DE3602563C1

DE3602563C1 - Security paper with optically active structures generating a moiré effect

Info

Publication number: DE3602563C1
Application number: DE3602563A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Phys Dr Kurowski; Juergen Dipl-Ing Herrmann
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1987-04-16

Abstract

The invention relates to a security paper with optically active structures applied as a safeguard against reprinting, these structures producing a visible moiré effect in half-tone reproduction, and consisting to a substantial extent of open and/or closed sub-structures recurring in the manner of a register and composed of suitable structural elements of differing remission, in a manner such that they have identical or different spatial extents and/or distances apart.

Description

Die Erfindung betrifft Wertpapiere mit zur Sicherung gegen Nachdruck aufgebrachten optisch wirksamen Strukturen, die bei der Rasterreproduktion sichtbare Moir´s ergeben.The invention relates to securities for security visually effective against pressure Structures that are visible in raster reproduction Surrender to Moir.

Anwendbar ist die Erfindung auf jegliche Art von Wertpapieren, zum Beispiel Banknoten, Aktien oder sonstige Wertpapiere, deren Nachbildung nicht gestattet ist und daher so schwierig wie möglich gemacht werden muß. Dennoch unerlaubt nachgebildete Wertpapiere dieser Art sollen so leicht wie möglich erkennbar sein. Zu diesem Zweck wurden bereits seit langem optisch wirksame Strukturen auf Wertpapiere aufgedruckt, die bei der Rasterreproduktion sichtbare Moir´s ergeben sollen.The invention is applicable to any kind of Securities, for example banknotes, shares or other securities, the reproduction of which is not permitted is made and therefore as difficult as possible must become. Nonetheless, illegally simulated securities This type should be recognizable as easily as possible be. For this purpose have been around for a long time optically effective structures printed on securities, the one visible in raster reproduction Should result in Moir's.

Die Möglichkeiten moderner Reproduktionstechnik sind in letzter Zeit durch die Entwicklung neuer, z. T. auf digitaler Basis arbeitender Reproduktionsgeräte für die Herstellung von Druckvorlagen (sogenannte "Scanner" bzw. elektronische Bildverarbeitungssysteme) so verbessert worden, daß die unter Verwendung solcher Geräte hergestellten Reproduktionen von Banknoten oder sonstigen Wertpapieren den Vorlagen, zumindest auf den ersten Blick, täuschend ähnlich sehen. Die mit modernen Druck- und Reproduktionstechniken erreichbare gute Nachbildung von Wertpapierdrucken stellt eine erhöhte Gefahr für den Zahlungsverkehr durch Auftreten von schwer erkennbaren Falsifikaten in größerer Anzahl dar. Dem muß durch zusätzliche (optisch wirksame) Merkmale auf den zu schützenden Wertpapieren entgegengewirkt werden, die im Zusammenwirken mit der Reproduktionseinrichtung zu für jedermann deutlich sichtbaren Verfälschungen auf dem Falsifikat führen, die von potentiellen Fälschern nur mit erheblichem materiellem und zeitlichem Mehraufwand vermieden werden können.The possibilities of modern reproduction technology are lately by developing new, e.g. T. reproduction devices working on a digital basis for the production of print templates (so-called "Scanner" or electronic image processing systems) been improved so that using reproductions of banknotes of such devices or other securities the templates, at least at first glance, look deceptively similar. The one with modern printing and reproduction techniques achievable good replica of security prints poses an increased risk to payment transactions due to the appearance of falsifications that are difficult to identify in greater numbers. This must be done by additional (optically effective) features on the to be protected Securities are counteracted, which in the Interact with the reproduction facility too falsifications that are clearly visible to everyone the falsified by potential counterfeiters only with considerable additional material and time can be avoided.

Als sicherheitstechnisches Merkmal werden rapportartig aus Teilstrukturen aufgebaute periodische oder quasi-periodische optisch wirksame Strukturen und/oder geeignete Kombinationen solcher Strukturen auf die Banknote bzw. ein Wertpapier aufgebracht, die bei dem Versuch, eine Rasterreproduktion mittels eines Scanners oder einer Reproduktionskamera herzustellen, durch die Wechselwirkung zwischen einem materiellen oder elektronisch erzeugten Raster und der aufgebrachten optisch wirksamen Struktur einen Interferenzeffekt hervorruft, der unter dem Namen "Moir´erscheinung" oder kurz "Moir´" bekannt ist. Optisch wirksame Strukturen mit dieser Eigenschaft werden als moir´erzeugende Strukturen bezeichnet (für die Ausbildung und die gute Erkennbarkeit solcher Moir´s müssen bestimmte Bedingungen hinsichtlich Raumfrequenz und Flächendeckungsgrad erfüllt sein). Die optisch wirksamen Strukturen bestehen aus einzelnen, nach bestimmten mathematischen Gesetzmäßigkeiten angeordneten Strukturelementen wie Linien, Punkten oder sonstigen geometrischen Gebilden (Dreiecken, Kreisen o. ä.).As a security feature, are repeat-like periodic or made up of substructures quasi-periodic optically effective structures and / or suitable combinations of such structures on the Banknote or a security applied to the attempting a raster reproduction using a Manufacture a scanner or a reproduction camera, through the interaction between a material or electronically generated grid and the applied optically effective structure an interference effect evokes, under the name "Moir 'appearance" or "Moir´" for short. Visually effective structures with this property are called called moir-generating structures (for training and the good recognizability of such moirs must have certain conditions regarding spatial frequency and area coverage must be met). The optically effective structures consist of individual, arranged according to certain mathematical laws Structural elements such as lines, points or other geometric shapes (triangles, circles or similar).

Das Phänomen der Moir´bildung ist auch aus der Drucktechnik bekannt (im Mehrfarbendruck kann das Übereinanderdrucken der einzelnen gerasterten Farbauszüge zu unerwünschten Moir´s führen).The phenomenon of moiré is also from printing technology known (in multi-color printing, the overprinting can of the individual screened color separations lead to unwanted moir's).

Ein Moir´ der vorstehend beschriebenen Art tritt nur bei Rasterreproduktionen, nicht jedoch bei Halbtonreproduktionen auf. Halbtonreproduktionen sind z. B. mit Hilfe von Fotokopiergeräten oder fotografischen Materialien hergestellte Reproduktionen. Bei dieser Art von Reproduktionen kann durch Verwendung geeigneter periodischer bzw. quasi-periodischer optisch wirksamer Strukturen ebenfalls ein sicherungstechnischer Effekt erzielt werden, wenn diese Struktur zumindest teilweise so hohe Raumfrequenzen (definiert als Anzahl von Strukturelementen pro Längeneinheit und Freiheitsgrad) aufweist, daß dieser Teil der Struktur von dem optischen System der verwendeten Reproduktionseinrichtung nicht mehr übertragen werden kann, weil das Auflösungsvermögen nicht ausreicht. Optisch wirksame Strukturen werden dann ab einer bestimmten Raumfrequenz nur noch als einheitlich gefärbte Flächen wiedergegeben. Je feiner diese Strukturen sind, d. h. je höher die entsprechende Raumfrequenz ist, desto höher muß das Auflösungvermögen der Reproduktionseinrichtung sein und ein desto größerer reproduktionstechnischer Aufwand muß für die Herstellung von Falsifikaten getrieben werden, wenn der obengenannte Effekt vermieden werden soll.A moir of the type described above only occurs for raster reproductions, but not for halftone reproductions on. Halftone reproductions are e.g. B. with the help of photocopiers or photographic Reproductions made from materials. At this Kind of reproductions can be made by using appropriate periodic or quasi-periodic optically more effective Structures also a safety-related one Effect can be achieved if this structure at least spatial frequencies sometimes as high (defined as number of structural elements per unit length and Degree of freedom) that this part of the structure from the optical system of the reproducing device used can no longer be transmitted because the resolution is not sufficient. Visually effective structures are then determined from a certain one Spatial frequency only as uniformly colored areas reproduced. The finer these structures are, d. H. the higher the corresponding spatial frequency, the higher the resolution of the reproducing device be and the greater the reproductive Effort needs to be made are driven by falsifications if the above Effect should be avoided.

Bei den üblicherweise für Rasterreproduktionen verwendeten Rastern liegen die Raumfrequenzen in einem Bereich von 30 bis 100 Strukturelementen pro cm, so daß je nachdem, welches Raster für die Reproduktion verwendet wird, bei den bisher bekannten moir´erzeugenden Strukturen kein oder ein nur schwach ausgeprägtes Moir´ auftritt. Durch Variieren des Rasters bezüglich seiner Raumfrequenz und Stellung relativ zur Vorlage können in diesen Fällen Interferenzen und damit die Ausbildung von Moir´s weitgehend unterdrückt werden.The ones commonly used for raster reproductions The spatial frequencies are in a grid Range from 30 to 100 structural elements per cm, see above that whichever grid for reproduction is used in the previously known moir 'generators Structures no or only a weak one Moir 'occurs. By varying the grid relative to its spatial frequency and position In these cases, interference and thus largely suppressing the formation of Moir's will.

Der Grundgedanke, Moir´erscheinungen für die Verbesserung der Fälschungssicherheit von Druckerzeugnissen auszunutzen, ist in der GB-PS 11 38 011 angegeben worden. Es werden dort Beispiele für geeignete optisch wirksame Strukturen mit einem oder mehreren Freiheitsgrad(en) angegeben (d. h. zur vollständigen Charakterisierung der Art der Periodizität der Struktur ist die Angabe eines oder mehrerer Werte(s) der Raumfrequenz erforderlich), die feste bzw. quasi-kontinuierlich als Funktion der Ortskoordinate variierende Raumfrequenzen aufweisen. Allerdings wird mit den dort angegebenen Strukturen in Abhängigkeit von dem für die Reproduktion verwendeten Raster nur für bestimmte Rasterraumfrequenzen oder bei Verwendung der ebenfalls aufgeführten Strukturen mit variierender (kontinuierlich steigender oder fallender) Frequenz nur an ganz bestimmten Stellen der optisch wirksamen Struktur ein Moir´ zu beobachten sein, das je nach Raumfrequenz des Reproduktionsrasters seine Lage und/oder sein Erscheinungsbild ändert und dadurch nicht ohne weiteres erkennbar ist.The basic idea, Moir 'phenomena for improvement the protection against counterfeiting of printed products exploitation is specified in GB-PS 11 38 011 been. There are examples of suitable optics effective structures with one or more Degree (s) of freedom (i.e. complete) Characterization of the type of periodicity of the structure is the specification of one or more values Spatial frequency required), the fixed or quasi-continuous varying as a function of the location coordinate Have spatial frequencies. However, with the structures given there depending on the grid used for reproduction only for certain grid space frequencies or when used of the structures also listed with varying (continuously increasing or decreasing) frequency only at very specific points of the optically effective Structure a moir 'to be observed, that ever its position according to the spatial frequency of the reproduction grid and / or its appearance changes and thereby is not easily recognizable.

In der europäischen Patentanmeldung Nr. 81200 926.4, Veröffentlichungsnummer 00 46 327, wird anstelle einer quasi-kontinuierlichen Variation der Raumfrequenz eine stufenweise, d. h. diskrete Variation der Raumfrequenz vorgeschlagen. Bei den dort angegebenen Strukturen kommt eine Teilmenge von Strukturelementen mit einer bestimmten Raumfrequenz innerhalb der Gesamtstruktur nur einmal vor und wird nicht wiederholt (d. h. jede Teilstruktur besitzt nur eine Raumfrequenz). Gemäß der Anmeldeschrift werden diese optisch wirksamen Strukturen vorzugsweise geschlossen, d. h. z. B. als Kreisringsysteme oder topologisch verwandte Strukturen, ausgeführt. Bei derartigen geschlossenen Strukturen kann das im Falle einer Rasterreproduktion zu erwartende Moir´ nicht durch Verdrehen des Rasters relativ zur Vorlage vermieden bzw. weitgehend unterdrückt werden. Als optimaler (integraler) Flächendeckungsgrad werden 50% angegeben.In European patent application No. 81200 926.4, Publication number 00 46 327, instead of one quasi-continuous variation of the spatial frequency a gradual, d. H. discrete variation in spatial frequency suggested. With those specified there Structures comes a subset of structural elements with a certain spatial frequency within the forest only once and will not be repeated (i.e. each substructure has only one spatial frequency). According to the application form, these become visual effective structures preferably closed, d. H. e.g. B. as circular ring systems or topologically related Structures, executed. With such closed Structures can do this in the case of raster reproduction expected Moir´ not by turning the grid avoided or largely suppressed relative to the template will. As an optimal (integral) area coverage 50% are given.

Die bisher bekannten optisch wirksamen Strukturen, die bei der Rasterreproduktion sichtbare Moir´s erzeugen und entweder aus der Literatur bekannt sind oder in der Praxis auf Wertpapieren oder Banknoten verwendet werden, weisen immer einen oder mehrere der folgenden Nachteile auf:The previously known optically effective structures, that produce visible moir's during raster reproduction and are either known from the literature or in practice on securities or banknotes always have one or more of the following disadvantages:

a) The Moir´ occurs only for a very specific one Spatial frequency range on, e.g. B. from 50 to 60 Structural elements per cm for those for reproduction used grids.
b) The Moir´ occurs only for certain angular positions of the reproducible template that the moir 'generating Structure contains, relative to the reproduction grid on so that when reproducing through Changing the position of the grid the moir appearance can be largely suppressed.
c) The Moir´ occurs only in certain sections or Fields of the moir-producing structure.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehenden Nachteile zu beseitigen und Wertpapiere mit moir´erzeugenden Strukturen zu schaffen, bei denen das Moir´ über einen breiten Raumfrequenzbereich der für Reproduktionszwecke üblicherweise verwendeten Raster auftritt, das Moir´ sich über einen weiten Bereich der optisch wirksamen Struktur auf dem zu schützenden Wertpapier in definierter und damit gut erkennbarer Weise ausbildet und das Moir´ durch Verdrehen des Rasters praktisch nicht unterdrückt werden kann.The object of the invention is to overcome the above disadvantages to eliminate and generate securities with moir ' To create structures where the moir´ over a wide spatial frequency range for reproductive purposes commonly used grid occurs the Moir´ covers a wide range of optically effective structure on the to be protected Security in a defined and therefore easily recognizable Trained and the Moir´ by twisting the Grid practically can not be suppressed.

Diese Aufgabe wird durch ein Wertpapier der eingangs angegebenen Art gelöst, bei dem die optisch wirksamen Strukturen zu einem wesentlichen Teil aus rapportartig wiederkehrenden offenen und/oder geschlossenen Teilstrukturen bestehen, die aus geeigneten Strukturelementen unterschiedlicher Remission derart zusammengesetzt sind, daß sie gleiche oder verschiedene räumliche Ausdehnungen und/oder Abstände voneinander aufweisen.This task is accomplished by a security of the beginning specified type solved, in which the optically effective Structures to a large extent from repeat-like recurring open and / or closed Substructures consist of suitable structural elements different remission so composed are that they are the same or different spatial dimensions and / or distances from each other exhibit.

Vorzugsweise sind die rapportartig wiederkehrenden Teilstrukturen derart aus Strukturelementen zusammengesetzt, daß die auf diese Weise definierte Raumfrequenz und/oder der Flächendeckungsgrad variiert.These are preferably recurring Substructures composed of structural elements in such a way that the spatial frequency defined in this way and / or the area coverage varies.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die rapportartig wiederkehrenden Teilstrukturen durch eine Modulation der räumlichen Ausdehnung und/oder des Abstandes der Strukturelemente erzeugt (beispielsweise wird bei linienförmigen Strukturelementen die Breite, bei kreisförmigen oder -ähnlichen Strukturelementen der Durchmesser moduliert). Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.In a further advantageous embodiment of the Invention are the recurring repeat Substructures by modulating the spatial Expansion and / or the spacing of the structural elements is generated (for example, with linear Structural elements the width, with circular or -like structural elements of the diameter modulated). Advantageous refinements of the invention result from the subclaims.

Die sich rapportartig wiederholenden Teilstrukturen bilden den wesentlichen Teil der erfindungsgemäßen optisch wirksamen Strukturen. Sie können sich über bestimmte Abschnitte bzw. über die gesamte Oberfläche des zu schützenden Wertpapiers erstrecken und weisen gegenüber herkömmlichen moir´erzeugenden Strukturen keine zusammenhängenden Flächenelemente mit uniformer bzw. monoton steigender/fallender Raumfrequenz auf. Es können auch geeignete Kombinationen verschiedener und/oder gleichartiger optisch wirksamer Strukturen verwendet werden.The repeating sub-structures form the essential part of the invention optically effective structures. You can look over certain sections or over the entire surface of the security to be protected extend and point compared to conventional moir-producing structures no coherent surface elements with uniform or monotonically increasing / decreasing spatial frequency. Suitable combinations of different can also be used and / or similar optically effective structures be used.

Im Falle eines Reproduktionsversuches unter Verwendung von Rastern werden dementsprechend bei der Erfindung die jeweiligen Strukturelemente mit der "passenden Raumfrequenz" (d. h. der entsprechenden Strukturelementgröße), die sich periodisch in den Teilstrukturen wiederholen, zu einer Moir´erscheinung führen, die sich für das Auge über die gesamte optisch wirksame Struktur, und nicht nur über einen Teilbereich derselben, erstreckt. Auf diese Weise ist die Sichtbarkeit des Moir´s auch am Rande des Wertpapiers gewährleistet, wo die vom Prinzip her geschlossenen Teilstrukturen partiell unterbrochen sein können.In case of a reproduction attempt using of grids are accordingly in the invention the respective structural elements with the "matching Spatial frequency "(i.e. the corresponding structural element size), which are periodically in the substructures repeat, to a moir lead to the eye over the whole optically effective structure, and not just one Part of the same, extends. That way the visibility of the moir also on the edge of the security ensures where the principle closed Substructures can be partially interrupted.

Das gleiche gilt für die Ausführungsform der Erfindung, bei der die rapportartig wiederkehrenden optischen Teilstrukturen jeweils aus Strukturelementen bestehen, deren Größe räumlich moduliert ist, so daß der differentielle Flächendeckungsgrad (vgl. S. 22) innerhalb der Teilstrukturen variiert.The same applies to the embodiment of the invention, in which the repeating optical recurrence Substructures each made up of structural elements exist, the size of which is spatially modulated, so that the differential area coverage (see p. 22) varies within the substructures.

Als optisch wirksame Strukturen bzw. Teilstrukturen werden vorzugsweise geschlossene Kurvenzüge gewählt, also z. B. Kreisringstrukturen, Vieleck-Strukturen oder topologisch verwandte bzw. daraus abgeleitete optisch wirksame Strukturen. Solche geschlossenen Kurvenzüge haben den Vorteil, daß sich das Moir´ unabhängig von der Lage des zur Reproduktion verwendeten Rasters relativ zu der als Vorlage benutzten optisch wirksamen Struktur ausbildet. Eine Verminderung der Sichtbarkeit des Moir´s durch Verdrehen des Rasters ("Auswinkelung") ist nicht möglich, es wird allenfalls die Orientierung des Moir´s relativ zur Vorlage verändert.As optically effective structures or substructures preferably closed curves are chosen, so z. B. annulus structures, polygon structures or topologically related or derived from them optically effective structures. Such closed Curves have the advantage that the moir is independent from the location of the one used for reproduction Grid relative to the optically used as a template effective structure. A diminution the visibility of the Moir's by turning the grid ("Angulation") is not possible, at best it will the orientation of the moir relative to the template changed.

Bei Ausstattung eines Wertpapieres mit einer der erfindungsgemäßen optisch wirksamen Strukturen entsteht ein Moir´, dessen Entstehung sich folgendermaßen erklären läßt:When equipping a security with one of the invention optically effective structures are created a moir, the origin of which can be explained as follows:

Für eine optisch wirksame Struktur gemäß dem Stand der Technik ergibt sich im Falle einer Rasterreproduktion nur bei bestimmten Werten möglicher Rasterraumfrequenzen ein Moir´, das sich nur über ein räumlich ausgedehntes Teilstück solcher Strukturen (z. B. eine bestimmte Teilstruktur) erstreckt.For an optically effective structure according to the state the technology arises in the case of a raster reproduction only at certain values of possible grid space frequencies a moir that is only spatially extensive section of such structures (e.g. a certain substructure).

Bei den erfindungsgemäßen Strukturen bilden sich im Falle einer Rasterreproduktion Teilstücke eines Moir´s innerhalb jeder sich rapportartig wiederholenden Teilstruktur an den Stellen aus, an denen sich die "passenden" moir´erzeugenden Strukturelemente befinden, d. h. Strukturelemente, bei denen räumliche Ausdehnung und Abstand bzw. Raumfrequenz und (differentieller) Flächendeckungsgrad in Zusammenwirkung mit dem jeweils zur Reproduktion verwendeten Raster zu einer gemäß der Aufeinanderfolge der Teilstrukturen ebenfalls rapportartig unterbrochenen Moir´erscheinung führen.In the structures according to the invention, In the case of a raster reproduction, sections of a Moir's repeating within each repeating pattern Substructure in the places where the "matching" moir-generating structural elements are located, d. H. Structural elements where spatial Extension and distance or spatial frequency and (differential) Area coverage in interaction with the grid used for reproduction to one according to the sequence of the substructures also repeat-like interrupted moir phenomenon to lead.

Da die Abstände der Strukturelemente innerhalb einer Teilstruktur und/oder der Strukturelemente von Teilstruktur zu Teilstruktur üblicherweise sehr gering sind, nimmt das menschliche Auge diese Unterbrechungen nicht wahr und setzt die "Moir´teilstücke" zu einem Gesamt-Moir´ zusammen.Since the distances between the structural elements within a Substructure and / or the structural elements of substructure are usually very small for substructure, that takes human eye these interruptions are not true and assembles the "moir" sections "into a total moir".

Entsprechende Überlegungen treffen auch auf die anderen in jeder Teilstruktur vertretenen Strukturelemente (mit anderen Abständen und räumlichen Ausdehnungen) zu, die für andere Rasterfrequenzen ebenfalls eine aus Teilstücken zusammengesetzte, sich über die gesamte Struktur erstreckende Moir´erscheinung mit ähnlichem Aussehen hervorrufen.Corresponding considerations also apply to the others structural elements represented in each substructure (with different distances and spatial dimensions) to that for other raster frequencies as well one composed of sections, over the entire structure with a moir appearance similar appearance.

Bei allen bislang bekannten optisch wirksamen Strukturen, die für mehr als eine Raster-Raumfrequenz wirksam sein sollen, tritt das Moir´ je nach Raumfrequenz an verschiedenen Stellen auf, während sich bei der erfindungsgemäßen Struktur das Moir´ über die ganze Struktur erstreckt und von definierter Gestalt ist. Es ist damit auch für den Laien als Merkmal einer Fälschung wesentlich besser zu erkennen.With all previously known optically effective structures, those for more than one raster spatial frequency should be effective, the Moir´ occurs depending on the spatial frequency at various points while at the structure of the invention according to the moir whole structure extends and of defined shape is. It is therefore also a characteristic for the layperson a counterfeit can be recognized much better.

Der auf dem Wertpapier durch die Aufbringung realisierte integrale Flächendeckungsgrad (eine Definition der Begriffe "differentieller" und "integraler Flächendeckungsgrad" wird auf S. 22 gegeben) der vorstehend beschriebenen optisch wirksamen Strukturen beeinflußt den Kontrast und damit die Erkennbarkeit eines im Falle einer Rasterreproduktion auftretenden Moir´s. Eine optimale Erkennbarkeit der Moir´s ist dann gegeben, wenn der Flächendeckungsgrad der auf das Wertpapier aufgebrachten Strukturen im Bereich von 50% bis 80%, vorzugsweise von 60% bis 70%, liegt.The one realized on the security by the application integral area coverage (a definition the terms "differential" and "integral area coverage" is given on p. 22) the above described optically effective structures influenced the contrast and thus the recognizability one that occurs in the case of a raster reproduction Moir's. An optimal recognizability of the Moir´s is then given when the area coverage is based on the security applied structures in the area from 50% to 80%, preferably from 60% to 70%, lies.

Die bei dem Wertpapier gemäß der Erfindung praktisch zu realisierenden Abmessungen der Strukturelemente liegen in der Größenordnung von 50 µm (dieser Wert entspricht einer Rasterraumfrequenz von 100 Strukturelementen pro cm). Strukturelemente dieser räumlichen Dimension können im indirekten Hochdruck ohne weiteres randscharf und differenziert gedruckt werden (z. B. können mit hochauflösenden Fotopolymer-Druckplatten Strukturelemente mit Abmessungen bis zu 30 µm realisiert werden). Es können damit die üblicherweise zu Reproduktionszwecken verwendeten Raster mit Raumfrequenzen von 30 bis 100 Strukturelementen sicherungstechnisch abgedeckt werden.Practical for the security according to the invention dimensions of the structural elements to be realized are of the order of 50 µm (this value corresponds to a grid frequency of 100 structure elements per cm). Structural elements of this spatial Dimension can in indirect high pressure without more sharp and differentiated printing (e.g. with high-resolution photopolymer printing plates Structural elements with dimensions up to 30 µm can be realized). It can do the usual grids used for reproductive purposes with spatial frequencies from 30 to 100 structural elements are covered in terms of security.

Falls erforderlich, können die erfindungsgemäßen Strukturen auch für höhere Raumfrequenzen bzw. Raumfrequenzbereiche ausgelegt werden, allerdings ist eine drucktechnische Realisierung der zugehörigen Strukturelemente dann nicht mehr ohne weiteres möglich. Solche Elemente können aber unter Verwendung von optisch hergestellten Masken z. B. durch Kathodenzerstäubungs- (Sputter-) oder andere geeignete Beschichtungsverfahren realisiert werden.If necessary, the inventive Structures also for higher spatial frequencies or spatial frequency ranges be interpreted, however a printing implementation of the associated Structural elements are then no longer possible. However, such elements can be used of optically manufactured masks z. B. by cathode sputtering (Sputtering) or other suitable coating processes will be realized.

Aus diesen Betrachtungen ist ersichtlich, daß Wertpapiere gemäß der Erfindung über einen größeren Raumfrequenzbereich der Reproduktionsraster gesichert sind, daß die Moir´erscheinung durch das Rastern über die gesamte Vorlagestruktur gut sichtbar ausgebildet wird und daß eine Unterdrückung des Moir´effektes durch "Auswinkelung" nicht mehr möglich ist. Die Fälschungssicherheit von Wertpapierdrucken ist dadurch ganz wesentlich erhöht worden.From these considerations it can be seen that securities according to the invention over a larger spatial frequency range the reproduction grid secured are that the moir phenomenon through the grid over the entire template structure is clearly visible and that a suppression of the moir effect is no longer possible due to "angulation". Counterfeit protection of security printing is thereby has been increased significantly.

Durch die Erfindung wird somit auch ein Detektor zum Nachweis von Falsifikaten geschaffen, zu deren Herstellung das Verfahren der Rasterreproduktion eingesetzt worden ist. Üblicherweise wird der Detektor, der aus optisch wirksamen Strukturen besteht, die aus definierten Teilstrukturen zusammengesetzt sind, und der mit Rasterelementen aus Linien, Punkten oder anderen Strukturelementen ein Moir´ ausbildet, auf das zu schützende Wertpapier aufgedruckt. Er kann jedoch auch - optisch sichtbar - in das Material des Originals oder Wertpapiers eingelagert und/oder aufgebracht und mit durchsichtiger Abdeckung versehen werden usw. Ausschlaggebend für seine Wirkung ist die optisch sichtbare Struktur unabhängig davon, wie diese produktionstechnisch realisiert wird.The invention thus also a detector for Evidence of false certificates created for their production the process of raster reproduction is used has been. Usually the detector, which consists of optically effective structures consisting of defined substructures are composed, and the one with grid elements made of lines, dots or other Structural elements form a moir on which printed security to be protected. However, he can also - optically visible - in the material of the original or stored and / or applied and be provided with a transparent cover etc. The decisive factor for its effect is optically visible structure regardless of how this is technically realized.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei wird auch auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Zur besseren Veranschaulichung moir´erzeugender Strukturen wurden als Beispiele relativ einfache optisch wirksame Strukturen gewählt, die sich durch zusammenhängende Strukturelemente in Form von geschlossenen Kurven- bzw. Linienzügen auszeichnen.In the following the invention is illustrated by working examples explained in more detail. It also refers to the attached Drawings referenced. For better Illustration of moir'generating structures were relatively simple optically effective examples Structures chosen by coherent Structural elements in the form of closed curves or draw lines.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

Fig. 1 eine moir´erzeugende geschlossene optisch wirksame Struktur mit konstanter Raumfrequenz und konstantem Flächendeckungsgrad gemäß dem Stand der Technik; Fig. 1 shows a closed moir'erzeugende optically effective structure with a constant spatial frequency and constant degree of surface coverage according to the prior art;

Fig. 2 eine moir´erzeugende nichtgeschlossene optisch wirksame Struktur mit sich monoton ändernder Raumfrequenz gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2 is a non-closed moir'erzeugende optically effective structure with monotonically changing spatial frequency according to the prior art;

Fig. 3 eine moir´erzeugende geschlossene optisch wirksame Struktur mit sich monoton ändernder Raumfrequenz gemäß dem Stand der Technik; Figure 3 is a closed moir'erzeugende optically effective structure with monotonically changing spatial frequency in accordance with the prior art.

Fig. 4 eine moir´erzeugende geschlossene optisch wirksame Struktur gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung mit sich gleichphasig wiederholenden Teilstrukturen (als Strukturelemente werden Linien verwendet); Fig. 4 is a closed moir'erzeugende optically effective structure according to the invention described above is in phase with repetitive sub-structures (as structural elements lines are used);

Fig. 5 eine moir´erzeugende geschlossene optisch wirksame Struktur gemäß der Erfindung mit sich gegenphasig wiederholenden Teilstrukturen (als Strukturelemente werden Linien verwendet); Fig. 5 is a closed moir'erzeugende optically effective structure of the invention in opposite phase with repetitive sub-structures (as structural elements are lines used) according to;

Fig. 6 eine moir´erzeugende geschlossene optisch wirksame Struktur gemäß der Erfindung, deren Linienbreite moduliert ist (Phasendifferenz zwischen benachbarten Teilstrukturen π/4), und Fig. 6 is a moir'erzeugende closed optically effective structure according to the invention, the line width is modulated (phase difference between adjacent sub-structures π / 4), and

Fig. 7 eine weitere moir´erzeugende geschlossene optisch wirksame Struktur gemäß der Erfindung, deren Linienbreite moduliert ist (Phasendifferenz zwischen benachbarten Teilstrukturen π/2). Fig. 7 shows another moir'generating closed optically effective structure according to the invention, the line width is modulated (phase difference between adjacent substructures π / 2).

Die erfindungsgemäßen Strukturen umfassen Teilstrukturen, die sich aus definierten Strukturelementen zusammensetzen. Die Strukturelemente einer Teilstruktur könnenThe structures according to the invention include substructures, which are composed of defined structural elements. The structural elements of a substructure can

- Discrete and / or quasi-continuous and / or continuous (contiguous) of different and / or the same topology,
- Have the same spatial extent and different Have distances from each other.
- have different spatial dimensions and have equal distances from each other,
- Both have different spatial dimensions as well as have different distances from each other or
- in their spatial extension in one or more excellent direction (s) or direction connected structural elements can be modulated (Modulation of the envelope).

Die rapportartig wiederkehrenden Teilstrukturen (mit diskreter oder quasi-kontinuierlicher Variation der Raumfrequenz) können auch durch eine Modulation der Strukturelementgröße nach Maßgabe einer vorgegebenen Funktion U (r _m, s) = U _m (s) in einer ausgezeichneten Richtung s bzw. in Richtung zusammenhängender Strukturelemente erzeugt werden (Modulation der Einhüllenden bzw. Hüllkurve). Die räumliche Ausdehnung von Strukturelementen mit geringer Remission (nachfolgend mit b ^d bezeichnet) wird dann explizit und implizit (über die Funktion U _m) ortsabhängig: (m ist ein Zählindex, der die Strukturelemente durchnumeriert, r der Ortsvektor und s die Koordinate in Richtung zusammenhängender Strukturelemente). Am Beispiel einer einfachen geschlossenen Teilstruktur, z. B. einem Kreis, kann U _m (s) als die Umfangsfunktion in Abhängigkeit von der Umfangskoordinate (dem Bogen) s interpretiert werden, die proportional zum Polarwinkel ϕ ist. Andere geschlossene Teilstrukturen sind alle kreisähnlichen bzw. vom Kreis abgeleiteten (wie z. B. die Ellipse), alle Arten von Vieleck-Strukturen (nichtstetige Kurvenzüge) und andere topologisch verwandte geschlossene Strukturen (auch regelmäßig unterbrochene). Weitere Einzelheiten zur Klassifikation der optischen Strukturen vgl. S. 18 f.The repetitive partial structures (with discrete or quasi-continuous variation of the spatial frequency) can also be modulated in accordance with a predetermined function U (r _m , s) = U _m (s) in an excellent direction s or in a coherent direction Structural elements are generated (modulation of the envelope or envelope). The spatial extent of structural elements with low reflectance (hereinafter referred to as b ^d ) then becomes explicit and implicit (depending on the function U _m ): (m is a counting index that numbers the structural elements, r the location vector and s the coordinate in the direction of related structural elements). Using the example of a simple closed substructure, e.g. B. a circle, U _m (s) can be interpreted as the circumferential function depending on the circumferential coordinate (the arc) s , which is proportional to the polar angle ϕ . Other closed substructures are all circle-like or derived from the circle (such as the ellipse), all types of polygonal structures (discontinuous curves) and other topologically related closed structures (including regularly interrupted ones). For further details on the classification of the optical structures cf. P. 18 f.

Eine derartige Modulation der Hüllkurve kann für eine kreisförmige Struktur beispielsweise nach Maßgabe einer harmonischen Funktion in Abhängigkeit von der Umfangskoordinate s erfolgen: mit U _m=U _m (r _m, s); m, n _m∈N und der Funktion f (r _m), die die explizite Abhängigkeit der Werte b vom Ortsvektor r _m (hier = Radius) beschreibt. b ist dabei der maximale Modulationshub. n _m kann unabhängig vom Radius einen festen Wert besitzen (z. B. n _m=n =10, d. h. die Zahl der Minima und Maxima pro Längeneinheit nimmt mit zunehmendem Wert für r _m ab) oder als Funktion des Radius zunehmen (d. h. n _m=n (r _m) mit n _m+1-n _m=ξ (r _m) und ξ∈N). Eine genauere Definition des Zählindex m wird auf S. 20 f. (Gl. (3)) gegeben. Such a modulation of the envelope curve can take place for a circular structure, for example in accordance with a harmonic function depending on the circumferential coordinate s : with U _m = U _m (r _m , s) ; m, n _m ∈ N and the function f (r _m ), which describes the explicit dependency of the values b on the location vector r _m (here = radius). b is the maximum modulation stroke. n _m can have a fixed value regardless of the radius (e.g. n _m = n = 10, ie the number of minima and maxima per unit length decreases with increasing value for r _m ) or increase as a function of the radius (ie n _m = n (r _m ) with n _{m +1} - n _m = ξ (r _m ) and ξ ∈ N ). A more precise definition of the counting index m is given on p. 20 f. (Eq. (3)) is given.

Durch eine derartige Modulation der Hüllkurve wird in einer ausgezeichneten Richtung (hier in Umfangsrichtung) eine nach Maßgabe des Modulationshubes kontinuierliche Variation der räumlichen Ausdehnung von Strukturelementen realisiert, die dazu führt, daß bei Rasterreproduktionen vom Prinzip her zu jeder vorgegebenen Rasterraumfrequenz eine Untermenge von regelmäßig (in der Regel periodisch) über die gesamte optisch wirksame Struktur verteilten Strukturelementen existiert, die ein Moir´ hervorrufen, das sich in gewissen ausgezeichneten Richtungen über die gesamte Struktur erstreckt. Allerdings kann das so entstehende Moir´ in seinem Aufbau komplexer und damit weniger gut erkennbar sein als im Falle der Verwendung von unmodulierten Strukturen. Eine Hüllkurven-modulierte Struktur kann bereits selbst visuell "unruhig" wirken, was u. U. die Erkennbarkeit eines überlagerten Moir´s erschweren kann.By modulating the envelope in this way, an excellent direction (here in the circumferential direction) a continuous according to the modulation stroke Variation of the spatial extent of Structural elements realized that leads to Raster reproductions from the principle to any given Grid space frequency is a subset of regular (usually periodically) over the entire optical effective structure distributed structural elements exists that evoke a moir that is certain excellent directions throughout Structure stretches. However, this can result Moir´ in its structure more complex and therefore less be clearly recognizable as in the case of using unmodulated structures. An envelope-modulated Structure itself can already appear visually "restless", what u. U. the recognizability of a superimposed Moir's can complicate.

Als weiterer Freiheitsgrad kann bei Hüllkurven-modulierten Strukturen eine definierte koordinatenabhängige oder konstante Phasenverschiebung der Minima und Maxima der Einhüllenden als Funktion des Zählindex m bzw. des Ortsvektors r _m eingeführt werden.As a further degree of freedom, a defined coordinate-dependent or constant phase shift of the minima and maxima of the envelopes can be introduced as a function of the counting index m or the location vector r _m in the case of envelope-modulated structures.

Zum Test der Funktionsweise der erfindungsgemäßen optisch wirksamen Strukturen wurden von den Erfindern Reproduktionsversuche mit Kamera und Scanner durchgeführt.To test the functionality of the optical system according to the invention effective structures were developed by the inventors Reproduction attempts carried out with camera and scanner.

Dabei hat sich ergeben, daß die Strukturen so ausgewählt werden sollten daß sie einerseits nicht selbst schon zu "unruhig" wirken und moir´artige Reflexe bilden, daß sie aber andererseits bei Überlagerung mit einem üblicherweise verwendeten Reproduktionsraster deutlich sichtbare Moir´s hervorrufen.It turned out that the structures were selected in this way should on the one hand not be themselves seem too "restless" and moir-like reflexes form, but that on the other hand when superimposed with a commonly used reproduction grid cause clearly visible moir's.

Weiterhin muß jeweils im Einzelfalle entschieden werden, ob die moir´erzeugende Struktur gemäß der Erfindung nur in einer Farbe oder in mehreren Farben realisiert werden soll. Dabei können verschiedenfarbige Teilstrukturen gleiche oder verschiedene Strukturelemente enthalten, so daß die Wirksamkeit moir´erzeugender Strukturen durch entsprechende farbliche Gestaltung verbessert bzw. akzentuiert werden kann.Furthermore, it must be decided in each individual case whether the moir 'generating structure according to the invention realized only in one color or in several colors shall be. Different colored Substructures same or different structural elements included, so that the effectiveness of moir 'generating Structures with appropriate color Design can be improved or accentuated.

Bei der Vielfalt möglicher moir´erzeugender Strukturen ist die Angabe einer allgemeinen funktionalen Abhängigkeit (d. h. einer geschlossenen Darstellung) nicht möglich; solche funktionalen Abhängigkeiten können nur für bestimmte Spezialfälle angegeben werden. Aus diesem Grund wird hier eine allgemeine indexmäßige Darstellung (1) gewählt, anhand derer eine möglichst weitgehende systematische Erfassung und Klassifikation denkbarer moir´erzeugender Strukturen vorgenommen werden kann. Bei dieser Klassifikation ergeben sich auch einige bereits als Stand der Technik bekannte Strukturen als Spezialfälle.With the variety of possible moir-producing structures is the indication of a general functional dependency (i.e. a closed representation) not possible; such functional dependencies can only be specified for certain special cases. For this reason, here is a general index Representation (1) selected, based on which a systematic recording as far as possible and Classification of conceivable moir-producing structures can be made. With this classification some also result from the state of the art known structures as special cases.

Die Darstellung (1) ist auf Strukturen abgestellt, die in einer Vorzugsrichtung (in Richtung der Koordinate s) zusammenhängend sind. Eine Diskretisierung in einer weiteren Koordinate (z. B. eine Auflösung von Strukturelementen in einzelne nicht zusammenhängende Elemente, d. h. eine Diskretisierung der Koordinate s) ist hier nicht berücksichtigt und würde die Einführung eines zusätzlichen Index bedeuten. Eine derartige Diskretisierung kann allerdings als Grenzfall einer speziellen Modulation der Hüllkurve in Richtung der zusammenhängenden Strukturelemente aufgefaßt werden.The representation (1) is based on structures which are connected in a preferred direction (in the direction of the coordinate s) . A discretization in a further coordinate (e.g. a breakdown of structural elements into individual non-contiguous elements, ie a discretization of the coordinate s) is not considered here and would mean the introduction of an additional index. Such discretization can, however, be understood as a borderline case of a special modulation of the envelope curve in the direction of the connected structural elements.

Allgemeine Form zur Darstellung moir´erzeugender Strukturen: mit folgenden Abkürzungen:General form for representing moir-producing structures: with the following abbreviations:

b d stands for the spatial expansion of the structural elements with low reflectance; [cm]
b h stands for the spatial expansion of the structural elements with high remission, which are determined by the respective spacing of the structural elements with low remission; [cm]
U i, j (s) stands for the function, the values of which, depending on the coordinate s (and thus implicitly on local traffic r m ), describe the shape of the m th structure element (s). The functions U i, j can have a defined (coordinate-dependent or constant) phase shift with respect to the corresponding U i +1, j or U i, j +1 .
r m stands for the location vector r in the m th substructure with the coordinate s fixed and is related to the center of the (closed) structures.

Die Koordinaten r und s stehen für zwei - in der Regel voneinander unabhängige - Freiheitsgrade. Für den Grenzfall r _m →∞, s →∞ ergeben sich auch nicht-geschlossene Strukturen.The coordinates r and s stand for two degrees of freedom, which are generally independent of one another. For the borderline case r _m → ∞, s → ∞ there are also non-closed structures.

Die Werte b sind implizit und explizit von r _m abhängig; über die explizite Abhängigkeit von r _m bzw. vom Zählindex m ergibt sich auch die Art der Periodizität der optisch wirksamen Strukturen. Zur Charakterisierung der vorliegenden Strukturen wird - wegen der durch die rapportartige Anordnung verursachten direkten Aufeinanderfolge von Strukturelementen mit verschiedenen räumlichen Ausdehnungen in Richtung der Koordinate r _m - der bereits eingeführte Begriff der Raumfrequenz dahingehend abgewandelt, daß diese als Kehrwert der räumlichen Ausdehnung des/der jeweiligen Strukturelemente(s) mit geringer Remission bzw. des/ der jeweiligen Strukturelemente(s) mit hoher Remission (deren Raumfrequenz durch die Abstände des/der Strukturelemente mit geringer Remission gegeben ist) aufgefaßt wird. Da jede der Strukturen gemäß (1) - bis auf den Spezialfall bk - dann durch mindestens zwei Raumfrequenzen bestimmt ist, wird in diesem Zusammenhang auch der Begriff "Partialraumfrequenz" verwendet. Die angegebene Definition ist insofern evident, als der Kehrwert der räumlichen Ausdehnung von Strukturelementen bei mehrfacher Aufeinanderfolge von identischen Elementen dieser Art ein direktes Maß für die Anzahl dieser Elemente pro Längeneinheit und betrachtetem Freiheitsgrad darstellt.The values b are implicitly and explicitly dependent on r _m ; The type of periodicity of the optically effective structures also results from the explicit dependency on r _m or on the counting index m . To characterize the existing structures - due to the direct succession of structural elements with different spatial dimensions in the direction of the coordinate r _m caused by the repeat-like arrangement - the already introduced concept of spatial frequency is modified in such a way that it is the reciprocal of the spatial dimension of the respective structural element (s) (s) with low remission or the respective structural element (s) with high remission (the spatial frequency of which is given by the spacing of the structural elements with low remission). Since each of the structures according to (1) - apart from the special case b k - is then determined by at least two spatial frequencies, the term "partial spatial frequency" is also used in this context. The definition given is evident insofar as the reciprocal of the spatial extent of structural elements in the case of multiple succession of identical elements of this type is a direct measure of the number of these elements per unit of length and degree of freedom considered.

Die verwendeten Indizes haben folgende Bedeutung:The indices used have the following meaning:

Der Index i ist ein Zähler für die Partialraumfrequenzen, i=1, . . . , p _j;
der Index j ist ein Zähler für die Wiederholung bestimmter Teilstrukturen ("Rapporte"), j=1, . . . , q und
der Index m ist ein Zähler für die Gesamtzahl der Strukturelemente; m ergibt sich aus i, j, p _j zu: (p _j bestimmt die "Rapportlänge", es sind verschiedene geometrische oder indexmäßige "Längen" realisierbar).The index i is a counter for the partial spatial frequencies, i = 1,. . . , p _j ;
the index j is a counter for the repetition of certain substructures ("reports"), j = 1,. . . , q and
the index m is a counter for the total number of structural elements; m results from i, j, p _j to: (p _j determines the "repeat length", different geometrical or index-like "lengths" can be realized).

Der Index n _m steht für die Zahl n _m der Minima bzw. Maxima der Funktion U _m für das m-te Strukturelement (der Einfachheit halber wird auf eine doppelte Indizierung von n verzichtet).The index n _m stands for the number n _{m of} the minima or maxima of the function U _m for the m th structure element (for the sake of simplicity, a double indexing of n is dispensed with).

Der Term (j-1) p _j in (3) berücksichtigt die Zunahme des "Zählindex" m in Abhängigkeit von der Zahl der Musterwiederholungen j und der Zahl der Partialraumfrequenzen i. Dabei läuft zunächst immer der Index i von 1 bis p _j, dann erhöht sich j um Eins und i beginnt wieder von 1 bis p _j zu laufen etc. The term (j -1) p _j in (3) takes into account the increase in the "counting index" m as a function of the number of pattern repetitions j and the number of partial space frequencies i . First, the index i always runs from 1 to p _j , then j increases by one and i starts again from 1 to p _j etc.

Ein einfaches Beispiel ist eine Struktur mit p _j=p= 4 Partialraumfrequenzen (d. h. jede Teilstruktur hat die gleiche Anzahl von Partialraumfrequenzen) und q=14 rapportartigen Wiederholungen von Teilstrukturen (vgl. Beispiel 4 auf S. 26 und Figur 4). Dann gilt für die einzelnen Indizes Charakterisierung der indexmäßigen Darstellung (1):A simple example is a structure with p _j = p = 4 partial spatial frequencies (ie each partial structure has the same number of partial spatial frequencies) and q = 14 repeat-like repetitions of partial structures (see Example 4 on p. 26 and Figure 4). Then applies to the individual indices Characterization of the index representation (1):

1. Fall:1st case:

Es findet eine Amplituden- und/oder Frequenzmodulation der Strukturelementgröße in Richtung der Koordinate s statt. Es gibt p _j verschiedene Partialraumfrequenzen in der j-ten (sich rapportartig wiederholenden) Teilstruktur; sich entsprechende Strukturelemente mit gleichem Index i in verschiedenen solchen Teilstrukturen j besitzen q verschiedene Raumfrequenzen. Unabhängig davon variiert die Strukturelementgröße in Richtung des Ortsvektors und damit auch der differentielle Flächendeckungsgrad, der sich angenähert aus dem Verhältnis des i, j-ten Strukturelementes b mit geringer/hoher Remission zur Summe bk ergibt: bzw. mit There is an amplitude and / or frequency modulation of the structure element size in the direction of the coordinate s . There are p _j different partial spatial frequencies in the j th (repetitively repeating) substructure; corresponding structural elements with the same index i in different such substructures j have q different spatial frequencies. Regardless of this, the structural element size varies in the direction of the location vector and thus also the differential area coverage, which is approximately the result of the ratio of the i, j- th structural element b with low / high reflectance to the sum b k: respectively. With

Die Summation über alle Elemente Δ F der betreffenden Struktur und damit über alle vorkommenden Indexkombinationen ergibt den integralen Flächendeckungsgrad.The summation over all elements Δ F of the structure concerned and thus over all occurring index combinations gives the integral area coverage.

2. Fall:2nd case:

Wie (1), aber U _{i, j} (s)=U _{i, j}, d. h. die Anzahl n _m der Minima bzw. Maxima ist unabhängig von s. Die Strukturelementgrößen variieren in Richtung des Ortsvektors. Es existieren P _j - verschiedene Partialraumfrequenzen in einer Teilstruktur; entsprechende Teilstrukturen mit gleichem Index i können q verschiedene Frequenzen aufweisen.Like (1), but U _{i, j} (s) = U _{i, j} , ie the number n _{m of} the minima or maxima is independent of s . The structure element sizes vary in the direction of the location vector. There are P _j - different partial spatial frequencies in a substructure; corresponding substructures with the same index i can have q different frequencies.

3. Fall3. Case

a) wie (1), aber U _{i, j} (s)=U _{i, j+1} (s), d. h. die Art der Modulation der Hüllkurve ist in den q sich rapportartig wiederholende Teilstrukturen für Strukturelemente mit gleichem Partialraumfrequenzindex i die gleiche. Die räumliche Ausdehnung der Strukturelemente b mit geringer Remission bzw. der Strukturelemente b mit hoher Remission mit gleichem Index i können in den q sich rapportartig wiederholenden Teilstrukturen verschieden sein.a) Like (1), but U _{i, j} (s) = U _{i, j +1} (s) , ie the type of modulation of the envelope is the same in the q repeating partial structures for structure elements with the same partial spatial frequency index i . The spatial extent of the structural elements b with low remission or the structural elements b with high remission with the same index i can be different in the q repeat sub-structures.

b) wie 3a, jedoch U _{i, j} (s)=U _{i, j}, d. h. die Anzahl n _m der Maxima bzw. Minima ist unabhängig von s. Für zwei beliebig herausgegriffene Strukturelemente gilt für alle i, j oder ausgewählte Paare i, j:b) as 3a, but U _{i, j} (s) = U _{i, j} , ie the number n _{m of} the maxima or minima is independent of s . For any two structural elements picked out, the following applies to all i, j or selected pairs i, j :

U _{i, j} = U _{i, j+1} U _{i, j} = U _{i, j +1}

4. Fall4th case

a) wie 3a, jedoch mit vertauschten Indizes i und j, d. h. U _{i, j} (s)=U _{i+1, j} (s); in der j-ten sich rapportartig wiederholenden Teilstruktur ist die Art der Modulation der Hüllkurve für zwei oder mehr Partialraumfrequenzindizes identisch, sie kann in den anderen q-1 Teilstrukturen verschieden sein.a) as in 3a, but with interchanged indices i and j , ie U _{i, j} (s) = U _{i +1, j} (s) ; In the jth repeating structure, the type of envelope modulation is identical for two or more partial spatial frequency indices; it can be different in the other q -1 structures.

b) wie Fall 4a, jedoch U _{i, j} (s)=U _{i, j}, d. h. n _m= const. und oder ausgewählte Kombinationen i, j (vgl. Fall 3b).b) as in case 4a, but U _{i, j} (s) = U _{i, j} , ie n _m = const. and or selected combinations i, j (see case 3b).

5. Fall5th case

a) wie (1), jedoch ist die Zahl j der sich wiederholenden Teilstrukturen q=1, d. h. die Strukturen sind durch einen Ausdruck der Form gegeben.a) as (1), but the number j of the repeating substructures is q = 1, ie the structures are given by an expression of the form given.

b) wie Fall 5a, jedoch U _i (s)=U _i, d. h. die Anzahl n _m der Minima bzw. Maxima ist unabhängig von der Koordinate s: 6. Fallb) as in case 5a, but U _i (s) = U _i , ie the number n _{m of} the minima or maxima is independent of the coordinate s : 6th case

a) U _{i, j}=const., d. h. es findet keine Modulation der Hüllkurve in Richtung der Koordinate s statt; die Strukturelementgröße ist für alle Indizes i, j oder ausgewählte Kombinationen unabhängig von der Koordinate s. Die Strukturen können dann gemäß (1) durch einen Ausdruck der Form dargestellt werden.a) U _{i, j} = const., ie there is no modulation of the envelope in the direction of the coordinate s ; the structure element size is independent of the coordinate s for all indices i, j or selected combinations. The structures can then according to (1) by an expression of the form being represented.

b) Es findet keine Wiederholung von Teilstrukturen statt, q=1: mit i=p₁ Partialraumfrequenzen. b) There is no repetition of substructures, q = 1: with i = p ₁ partial spatial frequencies.

In den folgenden Beispielen, in denen auf die Figuren Bezug genommen wird, werden konkrete moir´erzeugende Strukturen anhand der vorstehenden systematischen Klassifikation beschrieben.In the following examples, in which the figures Reference is made to concrete moir 'generators Structures based on the above systematic Classification described.

Examples Example 1 (prior art)

Fig. 1 zeigt eine moir´erzeugende Struktur, die zum Stand der Technik gehört. Fig. 1 shows a moir'erzeugende structure belonging to the prior art.

Sie entspricht dem Fall 6b mit sowie p₁=1(m=i) als Zahl der Partialraumfrequenzen. Es handelt sich hier um einen Spezialfall, bei dem der integrale Flächendeckungsgrad gleich 50% ist, d. h. It corresponds to case 6b and p ₁ = 1 (m = i) as the number of partial spatial frequencies. This is a special case in which the integral area coverage is equal to 50%, ie

Example 2 (prior art)

Fig. 2 zeigt ebenfalls eine moir´erzeugende Struktur, die zum Stand der Technik gehört. Fig. 2 also shows a moir'generating structure that belongs to the prior art.

Sie ist eine nichtgeschlossene optisch wirksame Struktur mit r _m=r _i →∞, s →∞; ansonsten entspricht sie dem Fall 6b, wobei die Koordinate r _i durch die Koordinate x _i ersetzt wird. It is a non-closed, optically effective structure with r _m = r _i → ∞, s → ∞; otherwise it corresponds to case 6b, the coordinate r _{i being} replaced by the coordinate x _i .

Die (diskreten) Funktionen b (x _i) sind bei dem gewählten Koordinatenursprung monoton zunehmend; d. h. und für alle Werte des Index i.The (discrete) functions b (x _i ) are monotonically increasing at the selected coordinate origin; ie and for all values of the index i .

Example 3 (prior art)

Fig. 3 zeigt eine Fresnelsche Zonenplatte, die eine besonders in der Optik bekannte Beugungsstruktur ist. Fig. 3 shows a Fresnel zone plate, which is a known particularly in the optical diffraction structure.

Sie entspricht dem Fall 6b mit ebenfalls monoton zunehmenden diskreten Funktionen b (r _i) wie in Beispiel 2. Hinzu kommt, daß alle Zonen angenähert gleich große Flächen haben.It corresponds to case 6b with monotonically increasing discrete functions b (r _i ) as in example 2. In addition, all zones have approximately the same area.

Example 4 (structure according to the invention)

Fig. 4, Teilbild 1, zeigt eine moir´erzeugende Struktur, die gemäß der Erfindung zum Schutz von Wertpapieren verwendet werden kann. Fig. 4, Part 1, shows a moir'generating structure that can be used according to the invention for the protection of securities.

Sie entspricht dem Fall 6a mit und q=14. Es gilt als Zusatzbedingung und It corresponds to case 6a and q = 14. It is an additional condition and

Die explizite Abhängigkeit von r _m ist hier der Einfachheit halber nicht mehr aufgeführt.For the sake of simplicity, the explicit dependency on r _m is no longer listed here.

In Richtung des Ortsvektors r ändern sich Raumfrequenz bzw. (differentieller) Flächendeckungsgrad in jeder Teilstruktur in gleicher Weise. Gleichartige Strukturelemente treten jeweils in gleichen Abständen auf ("gleichphasige" Wiederholung von Teilstrukturen; Reihenfolge: . . . abcdabcd . . .). Teilbild 2 zeigt das Remissionsprofil in Richtung des Ortsvektors.Spatial frequency or (differential) area coverage change in the same way in the direction of the location vector r . Structural elements of the same type occur at equal intervals ("in-phase" repetition of substructures; order:... Abcdabcd...). Part 2 shows the remission profile in the direction of the location vector.

Example 5 (structure according to the invention)

Fig. 5, Teilbild 1, zeigt eine andere moir´erzeugende Struktur, die gemäß der Erfindung zum Schutz von Wertpapieren verwendet werden kann. Fig. 5, Part 1, shows another moir'generating structure that can be used to protect securities in accordance with the invention.

Sie entspricht dem Fall 6a mit und q=20. Als Zusatzbedingung gilt hier: und It corresponds to case 6a and q = 20. The following additional condition applies: and

Die explizite Abhängigkeit von r _m ist hier der Einfachheit halber ebenfalls nicht mehr aufgeführt.For the sake of simplicity, the explicit dependency on r _m is also no longer listed here.

In benachbarten Teilstrukturen ändert sich die Raumfrequenz bzw. der Flächendeckungsgrad jeweils spiegelbildlich. Dementsprechend sind die Strukturelemente benachbarter Teilstrukturen hinsichtlich Größe und Abstand spiegelsymmetrisch angeordnet ("gegenphasige" Wiederholung von Teilstrukturen; Reihenfolge: . . . abccba . . .). Teilbild 2 zeigt das Remissionsprofil in Richtung des Ortsvektors.The spatial frequency changes in neighboring substructures or the area coverage in each case mirror image. The structural elements are corresponding neighboring substructures in terms of size and Distance arranged in mirror symmetry ("antiphase" Repetition of substructures; Sequence: . . . abccba. . .). Part 2 shows the remission profile in Direction of the location vector.

Example 6 (structure according to the invention)

Fig. 6, Teilbild 1, zeigt noch eine andere moir´erzeugende Struktur, die gemäß der Erfindung zum Schutz von Wertpapieren verwendet werden kann. Fig. 6, Part 1, shows yet another moir'generating structure that can be used to protect securities in accordance with the invention.

Sie entspricht dem Fall 5b mit q=1 und m=i=64. Durch die Modulation der Hüllkurve ergeben sich in radialer Richtung rapportartig wiederholende Teilstrukturen, deren Form vom Wert der Koordinate s abhängt und die sich periodisch mit der Koordinate s wiederholen. Es besteht eine feste Phasenbeziehung zwischen benachbarten Teilstrukturen:It corresponds to case 5b with q = 1 and m = i = 64. The modulation of the envelope curve results in repetitive partial structures in the radial direction, the shape of which depends on the value of the coordinate s and which are repeated periodically with the coordinate s . There is a fixed phase relationship between neighboring substructures:

n _i · s _i - n _i+1 · s _i+1 = const. = π/4. n _i · s _i - n _{i +1} · s _{i +1} = const. = π / 4.

Teilbild 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der optisch wirksamen Struktur, an dem diese Phasenverschiebung besonders gut erkennbar ist.Part 2 shows an enlarged section of the optically effective structure on which this phase shift is particularly well recognizable.

Die Zahl n _m=n _i von Minima bzw. Maxima in Umfangsrichtung (d. h. in Richtung der Koordinate s) ist für alle i konstant (n _i=n) und damit unabhängig vom Radius r _i. Dies ist für kleine Radien r _i aus Gründen der zeichnerischen Auflösung nicht mehr darstellbar (r _i≲r _ges/4). Die Anzahl der Minima bzw. Maxima pro Längeneinheit in Umfangsrichtung nimmt also mit r _i ab. The number n _m = n _i of minima or maxima in the circumferential direction (ie in the direction of the coordinate s) is constant for all i (n _i = n) and is therefore independent of the radius r _i . This can no longer be represented for small radii r _i for reasons of graphic resolution (r _i _ges r _ges / 4). The number of minima or maxima per unit length in the circumferential direction thus decreases with r _i .

Example 7 (structure according to the invention)

Fig. 7, Teilbild 1, zeigt eine ähnliche moir´erzeugende Struktur wie Fig. 6, Teilbild 1, die ebenfalls zum Schutz von Wertpapieren verwendet werden kann. Fig. 7, Part 1, shows a moir'generating structure similar to Fig. 6, Part 1, which can also be used to protect securities.

Im Unterschied zum Beispiel 6 gilt hier jedoch für die PhasenbeziehungIn contrast to example 6, however, applies here for the phase relationship

n _i · s _i - n _i+1 · s _i+1 = const. = π/2. n _i · s _i - n _{i +1} · s _{i +1} = const. = π / 2.

Claims

1. Security with optically effective structures applied to secure it against reprinting, which result in visible moir's in raster reproduction, characterized in that the optically active structures consist to a large extent of repeat-like open and / or closed partial structures which consist of suitable structural elements different remission are composed such that they have the same or different spatial dimensions and / or distances from one another.

2. Security according to claim 1, characterized characterized that the repeat recurring substructures like this Structural elements are composed that the Spatial frequency and / or the area coverage varies.

3. Security according to claim 1, characterized characterized that the repeat recurring substructures by a Modulation of the spatial extent and / or the Distance of the structural elements are generated.

4. Security according to claim 1, characterized characterized that the substructures thus composed of structural elements are that the spatial frequency and / or the Area coverage in an excellent Direction varies.

5. Security according to claim 1, characterized characterized that the substructures such as from lines or sections are composed of lines that spatial frequency and / or the area coverage in radial Direction varies.

6. Security according to claim 1, characterized characterized that the substructures such as from lines or sections are composed of lines that spatial frequency and / or the area coverage in the circumferential direction varies.

7. Security according to claim 1, characterized characterized that the repeat recurring substructures by a Modulation of the width and / or the distance of the Lines or the sections of lines will.

8. Security according to one of claims 1 to 7, characterized, that the change in two adjacent substructures the spatial frequency and / or the area coverage in the direction of the recurring repeat Substructures run in phase.

9. Security according to one of claims 1 to 7, characterized, that the change in two adjacent substructures the spatial frequency and / or the area coverage in the direction of the recurring repeat Substructures in opposite phase (mirror image) runs.

10. Security according to one of claims 1 to 9, characterized, that the area coverage over the entire spatial expansion of the applied to the security optically effective structure in the area from 50 to 80%, preferably 60 to 70% becomes.