DE202004019437U1 - Optisches Sicherungselement - Google Patents

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Abstract

Optisches Sicherungselement (2, 3, 4, 5, 62, 69), insbesondere zur Sicherung von Kreditkarten, Geldkarten und Banknoten, wobei das optische Sicherungselement einen Mehrschichtkörper mit einer ersten transparenten Schicht (22, 31, 41, 51) und einer an die erste Schicht angrenzenden zweiten transparenten Schicht (23, 32, 42, 52) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der optischen Brechungszahlen zwischen der ersten Schicht (22, 31, 41, 51) und der zweiten Schicht (23, 32, 42, 52) in dem Bereich von 0,1 bis 0,2 liegt, und dass in die Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in einem Flächenbereich des optischen Sicherungselements mit einem derartigen Brechungszahl-Unterschied der ersten und der zweiten Schicht als erstes Sicherheitsmerkmal eine erste diffraktive Struktur (25, 37, 45, 57, 84, 85) abgeformt ist, in der mittels einer optischen Sensoranordnung (63) maschinell auswertbare Informationen codiert sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisches Sicherungselement insbesondere zur Sicherung von Kreditkarten, Geldkarten und Banknoten, das einen Mehrschichtkörper mit einer ersten transparenten Schicht und einer an die erste Schicht angrenzenden zweiten transparenten Schicht aufweist.
  • Aus DE 4130896 A1 ist ein Dekorationsschichtaufbau bekannt, bei dem als Reflexionsschicht für eine beugungsoptisch wirksame Struktur ein Dielektrikum mit einem Brechungsindex von N = 2,5 verwendet wird. Die die beugungsoptische Struktur beidseitig begrenzenden Decklackschichten sind bei diesem Schichtverbund jeweils ganzflächig vorgesehen.
  • In EP 0 718 834 A3 ist ein optischer Datenträger und ein Lesegerät für einen solchen Datenträger beschrieben. Der optische Datenträger besteht aus einem Substrat, auf dem aufeinanderfolgend eine Reflexionsschicht und eine Deckschicht aufgebracht sind. In die Reflexionsschicht sind Reliefstrukturen beispielsweise durch Prägen oder Gießen eingeformt. Die Reliefstrukturen bilden phasenbeugende Beugungsmuster, die entlang von Datenspuren angeordnet sind. Jedes Beugungsmuster stellt eine vorgegebene Bitfolge mit n-Bits dar. Die Bitfolge eines Beugungsmusters ist mittels der Auswertung der Signale von mehreren Photodetektoren bestimmbar.
  • WO 94/25288 beschreibt einen Dekorationsschichtaufbau mit einer beugungsoptisch wirksamen, räumlichen Struktur, bei dem sich wenigstens im Bereich der räumlichen Struktur eine reflektierende Schicht befindet. Um die beugungsoptisch wirksame Struktur lediglich bereichsweise wirksam werden zu lassen und damit eine Kombination mit beispielsweise durch Bedruckung erzeugten Effekten zu ermöglichen, wird hier folgendes vorgeschlagen: Zwischen der die beugungsoptisch wirksame, räumliche Struktur aufweisenden Oberfläche einer Decklackschicht und der Reflektierungsschicht wird eine weitere, die räumliche Struktur ausfüllende Dekorlackschicht vorgesehen. Die Dicke der Dekorlackschicht entspricht wenigstens der Tiefe der räumlichen Struktur. Sie wird von einem Lack gebildet, dessen Grundzusammensetzung einen Brechungsindex besitzt, der sich vom dem des transparenten Decklacks um weniger als 0,8 unterscheidet. Aufgrund des geringen Unterschieds im Brechungsindex zwischen dem transparenten Decklack und dem Dekorlack ist die Grenzfläche zwischen Decklackschicht und Dekorlackschicht im Normalfall nicht mehr sichtbar. Die optisch wirksame Struktur wird somit für den Betrachter im Bereich der Dekorlackschicht optisch ausgelöscht. Damit wird es möglich, die genaue Positionierung der räumlichen Struktur nicht durch eine entsprechend genaue Ausrichtung des die räumliche Struktur einprägenden Stempels zu erzielen, sondern die genaue Positionierung der räumlichen Struktur durch Aufbringen dieser zusätzlichen Dekorlackschicht vor Aufbringen der reflektierenden Metallschicht zu erreichen. Die Decklackschicht wird hierbei mittels einer entsprechend profilierten Walze auf die Decklackschicht aufgebracht.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes optisches Sicherungselement anzugeben.
  • Diese Erfindung wird von einem optischen Sicherungselement insbesondere zur Sicherung von Kreditkarten, Geldkarten und Banknoten gelöst, das einen Mehrschichtkörper mit einer ersten transparenten Schicht und einer an die erste transparente Schicht angrenzenden zweiten transparenten Schicht aufweist, wobei der Unterschied der optischen Brechungszahl zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in dem Bereich von 0,1 bis 0,2 liegt und die Grenzfläche der ersten Schicht und der zweiten Schicht in einem Flächenbereich des optischen Sicherungselements mit einem derartigen Brechungszahl-Unterschied der ersten und der zweiten Schicht als erstes Sicherheitsmerkmal eine erste diffraktive Struktur abgeformt ist, in der mittels einer optischen Sensoranordnung maschinell auswertbare Informationen codiert sind.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass bei der Abformung einer diffraktiven Struktur in der Grenzfläche zwischen zwei Schichten mit einem Brechungszahl-Unterschied im Bereich von 0,1 bis 0,2 die durch diese Grenzschicht bewirkten optischen Effekte nicht mehr vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können, jedoch noch mittels optischer Sensoranordnung erkannt und ausgewertet werden können. Wird demnach eine diffraktive Struktur, in die mittels einer optischen Sensoranordnung auswertbare Informationen codiert sind, in einer derartigen Grenzschicht abgeformt, so ergibt sich ein Sicherheitsmerkmal, das mittels einer entsprechenden optischen Sensoranordnung auswertbar ist, aber von dem Benutzer nicht mit dem Auge erkannt werden kann.
  • Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass für Sicherheitsanwendungen eine neue Klasse von verdeckten optischen Sicherheitsmerkmalen zur Verfügung gestellt wird. Weiter wird vermieden, dass optische Sicherheitsmerkmale, die zur maschinellen Auswertung vorgesehen sind, einen störenden optischen Einfluß auf die graphische Gestaltung und das Erscheinungsbild von zu sichernden Produkten, wie Kreditkarten, Geldkarten und Banknoten haben.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
  • Weitere Vorteile sind dadurch erzielbar, dass das erste Sicherheitsmerkmal in dem Flächenbereich von einem zweiten, vom menschlichen Auge erkennbaren optischen Sicherheitsmerkmal überlagert ist.
  • So ist beispielsweise in dem Bereich des ersten Sicherheitsmerkmals für den menschlichen Betrachter eine holographische Darstellung oder ein farbiges Bild erkennbar, so dass von diesem das Vorhandensein eines weiteren verdeckten Sicherheitsmerkmals nicht vermutet wird.
  • Weiter wird die Fälschungssicherheit des optischen Sicherungselements verbessert. Bei dem Versuch, das verdeckte Sicherheitsmerkmal mittels optischer (holographischer) Methoden zu kopieren, findet eine Überlagerung der durch das erste und das zweite Sicherheitsmerkmal erzeugten optischen Effekte statt, so dass das erste Sicherheitsmerkmal nicht mehr reproduzierbar ist. Weiter wird bei dem Versuch, eines der beiden Sicherheitsmerkmale zu manipulieren oder zu verändern, auch das andere Sicherheitsmerkmal beeinflusst, so dass derartige Manipulationsversuche erschwert werden und leicht erkennbar sind. In gleicher Weise ist es möglich und vorteilhaft, das erste Sicherheitsmerkmal in dem Flächenbereich mit einem zweiten, maschinell auswertbaren optischen Sicherheitsmerkmal zu überlagern. Ein derartiges zweites, maschinell auswertbares optisches Sicherheitsmerkmal kann hierbei beispielsweise ein Textfeld, ein Barcode oder eine zweite diffraktive Struktur sein, deren optische Effekte vom menschlichen Auge wahrnehmbar sind.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, in dem Bereich des ersten Sicherheitsmerkmals in der Grenzfläche zwischen zwei Schichten des Mehrschichtkörpers mit einem Brechungszahl-Unterschied über 0,8 eine zweite diffraktive Struktur abzuformen. Aufgrund des Brechungszahl-Unterschieds zwischen diesen Schichten des Mehrschichtkörpers ist der durch diese zweite diffraktive Struktur erzeugte optische Effekt für den menschlichen Betrachter erkennbar. Das erste Sicherheitsmerkmal wird somit beispielsweise von Hologrammen oder Kinoforms überlagert, die für den menschlichen Betrachter sichtbar sind. Weiter wird die Fälschungssicherheit erhöht, da bei einem Reproduktionsversuch die von der ersten diffraktiven Struktur erzeugten optischen Effekte von gleichartigen optischen Effekten weit höherer Intensität, die von der zweiten diffraktiven Struktur erzeugt werden, überlagert werden.
  • Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, dass der Mehrschichtkörper in dem Bereich des ersten Sicherheitsmerkmals eine Reflexionsschicht aufweist. Insbesondere bei partieller Ausgestaltung dieser Reflexionsschicht, beispielsweise in Form eines Musters oder einer Bilddarstellung, kann das erste Sicherheitsmerkmal von einem einfach herzustellenden und optisch eindrucksvollen zweiten Sicherheitsmerkmal überlagert werden.
  • Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist der Mehrschichtkörper in dem Bereich des ersten Sicherheitsmerkmals ein Interferenzschichtsystem auf. Durch ein derartiges Interferenzschichtsystem sind optisch eindrucksvolle und schwer nachahmbare Sicherheitsmerkmale wie blickwinkelabhängige Farbverschiebungseffekte erzielbar.
  • Die optische Erscheinung lässt sich weiter dadurch verbessern, dass die erste und/oder die zweite Schicht eingefärbt ist. Unterschiedliche Bereiche der ersten und/oder der zweiten Schicht können hierbei in unterschiedlichen Formen und Farben eingefärbt werden, so dass sich für den Betrachter bild- oder musterförmige Darstellungen ergeben.
  • Die erste diffraktive Struktur wird bevorzugt als symmetrische oder asymmetrische Mikrostruktur mit einer Spatialfrequenz von über 300 Linien pro mm ausgebildet, die einen in einer definierten Einfallsrichtung einfallenden Lichtstrahl in ein oder mehrere definierte Ausfallsrichtungen beugt. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass die erste diffraktive Struktur eine Makrostruktur mit einer Spatialfrequenz von unter 300 Linien pro mm und einer Strukturtiefe von unter 100 μm ist, die in einer definierten Einfallsrichtung einfallendes Licht in ein oder mehrere Ausfallsrichtungen reflektiert. Mittels derartiger diffraktiver Strukturen ist es möglich, maschinell auswertbare Informationen mit hoher Informationsdichte bei guter Auslesbarkeit der Informationen zu Codieren. Die Codierung der Information erfolgt hierbei durch die Zuweisung von Werten zu bestimmten Richtungen oder bestimmten Intensitäten der von einer derartigen diffraktiven Struktur gebeugten bzw. reflektierten Lichtstrahlen. Maschinell auswertbare Informationen sind demnach mittels der Parameter Richtung und/oder Intensität codiert.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die erste diffraktive Struktur einen einfallenden Lichtstrahl aus dem Bereich des Spiegelreflexes beugt oder reflektiert. Wird die erste diffraktive Struktur von einem weiteren optischen Sicherheitsmerkmal überlagert, so ist es ebenfalls vorteilhaft, dass die erste diffraktive Struktur einen einfallenden Lichtstrahl nicht in einen Bereich beugt oder reflektiert, in den der einfallende Lichtstrahl von dem zweiten Sicherheitsmerkmal gebeugt oder reflektiert wird. Hierdurch wird eine additive Überlagerung der von der ersten diffraktiven Struktur erzeugten optischen Effekte durch weitere von dem optischen Element generierten optischen Effekten in den Bereichen vermieden, in denen optische Sensoren zur maschinellen Auswertung des ersten Sicherheitsmerkmales angeordnet sind. Die Auswertbarkeit der in der ersten diffraktiven Struktur codierten Informationen wird damit verbessert.
  • Ein besonders effektives und kostengünstiges Verfahren zur Codierung von optisch auswertbaren Informationen in der ersten diffraktiven Struktur besteht darin, die erste diffraktive Struktur aus mehreren parallel nebeneinander angeordneten Teilstrukturen zu bilden, die jeweils einen Teil der in dem ersten Sicherheitsmerkmal codierten Informationen codieren. Hierdurch verringert sich der Berechnungsaufwand für die Codierung dieser Informationen.
  • Eine weitere Erhöhung der Fälschungssicherheit ist dadurch erzielbar, dass mittels der optischen Sensoranordnung neben der in der ersten diffraktiven Struktur codierten Informationen auch in einer zweiten diffraktiven Struktur codierte Informationen maschinell ausgewertet und mit den in der ersten diffraktiven Struktur codierten Informationen korreliert werden. Hierdurch ist eine maschinelle gegenseitige Überprüfung des ersten Sicherheitsmerkmals und des von der zweiten diffraktiven Struktur erzeugten zweiten Sicherheitsmerkmals möglich.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen oder Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert:
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Sicherheitsdokuments, das mit einem erfindungsgemäßen optischen Sicherungselement versehen ist.
  • 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Sicherheitsdokuments nach 1.
  • 3 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemässes optisches Sicherungselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemässes optisches Sicherungselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 5 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemässes optisches Sicherungselement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 6a zeigt eine funktionelle Darstellung einer Vorrichtung zum Verifizieren eines erfindungsgemäßen optischen Sicherungselements.
  • 6b zeigt eine funktionelle Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Verifizierung eines erfindungsgemäßen optischen Sicherungselements.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereiches eines erfindungsgemäßen optischen Sicherungselements.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung von Photosensoren für die Vorrichtungen nach 6a und 6b.
  • 9a bis 9c zeigen schematische Darstellungen von diffraktiven Strukturen, die für ein erfindungsgemässes optisches Sicherungselement verwendbar sind.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Sicherheitsdokument, das aus einem Trägerelement 1 und einem optischen Sicherungselement 2 besteht. 1 zeigt einen schematischen, nicht maßstabsgetreuen Schnitt durch dieses Sicherheitsdokument und 2 zeigt eine Draufsicht dieses Sicherungsdokuments.
  • Bei dem Sicherungsdokument 1 handelt es sich beispielsweise um eine Banknote, eine Kreditkarte, eine Geldkarte, einen Ausweis, ein Ticket oder ein Softwarezertifikat.
  • Das Trägerelement 1 weist eine Dekorschicht 11 und eine Trägerschicht 12 auf. Bei der Trägerschicht 12 handelt es sich beispielsweise um Papier oder ein flexibles Kunststoffmaterial. Die Dekorschicht 11 besteht in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einer dünnen, mittels eines Druckverfahrens auf die Trägerschicht 12 aufgebrachten Farbschicht. Es ist jedoch auch möglich, dass die Dekorschicht 11 komplexer aufgebaut ist und beispielsweise beugungsoptische diffraktive Strukturen oder Interferenzschichten aufweist, die durch das transparente optische Sicherungselement 2 für den Betrachter erkennbar sind. Natürlich könnte auf die Dekorschicht 11 auch verzichtet werden.
  • Das optische Sicherungselement 2 ist wie in 2 dargestellt auf der Oberfläche des Trägerelements 1 plaziert. Natürlich kann das optische Sicherungselement 2 eine andere als die in 2 dargestellte äußere Formgebung besitzen oder an einer anderen Stelle der Oberfläche des Trägerelements 1 plaziert sein. So kann das optische Sicherungselement 2 beispielsweise die Form eines Streifens oder eines Siegels besitzen.
  • Der Aufbau und die Herstellung des optischen Sicherungselements 2 werden im Folgenden beispielhaft anhand von 1 erläutert.
  • Das optische Sicherungselement 2 stellt einen Teil einer Übertragungslage einer Transferfolie, beispielsweise einer Heißprägefolie oder Laminierfolie dar, der auf das Trägerelement 1 appliziert ist. Eine derartige Transferfolie weist üblicherweise eine Trägerschicht, die beispielsweise von einer Polyesterfolie einer Dicke von 12 bis 50 μm gebildet wird, auf, auf der die Schichten der Übertragungslage während des Fertigungsprozesses aufeinanderfolgend aufgebracht werden.
  • Nach dem Aufbringen der Übertragungslage auf dem Trägerelement 1, beispielsweise mittels Heißprägung, wird die Trägerschicht der Transferfolie von dem applizierten Teil der Übertragungsfolie abgelöst, der dann auf dem Trägerelement 1 verbleibt.
  • Das optische Sicherungselement 2 weist vier Schichten 21, 22, 23 und 24 auf.
  • Die Schicht 21 ist eine Ablöse- oder Schutzlackschicht, die vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,3 bis 1,2 μm besitzt. Auf diese Schicht könnte auch verzichtet werden.
  • Die Schichten 22 und 23 sind Schichten aus transparenten Kunststoffmaterialien, die einen leicht unterschiedlichen Brechungsindex besitzen. Der Unterschied der optischen Brechungszahlen zwischen den für die Schicht 22 und die Schicht 23 verwendeten Materialien liegt hierbei in dem Bereich von 0,1 bis 0,2.
  • Zwischen den Schichten 22 und 23 ist eine diffraktive Struktur 25 abgeformt.
  • Zumindest eine der Schichten 22 oder 23 stellt eine Replizierschicht dar, in die mittels eines Prägewerkzeugs die diffraktive Struktur 25 eingeprägt ist. Die Replizierschicht besteht hierbei vorzugsweise aus einem transparenten, thermoplastischen Kunststoffmaterial. Weiter ist es auch möglich, einen transparenten, vernetzten Lack zu verwenden, der zum Zeitpunkt der Einprägung der diffraktiven Struktur 25 noch nicht völlig ausgehärtet ist.
  • Wesentlich ist hierbei, dass die Schichten 22 und 23 zumindest hinsichtlich ihrer Grundsubstanzen aneinander angepaßt sind.
  • So können für die Schichten 22 und 23 beispielsweise die im folgenden beschriebenen Schichten verwendet werden:
  • Die Schicht 22 besitzt eine Dicke von 0,3 bis 1,2 μm und kann wie folgt zusammengesetzt sein:
    Komponente Gewichtsteile
    hochmolekulares PMMA-Harz 2.000
    Silikonalkyd ölfrei 300
    nichtionisches Netzmittel 50
    Methylethylketon 750
    niedrigviskose Nitrocellulose 12.000
    Toluol 2.000
    Diacetonalkohol 2.500
  • Die Schicht 22 wird auf die Ablöse- und Schutzlackschicht 21 mit einer Linienraster-Tiefdruckfarbwalze aufgebracht, und zwar mit einem Auftragegewicht von 2,2 g/m2 vor Trocknung. Die Trocknung erfolgt im Trockenkanal bei einer Temperatur von 100 bis 120 °C.
  • In die Schicht 22 wird sodann bei etwa 130 °C mittels einer beispielsweise aus Nickel bestehenden Matrize die diffraktive Struktur 25 eingeprägt. Zum Einprägen der diffraktiven Struktur 25 wird die Matrize vorzugsweise elektrisch aufgeheizt. Vor dem Abheben der Matrize von der Schicht 22 nach Prägung kann die Matrize wieder abgekühlt werden. Nach Einprägung der diffraktiven Struktur 25 erhärtet der Replizierlack der Schicht 22 durch Vernetzung oder in sonstiger Weise.
  • Auf die Schicht 22 wird sodann die Schicht 23 in einer Schichtstärke von 0,5 bis 2 μm aufgebracht. Hierbei ist es auch möglich, dass die Schicht 23 die Täler der diffraktiven Struktur 25 nicht vollständig ausfüllt, sondern lediglich die Oberfläche der Schicht 22 in dem Bereich der diffraktiven Struktur 25 dem Relief der diffraktiven Struktur 25 folgend in einer Dicke von 0,1 bis 2 μm bedeckt.
  • Die Schicht 23 besteht ebenfalls vorzugsweise aus einem hochmolekularen PMMA-Harz mit einer Glasübertragungs-Temperatur Tg = 100° C, dessen Brechungszahl sich im Bereich von 0,1 bis 0,2 von der Brechungszahl der Schicht 23 unterscheidet.
  • Weiterhin ist es auch möglich, daß die Schicht 23 aus einer Magnesiumfluorid-Schicht besteht, die auf die Schicht 22 aufgedampft wird, wodurch ebenfalls ein Brechungszahl-Unterschied von 0,1 bis 0,2 zwischen den Schichten 22 und 23 erzielt wird.
  • Weiter ist es möglich, für die Schicht 22 einen hoch brechenden, vorzugsweise UV-vernetzbaren Replizierlack, beispielsweise den Lack „OptiNDEX® B38" von Brewer Science, zu verwenden und als Schicht 23 eine Klebeschicht mit einem entsprechend eingestellten, sich von dem Brechungsindex der Schicht 22 im Bereich von 0,1 bis 0,2 unterscheidenden Kleber aufzubringen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die diffraktive Struktur 35 mittels eines UV-Replizierverfahrens in die Oberfläche 22 abgeformt. Weiter kann hier auch auf das Aufbringen der zusätzlichen Klebeschicht 24 verzichtet werden.
  • Weiter ist es auch möglich, durch Zusatz von Pigmenten, beispielsweise der „MIKROLITH-K"-Produktreihe von CIBA, zu einem Trägerharz eine Replizierlackschicht mit hoch brechenden Eigenschaften, beispielsweise im Bereich von 1,7 bis 1,8, herzustellen und diese Schicht mit einer Klebeschicht zu kombinieren, die einen entsprechenden Brechungszahl-Unterschied von 0,1 bis 0,2 aufweist. Als Trägerharz kann hier beispielsweise ein PVC-Copolymer mit folgenden Eigenschaften gewählt werden:
    • Vinylchlorid: 85 %;
    • Vinylacetat: 15 %;
    • Glasübertragungs-Temperatur: Tg = 70 °C.
  • Die Schicht 24 ist eine Klebeschicht, die das optische Sicherungselement 2 mit der Oberfläche des Trägerelements 1 verbindet.
  • Die diffraktive Struktur 25 ist in einem Flächenbereich des optischen Sicherungselementes 2 abgeformt, indem zwischen den Schichten 22 und 23 ein Brechungszahl-Unterschied in dem Bereich von 0,1 bis 0,2 besteht. Die diffraktive Struktur 25 wirkt hierbei als erstes Sicherheitsmerkmal und hat eine Reliefstruktur, in der mittels einer optischen Sensoranordnung maschinell auswertbare Informationen codiert sind. Für die diffraktive Struktur 25 verwendbare Reliefstrukturen werden an späterer Stelle anhand der 7 bis 9c eingehend erläutert.
  • Die Figuren 3 bis 5 zeigen mehrere weitere Ausführungsbeispiele eines Mehrschichtkörpers, der Verwendung als erfindungsgemäßes optisches Sicherungsmerkmal finden kann.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optischen Sicherungselements, bei dem ein für das menschliche Auge nicht sichtbares und lediglich mittels einer optischen Sensoranordnung auswertbares Sicherheitsmerkmal von einem für das menschliche Auge erkennbaren optischen Sicherheitsmerkmal überlagert ist.
  • Das optische Sicherungselement 3 weist mehrere Schichten 31, 32, 33, 35 und 36 auf.
  • Bei den Schichten 31 und 32 handelt es sich um transparente Schichten, deren Brechungszahl-Unterschied in dem Bereich von 0,1 bis 0,2 liegt. Für diese Schichten können die in Bezug auf die Schichten 22 und 23 in dem Ausführungsbeispiel nach 1 beschriebenen Materialien verwendet werden.
  • Die Schicht 32 wird nicht vollflächig von der Schicht 31 bedeckt. Wie in 3 erkennbar, grenzt innerhalb einem ersten Bereich 39a des optischen Sicherungselements 3 die Schicht 32 unmittelbar an die Schicht 31 und in einem zweiten Bereich 39b des optischen Sicherungselements 3 unmittelbar an die Schicht 33. In dem Bereich 39a ist in der Grenzfläche zwischen der Schicht 31 und der Schicht 32 eine erste diffraktive Struktur 37 abgeformt und in dem Bereich 39b in der Grenzfläche zwischen der Schicht 32 und der Schicht 33 eine zweite diffraktive Struktur 38 abgeformt.
  • Die diffraktive Struktur 37 ist wie die diffraktive Struktur 35 nach 1 ausgeformt und stellt im Bereich 39a des optischen Sicherungselements 3 ein erstes Sicherheitsmerkmal bereit, das mittels einer optischen Sensoranordnung erfaßbar, jedoch nicht vom menschlichen Auge erkennbar ist.
  • Die Schicht 33 besteht aus einem transparenten Kunststoffmaterial, wobei der Brechungszahl-Unterschied zwischen den Schichten 33 und 32 größer als 0,8 und damit für das menschliche Auge erkennbar ist. Zwischen den Schichten 33 und 32 ist eine diffraktive Struktur 38 abgeformt, die für das menschliche Auge erkennbare optische Effekte, beispielsweise ein Hologramm, eine Kinoform, einen Mikrolinseneffekt oder einen isotropen oder anisotropen Streuungseffekt bereit stellt. Damit wird in dem Bereich 39b von der diffraktiven Struktur 38 ein zweites Sicherheitsmerkmal bereit gestellt, das für das menschliche Auge erkennbar ist.
  • Die Schicht 35 ist eine Reflexionsschicht, die musterförmig auf die Schicht 32 aufgebracht ist. Wie in 3 beispielhaft gezeigt, ist in einem Teilbereich des Bereiches 39a die Schicht 35 nicht aufgebracht, so dass die unterhalb der Schicht 35 liegenden Schichten oder unterhalb des optischen Sicherungselements 3 angebrachte Dekorlagen partiell sichtbar werden.
  • Die Schicht 35 besteht aus einer dünnen, im Vakuum auf die Schicht 32 aufgedampften Metallschicht. Die Schicht 35 kann beispielsweise aus Aluminium, Chrom, Kupfer, Zinn, Silber oder Gold bzw. Legierungen hieraus bestehen. Sie hat im Normalfall eine Stärke von 0,01 μm bis 0,04 μm.
  • Anstelle der Metallschicht wäre es allerdings auch denkbar, als reflektierende Schicht Dielektrika mit einem Brechungsindex von wenigstens 2 zu verwenden.
  • Als Dielektrikum können beispielsweise folgende Materialien verwendet werden:
  • Chemische Elemente, wie z. B. Ge, In oder Oxide, wie z. B. SiO, Ta2O5, TiO2, Ti2O3, SiO2, oder Salze, wie z. B. MgF2, ZnS.
  • Die Schicht 36 ist eine Klebeschicht, die beispielsweise aus einem thermisch aktivierbaren Kleber besteht.
  • Weiter ist es auch möglich, dass zwischen der Schicht 35 und der Schicht 36 weitere Schichten vorgesehen sind. So ist es möglich, zwischen der Schicht 35 und der Schicht 36 eine Haftvermittlungsschicht aufzubringen, die beispielsweise eine Stärke von 0,2 bis 0,7 μm besitzt.
  • Die Haftvermittlungsschicht kann beispielsweise wie folgt zusammengesetzt sein:
    Komponente Gewichtsteile
    hochmolekulares PMMA-Harz 1.200
    Methylethylketon 3.400
    Toluol 1.000
    Mattierungsmittel 100
  • Weiter ist es auch möglich, zwischen der Schicht 35 und der Schicht 36 ein oder mehrere Dekorschichten einzufügen, bei denen es sich beispielsweise um farbige, musterförmig oder bildhaft ausgestaltete Farbschichten handeln kann, die durch die von der partiellen Reflexionsschicht 35 nicht abgedeckte Bereiche des optischen Sicherungselements 3 sichtbar sind.
  • Durch die Reflexionsschicht 35 und eventuell unter der Reflexionsschicht 35 angeordnete Dekorschichten wird ein drittes, für das menschliche Auge sichtbares Sicherheitsmerkmal generiert.
  • Damit wird in dem Bereich 39a das erste, für das menschliche Auge nicht erkennbare Sicherheitsmerkmal von dem dritten, für das menschliche Auge sichtbaren Sicherheitsmerkmal überlagert. In dem Bereich 39b findet eine Überlagerung von zwei für das menschliche Auge sichtbaren optischen Sicherheitsmerkmalen statt.
  • Hierbei ist es besonders vorteilhaft, eine Vielzahl von Bereichen 39a und 39b vorzusehen, die jeweils eine Größe besitzen, die für das menschliche Auge im normalen Betrachtungsabstand nicht auflösbar ist, so daß das Nichtvorhandensein des zweiten Sicherheitsmerkmals in den Bereichen 39a für das menschliche Auge nicht erkennbar ist.
  • Abwandlungen dieses Grundprinzips des Ausführungsbeispiels nach 3 sind möglich. So ist es beispielsweise möglich, die Schicht 31 vollflächig auszuführen und die Schicht 32 aus sich partiell abwechselnden Bereichen mit unterschiedlichen Materialien auszuformen, die gegenüber der Schicht 31 bereichsweise einen Brechungszahl-Unterschied von 0,1 bis 0,2 und einen Brechungszahl-Unterschied von über 0,8 besitzen. Weiter ist es hier auch möglich, die Schicht 32 nur in den Bereichen 39a in einem Material aufzubringen, das gegenüber dem Material der Schicht 31 einen Brechungszahl-Unterschied von 0,1 bis 0,2 besitzt. In den Bereichen 39b wird dann die Reflexionsschicht 35 direkt auf die Schicht 31 aufgebracht, so dass in diesen Bereichen die diffraktive Struktur 38 in einer reflektierenden Grenzschicht abgeformt ist.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein für das menschliche Auge nicht erkennbares Sicherheitsmerkmal von einem für das menschliche Auge erkennbaren optischen Sicherheitsmerkmal überlagert ist.
  • 4 weist vier Schichten 41, 42, 43 und 44 auf.
  • Die Schichten 41 und 42 sind wie die Schichten 22 und 23 nach 1 ausgestaltet. In der Grenzfläche zwischen diesen Schichten, die einen Brechungszahl-Unterschied im Bereich von 0,1 bis 0,2 besitzen, ist eine diffraktive Struktur 45 abgeformt. Bezüglich der Ausgestaltung der diffraktiven Struktur 45 wird auf die Ausführungen zu der diffraktiven Struktur 25 nach 1 verwiesen.
  • Die Schicht 43 ist eine Reflexionsschicht, die bereichsweise auf die Schicht 42 aufgebracht ist. Die Reflexionsschicht 43 kann wie die Schicht 35 nach 3 ausgestaltet sein.
  • In die Grenzfläche zwischen den Schichten 42 und 43 sind diffraktive Strukturen 46 abgeformt, die ein zweites, für das menschliche Auge erkennbares optisches Sicherheitsmerkmal generieren. Beispielsweise handelt es sich bei den diffraktiven Strukturen 46 um beugungsoptische Strukturen, die Hologramme oder Kinoforms erzeugen. Es kann sich hier aber auch um Makrostrukturen, beispielsweise um Mikrolinsen oder Sägezahnstrukturen handeln. Weiter ist es auch möglich, dass die Schicht 43 vollflächig ausgeformt ist.
  • Die Schicht 44 ist eine Klebeschicht. Weiter ist es hier natürlich auch möglich, dass zwischen den Schichten 43 und 44 noch weitere Schichten, beispielsweise Haftvermittlerschichten oder weitere Dekorschichten angeordnet sind. Auch ist es möglich, auf die Schicht 43 zu verzichten und damit durch die diffraktiven Strukturen 46 ein transmissives optisches Sicherheitsmerkmal zu generieren.
  • In den Bereichen 49a wird demnach das von der diffraktiven Struktur 45 generierte optische Sicherheitsmerkmal von dem von der diffraktiven Struktur 43 generierten optischen Sicherheitsmerkmal überlagert. Für das menschliche Auge ist hierbei nur das zweite Sicherheitsmerkmal erkennbar. In dem Bereich 49b findet keine Überlagerung statt, so dass in diesem Bereich für das menschliche Auge kein Sicherheitsmerkmal erkennbar ist.
  • 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Sicherungselements, bei dem ein für das menschliche Auge nicht erkennbares Sicherheitsmerkmal von einem für das menschliche Auge erkennbaren Sicherheitsmerkmal überlagert ist.
  • 5 zeigt ein optisches Sicherungselement 5, das mehrere Schichten 51, 52, 53, 54, 55 und 56 aufweist.
  • Die Schichten 51 und 52 sind wie die Schichten 22 und 23 nach 1 ausgestaltet. In der Grenzfläche zwischen den Schichten 51 und 52, zwischen denen ein Brechungszahl-Unterschied im Bereich von 0,1 bis 0,2 besteht, ist eine diffraktive Struktur 57 ausgeformt. In Bezug auf die Ausgestaltung der diffraktiven Struktur 57 wird auf die Ausführung zu der diffraktiven Struktur 25 nach 1 verwiesen. Die Schichten 53, 54 und 55 bilden ein Interferenzschichtsystem, das als Sicherheitsmerkmal einen für das menschliche Auge erkennbaren blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseftekt generiert. Wie in 5 angedeutet, ist das Dünnfilmschichtsystem hierbei partiell und musterförmig ausgeformt. Es ist natürlich auch möglich, dass Dünnfilmschichtsystem vollflächig auf die Schicht 52 aufzubringen.
  • Die Schicht 53 ist eine Absorptionsschicht (vorzugsweise mit 30 bis 65 % Transmission). Sie kann beispielsweise aus einem der folgenden Materialien oder aus einer Legierung der folgenden Materialien bestehen: Chrom, Nickel, Palladium, Titan, Kobalt, Eisen, Wolfram, Eisenoxid oder Kohlenstoff.
  • Die Schicht 54 ist eine transparente Distanzschicht und wirkt als farbwechselerzeugende Schicht (λ/4 oder λ/2). Die Schicht 55 ist eine optische Trennschicht (Ausbildung eines transmissiven Elements) oder eine Reflektierungsschicht (Ausbildung eines reflektierenden Elements). Die Dicke der Distanzschicht ist hierbei so gewählt, dass bei Ausbildung eines reflektiven Elements die λ/4 Bedingung und bei Ausbildung eines transmissiven Elements die λ/2 Bedingung erfüllt ist, wobei λ vorzugsweise im Bereich des für einen menschlichen Betrachter sichtbaren Lichtes liegt.
  • Als optische Trennschicht kommen insbesondere Materialien wie Oxide, Sulfide oder Chalkogenide in Frage. Entscheidend für die Wahl der Materialien ist, dass gegenüber den in der Abstandsschicht verwendeten Materialien ein Unterschied im Brechungsindex besteht. Je nach den für die Distanzschicht verwendeten Materialien wird so ein HRI-Material oder ein LRI-Material (HRI = High Refraction Index; LRI = Low Refraction Index) eingesetzt.
  • Weiter ist es auch möglich, eine Dünnfilmschichtfolge, die blickwinkelabhängige Farbverschiebungen mittels Interferenz erzeugt, aus einer Abfolge von hoch- und niedrigbrechenden Schichten aufzubauen. Bei einem derartigen Schichtaufbau kann auf die Verwendung einer Absorptionsschicht verzichtet werden. Die hoch- und niedrigbrechenden Schichten einer solchen Dünnfilmschichtfolge bilden jeweils eine optisch wirksame Distanzschicht, die die oben beschriebenen Bedingungen einzuhalten hat. Je höher die Anzahl der Schichten gewählt wird, um so schärfer lässt sich die Wellenlänge des Farbwechseleffekts einstellen. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, eine derartige Dünnfilmschichtfolge aus zwei bis zehn Schichten (geradzahlige Variante) oder drei bis neun Schichten (ungeradzahlige Variante) aufzubauen.
  • Beispiele üblicher Schichten einer solchen Dünnfilmschichtfolge und Beispiele von Materialien, die für die Schichten einer solchen Dünnfilmschichtfolge prinzipiell verwendbar sind, werden beispielsweise in WO 01/03945 Seite 5, Zeilen 30 bis Seite 8, Zeile 5 offenbart.
  • In den Bereichen 59a des optischen Sicherungselements 5 wird demnach das von der diffraktiven Struktur 57 generierte, für das menschliche Auge nicht sichtbare Sicherheitsmerkmal von einem zweiten, von dem Dünnfilmschichtsystem generierten und für das menschliche Auge sichtbaren Sicherheitsmerkmal überlagert. In den Bereichen 59b des optischen Sicherungselements 5 findet keine derartige Überlagerung statt.
  • Es ist natürlich möglich, die in den Ausführungsbeispielen zu den 3 bis 5 geschilderten Varianten der Überlagerung von Sicherheitsmerkmalen miteinander zu kombinieren und beispielsweise in der Grenzfläche zwischen den Schichten 52 und 53 des optischen Sicherungselements nach 5 die diffraktiven Strukturen 46 nach 4 abzuformen.
  • 6a und 6b zeigen Lesegeräte zur Auswertung des von den diffraktiven Strukturen 25, 37, 45 und 57 generierten optischen Sicherheitsmerkmals.
  • Die Figuren 6a und 6c zeigen optische Sensoren 63, eine Lichtquelle 65, einen Spiegel 64, Elemente einer Transporteinrichtung 66, eine Steuereinrichtung 67 und ein Sicherheitsdokument, das von einem Trägerelement 61 und einem optischen Sicherungselement 62 gebildet wird.
  • Die Lichtquelle 65 besteht beispielsweise aus einer Laserdiode. Der Spiegel 64 reflektiert den von der Lichtquelle 65 erzeugten Lichtstrahl 651, so dass der Lichtstrahl 651 senkrecht auf das optische Sicherungselement 62 fällt. Nicht dargestellt sind optische Abbildungselemente wie Blenden oder Objektivsysteme, die einer optimalen Strahlführung des Lichtstrahls 651 dienen.
  • Der Lichtstrahl 651 wird durch die in der Grenzfläche zwischen zwei transparenten Schichten mit einem Brechungszahl-Unterschied von 0,1 bis 0,2 abgeformten diffraktiven Struktur in sehr geringem Umfang in ein oder mehrere durch die diffraktive Struktur bestimmte Richtungen gebeugt oder reflektiert. Die optischen Sensoren 63 sind derartig angeordnet, dass sie Teilstrahlen detektieren können, die in diese vordefinierten Richtungen gebeugt oder reflektiert werden.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, dass die diffraktiven Strukturen eine Beugung oder Reflexion des einfallenden Lichtstrahls 651 in ein oder mehrere Richtungen bewirken, die um mindestens 30° von der durch die Flächennormale des optischen Sicherungselements 62 definierten Achse des Spiegelreflexes abweichen. Ist das optische Sicherungselement 62 derart ausgestaltet, dass das für das menschliche Auge nicht erkennbare Sicherheitsmerkmal von einem durch das menschliche Auge erkennbaren Sicherheitsmerkmal überlagert ist, so sind die Beugungsrichtungen oder Reflexionsrichtungen und damit die Anordnung der optischen Sensoren 63 bevorzugt so zu gestalten, dass eine Abweichung von mindestens 10° von der Reflexion- bzw. Beugungsrichtungen dieser optischen Sicherheitsmerkmale besteht.
  • 8 zeigt beispielhaft eine mögliche Anordnung der Photosensoren 63. So zeigt 8 eine mögliche Anordnung von zwölf Photodetektoren 6.1 bis 6.12 in einer zum Lichtstrahl 651 senkrechten Ebene, wobei jeder der Photodetektoren 6.1 bis 6.12 einer begrenzten Teilfläche dieser Ebene zugeordnet ist und somit einen vorbestimmten Raumwinkel abdeckt. Vier Photodetektoren 6.1 bis 6.4 sind auf einem inneren Kreisring, acht Photodetektoren 6.5 bis 6.12 sind auf einem äußeren Kreisring angeordnet. Wie weiter in 8 angedeutet, ist innerhalb der Kreislänge ein Loch 72 vorgesehen, durch welches der Lichtstrahl 651 auf das optische Sicherungselement 62 fällt.
  • Jedem der vordefinierten Ausfallsrichtungen, denen jeweils einer der Photodetektoren 6.1 bis 6.12 zugeordnet ist, ist ein Bit einer Bitfolge zugeordnet. Weiter ist es auch möglich, dass die Intensität der gebeugten bzw. reflektierten Lichtstrahlen von jedem der Photodetektoren 6.1 bis 6.12 erfaßt wird und bestimmte Intensitätsbereiche Bitfolgen zugeordnet sind. Hierdurch lässt sich die Informationsdichte der in die diffraktive Struktur codierten optisch lesbaren Informationen weiter erhöhen. Werden beispielsweise vier Intensitätsbereiche unterschieden, so kann mit den zwölf Photodetektoren 6.1 bis 6.12 eine 24-stellige binäre Zahl detektiert werden.
  • Weiter ist es auch möglich, dass das optische Sicherungselement 62 eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Bereichen mit diffraktiven Strukturen aufweist, in die jeweils maschinell auswertbare Informationen in der oben beschrieben Art codiert sind. Die in diesen Bereichen codierten Informationen werden nacheinander durch eine Relativbewegung des optischen Sicherungselements 62 zu dem Lichtstrahl 651 von der optischen Sensoranordnung ausgelesen.
  • Die von den Photodetektoren 63 erfaßten Werte werden der Steuereinrichtung 67 zugeführt. Die Steuereinrichtung 67 berechnet aus den ihr zugefügten Daten (Position des optischen Sicherungselements 62, Intensität des von dem jeweiligen Photodetektor erfaßten Teillichtstrahls, Lichtimpuls durch die Lichtquelle 65 abgegeben) die in dem jeweiligen Bereich optisch codierten Informationen. Durch Überprüfung dieser Information, beispielsweise durch Vergleich mit vorgespeicherten Daten durch Verwendung dieser Information als asynchronen Schlüssel oder durch Vergleich dieser Informationen mit anderen auf dem Sicherheitsdokument gespeicherten Daten verifiziert die Steuereinrichtung 67 nun das optische Sicherungselement 62.
  • Das optische Sicherungselement 62 wird hierbei derart ausgewertet, dass die von der Grenzfläche zwischen zwei transparenten Schichten mit einem Brechungszahl-Unterschied von 0,1 bis 0,2 reflektierten oder in den Raum über das optische Sicherungselement 62 gebeugten Teillichtstrahlen erfaßt werden. Die Anordnung nach 6b zeigt hier im Gegensatz hierzu eine Anordnung, in der das Trägerelement 68 im Bereich des optischen Sicherungselements 69 einen transparenten Bereich aufweist, so dass die durch diese Grenzfläche gebrochenen oder in Strahlrichtung gebeugten Lichtstrahlen durch die Photodetektoren 63 erfaßbar sind.
  • Anhand der Figuren 7, 9a, 9b und 9c wird nun die detaillierte Ausgestaltung der diffraktiven Strukturen 25, 37, 45 und 57 erläutert.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Flächenbereichs 7 des optischen Sicherungselements 62 mit zwei diffraktiven Strukturen 72.
  • Die diffraktive Struktur 72 wird von einer beugungsoptisch wirksamen diffraktiven Mikrostruktur mit einer Spatialfrequenz von über 300 Linien pro mm gebildet, die einen in einer definierten Einfallsrichtung einfallenden Lichtstrahl in mehrere definierte Ausfallsrichtungen beugt. Die diffraktive Struktur 72 setzt sich hierbei aus einer Vielzahl von kleinen Teilstrukturen zusammen, die sich jeweils in ihrem Azimutwinkel unterscheiden und demnach Licht in unterschiedliche Richtungen beugen. Die einzelnen Teilstrukturen können, wie es in 9a angedeutet ist, als symmetrische oder asymmetrische Mikrostrukturen ausgebildet sein. So sind in 9a drei Teilstrukturen 7375 gezeigt, von denen die Teilstruktur 73 symmetrische Beugungserscheinungen und die Teilstrukturen 74 und 75 asymmetrische Beugungserscheinungen generieren. Variierbare Parameter jeder der Teilstrukturen sind demnach die Reliefform, der Azimutwinkel und die Spatialfrequenz.
  • Die von der diffraktiven Struktur 72 erzeugten Beugungserscheinungen ergeben sich durch die Überlagerung der von den einzelnen Teilstrukturen generierten Beugungseffekte.
  • 9b verdeutlicht nun die Verwendung einer binären Meßstruktur zur Codierung von maschinell auswertbaren Informationen.
  • 9b zeigt drei Schichten 81, 82 und 83. Die Schichten 81 und 82 sind wie die Schichten 22 und 23 nach 1 ausgeformt. In die Grenzfläche zwischen den Schichten 81 und 82, die einen Brechungszahl-Unterschied in dem Bereich von 0,1 bis 0,2 besitzen, ist eine binäre Meßstruktur 84 abgeformt. Die Schicht 63 ist eine Klebeschicht.
  • Die binäre Meßstruktur 84 besteht aus der Überlagerung von zwei oder mehr Rechteckfunktionen, deren Periode in dem Bereich von 250 nm bis 5.000 nm liegt. Diese Rechteckfunktionen sind, wie in 9b gezeigt, derart gegeneinander phasenverschoben, dass sich Hochebenen und Täler der Rechteckfunktionen abwechseln. Die optisch wirksame Profilhöhe der Rechteckfunktionen liegt in einem Bereich von 25 nm bis 5.000 nm. Die Breite der Täler liegt damit in einem Bereich, der zumindest teilweise unterhalb der Wellenlänge des einfallenden Lichtes liegt, wodurch sich die durch diese Reliefstruktur erzeugten optischen Effekte nicht mehr aufgrund einer skalaren optischen Betrachtungsweise bestimmen lassen. Durch derartige symmetrische Reliefstrukturen sind asymmetrische Beugungseffekte sowie lichtpolarisierende Effekte erzielbar. Damit wird das Licht durch derartige Strukturen in ein oder mehrere vorbestimmte Richtungen gebeugt und unter Umständen polarisiert. Dies ist mittels einer optischen Sensoranordnung wie vorgehend anhand der 6a und 6b erläutert, detektiert und auswertbar.
  • Natürlich ist es auch möglich, die in 9b gezeigten Reliefstrukturen wie anhand der 7 und 9a erläutert als Teilstrukturen einer diffraktiven Struktur zu verwenden.
  • 9c verdeutlicht die Verwendung von Makrostrukturen für die diffraktiven Strukturen 25, 37, 45 und 57.
  • 9c zeigt drei Schichten 91, 92 und 93. Die Schichten 91 und 92 sind wie die Schichten 22 und 23 nach 1 ausgestaltet. In die Grenzfläche zwischen den Schichten 91 und 92, die einen Brechungszahl-Unterschied von 0,1 bis 0,2 aufweisen, ist eine Makrostruktur 85 mit einer Spatialfrequenz von unter 300 Linien pro mm und einer Strukturtiefe von unter 100 μm abgeformt, die in einer definierten Einfallsrichtung einfallendes Licht in ein oder mehrere Ausfallsrichtungen reflektiert. Die Schicht 93 ist eine Klebeschicht.
  • Wie in 9c gezeigt, weist die diffraktive Struktur 85 in verschiedene Richtungen geneigte Sägezahnstrukturen auf. Durch diese Sägezahnstrukturen wird einfallendes Licht entsprechend der Neigung der Sägezähne abweichend von dem durch die Flächennormale des optischen Sicherungselements definierten Reflexionswinkel reflektiert. Durch die Einstellung der Neigung und Ausrichtung dieser Sägezähne kann demnach das Licht in ein oder mehrere vordefinierte Ausfallsrichtungen reflektiert werden. Die Intensität des reflektierten Lichtstrahls ist weiter durch den Flächenanteil der jeweiligen Sägezahnstrukturen definierbar.
  • Weiter ist es natürlich auch möglich, die anhand von 9c verdeutlichten diffraktiven Strukturen in der anhand von 7 und 9a verdeutlichten Weise als Teilstrukturen einer übergeordneten diffraktiven Struktur zu verwenden.

Claims (12)

  1. Optisches Sicherungselement (2, 3, 4, 5, 62, 69), insbesondere zur Sicherung von Kreditkarten, Geldkarten und Banknoten, wobei das optische Sicherungselement einen Mehrschichtkörper mit einer ersten transparenten Schicht (22, 31, 41, 51) und einer an die erste Schicht angrenzenden zweiten transparenten Schicht (23, 32, 42, 52) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der optischen Brechungszahlen zwischen der ersten Schicht (22, 31, 41, 51) und der zweiten Schicht (23, 32, 42, 52) in dem Bereich von 0,1 bis 0,2 liegt, und dass in die Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in einem Flächenbereich des optischen Sicherungselements mit einem derartigen Brechungszahl-Unterschied der ersten und der zweiten Schicht als erstes Sicherheitsmerkmal eine erste diffraktive Struktur (25, 37, 45, 57, 84, 85) abgeformt ist, in der mittels einer optischen Sensoranordnung (63) maschinell auswertbare Informationen codiert sind.
  2. Optisches Sicherungselement (2, 3, 4, 5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungsmerkmal in dem Flächenbereich von einem zweiten, vom menschlichen Auge erkennbaren optischen Sicherheitsmerkmal überlagert ist.
  3. Optisches Sicherungselement (4) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grenzfläche zwischen zwei Schichten (42, 43) des Mehrschichtkörpers mit einem Berechnungszahl-Unterschied über 0,8 eine zweite diffraktive Struktur (46) in dem Bereich des ersten Sicherheitsmerkmals abgeformt ist.
  4. Optisches Sicherungselement (3, 4) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtkörper in dem Bereich des ersten Sicherheitsmerkmals eine Reflexionsschicht (35, 43) aufweist.
  5. Optisches Sicherungselement (5) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtkörper in dem Bereich des ersten Sicherheitsmerkmals ein Interferenzschichtsystem (53, 54, 55) aufweist.
  6. Optisches Sicherungselement nach einem der vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Schicht eingefärbt ist.
  7. Optisches Sicherungselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste diffraktive Struktur (25, 37, 45, 57) eine symmetrische oder asymmetrische Mikrostruktur mit einer Spatialfrequenz von über 300 Linien pro mm ist, die einen in einer definierten Einfallsrichtung einfallenden Lichtstrahl in ein oder mehrere definierte Ausfallsrichtungen beugt.
  8. Optisches Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste diffraktive Struktur eine Makrostruktur mit einer Spatialfrequenz von unter 300 Linien pro mm und einer Strukturtiefe von unter 100 μm ist, die in einer definierten Einfallsrichtung einfallendes Licht in ein oder mehrere definierte Ausfallsrichtungen reflektiert.
  9. Optisches Sicherungselement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Richtung und/oder Intensität der gebeugten bzw. reflektierten Lichtstrahlen maschinell auswertbare Informationen codiert sind.
  10. Optisches Sicherungselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste diffraktive Struktur einen einfallenden Lichtstrahl aus dem Bereiche des Spiegelreflexes beugt oder reflektiert.
  11. Optisches Sicherungselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherungsmerkmal in dem Flächenbereich von einem zweiten, maschinell auswertbaren optischen Sicherheitsmerkmal überlagert ist.
  12. Optisches Sicherungselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste diffraktive Struktur von mehreren parallel nebeneinander angeordneten Teilstrukturen (73, 74, 75) gebildet ist, die jeweils einen Teil der in dem ersten Sicherheitselement codierten Informationen codieren.
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