritt vorgesehen, daß auf das erzeugte Relief eine glättende Schutzschicht, insbesondere aus UV-härtbarem Lack, vorzugsweise mit hohem Brechungsindex, aufgebracht wird. Hierdurch ist der Zugriff auf das Sicherheitselement bzw. Hologramm erschwert, so daß ein verstärkter Schutz gegen Zerstörung oder Fälschung gewährleistet ist. Bevorzugt ist, wenn keine Metallisierungsschicht aufgebracht ist, das Hologramm also transparent ist, daß die Schutzschicht aus einem Lack mit einem Brechungsindex n > 2 besteht, so daß das darunter befindliche Oberflächenrelief relativ gut sichtbar ist.advantageously, the further step is provided that on the relief created a smoothing protective layer, in particular UV-curable lacquer, preferably with a high refractive index. hereby If access to the security element or hologram is difficult, so that one reinforced Protection against destruction or fake guaranteed is. It is preferred if no metallization layer is applied is, so the hologram is transparent, that the protective layer of a Lacquer with a refractive index n> 2 exists, so that the underneath surface relief is relatively well visible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials mittels eines Objektstrahls und eines mit diesem interferierenden Referenzstrahls, wobei der Objektstrahl eine bereits auf dem Substrat aufgedruckte Information, insbesondere die Seriennummer einer Banknote oder eines Ausweisdokuments, enthält. Hierdurch kann beispielsweise mittels einer Abbildungsoptik eine bereits auf eine Banknote aufgedruckte Seriennummer hologrammartig auf die gleiche Banknote abgebildet werden. Zur Erzeugung des Objektstrahls bzw. des Referenzstrahls wird bevorzugt ein Impulslaser verwendet. Es ist gleichfalls möglich, ein Objekt, beispielsweise die Seriennummer einer Banknote, mit einem LCD-Element oder einem ähnlichen Lichtmodulator darzustellen und auf das entsprechende Substrat abzubilden Besonders bevorzugt ist ferner, die Belichtung rechnergesteuert durchzuführen, wobei wenigstens ein Bild eines darzustellenden Objekts von einem das Bild speichernden Rechner abgerufen und auf einer LCD-Platte dargestellt wird, und das auf der LCD-Platte dargestellte Bild von einer Objektstrahlquelle auf das Aufzeichnungsmaterial abgebildet und mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht wird. Hierdurch können die individuellen Hologramme in einfacher Weise erzeugt und auf das entsprechende Substrat aufgebracht werden.According to one preferred embodiment takes place the exposure of the recording material by means of an object beam and a reference beam interfering therewith, wherein Object beam an information already printed on the substrate, in particular the serial number of a banknote or an identity document, contains. hereby For example, by means of an imaging optics already on a banknote imprinted serial number hologram-like on the same Banknote to be mapped. For generating the object beam or of the reference beam, a pulsed laser is preferably used. It is also possible an object, such as the serial number of a banknote, with an LCD element or similar Represent light modulator and image on the corresponding substrate It is also particularly preferred to perform the exposure computer-controlled, wherein at least one image of an object to be displayed by one Recall image saving computer and displayed on an LCD panel and the image displayed on the LCD panel from an object beam source imaged on the recording material and with a reference beam is brought to interference. This allows the individual holograms generated in a simple manner and applied to the corresponding substrate become.

Besonders bevorzugt ist, daß eine Sequenz von zweidimensionalen Bildern, die das Objekt in vorgegebenen Schritten unter aufeinanderfolgenden Aspektwinkeln darstellen, von dem die Bilder speichernden Rechner abgerufen und die Bilder der Sequenz nacheinander auf der LCD-Platte dargestellt werden, wobei jedes der auf der LCD-Platte dargestellten Bilder aufeinanderfolgend von einer Objektstrahlenquelle einer Folge oder Reihe von Objektstrahlenquellen, die einen dem Augenabstand des Betrachters entsprechenden Abstand voneinander aufweisen, auf dem Aufzeichnungsmaterial abgebildet und mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht werden, wodurch ein 3-D Objekt darstellbar ist. Hiermit ist es möglich, autostereoskopisch betrachtbare, holografische Multistereogramme auf den Substraten herzustellen. Derartige Multistereogramme sind nur unter großem Aufwand zu fälschen, so daß die Fälschungssicherheit weiter erhöht ist.Especially it is preferred that a Sequence of two-dimensional images that predetermine the object Represent steps under successive aspect angles, from the computer storing the images retrieved and the images of Sequence can be sequentially displayed on the LCD panel, taking each one on the LCD panel displayed images sequentially from an object beam source a series or series of object beam sources that provide the Eye distance of the observer corresponding distance from each other shown on the recording material and with a Reference beam are brought to interference, creating a 3-D Object is displayed. This makes it possible to observe holographic autostereoscopic To create multistereograms on the substrates. Such multistereograms are only under great Fake effort, So that the counterfeit protection further increased is.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials rechnergesteuert scannerartig, wobei insbesondere wenigstens ein Bild eines Objektes zeilenweise von einem das Bild speichernden Rechner abgerufen wird, der Rechner zur Erzeugung der Bildpunkte jeder Zeile einen im Strahlengang eines Laserstrahls angeordneten Verschluß steuert, und der durch den Ver schluß hindurchtretende, in seiner Helligkeit gesteuerte Strahl von einem Spiegel einer Ablenkeinheit zeilenweise auf das Aufzeichnungsmaterial abgebildet und auf diesem mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht wird. Durch die zeilenweise Aufzeichnung des Bildes nach Art der Erzeugung von Fernsehbildern wird das Verfahren zur Herstellung individueller Hologramme weiter vereinfacht.To In another advantageous embodiment, the exposure takes place of the recording material computer-controlled scannerartig, wherein in particular at least one image of an object line by line from a computer storing the image is called, the calculator for generating the pixels of each line one in the beam path of a Laser beam arranged shutter controls, and passing through the closure, in its brightness controlled beam from a mirror of a deflection unit line by line on the recording material and on this is brought to interference with a reference beam. By the line by line recording of the image by the way television images are generated the process of producing individual holograms continues simplified.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Belichtung für eine Sequenz von zweidimensionalen Bildern, die das Objekt in unterschiedlichen oder aufeinanderfolgenden Objektwinkeln darstellen, durchgeführt, wobei nach der zeilenweisen holografischen Aufnahme eines Bildes der Folge ein Hologrammträger um eine so große Strecke verschoben wird, daß der Betrachter der rekonstruierten Bilder mit jedem Auge jeweils ein unterschiedliches Bild erfaßt. Durch die zeilenweise Aufzeichnung der einzelnen Bilder nach Art der Erzeugung von Fernsehbildern ist ein besonders einfaches Verfahren zu Erzeugung von Multistereogrammen auf der Aufzeichnungsschicht möglich.To an advantageous embodiment is the exposure for a sequence of two-dimensional images representing the object in different or represent consecutive object angles performed, wherein after the linewise holographic recording of a picture of the sequence a hologram carrier such a big one Route is postponed Viewer of the reconstructed images with each eye one at a time captured different image. By the line by line recording of the individual pictures by type The production of television pictures is a particularly simple procedure for generating multistereograms on the recording layer possible.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials rechnergesteuert im wesentlichen punktförmig durchgeführt. Hierdurch können in einfacher Weise computergenerierte Hologramme auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden. Bezüglich der Belichtungsmöglichkeiten wird im übrigen auf die DE 195 23 321 A1 verwiesen. Die dort beschriebenen Belichtungsverfahren sind beim erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft anwendbar.According to another embodiment of the In the present invention, the exposure of the recording material is computer-controlled in a substantially dot-shaped manner. As a result, computer-generated holograms can be applied to the recording material in a simple manner. Regarding the exposure options is otherwise on the DE 195 23 321 A1 directed. The exposure methods described there are advantageously applicable to the method according to the invention.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird wenigstens eine optische Informationseineit, insbesondere ein 3-D oder ein 2-D Bild, von einem Masterhologramm, welches beliebige optische Informationen tragen kann, in das Aufzeichungsmaterial belichtet. Durch die direkte Belichtung des Aufzeichnungsmaterials bzw. des dieses tragenden Produktes, z. B. der Banknote, ist es möglich, die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.According to one Another advantageous embodiment is at least one optical Information, in particular a 3-D or a 2-D image, of a master hologram, which any optical information exposed in the recordings material. By the direct Exposure of the recording material or this bearing Product, e.g. As the banknote, it is possible the production speed to increase.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtembodiments The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this shows

1 schematisch die Verfahrensschritte zur Aufzeichnung von Hologrammen auf die fotoleitenden und thermoplastischen bzw. härtbaren duroplastischen Schichten, 1 1 schematically the method steps for recording holograms on the photoconductive and thermoplastic or curable thermoset layers;

2 eine schematische Darstellung der Anordnung zur Herstellung eines Hologramms, dessen Objekt von einer LCD-Platte holografisch auf das Aufzeichnungsmaterial kopiert wird, 2 a schematic representation of the arrangement for producing a hologram whose object is holographically copied from an LCD panel on the recording material,

3 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Herstellung eines Hologramms bzw. Transmissions-Multistereogramms, bei dem die einzelnen Bilder nach Art von Fernsehbildern zeilenweise erzeugt werden. 3 a schematic representation of an arrangement for producing a hologram or transmission multistereogram, in which the individual images are generated in the manner of television images line by line.

In 1 sind die prinzipiellen Schritte zur Aufzeichnung von Hologrammen auf fotoleitenden und thermoplastischen Schichten dargestellt.In 1 The basic steps for recording holograms on photoconductive and thermoplastic layers are shown.

Die in 1 dargestellte Aufzeichnungsschicht 4 weist eine Thermoplastschicht 4a und eine Fotoleiterschicht 4b auf. Zunächst wird die Aufzeichnungsschicht 4 mittels einer Hochspannungskoronaentladung aufgeladen (1a). Durch die anschließende Belichtung (1b) entsteht ein Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial. Ist das Aufzeichnungsmaterial ein Thermoplast, wird dieser, beispielsweise durch einen elektrischen Stromfluß in einer anliegenden leitfähigen Schicht, bis zur Erweichung erwärmt, wodurch er sich entsprechend der Ladungsverteilung deformiert (1c). Durch Abkühlung wird diese Deformation fixiert. Der Glaspunkt bzw. Erweichungspunkt der verwendeten Thermoplaste liegt oberhalb von 60°C, vorzugsweise ober halb 100°C.In the 1 illustrated recording layer 4 has a thermoplastic layer 4a and a photoconductor layer 4b on. First, the recording layer 4 charged by means of a high voltage corona discharge ( 1a ). Through the subsequent exposure ( 1b ), a charge image is formed on the recording material. If the recording material is a thermoplastic, it is heated to softening, for example by an electric current flow in an adjacent conductive layer, whereby it deforms according to the charge distribution ( 1c ). By cooling this deformation is fixed. The glass point or softening point of the thermoplastics used is above 60 ° C, preferably above 100 ° C.

Weist das Aufzeichnungsmaterial hingegen duroplastische Eigenschaften auf, erfolgt die Verformung bei einer niedrigeren Temperatur, beispielsweise Raumtemperatur, wobei diese Deformation durch eine anschließende Erwärmung fixiert wird.has the recording material, however, thermosetting properties on, the deformation takes place at a lower temperature, for example Room temperature, this deformation fixed by a subsequent heating becomes.

Vorteilhafterweise erfolgt nach der Fixierung eine UV-Aushärtung des Aufzeichnungsmaterials.advantageously, After fixation, UV curing of the recording material takes place.

In 2 ist in schematischer Darstellung eine Anordnung zur rechnergesteuerten Erzeugung eines Hologramms auf dem Aufzeichnungsmaterial dargestellt.In 2 is a schematic representation of an arrangement for the computer-controlled generation of a hologram on the recording material shown.

Auf einer LCD-Platte 2 wird das abzubildende Objekt, welches von dem Rechner 1 abgerufen worden ist, generiert. Zwischen der LCD-Platte 2 und der Aufzeichnungsschicht 4 ist ein holografischer Strahlenteiler 6 angeordnet. Dieser holografische Strahlenteiler teilt von dem einfallenden Referenzstrahl 7 nullter Ordnung einen gebeugten Strahl 8 erster Ordnung ab, der den Objektstrahl bildet. Die Strahlen 7 und 8 erzeugen auf dem Aufzeichnungsmaterial 4 ein Interferenzmuster. Wie bereits erläutert wird durch dieses Interferenzmuster eine Ladungsverteilung auf dem Aufzeichnungsmaterial 4 erzeugt, welche unter Ausnutzung der thermoplastischen bzw. duroplastischen Eigenschaften des Materials in eine Reliefoberfläche überführbar ist.On an LCD panel 2 is the object to be imaged, which by the computer 1 has been retrieved. Between the LCD panel 2 and the recording layer 4 is a holographic beam splitter 6 arranged. This holographic beam splitter splits from the incident reference beam 7 zeroth order a diffracted beam 8th first order, which forms the object beam. The Rays 7 and 8th generate on the recording material 4 an interference pattern. As already explained, this interference pattern results in a charge distribution on the recording material 4 produced, which is convertible by utilizing the thermoplastic or thermosetting properties of the material in a relief surface.

Zur Herstellung eines multistereografischen Hologramms ist es möglich, verschiedene zweidimensionale Bilder, die ein Objekt aus unterschiedlichen Aspektwinkeln zeigen, nacheinander abzurufen und auf der transparenten LCD-Platte sichtbar zu machen. Hierbei muß in bekannter Weise darauf geachtet werden, daß die Positionierung der Objektstrahlenquellen mit dem jeweiligen Aspektwinkel korreliert.to Making a multistereographic hologram makes it possible to have different two-dimensional images representing an object from different aspect angles show, one after the other, and on the transparent LCD panel to make visible. This must be in known manner be taken to ensure that the positioning of the object beam sources correlated with the respective aspect angle.

In 3 ist ein Verfahren zur Herstellung multistereografischer Transmissionshologramme beschrieben, deren einzelne Bilder zeilenweise wie Fernsehbilder erzeugt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß eine derartige zeilenweise Hologrammerzeugung auch für ein einzelnes Bild durchgeführt werden kann.In 3 A method for producing multistereographic transmission holograms is described, whose individual pictures are generated line by line like television pictures. It should be noted that such a line-by-line hologram generation can be performed even for a single image.

Die nacheinander auf dem Aufzeichnungsmaterial 4 aufgezeichneten Bilder, die das Objekt aus unterschiedlichen Objektwinkeln zeigen, sind wiederum in dem Rechner 1 gespeichert. Der Rechner steuert zeilenweise den Verschluß 11, so daß Zeilen mit hellen, und über Graustufen bis zu dunklen Bildpunkten gebildet werden. Zur zeilenweisen Aufzeichnung dieser Bildpunkte trifft der entsprechend modulierte und von dem Laser 12 erzeugte Laserstrahl auf den Spiegel 13 einer Ablenkeinheit 14, so daß die Ablenkeinheit zeilenweise nacheinander die Bilder auf das Aufzeichnungsmaterial 4 projiziert. Unmittelbar vor dem Aufzeichnungsmaterial 4 ist ein holografischer Strahlenteiler 15 angeordnet, der von dem Objektstrahl nullter Ordnung einen Referenzstrahl erster Ordnung abspaltet, der dann auf dem Aufzeichnungsmaterial (ohne Anwesenheit einer LCD) mit dem Objektstrahl interferiert.The succession on the recording material 4 recorded images that show the object from different angles of the object are again in the computer 1 saved. The computer controls the shutter line by line 11 , so that lines are formed with light, and gray levels up to dark pixels. For line by line recording of these pixels hits the corresponding modulated and the laser 12 generated laser beam on the mirror 13 a deflection unit 14 so that the Ablen unit by row, the images are successively printed on the recording material 4 projected. Immediately in front of the recording material 4 is a holographic beam splitter 15 which splits a first-order reference beam from the zero-order object beam, which then interferes with the object beam on the recording material (without the presence of an LCD).

Nachdem auf dem Aufzeichnungsmaterial 4 zeilenweise ein zweidimensionales Bild des in dem Rechner gespeicherten Objekts aufgezeichnet worden ist, wird der Aufzeichnungsträger 4 um einen kleinen Schritt Δx in Richtung des Pfeils 16 weiterbewegt, und sodann wird das nächste Bild unter dem folgenden Aspektwinkel zeilenweise aufgezeichnet. Die Strecke Δx entspricht dabei dem Pupillenabstand eines herkömmlichen Multistereogramm-Hologramms. Es ergibt sich dann nach Rekonstruktion des Hologramms ein autostereoskopischer räumlicher Eindruck des Objekts, wenn das rekonstruierte Hologramm aus einer Stellung betrachtet wird, die dem Spiegel 13 entspricht. Um nach jeder Aufnahme den Hologrammträger um einen kleinen Schritt Δx weiterzubewegen, ist eine mechanische Transporteinheit 18 vorgesehen.After on the recording material 4 line by line, a two-dimensional image of the object stored in the computer has been recorded, the recording medium 4 by a small step Δx in the direction of the arrow 16 and then the next image is recorded line by line at the following aspect angle. The distance Δx corresponds to the pupil distance of a conventional multistereogram hologram. Then, after reconstruction of the hologram, an autostereoscopic spatial impression of the object results when the reconstructed hologram is viewed from a position that is the mirror 13 equivalent. To move the hologram carrier by a small step Δx after each shot is a mechanical transport unit 18 intended.

Es ist ferner möglich, insbesondere mit den oben beschriebenen Aufzeichnungsverfahren, ein Masterhologramm herzustellen, welches Informationen von beliebigen OVDs (Optical-Variable-Devices) tragen kann. Ein derartiges Masterhologramm kann zur Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit auch mit einer einzigen Belichtung auf das Produkt, z.B. die Banknote oder das Ausweisdokument, übertragen werden.It is also possible in particular with the recording methods described above, to create a master hologram that contains information from any OVDs (Optical Variable Devices). Such a master hologram can increase the production speed even with a single exposure on the product, e.g. the banknote or the identity document become.

Claims (12)

Verfahren zum Aufbringen eines individuellen Hologramms als Sicherheitsmerkmal auf ein Substrat, insbesondere auf Banknoten, Ausweisdokumente oder Markenartikel, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Beschichtung des Substrats mit einem Aufzeichnungsmaterial, wobei das Aufzeichnungsmaterial eine Fotoleiterschicht (4b) sowie eine Thermoplastschicht (4a) oder eine härtbare Duroplastschicht aufweist; (b) elektrostatische Beladung des Aufzeichnungsmaterials; (c) Belichtung des elektrostatisch aufgeladenen Aufzeichnungsmaterials zur Erzeugung eines Ladungsbildes, indem ein Bild eines individuellen Objekts von einer Objektstrahlquelle auf dem Aufzeichnungsmaterial abgebildet und mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht wird. (d) Erzeugung eines dem Ladungsbild entsprechenden Reliefs durch Erwärmung und Fixierung der erfolgten Deformation zur Bildung eines Hologramms durch Abkühlung bei Verwendung von Thermoplasten oder Erzeugung eines dem Ladungsbild entsprechenden Reliefs, sowie Fixierung der erfolgten Deformation zur Bildung eines Hologramms durch Erwärmung bei Verwendung von duroplastischen Materialien.Method for applying an individual hologram as a security feature to a substrate, in particular to banknotes, identity documents or branded articles, the method comprising the following steps: (a) coating the substrate with a recording material, wherein the recording material comprises a photoconductive layer ( 4b ) as well as a thermoplastic layer ( 4a ) or a curable thermoset layer; (b) electrostatic loading of the recording material; (c) Exposure of the electrostatically charged recording material to form a charge image by imaging an image of an individual object from an object beam source on the recording material and making it interfere with a reference beam. (D) generating a relief corresponding to the charge image by heating and fixing the deformation to form a hologram by cooling when using thermoplastics or generating a charge image corresponding relief, and fixing the deformation to form a hologram by heating when using thermosetting materials , Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmaterial durch UV-Strahlung gehärtet und/oder durch IR-Strahlung gehärtet oder getrocknet wird.Method according to claim 1, characterized in that that the recording material cured by UV radiation and / or cured by IR radiation or dried. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat aus Papier, Pappe oder Kunststoff verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a substrate of paper, cardboard or plastic is used. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass auf das erzeugte Relief nach seiner Fixierung eine Metallisierungsschicht, insbesondere eine Aluminiumschicht oder eine transparente Schicht mit hohem Brechungsindex, aufgebracht, insbesondere aufgedampft oder aufgesputtert wird.Method according to one of the preceding claims by the further step, that on the created relief after his Fixation a metallization layer, in particular an aluminum layer or a transparent layer with a high refractive index, applied, especially vapor-deposited or sputtered on. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, dass auf das erzeugte Relief eine glättende Schutzschicht, insbesondere aus UV-härtbarem Lack vorzugsweise mit hohem Brechungsindex, aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims by the further step, that on the created relief a smoothing protective layer, in particular of UV-curable Paint is preferably applied with a high refractive index. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtung des Aufzeichnungmaterials (4) mittels eines Objektstrahls erfolgt, der eine bereits auf dem Substrat aufgedruckte Information, insbesondere die Seriennummer einer Banknote oder eines Ausweisdokuments enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the exposure of the recording material ( 4 ) by means of an object beam which contains an information already printed on the substrate, in particular the serial number of a banknote or an identification document. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtung rechnergesteuert durchgeführt wird, wobei wenigstens das Bild eines darzustellenden Objekts von einem das Bild speichernden Rechner (1) abgerufen und auf einer LCD-Platte (2) dargestellt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the exposure is performed computer-controlled, wherein at least the image of an object to be displayed by a computer storing the image ( 1 ) and on an LCD panel ( 2 ) is pictured. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sequenz von zweidimensionalen Bildern, die das Objekt in vorgegebenen Schritten unter aufeinanderfolgenden Aspektwinkeln darstellen, von dem die Bilder speichernden Rechner (1) abgerufen und die Bilder der Sequenz nacheinander auf der LCD-Platte (2) dargestellt werden, wobei jedes der auf der LCD-Platte (2) dargestellten Bilder aufeinanderfolgend von einer Objektstrahlenquelle einer Reihe von Objektstrahlenquellen, die einen dem Augenabstand des Betrachters entsprechenden Abstand voneinander aufweisen, auf dem Aufzeichnungsmaterial (4) abgebildet und mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht werden.A method according to claim 7, characterized in that a sequence of two-dimensional images, which represent the object in predetermined steps at successive aspect angles, from the computer storing the images ( 1 ) and the images of the sequence sequentially on the LCD panel ( 2 ), each of which on the LCD panel ( 2 ) are successively viewed on the recording material by an object beam source of a series of object beam sources having a distance from one another equal to the distance of the observer. 4 ) and brought to interference with a reference beam. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials (4) rechnergesteuert scannerartig erfolgt, wobei insbesondere wenigstens ein Bild eines Objekts zeilenweise von einem das Bild speichernden Rechner (1) abgerufen wird, der Rechner (1) zur Erzeugung der Bildpunkte jeder Zeile einen im Strahlengang eines Laserstrahls angeordneten Verschluss (11) steuert, und der durch den Verschluss (11) hindurchtretende, in seiner Helligkeit gesteuerte Strahl von einem Spiegel (13) einer Ablenkeinheit (14) zeilenweise auf das Aufzeichnungsmaterial abgebildet und auf diesem mit einem Referenzstrahl zur Interferenz gebracht wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the exposure of the recording material ( 4 ) computer-controlled scanner-like, wherein in particular at least one image of an object line by line of a computer storing the image ( 1 ), the computer ( 1 ) for generating the pixels of each line a arranged in the beam path of a laser beam shutter ( 11 ), and by the closure ( 11 ) passing through its brightness controlled beam from a mirror ( 13 ) a deflection unit ( 14 ) is imaged line by line on the recording material and brought to this with a reference beam to interference. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtung für eine Sequenz von zweidimensionalen Bildern, die das Objekt in unterschiedlichen oder aufeinanderfolgenden Objektwinkeln darstellen, durchgeführt wird, wobei nach der zeilenweisen holografischen Aufnahme eines Bildes der Folge ein Hologrammträger um eine so große Strecke verschoben wird, dass der Betrachter der rekonstruierten Bilder mit jedem Auge jeweils ein unterschiedliches Bild erfasst.Method according to claim 9, characterized in that that the exposure for a sequence of two-dimensional images that differentiate the object or consecutive object angles, is performed, whereby, after the linewise holographic recording of an image of the Follow a hologram carrier for such a long distance is moved that the viewer of the reconstructed images each captured a different image with each eye. Verfahren zum Aufbringen eines individuellen Hologramms als Sicherheitsmerkmal auf ein Substrat, insbesondere auf Banknoten, Ausweisdokumente oder Markenartikel, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Beschichtung des Substrats mit einem Aufzeichnungsmaterial, wobei das Aufzeichnungsmaterial eine Fotoleiterschicht (4b) sowie eine Thermoplastschicht (4a) oder eine härtbare Duroplastschicht aufweist; (b) elektrostatische Beladung des Aufzeichnungsmaterials; (c) Rechnergesteuerte, im wesentlichen punktförmige Belichtung des Aufzeichnungsmaterials zur Erzeugung eines Ladungsbildes; (d) Erzeugung eines dem Ladungsbild entsprechenden Reliefs durch Erwärmung und Fixierung der erfolgten Deformation zur Bildung eines Hologramms durch Abkühlung bei Verwendung von Thermoplasten oder Erzeugung eines dem Ladungsbild entsprechenden Reliefs, sowie Fixierung der erfolgten Deformation zur Bildung eines Hologramms durch Erwärmung bei Verwendung von duroplastischen Materialien.Method for applying an individual hologram as a security feature to a substrate, in particular to banknotes, identity documents or branded articles, the method comprising the following steps: (a) coating the substrate with a recording material, wherein the recording material comprises a photoconductive layer ( 4b ) as well as a thermoplastic layer ( 4a ) or a curable thermoset layer; (b) electrostatic loading of the recording material; (c) computer-controlled, substantially punctiform exposure of the recording material to produce a charge image; (D) generating a relief corresponding to the charge image by heating and fixing the deformation to form a hologram by cooling when using thermoplastics or generating a charge image corresponding relief, and fixing the deformation to form a hologram by heating when using thermosetting materials , Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Informationseinheit, insbesondere ein 2-D Bild oder ein 3-D Bild, von einem Masterhologramm, welches beliebige optische Informationen tragen kann, in das Aufzeichnungsmaterial belichtet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that at least one information unit, in particular a 2-D image or a 3-D image, from a master hologram, whichever optical information can carry into the recording material is exposed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3312736A1 (en) * 1983-04-07 1984-10-11 W. Haldenwanger Technische Keramik GmbH & Co KG, 1000 Berlin Data carrier which is resistant to destruction for receiving data for the identification and coding of persons and/or objects
EP0455828A1 (en) * 1989-11-29 1991-11-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Electrostatic copying method

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