DE19810134A1 - Security element for documents and processes for its manufacture - Google Patents

Security element for documents and processes for its manufacture

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Description

Die Erfindung betrifft ein Dokument mit einem Substrat und einem Sicherheitsele­ ment, das ein optisches Gitter umfaßt, sowie ein Sicherheitselement für ein derarti­ ges Dokument. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines der­ artigen Dokuments oder Sicherheitselements.The invention relates to a document with a substrate and a security element ment, which comprises an optical grating, and a security element for such a ges document. The invention further relates to a method for producing one of the like document or security elements.

Bei Dokumenten verschiedenster Art, beispielsweise bei Banknoten, Wertpapieren und ähnlichen Dokumenten ist oftmals ein Sicherheitselement erforderlich, das einen Kopierschutz bieten soll. Sicherheitselemente dieser Art, die ein optisches Gitter umfassen, sind bereits bekannt. Bei den bisher bekannten Lösungen werden opti­ sche Gitter verwendet, die als Oberflächenrelief ausgestaltet sind. Der durch sie er­ reichbare Kopierschutz ist jedoch nicht in allen Fällen ausreichend.For documents of all kinds, for example banknotes, securities and similar documents often require a security element that unites Copy protection should offer. Security elements of this type that have an optical grating include are already known. In the previously known solutions, opti cal grids are used, which are designed as a surface relief. The one through them Accessible copy protection is not sufficient in all cases.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Kopierschutz bei Dokumenten mit einem Sicherheitselement zu verbessern.Proceeding from this, the object of the invention is to provide copy protection Improve documents with a security element.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das optische Gitter ein Volumenhologramm ist, in das ein kinetischer Effekt eingebracht ist. Hierdurch ist ein wesentlich höherer Kopierschutz erreichbar.According to the invention this object is achieved in that the optical grating Volume hologram is in which a kinetic effect is introduced. This is a much higher copy protection achievable.

Bei der Herstellung eines Volumenhologramms wird ein Film oder ein anderes korn­ loses transparentes lichtempfindliches Medium mit kohärentem Licht, insbesondere Laserlicht, belichtet. Durch die Interferenz im Filmmaterial entstehen Bragg'sche Net­ zebenen, die die in das Hologramm eingeschriebenen Informationen verkörpern.When making a volume hologram, a film or other grain is used loose transparent photosensitive medium with coherent light, in particular  Laser light, exposed. The interference in the film material creates Bragg's net levels that embody the information written in the hologram.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenholo­ gramm mit zwei oder mehr verschiedenen Wellenlängen hergestellt worden ist. Hier­ durch kann ein kontrollierter Mehrfarbeffekt erreicht werden. Der kontrollierte Mehr­ farbeffekt kann bereits bei der Verwendung von zwei verschiedenen Wellenlängen erzielt werden. Bei der Verwendung von mindestens drei verschiedenen Wellenlän­ gen, die Farben entsprechen, die im Farbdreieck liegen, kann ein kontrollierter Echt­ farbeneffekt erreicht werden. Dies ist mit den vorbekannten Oberflächenreliefstruktu­ ren nicht erreichbar, da die Farbzerlegung durch die physikalischen Grundlagen des Beugungsgitters vorgegeben ist. Bei einem Oberflächenrelief wird also bei der Re­ konstruktion mit weißem Licht stets ein Regenbogen-Farbspektrum erzeugt. Nach der vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind demgegen­ über kontrollierte Farbeffekte möglich.An advantageous development is characterized in that the volume holo grams with two or more different wavelengths has been produced. Here a controlled multicolor effect can be achieved. The controlled majority Color effect can occur when using two different wavelengths be achieved. When using at least three different wavelengths controlled colors can correspond to the colors in the color triangle color effect can be achieved. This is with the previously known surface relief structure not attainable because the color decomposition is due to the physical principles of the Diffraction grating is specified. In the case of a surface relief, the Re construction with white light always produces a rainbow color spectrum. After the advantageous further development of the method according to the invention are in contrast possible via controlled color effects.

Das Dokument oder Sicherheitselement kann dadurch hergestellt werden, daß aus einem Oberflächenrelief ein Volumenhologramm durch einen optischen Kopiervor­ gang hergestellt wird. Das Oberflächenrelief wird als sogenannter Master verwendet. Durch einen optischen Kopiervorgang wird daraus das Volumenhologramm herge­ stellt. Es ist aber auch möglich, das Volumenhologramm durch eine direkte Belich­ tung herzustellen.The document or security element can be produced by a volume relief by an optical copy gear is made. The surface relief is used as a so-called master. The volume hologram is obtained from this by an optical copying process poses. However, it is also possible to expose the volume hologram by direct exposure manufacture.

Der verbesserte Kopierschutz von Volumenhologrammen beruht zum einen darauf, daß derartige Volumenhologramme nur monochrom (einfarbig) rekonstruiert werden können. Wenn also versucht wird, ein Volumenhologramm zu kopieren, kann dies nur gelingen, wenn die genau gleiche Wellenlänge des kohärenten Lichts bzw. La­ serlichts wie bei der Aufnahme des Volumenhologramms verwendet wird. Selbst dann gelingt der Kopiervorgang nur, wenn im Filmmaterial kein örtliches Schrumpfen oder Schwellen nach dem Aufnehmen des Volumenhologramms erfolgt ist. Hiervon ausgehend kann ein zusätzlicher Kopierschutz dadurch erreicht werden, daß örtliche Bereiche des Volumenhologramms, die ansonsten nicht erkennbar sind, nach der Aufnahme des Volumenhologramms geschrumpft und/oder geschwollen werden, so daß sich die Bragg'schen Netzebenen in diesen Bereichen entsprechend verändern. Von einem derartigen Volumenhologramm könnte nur durch eine Anpassung der Wellenlänge eine Kopie mit holographischen Mitteln angefertigt werden, was jedoch nicht möglich ist, da die örtlichen Bereiche, in denen die Bragg'schen Netzebenen verändert worden sind, nach außen nicht erkennbar sind. Dies bedeutet, daß bei ei­ nem nur örtlichen oder inhomogenen Schrumpfen oder Schwellen der Schichten (Netzebenen) das Volumenhologramm nur punktweise oder pixelweise kopiert wer­ den könnte, was einen so hohen Aufwand mit sich bringt, daß es aus wirtschaftlichen Gründen nicht mehr interessant ist.The improved copy protection of volume holograms is based on the one hand on that such volume holograms are only reconstructed in monochrome (monochrome) can. So if an attempt is made to copy a volume hologram, this can only succeed if the exact same wavelength of the coherent light or La serlichts is used as when recording the volume hologram. Even then the copying process only succeeds if there is no local shrinkage in the film material or thresholds after the volume hologram has been recorded. Of that starting from an additional copy protection can be achieved that local  Areas of the volume hologram that are otherwise not recognizable after the Absorption of the volume hologram can be shrunk and / or swollen, see above that the Bragg network levels change accordingly in these areas. Such a volume hologram could only be achieved by adapting the A wavelength copy can be made using holographic means, however is not possible because the local areas in which the Bragg network levels have been changed, are not recognizable from the outside. This means that at ei only local or inhomogeneous shrinking or swelling of the layers (Network planes) the volume hologram is only copied point by point or pixel by pixel That could be, which entails such a high expenditure that it comes from economic Reasons is no longer interesting.

Zum anderen wird der erhöhte Kopierschutz dadurch erreicht, daß die Beugungsgit­ ter in Volumenhologrammen sehr winkelselektiv sind. Dies bedeutet, daß das Volu­ menhologramm nur dann kopiert werden kann, wenn genau derselbe Belichtungs­ winkel wie bei der Aufnahme angewendet wird. Selbst dann ist das Volumenholo­ gramm jedoch - wenn überhaupt - nur mit größten Schwierigkeiten zu kopieren, wenn es auf eine Oberfläche appliziert worden ist, die nicht exakt eben ist, wenn es also beispielsweise auf einem Dokument aus Papier oder einer anderen nicht exakt ebenen Oberfläche aufgebracht worden ist. Hierdurch weisen örtliche Teilbereiche der Oberfläche geringfügig voneinander abweichende Winkel auf, wobei bereits klei­ ne Winkelunterschiede genügen, um ein Kopieren unmöglich zu machen. Durch die Winkelunterschiede, die durch die Oberflächenrauhigkeit entstehen, kann mit einer ebenen Welle nicht das gesamte Hologramm rekonstruiert werden. Dies hat im Falle eines Kopierversuches zur Folge, daß nur Teile des Volumenhologramms kopiert werden und daß das kopierte Hologramm an den Stellen, an denen keine Rekon­ struktion des Volumenhologramms erfolgte, unbelichtet bleibt oder zumindest eine deutliche farbliche Abweichung bzw. Helligkeitsvariation auftritt.On the other hand, the increased copy protection is achieved in that the diffraction grating are very angle-selective in volume holograms. This means that the Volu menhologram can only be copied if exactly the same exposure angle as used when shooting. Even then, the volume holo However, if at all, it is difficult to copy grams, if it has been applied to a surface that is not exactly level, if it is for example, not exactly on a document made of paper or another flat surface has been applied. As a result, local sub-areas slightly different angles on the surface, already small ne angular differences are sufficient to make copying impossible. Through the Angular differences that arise from the surface roughness can be with a plane wave the entire hologram cannot be reconstructed. This has happened in the case a copy attempt that only parts of the volume hologram is copied and that the copied hologram at the places where no recon Structure of the volume hologram took place, remains unexposed or at least one significant color deviation or brightness variation occurs.

In das Volumenhologramm wird ein kinetischer oder kinematografischer Effekt ein­ gebracht bzw. eingeschrieben. Zur Erzeugung derartiger kinetischer Effekte ist die Beugungsstruktur in dem Volumenhologramm derart, daß sich bei einer gegebenen Beleuchtungs- und Beobachtungsrichtung einstellende Muster bezüglich eines mit dem Substrat fest verbundenen Koordinatensystems mit vorbestimmter Geschwin­ digkeit entlang einer vorbestimmten Bahn bewegen, wenn das Substrat vorzugswei­ se in seiner Ebene bewegt wird, beispielsweise in einem bestimmten Drehsinn und mit einer bestimmten Geschwindigkeit gedreht wird. Durch das Einbringen derartiger kinetischer Effekte in Volumenhologramme kann das Nachahmen dieser Hologram­ me erschwert werden. Ferner kann dadurch ein höherer Wiedererkennungswert ge­ schaffen werden. Außerdem können durch verschiedene Einzelbelichtungen indivi­ duelle Daten mit in das Volumenhologramm einbelichtet werden, wodurch der Si­ cherheitswert des Sicherheitselements noch weiter vergrößert werden kann.A kinetic or cinematographic effect is incorporated into the volume hologram brought or registered. To generate such kinetic effects, the  Diffraction structure in the volume hologram such that for a given Patterns setting lighting and observation direction with respect to coordinate system firmly connected to the substrate with predetermined speed move along a predetermined path when the substrate is prefer se is moved in its plane, for example in a certain direction of rotation and is rotated at a certain speed. By introducing such Kinetic effects in volume holograms can mimic this hologram me are difficult. Furthermore, this can result in a higher recognition value will create. In addition, indivi duelle data are exposed in the volume hologram, whereby the Si security value of the security element can be further increased.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigtTo illustrate the invention shows

Fig. 1 ein Hologramm, das als Oberflächenrelief ausgestaltet ist, und Fig. 1 is a hologram, which is designed as a surface relief, and

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Volumenhologramm. Fig. 2 shows a section through a volume hologram.

Das in Fig. 1 gezeigte Oberflächenrelief kann als Sicherheitselement auf ein Doku­ ment aufgebracht werden. Die Information des Hologramms ist in der Oberflächen­ struktur gespeichert.The surface relief shown in Fig. 1 can be applied to a document as a security element. The information of the hologram is stored in the surface structure.

Fig. 2 zeigt ein Dokument mit einem Substrat 1, auf das ein Volumenhologramm 2 aufgebracht ist. Durch die Belichtung entstehen in dem Filmmaterial Bragg'sche Net­ zebenen n1, n2 usw., die im Abstand von λ/2 angeordnet sind, wobei λ die Wellen­ länge des verwendeten Lichts bedeutet, und die die holografische Information bein­ halten. FIG. 2 shows a document with a substrate 1 , on which a volume hologram 2 is applied. The exposure creates Bragg's net planes n 1 , n 2 etc. in the film material, which are arranged at a distance of λ / 2, where λ means the wavelength of the light used, and which contain the holographic information.

Claims (7)

1. Dokument mit einem Substrat (1) und einem Sicherheitselement, das ein opti­ sches Gitter umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Gitter ein Volumenhologramm (2) ist, in das ein kinetischer Ef­ fekt eingebracht ist.1. Document with a substrate ( 1 ) and a security element which comprises an optical grating, characterized in that the optical grating is a volume hologram ( 2 ) into which a kinetic effect is introduced. 2. Dokument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenholo­ gramm mit zwei oder mehr verschiedenen Wellenlängen hergestellt worden ist.2. Document according to claim 1, characterized in that the volume holo grams with two or more different wavelengths has been produced. 3. Sicherheitselement für ein Dokument mit einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitselement ein Volumenhologramm umfaßt, in das ein kineti­ scher Effekt eingebracht ist.3. Security element for a document with a substrate, characterized, that the security element comprises a volume hologram into which a kineti effect is introduced. 4. Sicherheitselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Volu­ menhologramm mit zwei oder mehr verschiedenen Wellenlängen hergestellt worden ist.4. Security element according to claim 3, characterized in that the volume menhologram with two or more different wavelengths has been. 5. Verfahren zur Herstellung eines Dokuments nach Anspruch 1 oder 2 oder eines Sicherheitselements nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Oberflächenrelief ein Volumenhologramm durch einen optischen Kopiervorgang hergestellt wird.5. A method for producing a document according to claim 1 or 2 or one Security elements according to claim 3 or 4,  characterized, that from a surface relief a volume hologram through an optical Copying process is made. 6. Verfahren zur Herstellung eines Dokuments nach Anspruch i oder 2 oder eines Sicherheitselements nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenhologramm durch direkte Belichtung hergestellt wird.6. A method for producing a document according to claim i or 2 or one Security elements according to claim 3 or 4, characterized, that the volume hologram is produced by direct exposure. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenholo­ gramm durch direkte Belichtung mit zwei oder mehr Wellenlängen hergestellt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the volume holo grams produced by direct exposure to two or more wavelengths becomes.
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