WO2003002351A1 - Fälschungssicheres informationsträgermaterial, daraus hergestellter informationsträger und vorrichtung zu dessen prüfung - Google Patents

Fälschungssicheres informationsträgermaterial, daraus hergestellter informationsträger und vorrichtung zu dessen prüfung Download PDF

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WO2003002351A1
WO2003002351A1 PCT/EP2001/007315 EP0107315W WO03002351A1 WO 2003002351 A1 WO2003002351 A1 WO 2003002351A1 EP 0107315 W EP0107315 W EP 0107315W WO 03002351 A1 WO03002351 A1 WO 03002351A1
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information carrier
state
carrier material
information
photochromic substance
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PCT/EP2001/007315
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Joergen Brosow
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Mib - Munich Innovative Biomaterials Gmbh
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    • G03C1/72—Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705
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    • G03C1/733—Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705 containing organic compounds with macromolecular compounds as photosensitive substances, e.g. photochromic

Definitions

  • the invention relates to a tamper-proof information carrier material comprising a substrate and at least one photochromic substance which can be converted from a first state into at least a second state by light irradiation, which can be distinguished from the first state spectroscopically, and to an information carrier and a device produced therefrom to test it.
  • the invention is based on the object of providing an information carrier material with increased protection against forgery, information carriers produced therefrom and a device for testing it.
  • the photochromic substance is embedded in the substrate and the substrate is sufficiently transparent to the light wavelengths used to convert the first to the second state.
  • the photochromic substance is embedded in the substrate in the information carrier material according to the invention, a qualitatively good forgery would presuppose that the counterfeiter himself produces or procures the substrate doped with the photochromic substance.
  • the former is practically impossible due to the high technical outlay, whereas the latter is also not possible due to the lack of general access to such special substrates.
  • An attempt at counterfeiting by superficially applying the substance to the substrate can easily be ascertained because of the associated change in the surface properties, for example by optical methods.
  • a highly absorbent or scattering material is often used as the substrate, preferably paper, cardboard, plastic or mixtures thereof. Sufficient permeability of the substrate is provided if its transmission is between 0.001% and 80%, preferably between 0.01% and 30%.
  • the first and second states of the photochromic substance can in particular be isomeric states.
  • bistable it is possible to permanently convert the information carrier material locally into a second state by means of targeted light irradiation, which means an initialization according to a local pattern of two states.
  • This local pattern can serve in particular as a code for information that can be used for the authenticity check.
  • the techniques required for this are known (see e.g. Science,
  • An advantageous development consists in that at least one second state can be returned to the first state by light irradiation and the substrate is sufficiently transparent for these light wavelengths. This makes it possible to delete at least parts of the pattern generated during initialization or a pattern recorded separately therefrom and to overwrite it with a pattern corresponding to new information.
  • this erasable second state can be the same state as the second state used for initialization, but different second states can also be used. Because of this rewritability, it is not only possible to describe an information carrier produced on the information carrier material with additional information from case to case, but also to provide earlier information overwrite, ie replace with new information. If such an information carrier passes through several stations at which it is sighted and each sighting station has a corresponding visa, the route of the information carrier through the various sighting stations can be followed exactly.
  • the desired properties in particular the good optical distinguishability of the two photochromic states, can be found in particular in the chromoproteins.
  • a bacterial chromoprotein is preferably used.
  • a particularly suitable and scientifically well-studied substance is bacteriorhodopsin. It is known that this substance can be switched between isomeric states, for example, by single-photon, sequential single-photon or two-photon processes in which light is irradiated in the green spectral range and light in the red spectral range. It is known that with the wild type of bacteriorhodopsin and to a greater extent with some variants of bacteriorhodopsin, two thermally stable states are available.
  • intermediate states cf. EP0655162B1 and “Popp et al., Photochemical Conversion of the O-intermediate to 9 -c / s Retinal Containing Products in Bacteriorhodopsin Films. Biophys. J., 65 (1993) 1449-1459 ").
  • local areas of bacteriorhodopsin in the substrate can be thermally permanently initialized.
  • the initialization in the Q- Distressed districts when illuminated with light in the red spectral range, appear optically more transparent than the other districts that remained in the b R
  • the photochromic substance is localized on particles in the information carrier material.
  • each embedding location of a carrier particle can be operated like a localized storage element, the storage state of which is represented by the absorption state of the photochromic substance concentrated there.
  • the particles can be localized, for example, by applying the photochromic material to their surface or enclosing them in their volume.
  • the particles themselves can also be produced from the photochromic substance (s), possibly with the addition of suitable auxiliary substances.
  • An advantageous embodiment consists in that the photochromic substance is enclosed in particles or hollow bodies embedded in the substrate, the Substance-enclosing matrix or wall for which the wavelengths used to convert the first to the second state and the wavelengths used to distinguish the two states are sufficiently transparent.
  • the photochromic substance is protected by the inclusion in the hollow body.
  • optimal conditions for the photochromic substance for example its moisture content, can be set within the hollow body.
  • the optical properties of the matrix or wall can be optimized with regard to the optical processes of light absorption during initialization and light irradiation when reading out and, if necessary, when deleting the states, for example low light scatter and high optical transparency of the matrix material.
  • the substrate is a paper.
  • This paper can preferably be used for the production of banknotes, checks and all other certificates.
  • An information carrier produced from the information carrier material according to the invention is distinguished according to the invention in that the substance transferred into the second state is localized at at least one point on the information carrier.
  • the localized transfer of the photochromic substance into its second state can be carried out as an initialization step either on the information carrier material or on the information carrier produced therefrom. In both cases, the local position of this point (s) in the information carrier can be detected in a subsequent optical scanning process and the authenticity of the information carrier can thereby be checked.
  • This position information can be recorded on the information carrier, for example, in the form of printed position information data or also by storing it in a readable electronic memory that is inseparably connected to the information carrier. During the authenticity check, the recorded position information can then be read out and the information determined by the pattern of the positions in the second state can be scanned and related to one another.
  • a method for the three-dimensional storage of information using bacteriorhodopsin is specified in US 5,559,732. However, in no case is it assumed that the bacteriorhodopsin is embedded in a matrix that is only transparent to a limited extent.
  • the information carrier in addition to printing it is generally known that it is stored in a memory circuit provided in the security (cf. DE 196 30 648 A1 and EP 0 905 657 A1).
  • Fig. 1 is a supervision of a banknote
  • FIG. 2 shows a cross section perpendicular to the representation of FIG. 1 with a schematic representation of the light profiles during the testing process.
  • a banknote 1 shown in FIG. 1 consists of a banknote paper which has been doped with a photochromic substance, bacteriorhodopsin in the illustrated embodiment, during its production.
  • the doping can be carried out, for example, by adding the bacteriorhodopsin to the pulp used for the production of the banknote paper before it is fed to the screen.
  • the banknote has an essentially constant doping density over its entire area.
  • the doping can also be carried out in such a way that the pulp spread on the sieve is doped only in places, so that the banknote paper and also the banknote 1 have localized areas which can either be distributed uniformly or irregularly over the entire area.
  • the photochromic substance is preferably not introduced directly into the paper pulp, but with the aid of carrier particles provided with the substance.
  • the latter are preferably designed as small hollow bodies in which the photochromic substance is enclosed and thereby protected against the surrounding paper pulp. In general, the doping of the banknote paper and the banknote 1 cannot be seen with the naked eye.
  • the presence of the embedded photochromic substance can be present in a distributed form or in a form bound to particles
  • the initial state designated as b R and that by irradiation with light in the green are suitable for this or yellow-red spectral range M state can be generated.
  • the transient generation of bacteriorhodopsin in the M state can be detected with blue light, preferably in the range 400-415 nm.
  • the photochromic substance has the property that it has at least two thermally stable states, whereby it can be converted from one state to the other by light absorption, information can also be introduced into the information carrier material.
  • the initial state designated as b R and the Q state obtainable therefrom by the irradiation of light in the green spectral range and of light in the red spectral range are suitable for this.
  • the paper pulp is sufficiently radiolucent in spectral ranges.
  • borders 2 in FIGS. 1 and 2. 1 and 2 show just three such locations 2, any number of such locations that is> 1 can be provided in any local arrangement.
  • the local position of these positions i. H. whose location coordinate values are recorded on bank note 1 and this position information is recorded on bank note 1.
  • the latter can be done, for example, in the form of an uncoded or coded imprint 3 on the banknote 1, which can be read optically, for example.
  • this imprint is exemplified by a sequence of decimal digits.
  • the locations 2 formed by the initialization can be optically distinguished from the uninitialized remaining area of the banknote 1.
  • the present at the positions 2 Q-state of the positions 2 surrounding b R - condition characterized discriminated that low intensity light in the red spectral region, but which is not absorbed only by the b R state the Q state, is irradiated.
  • the places 2 appear more translucent than their surroundings.
  • the resulting light-dark pattern can be scanned in this way and the position information for the locations 2 can be read out therefrom.
  • FIG. 2 A device suitable for this is indicated schematically in FIG. 2 and is designated by reference number 5.
  • An arrow 6 indicates the direction of the light irradiated for writing or reading.
  • the bacteriorhodopsin required Green and red rays of light shone onto the same side of banknote 1.
  • the green light is radiated onto the lower side of the banknote 1 in FIG. 2
  • the red light is incident on the upper side of the banknote 1 in the form of a bundled scanning beam.
  • the bank note 1 is set into a scanning movement transversely to the direction of this scanning beam. The same applies to the blue light for the detection of the M state if there are no two long-term thermally stable states in the bacteriorhodopsin.
  • the position information characterizing the locations 2 is reconstructed from the scanning result.
  • the device 5 also reads the position information 3 recorded on the bank note 1. The authenticity of the banknote 1 is checked by comparing the reconstructed and the recorded position information.
  • a device constructed according to the diagram of FIG. 2 can also be used for initializing, ie for initially writing the bank note 1 or for later writing with additional information with previous information previously deleted.
  • initializing light in the green and red spectral range is irradiated in the direction of arrow 6, as is necessary for converting the b R initial state into the Q state.
  • To delete the Q state light in the blue spectral range is irradiated in the direction of arrow 6, as a result of which the Q state returns to the b R initial state.
  • the deleted areas can be described again.
  • the two possible states at these recording points represent the two binary values "0" and "1".
  • a key can be formed from the recorded bit pattern, which key is printed, for example, in an optically readable form on the surface of the information carrier or stored in an electronic circuit embedded therein.
  • the grid of the recording points is two-dimensional, whereas in the case of spatially extended information carriers it can be three-dimensional.

Abstract

Zue Fälschungssicherung wird ein Informationsträger mit einer photochromen Substanz dotiert. Die Lage der Stellen (2) an denen die Photochrome Substanz eingebettet ist, wird in auslesbarer Form abgespeichert. Zur Echtheitsprüfung wird die Lage der Stellen (2) optisch ausgelesen und mit der abgespeicherten Lageinformation verglichen (Fig. 1). Dazu wird ein geeignetes Initialisierungsgerät verwendet.

Description

Fälschungssicheres Informationsträgermaterial, daraus hergestellter Informationsträger und
Vorrichtung zu dessen Prüfung
Die Erfindung bezieht sich auf ein fälschungssicheres Informationsträgermaterial umfassend ein Substrat und mindestens eine photochrome Substanz, die durch Lichteinstrahlung von einem ersten Zustand in mindestens einen zweiten Zustand überführbar ist, der von dem ersten Zustand spektroskopisch unterscheidbar ist, sowie auf einen daraus hergestellten Informationsträger und eine Vorrichtung zu dessen Prüfung.
Schon im täglichen Gebrauch begegnet man zahlreichen Arten von Informationsträgern, für die ein hohes Bedürfnis an Fälschungssicherheit besteht. Beispiele sind insbesondere Banknoten, Schecks oder andere Werturkunden, deren Substrat aus Papier gebil- det ist, aber auch Informationsträger auf dickeren und festeren Substraten, wie beispielsweise Kreditkarten, Scheckkarten, Personalausweiskarten oder dgl. Die verwendeten Begriffe "Informationsträgermaterial" und "Informationsträger" sollen daher alle Arten von gegen unerlaubte Nachahmung zu schützenden Aufzeichnungen einschließen.
Zur Fälschungssicherung von Banknoten ist es bereits bekannt (GB 2 272 861 A), auf das Notenpapier ein Bild sowohl mit dauerhaft sichtbarer Druckfarbe als auch mit zwischen zwei Zuständen reversibel farbveränderlicher photochromer Druckfarbe aufzudruk- ken. Zur Echtheitsprüfung wird das permanent sichtbare optische Bild der Banknote mit dem photochromen Bild in seinen beiden Zuständen, die durch geeignete Lichteinstrahlung hervorgerufen werden, miteinander verglichen. Der dadurch erreichte Sicherheitsstandard ist allerdings nicht befriedigend, weil mit den heutzutage verfügbaren verfeinerten Vervielfältigungsmethoden diese Drucktechnik auch Fälschern zugänglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Informationsträgermaterial mit er- höhter Fälschungssicherheit, daraus hergestellte Informationsträger sowie eine Vorrichtung zu deren Prüfung zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird dies hinsichtlich des Informationsträgermaterials dadurch gelöst, daß die photochrome Substanz in das Substrat eingebettet ist und das Substrat für die der Überführung vom ersten in den zweiten Zustand dienenden Lichtwellenlängen hinreichend durchlässig ist.
Da bei dem erfindungsgemäßen Informationsträgermaterial die photochrome Substanz in das Substrat eingebettet ist, würde eine qualitativ gute Fälschung voraussetzen, dass der Fälscher das mit der photochromen Substanz dotierte Substrat selbst herstellt oder beschafft. Ersteres ist wegen des hohen technischen Aufwandes praktisch ausgeschlossen, wogegen letzteres mangels allgemeiner Zugänglichkeit solcher speziellen Substrate ebenfalls nicht möglich ist. Der Versuch einer Fälschung durch oberflächliches Auf- bringen der Substanz auf das Substrat kann wegen der damit einhergehenden Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit, beispielsweise durch optische Methoden, leicht festgestellt werden.
Als Substrat dient häufig ein stark absorbierendes oder streuendes Material, vor- zugsweise Papier, Karton, Kunststoff oder Mischungen daraus. Eine hinreichende Durchlässigkeit des Substrats ist gegeben, wenn seine Transmission zwischen 0,001 % und 80 %, vorzugsweise zwischen 0,01 % und 30 %, liegt. Beim ersten und zweiten Zustand der photochromen Substanz kann es sich insbesondere um isomere Zustände handeln.
Im Falle dass die photochromen Zustände thermisch langzeitstabil sind, was man als bistabil bezeichnet, wird es ermöglicht, das Informationsträgermaterial durch gezielte Lichteinstrahlung dauerhaft lokal in einen zweiten Zustand zu überführen, was eine Initialisierung gemäß einem örtlichen Muster zweier Zustände bedeutet. Dieses örtliche Muster kann insbesondere als Code für Information dienen, die zur Echtheitsprüfung heranziehbar ist. Die hierfür erforderlichen Techniken sind zwar bekannt (vgl. beispielsweise Science,
Vol. 245, 25. August 1989, Seite 843-845, American Scientist, Vol. 82, Juli/August 1994, Seite 348-355, Computer, Vol. 25, November 1992, Seite 56-67), sind jedoch wegen der hierfür notwendigen hochentwickelten Lasermethodik für Fälscher nicht handhabbar, wogegen sie von autorisierten Herstellern bei Serienanfertigung mit sehr niedrigen Stückko- sten durchführbar sind. Eine Übersicht von in Frage kommenden photochromen Materialien findet sich in Chemical Reviews, Vol. 100, Nr. 5 (Mai 2000).
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß mindestens ein zweiter Zustand durch Lichteinstrahlung in den ersten Zustand zurückführbar und das Substrat für diese Lichtwellenlängen hinreichend durchlässig ist. Dadurch ist es möglich, zumindest Teile des bei der Initialisierung erzeugten Musters oder ein davon getrennt aufgezeichnetes Muster wieder zu löschen und mit einem einer neuer Information entsprechenden Muster zu überschreiben. Je nach Art der verwendeten photochromen Substanz kann es sich bei diesem löschbaren zweiten Zustand um denselben Zustand handeln wie den zur Initialisierung verwendeten zweiten Zustand, es können aber auch unterschiedliche zweite Zustände herangezogen werden. Wegen dieser Überschreibbarkeit ist es also nicht nur möglich, einen auf dem Informationsträgermaterial hergestellten Informationsträger von Fall zu Fall mit zusätzlichen Informationen zu beschreiben, sondern auch frühere Informationen zu überschreiben, d. h. durch neue Informationen zu ersetzen. Durchläuft ein solcher Informationsträger mehrere Stationen, an denen er gesichtet wird, und bringt jede sichtende Station einen entsprechenden Sichtvermerk auf, so kann der Laufweg des Informationsträgers durch die verschiedenen sichtenden Stationen genau verfolgt werden.
Die erwünschten Eigenschaften, insbesondere die gute optische Unterscheidbarkeit der beiden photochromen Zustände, sind insbesondere bei den Chromoproteinen zu finden. Bevorzugt wird ein bakterielles Chromoprotein verwendet. Eine besonders geeignete und bereits wissenschaftlich gut untersuchte Substanz ist Bakteriorhodopsin. Es ist be- kannt, daß diese Substanz beispielsweise durch Einphotonen-, sequentielle Einphotonenoder Zweiphotonenprozesse, bei denen Licht im grünen Spektralbereich und Licht im roten Spektralbereich eingestrahlt wird, zwischen isomeren Zuständen umgeschaltet werden kann. Es ist bekannt, dass mit dem Wildtyp von Bakteriorhodopsin und in höherem Ausmaß mit einigen Varianten von Bakteriorhodopsin, zwei thermisch stabile Zustände zur Verfügung stehen. Bei dem einen handelt es sich um den stabilen Anfangszustand bR und bei dem anderen, um den über Zwischenzustände erreichbaren stabilen P- bzw. Q-Zustand (vgl. EP0655162B1 und „Popp et al., Photochemical Conversion of the O-intermediate to 9-c/s Retinal Containing Products in Bacteriorhodopsin Films. Biophys. J., 65 (1993) 1449-1459"). Auf diese Weise können lokale Bezirke des Bakteriorhodopsins in dem Substrat thermisch dauerhaft initialisiert werden. Die durch die Initialisierung in den Q-Zustand versetzten Bezirke erscheinen bei Beleuchtung mit Licht im roten Spektralbereich optisch transparenter als die im bR-Zustand verbliebenen übrigen Bezirke. Das solchermaßen erhaltene Hell-Dunkel-Muster bildet somit ein Sicherheitsmerkmal für das Informationsträgermaterial.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die photochrome Substanz im Informationsträgermaterial an Partikeln lokalisiert ist. In diesem Fall kann jeder Einbettungsort einer Trägerpartikel wie ein lokalisiertes Speicherelement betrieben werden, dessen Speicherzustand durch den jeweils eingenommenen Absorptionszu- stand der dort konzentrierten photochromen Substanz dargestellt wird. Die Lokalisierung an den Partikeln kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das photochrome Material auf deren Oberfläche aufgebracht oder in deren Volumen eingeschlossen wird. Auch können die Partikel selbst aus der/den photochromen Substanz/Substanzen hergestellt sein, ggf. unter Hinzufügen geeigneter Hilfsstoffe.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die photochrome Substanz in in das Substrat eingebettete Partikel oder Hohlkörperchen eingeschlossen ist, deren die Substanz umschließende Matrix bzw. Wandung für die der Überführung vom ersten in den zweiten Zustand dienenden Lichtwellenlängen und die der Unterscheidung der beiden Zustände dienenden Lichtwellenlängen hinreichend durchlässig ist. Hierbei wird die photochrome Substanz durch den Einschluß in die Hohlkörperchen geschützt. Insbesondere können innerhalb der Hohlkörperchen optimale Bedingungen für die photochrome Substanz, beispielsweise deren Feuchtigkeitsgehalt, eingestellt werden. Überdies können die optischen Eigenschaften der Matrix bzw. Wandung im Hinblick auf die optischen Vorgänge der Lichtabsorption bei der Initialisierung und der Lichteinstrahlung beim Auslesen und ggf. beim Löschen der Zustände optimiert werden, z.B. geringe Lichtstreuung und hohe opti- sehe Transparenz des Matrixmaterials.
Eine wichtige Ausführungsform besteht darin, daß das Substrat ein Papier ist. Dieses Papier kann vorzugsweise zur Herstellung von Banknoten, Schecks und aller sonstigen Werturkunden verwendet werden.
Ein aus dem erfindungsgemäßen Informationsträgermaterial hergestellter Informationsträger zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die in den zweiten Zustand überführte Substanz an mindestens einer Stelle des Informationsträgers lokalisiert ist.
Die lokalisierte Überführung der photochromen Substanz in ihren zweiten Zustand kann als Initialisierungsschritt entweder an dem Informationsträgermaterial oder an dem daraus hergestellten Informationsträger ausgeführt werden. In beiden Fällen läßt sich die örtliche Lage dieser Stelle/Stellen in dem Informationsträger in einem nachfolgenden optischen Abtastvorgang erfassen und dadurch die Echtheit des Informationsträgers prüfen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, daß eine die örtliche Lage der Stelle/Stellen im Informationsträger darstellende Lageinformation auf dem Informationsträger auslesbar aufgezeichnet ist. Die Aufzeichnung dieser Lageinformation auf dem Informationsträger kann beispielsweise in der Form von aufgedruckten Lageinformations- daten oder auch durch Einspeicherung in einen mit dem Informationsträger untrennbar verbundenen, auslesbaren elektronischen Speicher erfolgen. Bei der Echtheitsprüfung können dann sowohl die aufgezeichnete Lageinformation ausgelesen als auch die durch das Muster der im zweiten Zustand befindlichen Stellen bestimmte Information abgetastet und miteinander in Beziehung gesetzt werden. Ein Verfahren für die dreidimensionale Speicherung von Information mit Hilfe von Bakteriorhodopsin ist in US 5,559,732 angegeben. Allerdings wird hier in keinstem Falle davon ausgegangen, dass das Bakteriorhodopsin in einer nur beschränkt lichtdurchlässigen Matrix eingebettet ist. Dreidimensional Information in den hier beanspruchten Informationsträger einzuschreiben ist nicht vorgesehen. In dem wichtigen Fall der Ausbildung des Informationsträgers als Wertpapier, beispielsweise als Banknote, ist neben dem Aufdrucken die Einspeicherung in eine in dem Wertpapier vorgesehene Speicherschaltung grundsätzlich bekannt (vgl. DE 196 30 648 A1 und EP 0 905 657 A1 ).
Im Rahmen der Erfindung vorgesehene Vorrichtungen zum Prüfen bzw. Beschreiben eines erfindungsgemäßen Informationsträgers sind in den Ansprüchen 9 bis 11 angegeben.
In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme auf ein in der
Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Banknote näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Banknote, und
Fig. 2 einen zur Darstellung von Fig. 1 senkrechten Querschnitt mit einer schematischen Darstellung der Lichtverläufe beim Prüfvorgang.
Eine in Fig. 1 dargestellte Banknote 1 besteht aus einem Banknotenpapier, das bei seiner Herstellung mit einer photochromen Substanz, im dargestellten Ausführungsbeispiel Bakteriorhodopsin, dotiert worden ist. Die Dotierung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Bakteriorhodopsin der für die Herstellung des Banknotenpapiers dienenden Pulpe vor deren Zuführung zum Sieb zugesetzt wird. In diesem Fall weist die Banknote über ihre gesamte Fläche eine im wesentlichen gleichbleibende Dotierungsdichte auf. Alternativ kann die Dotierung auch derart erfolgen, daß die auf dem Sieb ausgebreitete Pulpe nur stellenweise dotiert wird, so daß das Banknotenpapier und auch die Banknote 1 lokalisierte Flächenbezirke aufweist, die über die Gesamtfläche entweder gleichmäßig oder auch unregelmäßig verteilt sein können. Vorzugsweise wird die photochrome Substanz nicht unmittelbar in die Papiermasse eingebracht, sondern mit Hilfe von mit der Substanz versehenen Trägerpartikeln. Letztere sind vorzugsweise als kleine Hohlkörperchen ausgebildet, in denen die photochrome Substanz eingeschlossen und dadurch gegen die umgebende Papiermasse geschützt ist. Im allgemeinen ist die Dotierung des Banknotenpapiers und der Banknote 1 mit dem bloßen Auge nicht erkennbar.
Hat die photochrome Substanz keine zwei thermisch stabilen Zustände, sondern kehrt ohne Lichteinwirkung in den Anfangszustand zurück, so kann die Anwesenheit der eingebetteten photochromen Substanz, in verteilter oder in oder an Partikel gebundener
Form, als Sicherheitsmerkmal benutzt werden. Bei Bakteriorhodopsin eignen sich hierfür der als bR bezeichnetet Anfangszustand und der durch Einstrahlen mit Licht im grünen bzw. gelb-roten Spektralbereich erzeugbare M-Zustand. Die transiente Generierung von Bakteriorhodopsin im M-Zustand kann mit blauem Licht, vorzugsweise im Bereich 400 - 415 nm, detektiert werden.
Hat die photochrome Substanz die Eigenschaft, daß sie wenigstens zwei thermisch langzeitstabile Zustände aufweist, wobei sie durch Lichtabsorption von dem einen Zustand in den anderen übergeführt werden kann, so kann auch eine Information in das Informationsträgermaterial eingebracht werden. Bei Bakteriorhodopsin eignen sich hierfür der als bR bezeichnete Anfangszustand und der daraus durch die Einstrahlung von Licht im grünen Spektral bereich sowie von Licht im roten Spektralbereich erhältliche Q-Zustand. In diesen
Spektralbereichen ist die Papiermasse hinreichend strahlungsdurchlässig. Indem das Banknotenpapier oder die Banknote 1 durch eine entsprechende Lichtstrahlen aussendende Laseranordnung hindurchgeführt wird, können daher lokalisierte Stellen in den Q- Zustand transformiert werden. Diese mit dem bloßen Auge nicht erkennbaren Stellen sind in Fig. 1 und 2 durch Umrandungen 2 angedeutet. Während die schematischen Darstellungen von Fig. 1 und 2 gerade drei solcher Stellen 2 zeigen, kann jede beliebige Anzahl solcher Stellen, die > 1 ist, in beliebiger örtlicher Anordnung vorgesehen sein.
Im Zusammenhang mit der durch die Schaffung der den Q-Zustand aufweisenden Stellen 2 erfolgenden Initialisierung der Banknote 1 wird gleichzeitig die örtliche Lage dieser Stellen 2, d. h. deren Ortskoordinatenwerte auf der Banknote 1 , erfaßt und diese Lageinformation auf der Banknote 1 aufgezeichnet. Letzteres kann beispielsweise in der Form eines uncodierten oder codierten Aufdruckes 3 auf der Banknote 1 geschehen, welcher beispielsweise optisch ablesbar ist. In Fig. 1 ist dieser Aufdruck beispielhaft durch eine Folge von Dezimalziffern veranschaulicht.
Die durch die Initialisierung gebildeten Stellen 2 sind von der nichtinitialisierten Restfläche der Banknote 1 optisch unterscheidbar. Im Falle des Bakteriorhodopsins wird der an den Stellen 2 vorliegende Q-Zustand von dem die Stellen 2 umgebenden bR- Zustand dadurch unterschieden, daß Licht geringer Intensität im roten Spektralbereich, das nur vom bR Zustand aber nicht vom Q-Zustand absorbiert wird, eingestrahlt wird. Bei diesem Lesevorgang erscheinen die Stellen 2 lichtdurchlässiger als ihre Umgebung. Das hierdurch auftretende Hell-Dunkel-Muster kann auf diese Weise abgetastet und daraus die Lageinformation für die Stellen 2 ausgelesen werden.
In Fig. 2 ist eine hierfür geeignete Vorrichtung schematisch angedeutet und mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. Ein Pfeil 6 bezeichnet die Richtung des zum Schreiben bzw. Lesen eingestrahlten Lichtes. In Fig. 2 werden die im Falle von Bakteriorhodopsin benö- tigten grünen und roten Lichtstrahlen auf dieselbe Seite der Banknote 1 eingestrahlt. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, daß beispielsweise das grüne Licht flächig auf die in Fig. 2 untere Seite der Banknote 1 eingestrahlt wird, wogegen das rote Licht in der Form eines gebündelten Abtaststrahls auf die Oberseite der Banknote 1 einfällt. Dabei wird die Banknote 1 quer zur Richtung dieses Abtaststrahls in eine Abtastbewegung versetzt. Analoges gilt für das blaue Licht zur Detektion des M-Zustandes, falls keine zwei thermisch langzeitstabilen Zustände im Bakteriorhodopsin vorliegen.
In der Vorrichtung 5 wird aus dem Abtastergebnis die die Stellen 2 kennzeichnende Lageinformation rekonstruiert. Gleichzeitig liest die Vorrichtung 5 auch die auf der Banknote 1 aufgezeichnete Lageinformation 3 aus. Durch Vergleich der rekonstruierten und der aufgezeichneten Lageinformation wird die Echtheit der Banknote 1 geprüft.
Eine nach dem Schema von Fig. 2 aufgebaute Vorrichtung kann auch zum Initiali- sieren, d. h. zum anfänglichen Beschreiben der Banknote 1 oder zum späteren Beschreiben mit zusätzlicher Information unter vorheriger Löschung früher aufgezeichneter Information verwendet werden. Zum Initialisieren wird in der Richtung des Pfeiles 6 Licht im grünen und roten Spektralbereich eingestrahlt, wie es zum Überführen vom bR Anfangszustand in den Q-Zustand erforderlich ist. Zum Löschen des Q-Zustandes wird in der Rich- tung des Pfeils 6 Licht im blauen Spektralbereich eingestrahlt, wodurch der Q-Zustand in den bR Anfangszustand zurückkehrt. Die gelöschten Bereiche können erneut beschrieben werden.
Die vorstehend beispielhaft dargestellten Lese-, Schreib- und Löschvorgänge er- möglichen ganz allgemein die Prüfung des Informationsträgermaterials auf Identität und in speziellen Ausführungsformen auch als Datenspeicher zur Aufzeichnung binär codierter
Information. Hierzu wird dem Informationsträgermaterial ein vorbestimmtes Raster von
Aufzeichnungsstellen zugeordnet, an denen entweder der erste oder der zweite Zustand der photochromen Substanz hergestellt wird. Die beiden möglichen Zustände an diesen Aufzeichnungsstellen geben die beiden Binärwerte "0" und "1" wieder. Zur Sicherung kann aus dem aufgezeichneten Bitmuster ein Schlüssel gebildet werden, der beispielsweise in optisch lesbarer Form auf die Oberfläche des Informationsträgers aufgedruckt oder in einer darin eingebetteten elektronischen Schaltung abgespeichert wird. Im Falle von Papier ist das Raster der Aufzeichnungsstellen zweidimensional, während es im Falle räumlich aus- gedehnter Informationsträger dreidimensional sein kann. Verzeichnis der Bezugszeichen
Banknote Stellen Aufdruck Prüfvorrichtung Pfeil

Claims

Patentansprüche
1. Fälschungssicheres Informationsträgermaterial umfassend ein Substrat und mindestens eine photochrome Substanz, die durch Lichteinstrahlung von einem ersten Zu- stand in mindestens einen zweiten Zustand überführbar ist, der von dem ersten Zustand spektroskopisch unterscheidbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die photochrome Substanz in das Substrat eingebettet ist und das Substrat für die der Überführung vom ersten in den zweiten Zustand dienenden Lichtwellenlängen hinreichend durchlässig ist.
2. Fälschungssicheres Informationsträgermaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter Zustand durch Lichteinstrahlung in den ersten Zustand zurückführbar und das Substrat für diese Lichtwellenlängen hinreichend durchlässig ist.
3. Fälschungssicheres Informationsträgermaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem photochromen Material um ein bistabiles Material handelt.
4. Fälschungssicheres Informationsträgermaterial nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photochrome Substanz ein Chromoprotein ist.
5. Fälschungssicheres Informationsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die photochrome Substanz im Informationsträgermaterial an Partikeln lokalisiert ist.
6. Fälschungssicheres Informationsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Papier ist.
7. Informationsträger aus einem fälschungssicheren Informationsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den zweiten Zustand überführte Substanz an mindestens einer Stelle (2) des Informationsträgers (1 ) lokalisiert ist.
8. Informationsträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine die örtli- ehe Lage der Stelle (2) im Informationsträger darstellende Lageinformation auf dem Informationsträger auslesbar aufgezeichnet ist.
9. Vorrichtung zum Prüfen eines Informationsträgers nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine einen Abtastlichtstrahl (6) mit einer zur Unterscheidung des zweiten Zustandes geeigneten Lichtwellenlänge aussendenden Einrichtung (5) zur Erfassung der örtlichen Lage der den zweiten Zustand aufweisenden Stellen (2) auf dem Informationsträger und eine die diesen Stellen (2) entsprechende Lageinformation auswertende Einrichtung (5) sowie optional eine zum Lesen von auf dem Informationsträger (1 ) aufgezeichneter Lageinformation dienende Einrichtung (5) und eine zum Vergleichen der erfaßten und der aufgezeichneten Lageinformation dienende Einrichtung (5).
10. Vorrichtung zum Beschreiben eines Informationsträgers nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine einen Schreiblichtstrahl zur Überführung der photochromen Substanz von einem ersten in einen zweiten Zustand aussendende Einrichtung sowie optional eine einen Löschlichtstrahl zur Überführung eines zweiten Zustandes in den ersten Zustand aussendende Einrichtung.
11. Verfahren zum Beschreiben eines Informationsträgers aus einem Informationsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer binär codierten Information, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Binärwerte "0" und "1" durch die beiden Zustände der photochromen Substanz in einem vorbestimmten Raster aufgezeichnet werden.
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