DE69636991T2

DE69636991T2 - Optischer Informationsträger

Info

Publication number: DE69636991T2
Application number: DE69636991T
Authority: DE
Inventors: Wayne Robert Tompkin; Rene Staub
Original assignee: OVD Kinegram AG
Current assignee: OVD Kinegram AG
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2016-11-15
Also published as: ATE215887T1; DE69636991D1; EP1182054A3; DE69620636T2; CA2238384A1; EP1182054A2; ATE357345T1; EP0871574B1; DE69637932D1; EP1182055A3; ES2171747T3; EP1182055A2; AU7624496A; DE69620636D1; CA2238384C; EP0871574A1; WO1997019820A1; ATE431260T1; EP1182055B1; EP1182054B1

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Informationsträger des in Anspruch 1 angegebenen Typs.
Solche optischen Informationsträger mit einer optischen Beugungsstruktur sind beispielsweise zum Steigern des Schutzniveaus gegen Fälschung und zum auffälligen Identifizieren von Gegenständen aller Arten geeignet und können insbesondere in Bezug auf Sicherheits- und Zollverschlussdokumente, Pässe, Zahlungsmittel und ähnliche zu schützende Gegenstände verwendet werden.
Die europäische Patentanmeldung EP 328 086 offenbart einen optischen Informationsträger, bei dem ein erstes Hologramm in einer Schicht gespeichert ist, die über ihre ganze Oberfläche metallisiert ist, und ein zweites Hologramm in einer teilweise metallisierten Schicht gespeichert ist, die darüber angeordnet ist. Die zwei Hologramme sind in einem kleinen Abstand angeordnet und sind in verschiedenen Betrachtungswinkeln sichtbar. Es besteht keine Korrelation irgendeiner Art zwischen den zwei Hologrammen. Ein optischer Informationsträger dieser Art kann mit herkömmlichen holographischen Verfahren kopiert werden.
Die europäische Patentanmeldung EP 012 375 offenbart einen optischen Informationsträger, in dem drei Gitterschichten mit Dreifarb-Komponentenbildern in zueinander direkt überlagerter Beziehung angeordnet sind. Die Herstellung dieses Informationsträgers ist teuer, da die drei Gitterschichten genau angeordnet werden müssen, um ein Bild zu ergeben, das vom Farbgesichtspunkt zufrieden stellend ist.
Die britische Patentanmeldung GB 2 237 774 offenbart Herstellungsprozesse für Hologramme, in denen zwei individuelle Hologramme zusammengeklebt werden oder in denen eine Druckschicht direkt über das Hologramm aufgebracht wird. Spezielle optische Effekte, die aus der Wechselwirkung der zwei Hologramme oder des Hologramms und der Druckschicht entstehen könnten, sind nicht erörtert.
Die deutsche Offenlegungsschrift (DE-OS) Nr. 23 50 109 offenbart eine Folie, die als holographisches Aufzeichnungsmedium dient. Sowohl in der Unterseite als auch in der Oberseite der Folie sind Reliefmuster ausgebildet, die holographische Informationselemente darstellen. Die Hologramme werden unter Verwendung einer speziellen Prozedur aufgezeichnet, so dass die Hologramme, die auf beiden Seiten der Folie gespeichert sind, separat abgelesen werden können. Eine optische Korrelation zwischen den Hologrammen auf einer Seite und den Hologrammen auf der anderen Seite wird so weit wie möglich durch die spezielle Aufzeichnungsprozedur verhindert.
EP 0 170 832 B1 spezifiziert eine Heißprägefolie mit einer Trägerfolie und einer Übertragungsschicht, die von dieser lösbar ist. Die Übertragungsschicht ist ein Laminat aus mindestens drei Schichten, einer ersten Schicht, die mit der Trägerfolie in direktem Kontakt steht, einer Haftschicht zum Befestigen der Übertragungsfolie an einem Substrat und wobei zwischen der ersten Schicht und der Haftschicht eingeschlossen eine Beugungsschicht mit einem holographisch effektiven Muster vorgesehen ist. Die erste Schicht besteht aus Bereichen einer nicht durchlässigen beschreibbaren Lackschicht mit Fenstern, die mit Klarlack gefüllt sind, durch die das holographisch effektive Muster sichtbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen optischen Informationsträger vorzuschlagen, der optische Sicherheitsmerkmale aufweist, die nicht unter Verwendung von holographischen Verfahren kopiert werden können, und der leicht in großen Zahlen hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird auf der Basis der Idee des Versehens des optischen Informationsträgers mit mindestens zwei optisch effektiven Strukturen, die in verschiedenen Ebenen angeordnet sind und die gemeinsam einen charakteristischen optischen Effekt erzeugen, erreicht. Eine Unterseite und eine Oberseite einer durchlässigen Trägerfolie sind mit Beugungsreliefstrukturen geformt. Außerdem ist die geformte Oberseite der Trägerfolienstrukturen teilweise mit Abdeckschichten abgedeckt, die eine obere Struktur bilden, und die Abdeckschichten sind in einer vorbestimmten Weise angeordnet, um verborgene optisch maschinenlesbare Informationen zu speichern.
Die Erfindung liegt in den im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angeführten Merkmalen. Vorteilhafte Konfigurationen sind in den anhängigen Ansprüchen dargelegt.
Nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen 1 bis 10 und 12 bis 14 beschriebene Beispiele fallen nicht in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung 11 genauer beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen.
1 zeigt einen Informationsträger mit optisch effektiven Strukturen zum Erzeugen von Moiré-Effekten,
2 zeigt einen Informationsträger mit Lichtleitereigenschaften,
3 zeigt einen Informationsträger mit einer integrierten Mikrolinse,
4 zeigt einen Informationsträger, der als Retroreflektor wirkt,
5 zeigt einen Informationsträger mit Sicherheitsmerkmalen auf der Basis von Schatteneffekten,
6 zeigt Signaldiagramme,
7 und 8 zeigen einen Informationsträger, in dem bestimmte Informationselemente nur mit einer geneigten Betrachtungsrichtung sichtbar sind,
9 zeigt einen Informationsträger mit Reliefstrukturen mit einem Beugungseffekt, die in verschiedenen Ebenen angeordnet sind,
10a, 10b zeigen spezielle Merkmale des Informationsträgers von 9,
11 zeigt einen Informationsträger mit einem verborgenen Sicherheitsmerkmal,
12 zeigt einen Informationsträger mit mikroskopisch feinen Reliefstrukturen, die auf beide Seiten geprägt sind,
13 zeigt einen Scheck mit einem fest vorbestimmten Wert oder einem Wert, der irreversibel in diesen geschrieben werden kann,
14 zeigt einen Informationsträger, der mit Laserlicht individualisiert werden kann,
15 zeigt eine Anordnung zum Prägen von Reliefstrukturen in Deckungsbeziehung, und
16 zeigt eine Anordnung zum Aufbringen von strukturierten Schichten in Deckungsbeziehung.
In den Zeichnungen, die nicht maßstäblich sind, zeigt 1 eine Ansicht im Querschnitt eines optischen Informationsträgers 1 in Form eines Verbundlaminats 2. Der Kern des Verbundlaminats 2 ist durch eine Trägerfolie 3 gebildet, deren Dicke d mindestens 20 Mikrometer ist. Die Trägerfolie 3 kann jedoch auch wesentlich dicker sein, beispielsweise 100 oder 200 Mikrometer. Die Unterseite 4 und die Oberseite 5 der Trägerfolie 3 sind mit optisch effektiven Strukturen 6, 7 versehen, deren Wechselwirkung sehr verschiedene, jedoch charakteristische optische Effekte erzeugt. Die optisch effektiven Strukturen 6, 7 können durch Formen von mikroskopischen oder makroskopischen Reliefstrukturen in der Unterseite und Oberseite 4 bzw. 5 und/oder durch Aufbringen von weiteren Schichten 8, 9 auf die Unterseite und die Oberseite 4 bzw. 5 gebildet werden.
In einem ersten Beispiel sind die Basisstrukturen 6 auf der Unterseite 4 der Trägerfolie 3 mikroskopisch feine Reliefstrukturen 10, die mit der Grundschicht 8 abgedeckt sind. Der optische Brechungsindex der Grundschicht 8 unterscheidet sich vom Brechungsindex der Trägerfolie 3 zumindest in einem Abschnitt des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums. Die geometrischen Parameter der Reliefstrukturen 10, der Linienabstand und die Profilhöhe liegen typischerweise im Bereich von einigen Zehntel eines Mikrometers bis einigen Mikrometern. Die Profilhöhe kann jedoch auch nur einige zehn Nanometer sein. Die Reliefstrukturen 10 beugen auftreffendes Licht und erzeugen optische Beugungseffekte, die vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können. Die Leuchtstärke der Reliefstrukturen 10 hängt von der Differenz der Brechungsindizes der Schichten 3, 8 ab, die die Reliefstrukturen 10 direkt einbetten. Die oberen Strukturen 7 auf der Oberseite 5 der Trägerfolie 3 sind durch die Abdeckschicht 9 gebildet, die die Trägerfolie 3 nur teilweise abdeckt. Folglich bilden die oberen Strukturen 7 auf der Oberseite 5 ein mikroskopisches Muster mit Oberflächen, die durch die Abdeckschicht 9 gebildet sind und die die Oberseite 5 abdecken, und Lücken, wo die Oberseite 5 freiliegt. Die Abmessungen der Lücken in einer x-Richtung liegen im Bereich von zehn Mikrometern und mehr, typischerweise im Bereich von 20 bis 30 Mikrometern. In einer anderen Richtung können die Abmessungen der Lücken wesentlich größer sein, beispielsweise ein Millimeter. Die Abdeckschicht 9 ist in Bezug auf sichtbares Licht nicht durchlässig. Es handelt sich beispielsweise um eine dünne Metallschicht oder eine Farbstoffschicht, die durch ein Druckverfahren aufgebracht wird.
Im Allgemeinen ist die Schicht 8 mit einer Haftschicht 12 abgedeckt, so dass der Informationsträger 1 direkt mit der Oberfläche einer Basiskarte 13, beispielsweise einer Banknote, einer Identitätskarte, einem Dokument oder dergleichen, verbunden werden kann. Die Schichten 12, 8, 3 und 9 bilden das Verbundlaminat 2, das nicht ohne Zerstörung abgetrennt werden kann, so dass Informationselemente, die in Form der Strukturen 6 und 7 vorhanden sind, in das Verbundlaminat 2 in einer solchen Weise eingebettet sind, dass sie gegen Fälschung geschützt sind.
Wenn es unter normalen Beleuchtungsbedingungen, beispielsweise im Tageslicht, beleuchtet wird, erzeugt das Verbundlaminat 2 so genannte Moiré-Effekte. Weißes, polychromatisches Licht 11, das in das Innere des Verbundlaminats 2 durch die Lücken in der Abdeckschicht 9 hindurchtritt, wird an den Reliefstrukturen 10 reflektiert und in Richtungen 14 gebeugt, deren Winkel θ(λ) von der Einfallsrichtung und der Wellenlänge λ des Lichts 11 abhängen. Die oberen Strukturen 7 bilden eine Maske, die ermöglicht, dass gebeugtes Licht 18 aus dem Verbundlaminat 2 nur dort wieder austritt, wo sich keine Abdeckschicht 9 auf der Oberseite 5 befindet. Die Strukturen 6 und 7 sehen daher zusammen vor, dass bestimmte Farbkomponenten des Lichts 11 in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel des Lichts 11 ausgefiltert werden und nicht im Licht 18 vorkommen, das austritt. Es ist zu erkennen, dass die Dicke d der Trägerfolie 3 in dieser Hinsicht auch einen entscheidenden Teil spielt. Aufgrund des Moiré-Effekts sieht der Betrachter ein sich änderndes Spiel von Farben durch Ändern der Einfallsrichtung beispielsweise durch Drehen und/oder Neigen des Informationsträgers 1. Die Strukturen 6, 7 selbst können mit bloßem Auge nicht wahrgenommen werden.
Die Reliefstrukturen 10 sind beispielsweise ein Gitter mit geraden oder gekrümmten Nuten. Die Verwendung von Reliefstrukturen 10 mit einer asymmetrischen, beispielsweise sägezahnförmigen Profilkonfiguration sieht vor, dass die Intensität des Lichts, das in die positiven Beugungsordnungen gebeugt wird, größer ist als die Intensität des Lichts, das in die negativen Beugungsordnungen gebeugt wird, so dass die Leuchtstärke des Spiels von Farben, wenn der Informationsträger über einen Winkel von 180° gedreht wird, sich merklich ändert. Wenn die Gitterparameter der Reliefstrukturen 10 auf der Unterseite 4 lokal vom Ort abhängen, weist das mit einem gegebenen Einfallswinkel des Lichts 11 erzeugte Farbmuster lokal verschiedene Farben auf. Durch geeignete Bemessung des durch die Strukturen 7 gebildeten Musters können die Moiré-Effekte derart sein, dass die Lücken beispielsweise niemals blau erscheinen, da blaues Licht ausgefiltert wird. Ein solcher Effekt kann mit Beugungsgittern, die in einer Ebene angeordnet sind, nicht erreicht werden.
Wenn die Grundschicht 8 und die Haftschicht 12 in Form von durchlässigen Lackschichten vorliegen und wenn die freie Oberfläche, die nicht mit der Abdeckschicht 9 abgedeckt ist, einen ausreichend großen Anteil aufweist, dann sind die Oberfläche der Basiskarte 13 und damit beispielsweise auf die Basiskarte 13 gedruckte Informationen durch das Verbundlaminat 2 sichtbar, das in die Position geklebt ist. Wenn die Grundschicht 8 im Gegenteil eine Metallschicht ist, die auftreffendes Licht fast vollständig reflektiert, dann verdeckt das aufgeklebte Verbundlaminat 2 die Oberfläche der Basiskarte 13.
2 zeigt ein zweites Beispiel mit Beugungsstrukturen auf der Unterseite und der Oberseite 4 bzw. 5 der Trägerfolie 3. Reliefstrukturen 10 und 15 sind in den Oberflächen 4 und 5 der Trägerfolie 3 ausgebildet. Die zwei Schichten 8 und 9, die die Reliefstrukturen 10 und 15 abdecken, sind metallische Reflexionsschichten. Die Grundschicht 8 ist über ihre ganze Oberfläche metallisiert, während die Abdeckschicht 9 nur teilweise metallisiert ist. In der Abdeckschicht 9 sind mindestens zwei Öffnungen 16, 17 vorgesehen, durch die Licht 11 in das Verbundlaminat 2 eindringen und aus diesem wieder austreten kann. Das Licht 11, das durch die Öffnung 16 eintritt, wird gebeugt und mindestens einmal oder mehrere Male an beiden Reliefstrukturen 10 und 15 reflektiert, bis es das Verbundlaminat 2 durch die Öffnung 17 als Austrittslicht 18 wieder verlassen kann. Die Öffnungen 16, 17 liegen beispielsweise in einem Abstand A von einem Millimeter. Die Strukturen 6 und 7 dienen somit als Lichtleiter. Da die Beugungswinkel α(λ) und β(λ) von der Wellenlänge λ abhängen, wenn die Öffnungen 16 und 17 geeignet positioniert sind und eine geeignete Ausdehnung aufweisen, sieht die Anordnung auch eine Filterwirkung vor, so dass beispielsweise im Fall von Beleuchtung mit weißem Licht 11 die Öffnungen 16 und 17 in Farbe scheinen. Durch geeignete Auswahl der Parameter der Reliefstrukturen 10, 15 und geeignete Auswahl der Abstände A zwischen ausgewählten Öffnungen 16, 17 ist es möglich, dass verschiedene Öffnungen 16, 17 in verschiedenen Farben erscheinen, wenn sie unter Bedingungen weißen Lichts betrachtet werden. Durch Drehen und/oder Neigen des Informationsträgers 1 können individuelle Öffnungen 16, 17 in Farbe erscheinen und sie können ihre Farbe ändern und auch wieder verblassen. Ebenso ist eine Auswahl der relevanten Parameter so möglich, dass bei Beleuchtung mit monochromatischem Licht einer ersten, beispielsweise roten, Farbe die Öffnungen 16, 17 rot scheinen, während bei Beleuchtung mit monochromatischem Licht einer zweiten, beispielsweise grünen, Farbe sie dunkel bleiben.
Diese Anordnung ist sowohl zum Erzeugen von visuell überprüfbaren Effekten als auch für maschinenlesbare Echtheitsprüfungen geeignet. Die Komplexität und folglich der Grad der Schwierigkeit der Fälschung kann nach Wunsch erhöht werden, indem mehr als zwei Schichten in überlagerter Beziehung mit Beugungsstrukturen 6, 7 und Öffnungen 16, 17 bereitgestellt werden.
Die Reliefstrukturen 15 können insofern weitere für die Sicherheit relevante Funktionen erfüllen, als die Reliefstrukturen 15 in den Abschnitten der Oberfläche 5, die nicht für die Lichtleitfunktion erforderlich sind, so entworfen und mit der Schicht 9 überzogen sind, dass sie optische Beugungseffekte erzeugen, wie sie beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen EP 105 099 oder EP 375 833 bekannt sind. Ferner ist es möglich, dass vorbestimmte Bereiche der Strukturen 7 mit einer weiteren Schicht, beispielsweise einer Druckschicht, abgedeckt werden, um unerwünschte, visuell wahrnehmbare Beugungseffekte an den Reliefstrukturen 15 zu vermeiden.
Die mit Bezug auf 1 und 2 beschriebenen optischen Informationsträger zeichnen sich durch ein hohes Niveau an Schutz gegen Fälschung aus, da die Strukturen 6, die in der unteren Ebene angeordnet sind, weder optisch noch in irgendeiner anderen Weise zugänglich sind. Die Strukturen 6 sind jedoch ebenso signifikant wie die Strukturen 7 zum Erzeugen der gewünschten Lichtleit- und Filtereffekte.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Oberflächen 4 und 5 der Trägerfolie 3 zeigt. Eine Mikrolinse 19, im vorliegenden Fall eine Fresnel-Linse, in der Konfiguration einer makroskopischen Reliefstruktur, ist in der Oberfläche 5 als Struktur 7 ausgebildet (1). Neun Oberflächenabschnitte 20 sind matrixartig in gegenseitiger Nebeneinanderstellungsbeziehung auf der Unterseite 4 als Struktur 6 angeordnet (1), wobei der zentrale der neun Oberflächenabschnitte 20 ungefähr im Brennpunkt der Mikrolinse 19 angeordnet ist. Die in den Oberflächenabschnitten 20 vorhandenen Informationen sind symbolisch in der Zeichnung durch Buchstaben dargestellt. Die Brennweite der Mikrolinse 19 und die Dicke d der Trägerfolie 3 sind daher aufeinander abgestimmt. Mit einem typischen Durchmesser der Mikrolinse 19 von 100 μm und einer Profilhöhe von etwa 5 μm können Brennweiten im Bereich von 100 μm bis 250 μm leicht erreicht werden. In den Oberflächenabschnitten 20 sind mikroskopische Reliefstrukturen 10 ausgebildet, die verschiedene Funktionen erfüllen können. Die Mikrolinse 19 und die zugehörigen neun Oberflächenabschnitte 20 bilden eine Informationseinheit. Der Informationsträger 1 enthält vorzugsweise mehrere gegenseitig nebeneinander liegende Mikrolinsen 19 mit zugehörigen Oberflächenabschnitten 20.
Die Mikrolinse 19 fokussiert einfallendes Licht 11 in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung auf einen Oberflächenabschnitt 20 oder einen anderen, so dass nur die Reliefstrukturen 10 eines einzelnen Oberflächenabschnitts 20 beleuchtet werden. In einem Informationsträger 1, der vorteilhafterweise in Form eines optischen ROM vorliegt, beugen die Beugungsstrukturen 10 Licht in einen oder mehrere Strahlteile 21 mit vorbestimmter Richtung. Die Reliefstrukturen 10 variieren von einem Oberflächenabschnitt 20 zum anderen gemäß den gespeicherten Informationen. Die im Oberflächenabschnitt 20 gespeicherten Informationen können durch eine Maschine, mittels einer Lesevorrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Pegel der Intensität der Strahlteile 21 zu analysieren, festgestellt werden. Wenn die vorbestimmte Anzahl von Richtungen, in die Licht als Strahlteil 21 gebeugt werden kann, beispielsweise acht ist, dann kann jeder Oberflächenabschnitt 20 acht Bits speichern: in dem Fall eines Bits mit dem Binärwert "1" wird Licht in der entsprechenden Richtung gebeugt, während im Fall eines Bits mit dem Binärwert "0" kein Licht in die entsprechende Richtung gebeugt wird.
Der Informationsträger kann auch in Form eines WORM-Speichermittels vorliegen. In diesem Fall kann nur ein einziges Bit in jedem Oberflächenabschnitt 20 gespeichert werden. Unmittelbar nach der Herstellung des Informationsträgers 1 besitzt jeder Oberflächenabschnitt 20 eine identische intakte Reliefstruktur 10, die Licht in mindestens einer vorbestimmten Richtung als Strahlteil 21 beugt. Die intakte Reliefstruktur 10 stellt ein Bit "1" dar. Die Operation des Lesens des Bits wird mit einem Lichtstrahl mit niedriger Intensität durchgeführt. Mit einem Lichtstrahl mit hoher Intensität, der durch die Lesevorrichtung erzeugt wird, die in eine Betriebsart mit hoher Leistung umgeschaltet wird, kann die Reliefstruktur 10 insofern geändert werden, als sie Licht nicht beugen kann oder sie nicht mehr ausreichend Licht in den vorbestimmten Richtungen als Strahlteile 21 beugen kann: die geänderte Reliefstruktur 10 stellt ein Bit "0" dar. Vergleichsweise wenig Energie ist erforderlich, um ein Bit "0" zu schreiben, da die Mikrolinse 19 das Licht auf die Reliefstruktur 10 fokussiert, damit sie zerstört wird. In unserem Beispiel können neun Oberflächenabschnitte 20, die als Speicherzelle für ein einziges Bit dienen, mit jeder Mikrolinse 19 gelesen werden, wobei die Adressierung des korrekten Oberflächenabschnitts 20 durch Einstellen der Einfallsrichtung des Lichts 11 bewirkt wird.
In einer weiteren Konfiguration bilden die Oberflächenabschnitte 20, die an derselben Stelle angeordnet sind, aller Informationseinheiten jeweils Pixel eines Bildes. Daher können neun Bilder mit neun Oberflächenabschnitten 20 dargestellt werden, wobei das eine oder andere der neun Bilder jeweils in Abhängigkeit von der Richtung des einfallenden Lichts 11 sichtbar gemacht wird. Ein Bild kann nicht nur als herkömmliches Druckbild, sondern auch als Bild, das aus Beugungsstrukturen besteht, erzeugt werden, wobei die Parameter der Beugungsstrukturen von einem Pixel zum anderen variieren können, d. h. vom zugehörigen Oberflächenabschnitt 20 zum nächsten zugehörigen Oberflächenabschnitt 20. Ein solches Bild kann daher kinematische Beugungseffekte erzeugen, d. h. mit einer festen Einfallsrichtung des Lichts in verschiedenen Betrachtungswinkeln übermittelt das Bild verschiedene optische Eindrücke, wie beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen EP 105 099 oder EP 375 833 bekannt.
4 zeigt den Informationsträger 1, in dem die Oberseite 5 der Trägerfolie 3 wiederum als Struktur 7 eine Reliefstruktur 15 besitzt, die als Mikrolinse 19 wirkt. Die Unterseite 4 besitzt als Struktur 6 die Reliefstruktur 10, die mit der Schicht 8 metallisiert ist und die als Reflektor 22 wirkt. Licht 11, das in paralleler Beziehung einfällt, wird durch die Mikrolinse 19 auf einen gegebenen Punkt P auf dem Reflektor 22 in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung als mehrere Strahlteile 23, 24 fokussiert. Die Reliefstruktur 10 des Reflektors 22 ist nun derart, dass der Strahlteil 23, der lokal auf den Punkt P auftrifft, in der entgegengesetzten Richtung zum Strahlteil 24, der auf den Punkt P auftrifft, reflektiert und/oder gebeugt wird. Dies sieht vor, dass das auf die Mikrolinse 19 auftreffende Licht in der entgegengesetzten Richtung reflektiert wird. Die Kombination der Mikrolinse 19 und des Reflektors 22 bildet folglich einen Retroreflektor. Der Retroreflektor kann in einfacher Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Prägen der Reliefstrukturen 10, 15 in Deckungsbeziehung in die Trägerfolie 3 aus thermoplastischem Material.
Ein Verwendungsbeispiel ist eine Banknote, in der mehrere Retroreflektoren entlang einer Spur in vorbestimmten Abständen beispielsweise wie ein Strichcode angeordnet sind. Die im Strichcode gespeicherten Informationen können mit einer optischen Lesevorrichtung ausgelesen werden, wenn die Spur am Lesekopf vorbei bewegt wird. Da das an den Retroreflektoren reflektierte Licht immer in die Einfallsrichtung zurückreflektiert wird, können die Informationen ohne irgendeine Schwierigkeit selbst im Fall einer Banknote gelesen werden, die infolge einer hohen Transportbewegungsgeschwindigkeit flattert.
5 zeigt ein Beispiel des Informationsträgers 1, in dem mikroskopisch feine Reliefstrukturen 10 bzw. 15, die einen Beugungseffekt aufweisen, in den Oberflächen 4, 5 der Trägerfolie 3 beispielsweise durch Prägen ausgebildet sind. Die Reliefstruktur 10 umfasst Gitterstrukturen 25, die einen Beugungseffekt aufweisen und die lokal in ihrer Abmessung a begrenzt sind und die durch Lücken 27 mit einer Breite b getrennt sind, wobei die Lücken in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Die Reliefstruktur 15 umfasst lokal begrenzte Gitterstrukturen 26, deren Abmessung gleich der Breite b ist und die durch ungeprägte Oberflächenabschnitte 28 mit der Abmessung a voneinander getrennt sind. Nur die Gitterstrukturen 25, 26 sind mit den Schichten 8 bzw. 9 abgedeckt, die so ausgelegt sind, dass sie reflektieren, während die Oberflächen 4, 5 der Trägerfolie 3 in den Lücken 27 und den Oberflächenabschnitten 28 freiliegen. Die Werte a, b sind typischerweise einige zehn Mikrometer. Die Reliefstruktur 15 ist ferner mit einer Lackschicht 29 egalisiert, während die Reliefstruktur 10 an das Dokument 13 mit der Haftschicht 12 geklebt ist. Das Dokument 13 wird in einer Lesevorrichtung 30 angeordnet, die ein Transportmittel 31, eine Lichtquelle 32 und vier Photodetektoren 33, 34, 35 und 36 umfasst. Die Lichtquelle 32 emittiert zwei Lichtstrahlen 37, 38, die auf die Gitterstrukturen 26 und/oder 25 in verschiedenen Winkeln γ1 und γ2 auftreffen. Die Photodetektoren 33–36 sind so angeordnet und die Parameter der zwei Gitterstrukturen 25, 26 sind so ausgewählt, dass ein gebeugter Lichtstrahl 37' auf den Photodetektor 33 fällt, wenn der Lichtstrahl 37 an der Gitterstruktur 25 gebeugt wird, der gebeugte Lichtstrahl 37" auf den Photodetektor 34 fällt, wenn die Gitterstruktur 26 den Lichtstrahl 37 beugt, der gebeugte Lichtstrahl 38' auf den Photodetektor 35 fällt, wenn der Lichtstrahl 38 auf die Gitterstruktur 26 im Winkel γ2 auftrifft, und dass der gebeugte Lichtstrahl 38" auf den Photodetektor 36 fällt, wenn der Lichtstrahl 38 auf die Gitterstruktur 25 auftrifft.
6 zeigt die Signale U33, U34, U35 und U36 am Ausgang der Photodetektoren 33–36 als Funktion der Zeit t bzw. t', wenn das Transportmittel 31 das Dokument 13 mit den Gitterstrukturen 25, 26 an der Lichtquelle 32 vorbei bewegt. Die Zeitachse t' ist relativ zur Zeitachse t um eine Zeitdauer t₀ verschoben. Die Zeitdauer t₀ hängt unter anderem von den Winkeln γ1 und γ2, der Dicke der Gitterfolie 3 und dem Gitterlinienabstand der Gitterstruktur 25 ab, wobei der Abstand auch den Beugungswinkel bestimmt. Die Signalimpulse U35 und U36 werden in einer speziellen Weise infolge der Schattierung durch die Gitterstruktur 26 verkürzt. Die Signale U33, U34, U35 und U36 werden vorteilhafterweise in digitale binäre Signale umgesetzt und durch geeignete Logikschaltungen verarbeitet, um ein einziges Signal U zu ergeben, dessen Veränderung in Bezug auf die Zeit die Informationen hinsichtlich dessen enthält, ob das Dokument 13 echt ist. Im Fall einer gefälschten Kopie, in der die Gitterstrukturen 25 und 26 in einer Ebene angeordnet sind, treten keine Schattierungseffekte in der Ausleseoperation auf und folglich tritt ein anderes Signal U auf. Schattierungseffekte treten auch auf, wenn die Gitterstruktur 25 durchweg vorhanden ist und metallisiert ist und keine Lücken 27 vorhanden sind.
7 und 8 sind eine Ansicht im Querschnitt und eine Draufsicht auf den Informationsträger 1, der auf das Dokument 13 aufgebracht ist. Die Oberfläche 39 des Dokuments 13, die mit dem Informationsträger 1 abgedeckt ist, ist zumindest teilweise mit visuell oder optisch maschinenlesbaren Informationen versehen, die beispielsweise durch eine Druckprozedur aufgebracht wurden. Die Strukturen 6, 7 sind mikroskopisch feine identische Reliefstrukturen 10, 15 die teilweise mit der reflektierenden Schicht 8 bzw. 9 abgedeckt sind. Die teilweise Abdeckung der Reliefstrukturen mit der Schicht 8 ist derart, dass außerhalb der durch die Buchstaben des Worts "VALID" gebildeten Schrift die Schicht 8 kontinuierlich ist und dass die Schicht 8 innerhalb der Buchstaben parallele Streifen 40 bildet, die sich in einer Richtung zur Kante der Buchstaben erstrecken, jedoch in einer dazu senkrechten Richtung sie nur einige zehn Mikrometer breit sind. Der Abstand zwischen den Streifen 40 ist auch einige zehn Mikrometer, beispielsweise 50 oder 100 Mikrometer. Die Schicht 9 besitzt eine komplementäre Konfiguration zur Schicht 8, so dass die Oberfläche 39 im Fall einer senkrechten Beleuchtungsrichtung 41 nicht sichtbar ist und Teile der Oberfläche 39 bei Beleuchtung in einem geneigten Einfallswinkel δ und einer geneigten Betrachtungsrichtung 42 sichtbar sind, in welchem Fall "VALID" wahrnehmbar ist. Die Breite der Streifen 40 und die Dicke der Trägerfolie 3 bestimmen den Winkel δ, in dem das Wort "VALID" wahrgenommen werden kann. Der Bildgehalt, der innerhalb des Worts "VALID" erscheint, wird durch den Bildgehalt der Oberfläche 39 des Dokuments 13 bestimmt. Wenn die Reliefstrukturen 10, 15 identisch sind und wenn der Abstand der Reliefstrukturen 10, 15 im Bereich von 30 bis 100 Mikrometern liegt, kann mit einer senkrechten Beleuchtungsrichtung ein Bildeindruck mit dem Auge wahrgenommen werden, als ob nur eine einzige Struktur 6 oder 7, die über ihre ganze Oberfläche reflektierend ist, vorhanden wäre. Die Konfiguration der Reliefstrukturen 10, 15 unterliegt keinen Begrenzungen. Die geometrischen Parameter der Reliefstrukturen 10, 15 können lokal variieren, um optische Beugungseffekte der Art zu erzeugen, die beispielsweise in den europäischen Patentanmeldungen EP 105 099 oder EP 375 833 beschrieben sind.
9 zeigt den Informationsträger 1, in dem die Trägerfolie 3 selbst drei Schichten 43, 44 und 45 umfasst. Die äußeren Schichten 43, 45 sind prägbare Schichten, während die mittlere Schicht 44 eine Zwischenschicht ist, die in Form einer Wachsschicht vorliegt und die die Abtrennung der zwei Schichten 43 und 45 ohne Beschädigung ermöglicht. Die Dicke der Schichten 43, 45 ist vorteilhafterweise mindestens 10 μm. Die Zwischenschicht 44 kann so dünn sein, wie es erwünscht sein kann. In den Oberflächen 4, 5 sind mikroskopisch feine Reliefstrukturen 10 bzw. 15 ausgebildet, die vollständig oder, wie in 9 gezeigt, teilweise mit der dielektrischen oder metallischen Schicht 8 bzw. 9 beschichtet sind. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, dass die Strukturen 6 und 7 von einem technischen Gesichtspunkt in Form von Reliefstrukturen 10, 15 mit einem optischen Beugungseffekt unabhängig voneinander hergestellt werden.
Vom Konfigurationsgesichtspunkt ist es jedoch wichtig, dass die Spatial-Frequenzen und die Orientierung der Reliefstrukturen 10, 15 in einer solchen Weise aufeinander abgestimmt werden, dass die bei Beleuchtung durch die Reliefstrukturen 10, 15 erzeugten Bilder aus verschiedenen Betrachtungsrichtungen wahrnehmbar sind. Wenn die Trägerfolie 3 dicker ist als etwa zwei Mikrometer, dann treten keine Interferenzphänomene zwischen Licht, das an den zwei Strukturen 6 und 7 gebeugt wird, unter einfallendem Tageslicht auf. In Abhängigkeit davon, ob die Schichten 8, 9 über die volle Oberfläche oder nur teilweise aufgebracht sind und ob sie im Charakter dielektrisch oder metallisch sind, ist die Oberfläche 39 des darunter liegenden Dokuments 13 zumindest teilweise sichtbar. Es ist auch möglich, dass die Trägerfolie 3 nur eine Schicht umfasst.
10a zeigt das Muster auf der Oberseite 5 und – durch die Trägerfolie 3 hindurch betrachtet – jenes auf der Unterseite 4. Die Schicht 8 bedeckt die Unterseite 4 (9) vollständig mit Ausnahme des von den Buchstaben des Worts "VOID" belegten Raums. Im Gegensatz dazu bedeckt die Schicht 9 die Oberseite 5 nur im Oberflächenbereich, der von den Buchstaben "VOID" belegt ist. Solange die Trägerfolie 3, die aus den drei Schichten 43 (9), 44, 45 gebildet ist, intakt ist, ist das Wort "VOID" nicht erkennbar. Wenn jedoch die obere Schicht 45 absichtlich oder unabsichtlich vom Rest der Trägerfolie 3 gelöst wird, dann tragen die restlichen Teile mit der Schicht 43 und der gelösten Schicht 45 beide das Merkmal "VOID", das zeigt, dass der Wert des Dokuments 13 aufgehoben wurde oder das Dokument 13 nun wertlos ist. Ein unberechtigter Versuch, den Informationsträger 1 vom Dokument 13 zu lösen und ihn auf ein anderes Dokument zu übertragen, wird auch in dieser Weise erkannt. 10b zeigt eine weitere Lösung zum Erreichen desselben Effekts.
11 zeigt einen Informationsträger 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, der sowohl visuelle optische Beugungseffekte erzeugt als auch verborgene, maschinenlesbare Informationselemente speichert. Die dielektrische Schicht 9 besitzt einen Brechungsindex n9, der sich vom Brechungsindex n3 der Trägerfolie 3 im sichtbaren Bereich um höchsten 0,2 unterscheidet. Die Differenz des Brechungsindex kann im Infrarot- und/oder im Ultraviolettbereich größer sein. Die Schicht 9 bildet insofern Strukturen 7, als sie die Reliefstrukturen 15 entlang einer Datenspur in einer vorbestimmten Weise abdeckt oder freigibt. Die Strukturen 7 enthalten die optisch maschinenlesbaren Informationen. Die Schichten 9 sind auch durch die Lackschicht 29 egalisiert und vor einer Beschädigung oder Zerstörung geschützt. Der visuelle Bildeindruck basiert auf optischen Beugungseffekten, die durch die darunter liegende Reliefstruktur 10 erzeugt werden. Die Reliefstrukturen 10 weisen vorteilhafterweise nur Spatial-Frequenzen und/oder Azimut-Orientierungen auf, die von der Spatial-Frequenz und/oder Azimut-Orientierung der Reliefstrukturen 15 verschieden sind, so dass, wenn die Informationen durch die Maschine ausgelesen werden, kein Licht, das an den Reliefstrukturen 10 gebeugt wird, auf die Photodetektoren der Lesevorrichtung einfällt. Die Lackschicht 29 umfasst vorteilhafterweise dasselbe Material wie die Trägerfolie 3, so dass sie denselben Brechungsindex wie die Trägerfolie 3 besitzt. Die verborgenen Informationen sind selbst mit holographischen Verfahren äußerst schwierig zu kopieren.
12 ist eine Ansicht eines individualisierbaren optischen Informationsträgers 1, die nicht maßstäblich ist. Die Dicke d der Trägerfolie 3, die im sichtbaren Spektralbereich durchlässig ist, liegt im Bereich von 1 bis 200 Mikrometern. In der Unterseite 4 und der Oberseite 5 der Trägerfolie 3 sind Oberflächenbereiche mit verschiedenen, mikroskopisch feinen Reliefstrukturen 10 bzw. 15 von optischen Gittern ausgebildet, die durch glatte Bereiche 46 bzw. 47 getrennt sein können. Die Abdeckschicht 9 enthält visuell leicht erkennbare Lücken 49, die durch Oberflächenabschnitte 50 getrennt sind, so dass die Bereiche der Unterseite 4, die unter den Lücken 49 liegen, sichtbar sind. Die Abmessungen der Lücken 49 liegen typischerweise im Bereich von 0,5 mm bis 10 mm. Die Abdeckschicht 9 ist in Bezug auf sichtbares Licht nicht durchlässig. Sie ist beispielsweise eine dünne Metall- oder Oxidschicht. Die Dicke der Grundschicht 8 und die Dicke der Abdeckschicht 9 sind einige zehn Nanometer, typischerweise 20–70 Nanometer. Die Reliefstruktur 15 kann mittels einer Schutzlackschicht 48 egalisiert sein, um die Reliefstruktur 15 vor einer mechanischen Beschädigung zu schützen. Die Dicke der Haftschicht 12 und die Dicke der Schutzlackschicht 48 sind typischerweise 1–2 Mikrometer, wobei die Dicke der Haftschicht 12 auf die Rauhigkeit der Oberfläche des Substrats 13 in einer solchen Weise abgestimmt ist, dass die Haftschicht 12 auch die raue Oberfläche egalisiert. Das ganze Verbundlaminat 2 ist folglich etwa 4 bis 200 Mikrometer dick. Die Trägerfolie 3 selbst kann auch in Form eines Verbundlaminats, beispielsweise einer temperaturbeständigen Trägerschicht, beispielsweise aus Polyester, die eine prägbare Lackschicht auf beiden Seiten aufweist, konstruiert sein. Materialien, die für den Informationsträger 1 verwendet werden können, sind beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 201 323 aufgelistet.
Die geometrischen Parameter der Reliefstrukturen 10, 15, des Linienabstandes und der Profilhöhe liegen typischerweise im Bereich von einigen Zehntel eines Mikrometer bis zu einigen Mikrometern. Die Profilhöhe kann jedoch auch nur einige zehn Nanometer sein. Weitere Parameter der Reliefstrukturen 10, 15 sind die Profilform und die Orientierung des Gitters in der Ebene des Informationsträgers 1. Die Reliefstrukturen 15 innerhalb der Oberflächenabschnitte 50 und auch die Reliefstrukturen 10 beugen auftreffendes Licht und erzeugen aufgrund der Interferenz der Lichtstrahlen optische Beugungseffekte, die mit dem menschlichen Auge erkannt werden können, wie sie beispielsweise aus den europäischen Patentdokumenten EP 105 099 , EP 375 833 oder EP 490 923 bekannt sind. Solche kinematischen optischen Effekte sind Fachleuten auch unter den Begriffen Hologramme, Pixelgramme oder aus Produkten bekannt, die unter dem Namen KINEGRAM^® vermarktet werden. Es besteht kein Bedarf, dass die Reliefstrukturen 15 mit einem Beugungseffekt auf der ganzen Fläche, die von den Oberflächenabschnitten 50 bedeckt ist, vorhanden sind. Wie in 12 schematisch gezeigt, können Teile dieser Oberfläche in Form einer flachen und folglich reflektierenden Ebene oder in Form einer rauen Oberfläche zum Erzeugen eines optisch matten oder vergleichsweise dunklen Eindrucks vorliegen.
Wenn die freie Oberfläche, die nicht mit der Abdeckschicht 9 abgedeckt ist, einen ausreichend großen Anteil aufweist und die Grundschicht 8 ein durchlässiges Material umfasst, dessen Brechungsindex von jenem der Trägerfolie 3 verschieden ist, und wenn die Haftschicht 12 ein klares Klebemittel ist, dann ist die Oberfläche des Substrats 13 und damit beispielsweise Informationen, die auf das Substrat 13 gedruckt sind, durch das aufgeklebte Verbundlaminat 2 hindurch sichtbar. Wenn dagegen die Grundschicht 8 eine Metallschicht über der ganzen Oberfläche ist, die einfallendes Licht fast vollständig reflektiert, dann verbirgt das aufgeklebte Verbundlaminat 2 die Oberfläche des Substrats 13.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die nicht maßstäblich ist und die das Substrat 13 in Form eines Schecks zeigt. Der Scheck umfasst einen begrenzten Bereich, der zum Aufnehmen des Informationsträgers 1 mit der Darstellung einer Folge von Zeichen 51 mit dem Wert des Schecks dient. In einer ersten Verwendung besitzt der Scheck einen festen vorbestimmten Wert. In diesem Fall ist die Folge von Zeichen 51 durch die undurchlässigen Oberflächenabschnitte 50 und die durchlässigen Lücken 49 insofern gebildet, als die Abdeckschicht 9 (12) die Trägerfolie 3 (12) auf den Zeichenoberflächen freigibt, die von den Zeichen der Folge 51 belegt sind. Die Reliefstrukturen 15 (12) bilden innerhalb der Oberflächenabschnitte 50 kinematische Motive 52, die einen optischen Beugungseffekt besitzen, wie sie beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 105 099 bekannt sind. Wenn der Scheck einen festen vorbestimmten Wert von beispielsweise 100 Francs besitzen soll, dann wird die visuell leicht erkennbare Folge von Zeichen 51 in die Abdeckschicht 9 beispielsweise als "*100,-*" geschrieben, in welchem Fall die Zeichen der Folge 51 einige Motive 52 unterbrechen. Im Fall von Banknoten könnte die Folge von Zeichen 51 die Notennummer darstellen, während sie im Fall von Identitätskarten die Nummer der Person oder die Unterschrift darstellen könnte.
Die Unterseite 4 der Trägerfolie 3 liegt in Form eines visuell erkennbaren Musters vor, das ein Informationselement umfasst, das vom Ort entlang einer Richtung x abhängt. Diese Informationen sollen für eine Person leicht zu prüfen sein, die die Echtheit des Schecks prüft. Im dargestellten Beispiel wird diese Funktion durch Buchstaben 53 durchgeführt, die in alphabetischer Reihenfolge angeordnet sind. Die von einem individuellen Buchstaben 53 belegte Oberfläche besitzt die Reliefstrukturen 10 (12), so dass die Buchstaben 53 in verschiedenen Farben in Abhängigkeit von der jeweiligen Einfallsrichtung des Lichts, das durch die Lücken 49 von der Oberseite 5 der Trägerfolie 3 auftrifft, leuchten. Die Oberfläche zwischen den Buchstaben 53 liegt beispielsweise in Form einer matten Struktur oder einer reflektierenden glatten Oberfläche 46 (12) vor, so dass sie dunkel erscheint. Daher sind Teile des Musters auf der Unterseite 4 innerhalb des Bereichs der Zeichen der Folge 51 durch die Trägerfolie 3 hindurch sichtbar. Wenn das Muster ein Informationselement enthält, das vom Ort abhängt und das leicht geprüft werden kann, ist es möglich, einen gefälschten Scheck, in dem ein Zeichen der Folge von Ziffern 51 gegen ein Zeichen eines anderen Schecks ausgetauscht ist oder in dem die Folge der Ziffern vertauscht ist, sofort zu erkennen.
Anstelle der alphabetisch angeordneten Buchstaben ist es auch möglich, Zeichen oder Folgen von Ziffern in Nebeneinanderstellungsbeziehung in einer vorbestimmten Reihenfolge anzuordnen, wobei jedes Zeichen oder jede Reihe von Ziffern eine andere Dekade des Dezimalsystems symbolisiert. Wenn der Scheck den Wert "100" besitzt, dann muss das Zeichen für die erste Dekade in der rechten Null sichtbar sein, das Zeichen für die zweite Dekade muss in der mittleren Null sichtbar sein und das Zeichen für die dritte Dekade muss in der Eins sichtbar sein, ansonsten ist der Scheck ungültig. Die Zeichen für die Dekaden und die Zeichen 51, die den Wert des Schecks darstellen, müssen in diesem Fall in korrekter Deckungsbeziehung angeordnet sein.
In einem besonders vorteilhaften Beispiel besitzt der Informationsträger 1 einen Streifen 54, der nicht mit der Abdeckschicht 9 abgedeckt ist, so dass die Informationen, die vom Ort auf der Unterseite 4 abhängen, durch die Trägerfolie 3 hindurch sichtbar sind. Der seitliche Blick in das Verbundlaminat 2, der in 13 gezeigt ist, ist nur im Fall dieser Zeichnung, die nicht maßstäblich ist, möglich. Tatsächlich ist die Dicke des Verbundlaminats 2 so klein, dass ein seitlicher Blick in dieses nicht möglich ist.
Bei einer Verwendung, bei der der Scheck in Form eines Blankoschecks erzeugt wird, d. h. ohne einen fest vorbestimmten Wert, muss der Wert des Schecks in die Abdeckschicht 9 durch den Aussteller mittels einer geeigneten Vorrichtung geschrieben werden. Die metallische Abdeckschicht 9 wird durch Aufbringen von mechanischer, thermischer oder optischer Energie oder chemische Ätzmittel lokal irreversibel verändert, so dass die Abdeckschicht 9 weggefräst, weggedampft oder aufgelöst wird, so dass die in dieser Weise behandelte Oberfläche durchlässig wird und die Lücken 49 erzeugt werden. In dieser Hinsicht ist entweder die Dicke d der Trägerfolie 3 ausreichend groß oder die Abdeckschicht 9 umfasst ein Element oder eine Legierung oder eine Verbindung, die aus mindestens zwei Elementen besteht, die in diesem Individualisierungsprozess schneller reagiert als das für die Grundschicht 8 ausgewählte Material, so dass die Reliefstrukturen 10 auf der Unterseite 4 nicht verändert werden.
Wenn das Verbundlaminat 2 in 14 von diesem Informationsträger 1 die Schutzlackschicht 48 aufweist, wird die Individualisierung durch fokussiertes Laserlicht 55 vorteilhaft durchgeführt. Die Abdeckschicht 9 umfasst dann vorzugsweise Tellur oder eine Tellurlegierung, da Tellur oder die Legierung einen hohen Absorptionskoeffizienten für bestimmte Lichtwellenlängen besitzt, so dass die Tellur tragende Abdeckschicht 9 lokal entfernt werden kann oder deren Reflexionsvermögen lokal geändert werden kann, ohne das Material der darunter liegenden Grundschicht 8 zu verändern. Aluminium kann beispielsweise für die Grundschicht 8 verwendet werden, da es ein guter Lichtreflektor ist und der Informationsträger 1 folglich brillante Farbeffekte bereitstellt. Der verwendete Laser ist beispielsweise ein Farbstofflaser, dessen Lichtwellenlänge auf die Absorptionseigenschaften von Tellur abgestimmt ist.
Der Laserstrahl 55 wird auch mit maximaler Genauigkeit auf die Höhe der Tellur tragenden Abdeckschicht 9 fokussiert, so dass die Energie zur Entfernung der Tellur tragenden Schicht an der Stelle der beabsichtigten Lücke 49 konzentriert wird. Für diesen Zweck wird die Abdeckschicht 9 vorteilhafterweise an unauffälligen Stellen mit Markierungen versehen, die für Fokussierungszwecke dienen. Aufgrund der Divergenz des Laserstrahls 55 wird die Energiedichte des Laserstrahls 55 in der Ebene der Unterseite 4 mit einer zunehmenden Dicke d der Trägerfolie 3 geringer und folglich besteht eine Verringerung des Risikos für eine unbeabsichtigte Beschädigung an den Reliefstrukturen 10 oder an der Grundschicht 8.
Das Tellur wird durch die fokussierte Energie des Laserstrahls 55 verdampft oder beginnt lokal unter der Schutzlackschicht 48 zu schmelzen, so dass das Material seine Oberfläche mit optisch hoher Qualität verliert, da mikroskopische Sphäroide gebildet werden, wenn eine Kühlung geschieht, und dies wird insgesamt höchstens als feiner grauer Film visuell bemerkbar. Gleichzeitig wird die Schutzlackschicht 48 an diesen Stellen nicht unähnlich einem Schweißvorgang an die Trägerfolie 3 geklebt. In der Abdeckschicht 9 werden daher als Lücken 49 durchlässige Oberflächen gebildet, deren Formen die Folge von Zeichen 51 (13) bilden. Das Muster auf der Unterseite 4 ist durch die durchlässigen Oberflächen 49 hindurch erkennbar.
Andere besonders geeignete Elemente für die Abdeckschicht 9 anstelle von Tellur sind Chrom, Gold, Kupfer, aber auch Silicium und Germanium.
Das Muster auf der Unterseite 4 der Trägerfolie 3 wird vor einem unberechtigten Zugriff jeglicher Art geschützt, so dass die Informationen, die vom Ort abhängen und die im Muster enthalten sind, nicht variabel sind, ohne visuell erkennbare Spuren zu hinterlassen. Da die Reliefstrukturen 10 und 15 (12) schwierig zu fälschen sind, ergeben die Folge von Zeichen 51 und das Muster auf der Unterseite 4 in ihrer Wechselwirkung ein hohes Niveau an Schutz vor Fälschungsversuchen.
Schecks mit einem vorbestimmten Wert können auch hergestellt werden, indem zwei Folien mit einer geeigneten Konfiguration zusammengeklebt werden, in welchem Fall die Individualisierungsoperation durchgeführt werden kann, bevor oder nachdem die Folien zusammengeklebt werden. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die Reliefstrukturen 10 und 15 Informationselemente in korrekter Deckungsbeziehung aufweisen und wenn die Abdeckschicht 9 geeignet angeordnete Lücken 49 aufweist, so dass es leicht ist, mit dem Auge die korrekte Deckungsbeziehung der Informationselemente zu prüfen.
Der beschreibbare Informationsträger 1 ist auch als Sicherheitselement auf Pässen, Identitätskarten usw. geeignet, wo beispielsweise die eingescannte Unterschrift des rechtmäßigen Benutzers in die Abdeckschicht 9 mittels eines computergesteuerten Lasers geschrieben wird.
15 zeigt eine Anordnung zum Prägen von Reliefstrukturen 10 und 15 (12) in genauer Deckungsbeziehung. Die Anordnung umfasst eine Transportvorrichtung 56 für die Trägerfolie 3, die in Form eines Folienstreifens vorliegt, und zwei Prägezylinder 57 und 58. Die zwei Prägezylinder 57, 58 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei der Folienstreifen zwischen den Prägezylindern 57, 58 geführt wird, so dass sie zum Erzeugen eines ausreichenden Prägedrucks als Unterstützungszylinder füreinander dienen. Geeignete Vorsichtsmaßnahmen, beispielsweise ein starr gekoppelter Antrieb für die zwei Prägezylinder 57, 58, stellen sicher, dass sich die Prägezylinder 57, 58 synchron drehen, wodurch eine genaue Deckungsbeziehung für die Reliefstrukturen 10 und 15 erreicht wird, die in die Unterseite 4 bzw. die Oberseite 5 der Trägerfolie 3 geprägt werden. Die Prägezylinder 57, 58 sind beheizbar. Die Trägerfolie 3 liegt vorteilhafterweise in Form eines Verbundlaminats vor, das eine temperaturbeständige Trägerschicht, beispielsweise aus Polyester, aufweist, die zwischen zwei prägbaren Lackschichten angeordnet ist.
Für die Herstellung von Schecks mit einem festen Geldwert sind zwei Basisprozesse bekannt, um die geprägte Oberseite 5 mit der strukturierten Abdeckschicht 9 (12) zu versehen, insbesondere die selektive Entfernung der Abdeckschicht 9, die über die ganze Oberfläche aufgebracht ist, oder die lokale Aufbringung der Abdeckschicht 9. Die selektive Entfernung der Abdeckschicht 9 kann unter Verwendung einer Druckprozedur durchgeführt werden, um einen strukturierten Schutzlack auf die Abdeckschicht 9 aufzubringen. Die Oberflächen der Abdeckschicht 9, auf die nicht gedruckt wird, werden dann in einem Lösungsmittelbad, beispielsweise durch Ätzen, entfernt. Schließlich wird der Schutzlack wieder entfernt. Das lokale Aufbringen der Abdeckschicht 9 kann durch diejenigen Oberflächen bewirkt werden, die nicht mit der Abdeckschicht 9, auf die mit einer Lackschicht gedruckt wird, abgedeckt werden sollen. Daraufhin wird die Trägerfolie 3, die in dieser Weise behandelt wurde, über ihrer ganzen Oberfläche mit der Abdeckschicht 9 beispielsweise durch Dampfabscheidung überzogen. Die Lackschicht zusammen mit der darauf angeordneten Abdeckschicht 9 wird mittels eines Waschprozesses in einem selektiv angreifenden Lösungsmittel entfernt.
16 zeigt eine vorteilhafte Anordnung zum Erzeugen der Strukturen 6, 7 in genauer Deckungsbeziehung, wenn dies durch Strukturieren der Schichten 8 und 9 (1) bewirkt wird. Die Anordnung umfasst zwei Druckmechanismen 59, 60, die aus dem Letterset-Prozess bekannt sind und die jeweils ein Tintenbad 61 bzw. 62, eine Anilox-Walze 63 bzw. 64, einen Druckzylinder 65 bzw. 66 und einen Kautschukzylinder 67 bzw. 68 aufweisen und die so angeordnet sind, dass die Trägerfolie 3 in Form eines Folienstreifens zwischen den zwei Kautschukzylindern 67 und 68 geführt wird. Die Druckzylinder 65 und 66, die die Druckmuster enthalten, werden durch die Anilox-Walzen 63, 64 gleichmäßig mit einem vorbestimmten flüssigen Mittel 69 vom Tintenbad 61 bzw. 62 versehen. Das Mittel 69 wird dann durch den Zylinder 65 bzw. 66 gemäß dem entsprechenden Druckmuster auf dem jeweiligen Kautschukzylinder 67, 68 und von demselben auf die entsprechende Oberfläche 4, 5 (1) der Trägerfolie 3 überführt. Das Antriebssystem für die zwei Druckmechanismen 59, 60 ist so gekoppelt, dass sich die Druckzylinder 65, 66 und die Kautschukzylinder 67, 68 synchron drehen.
Das flüssige Mittel 69 kann der vorstehend beschriebene Schutzlack oder die vorstehend beschriebene Lackschicht sein. Das flüssige Mittel 69 kann jedoch auch eine Lauge sein, die die Schicht 8 oder 9 direkt auflöst, was insbesondere möglich ist, wenn die Schichten 8, 9 dünne Metallschichten aus beispielsweise Aluminium sind. In diesem Fall besitzt die Anordnung auch Düsen 70, die beispielsweise Wasser auf die Schichten 8 und 9 sprühen, die bereits mittels der Lauge strukturiert wurden, um Rückstände der Lauge zu entfernen. Die Trägerfolie 3, die nun mit den Strukturen 6 und 7 versehen ist, wird mittels einer Trocknungsvorrichtung, die beispielsweise Presswalzen 71 und einen Ofen 72 umfasst, getrocknet. Die Anordnung besitzt vorteilhafterweise auch Sensoren 73 zum Prüfen der Deckungsgenauigkeit der Strukturen 6 und 7, so dass die Druckmechanismen 59, 60 genau eingestellt werden können.

Claims

Optischer Informationsträger (1), der die Form eines Verbundlaminats (2) hat, das eine Trägerfolie (3) aufweist, die im sichtbaren Spektralbereich durchlässig ist und eine Unterseite (4) und eine Oberseite (5) besitzt,; wobei erste Reliefstrukturen (10) in der Unterseite (4) der Trägerfolie (3) ausgebildet sind und zweite Reliefstrukturen (15) in der Oberseite (5) der Trägerfolie (3) ausgebildet sind; die ersten Reliefstrukturen (10) mikroskopisch feine Reliefstrukturen sind, die mit einer reflektierenden Grundschicht (8) bedeckt sind, um sichtbare optische Beugungseffekte zu erzeugen; wobei obere Strukturen (7) auf der Oberseite (5) der Trägerfolie (3) durch Abdeckschichten (9), die die Trägerfolie (3) nur teilweise abdecken, gebildet sind und wobei die Abdeckschichten (9) durch eine Lackschicht (29) egalisiert sind; dadurch gekennzeichnet, dass für die Speicherung maschinenlesbarer, verborgener Informationselemente die Abdeckschichten (9) die oberen Strukturen (7) bilden, indem sie die zweiten Reliefstrukturen (15) in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Weise wenigstens längs einer Datenspur abdecken oder freigeben, und dass das Material der Abdeckschichten (9) einen Brechungsindex besitzt, der sich von dem Brechungsindex der Trägerfolie (3) im sichtbaren Bereich um höchstens 0,2 unterscheidet.
Optischer Informationsträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Reliefstrukturen (10) Spatial-Frequenzen haben, die sich von den Spatial-Frequenzen der zweiten Reliefstrukturen (15) unterscheiden.
Optischer Informationsträger (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Reliefstrukturen (10) Azimut-Orientierungen haben, die sich von den Azimut-Orientierungen der zweiten Reliefstrukturen (15) unterscheiden.
Optischer Informationsträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Trägerfolie (3) und der Brechungsindex der Lackschicht (29) den gleichen Wert haben.
Optischer Informationsträger (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht (29) das gleiche Material wie die Trägerfolie (3) umfasst.
Optischer Informationsträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen dem Brechungsindex der Abdeckschicht (9) und dem Brechungsindex der Trägerfolie (3) im Infrarotbereich und/oder im Ultraviolettbereich größer als 0,2 ist.
Optischer Informationsträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (8) metallisch ist.
Optischer Informationsträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Trägerfolie (3) im Bereich von 1 bis 200 Mikrometern liegt.
Optischer Informationsträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (8) durch eine Haftschicht (12) bedeckt ist, um das Verbundlaminat (2) an einem Dokument (13) zu befestigen.