Sicherheitselement für Ausweis- und Wertdokumente Security element for ID and value documents
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement, insbesondere für Ausweis- und Wertdokumente, sowie eine Vorrichtung zur Prüfung eines solchen Si- cherheitselements gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 24.The invention relates to a security element, in particular for identification and value documents, and a device for testing such a security element according to the preamble of claims 1 and 24, respectively.
Aus der WO 02/02350 AI ist ein Sicherheitspapier mit einem mehrschichtigen Sicherheitselement bekannt, welches einen visuell prüfbaren Ef ekt aufweist und mit einem integrierten Schaltkreis versehen ist. Im integrierten Schaltkreis können abhängig von der Verwendung des Sicherheitselements verschiedene Informationen gespeichert werden, die bei Bedarf wieder ausgelesen werden können.A security paper with a multilayer security element is known from WO 02/02350 AI, which has a visually testable effect and is provided with an integrated circuit. Depending on the use of the security element, various information can be stored in the integrated circuit, which can be read out again if necessary.
Solche Sicherheitselemente erlauben eine zuverlässige Sicherung von Doku- menten gegen unerlaubte Nachahmung, Vervielfältigung oder Manipulation und sind sowohl visuell als auch maschinell prüfbar. Die Verwendung von integrierten Schaltkreisen ist allerdings mit zusätzlichen Kosten verbunden, die für bestimmte Anwendungen zu hoch sein können. Auch entsprechende Geräte zum maschinellen Prüfen solcher Sicherheitselemente, insbesondere zum Auslesen der in den integrierten Schaltkreisen gespeicherten Informationen, sind relativ teuer.Such security elements allow documents to be reliably secured against unauthorized copying, duplication or manipulation and can be checked both visually and by machine. However, the use of integrated circuits involves additional costs, which can be too high for certain applications. Corresponding devices for mechanically checking such security elements, in particular for reading out the information stored in the integrated circuits, are also relatively expensive.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Sicherheitselement anzugeben, welches bei hoher Falschungs- und Manipulationssicherheit möglichst einfach und ko- stengünstig herzustellen ist, sowie eine Vorrichtung anzugeben, welche bei einfachem Aufbau eine möglichst zuverlässige Prüfung von Sicherheitselementen erlaubt.It is an object of the invention to provide a security element which is as simple and inexpensive to manufacture as possible with a high level of security against tampering and manipulation, and to provide a device which allows security elements to be tested as reliably as possible with a simple structure.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement bzw. die Vorrichtung ge- maß Anspruch 1 bzw. 26 und 34 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Sicherheitselement zeichnet sich dadurch aus, daß durch die räumliche Struktur, insbesondere durch die räumliche Ausdehnung und/ oder Lage und/ oder Form, einer oder mehrerer der elektrisch leitfähigen Komponenten des Sicherheitselements eine Codierung gegeben ist.This object is achieved by the security element or the device according to claim 1 or 26 and 34. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims. The security element according to the invention is characterized in that the spatial structure, in particular the spatial extent and / or position and / or shape, of one or more of the electrically conductive components of the security element provides a coding.
In einer ersten Ausführungsform zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß durch ein mit ersten Mitteln erzeugtes erstes Magnetfeld in den elektrisch leitfähigen Komponenten des Sicherheitselements, durch deren räumliche Struktur eine Codierung gegeben ist, ein Induktionsstrom induziert wird. Der Induktionsstrom verursacht ein zweites Magnetfeld, welches von zweiten Mitteln erfaßt wird. In einer Aus Werteeinrichtung wird die Codierung anhand des erfaßten zweiten Magnetfeldes ermittelt.In a first embodiment, the device according to the invention is characterized in that an induction current is induced by a first magnetic field generated by first means in the electrically conductive components of the security element, the spatial structure of which is coded. The induction current causes a second magnetic field, which is detected by second means. The coding is determined in a value device on the basis of the detected second magnetic field.
In einer zweiten Ausführungsform zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Felds zur Prüfung des Sicherheitselements vorhanden sind, wobei das elektrische Feld von den elektrisch leitfähigen Komponenten, durch deren räumliche Struktur eine Codierung gegeben ist, verändert wird, und eine Auswerteeinrich- tung die Codierung anhand des veränderten elektrischen Feldes ermittelt.In a second embodiment, the device according to the invention is characterized in that means for generating an electric field for testing the security element are present, the electric field being changed by the electrically conductive components, the spatial structure of which provides a coding, and a Evaluation device determines the coding on the basis of the changed electrical field.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, als Sicherheitselement einen geschlossenen elektrischen Stromkreis vorzusehen, dessen elektrisch leitfähige Komponenten derart ausgestaltet und/ oder miteinander gekoppelt sind, daß ein elektrischer Kreisstrom durch die Komponenten fließen kann. Abhängig von der jeweiligen räumlichen Struktur der einzelnen Komponenten variieren deren elektrische und/ oder magnetische Eigenschaften, so daß dem Sicherheitselement durch die jeweilige räumliche Strukturierung der
Komponenten eine elektrisch und/ oder magnetisch codierte Information eingeprägt werden kann.The invention is based on the idea of providing a closed electrical circuit as a security element, the electrically conductive components of which are designed and / or coupled to one another such that an electrical circuit current can flow through the components. Depending on the respective spatial structure of the individual components, their electrical and / or magnetic properties vary, so that the security element due to the respective spatial structure of the Components an electrically and / or magnetically coded information can be impressed.
Diese Codierung wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch er- faßt, daß mittels eines von außen angelegten zeitlich und/ oder räumlich variierenden Magnetfeldes ein oder mehrere Induktionsströme in dem geschlossenen Stromkreis induziert werden. Die induzierten Kreisströme fließen dabei durch die einzelnen, i.a. unterschiedlich räumlich strukturierten Komponenten und verursachen dort entsprechend unterschiedliche zweite Magnetfelder. Diese werden mit geeigneten sensorischen Mitteln erfaßt und zur Ermittlung der dem Stromkreis eingeprägten codierten Information ausgewertet.This coding is detected in the device according to the invention in that one or more induction currents are induced in the closed circuit by means of a magnetic field which varies in time and / or in space. The induced circulating currents flow through the individual, generally components with different spatial structures and accordingly cause different second magnetic fields. These are recorded using suitable sensory means and evaluated to determine the coded information impressed on the circuit.
Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente lassen sich, insbesondere im Vergleich zu integrierten Schaltkreisen, einfach und kostengünstig herstellen und gewährleisten eine hohe Sicherheit gegen Falschungs- und Manipulationsversuche. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das entsprechende Verfahren erlauben eine zuverlässige Prüfung solcher Sicherheitselemente bei gleichzeitig einfachem Aufbau bzw. einfacher Durchführung.The security elements according to the invention can be produced simply and inexpensively, in particular in comparison to integrated circuits, and ensure a high level of security against attempts at counterfeiting and manipulation. The device according to the invention and the corresponding method allow reliable testing of such security elements with a simple construction or simple implementation.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente sind die Komponenten als elektrisch leitfähige Schichten ausgebildet. Die codierte Information ist hierbei durch die Dicke und/ oder Größe und/ oder Form und/ oder der Art des Materials der flächenartig ausgebilde- ten leitfähigen Schichten gegeben. Die Schichten werden beispielsweise mittels drucktechnischer Verfahren oder anderer Techniken zum Aufbringen dünner Schichten erzeugt. Die Schichten werden entweder direkt auf dem mit dem Sicherheitselement zu versehenden Objekt, beispielsweise einem Sicherheitspapier oder einem Dokument, oder auf einer Trägerschicht er-
zeugt, welche zusammen mit dem Sicherheitselement auf das Objekt aufgebracht, z.B. aufgeklebt, wird.In a preferred embodiment of the security elements according to the invention, the components are designed as electrically conductive layers. The coded information is given here by the thickness and / or size and / or shape and / or the type of material of the flat conductive layers. The layers are produced, for example, by means of printing processes or other techniques for applying thin layers. The layers are either created directly on the object to be provided with the security element, for example a security paper or a document, or on a carrier layer. testifies which, together with the security element, is applied, for example glued, to the object.
Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Komponenten des elektrischen Stromkreises durch ein Verfahren erhältlich, bei dem zunächst eine Negativdarstellung einer zu erzeugenden Positivdarstellung, d.h. des elektrischen Stromkreises oder zumindest einer Komponente davon, auf eine Unterlage, beispielsweise eine Kunststoffolie als Trägerschicht, aufgedruckt wird. Hierzu eignen sich insbesondere Tiefdruckverfahren, wie z.B. Stichtiefdruck- oder Rollentiefdruckverfahren. Auf die gedruckte Negativdarstellung wird dann, beispielsweise durch Aufdampfen, Aufdrucken oder andere Beschich- tungstechniken, eine dünne Deckschicht aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material aufgebracht. Bei einem anschließenden Waschvorgang in einem geeigneten Lösungsmittel wird die Struktur der aufgebrachten Nega- tivdarstellung zusammen mit dem auf dieser Struktur befindlichen Material der Deckschicht entfernt, so daß im wesentlichen nur noch die Bereiche der Deckschicht außerhalb der Strukturen der Negativdarstellung auf der Unterlage verbleiben, wobei eine Positivdarstellung mit einer hohen Konturenschärfe erhalten wird. Mit diesem Verfahren lassen sich beliebig komplex strukturierte elektrische Stromkreise auf einfache und kostengünstige Weise erzeugen.Preferably, at least some of the components of the electrical circuit can be obtained by a method in which first a negative representation of a positive representation to be generated, i.e. of the electrical circuit or at least one component thereof, is printed on a base, for example a plastic film as a carrier layer. Rotogravure processes, such as Intaglio or web intaglio printing. A thin cover layer of electrically conductive or semiconductive material is then applied to the printed negative representation, for example by vapor deposition, printing or other coating techniques. In a subsequent washing process in a suitable solvent, the structure of the applied negative image is removed together with the material of the cover layer located on this structure, so that essentially only the areas of the cover layer outside the structures of the negative image remain on the base, a Positive representation with a high contour sharpness is obtained. With this method, electrical circuits of any complex structure can be generated in a simple and inexpensive manner.
Alternativ können Komponenten des elektrischen Stromkreises auch durch andere Verfahren hergestellt werden. Besonders geeignet sind hierzu bei- spielsweise Ätzverfahren, bei welchen aus einer auf einer Unterlage aufgebrachten dünnen elektrisch leitfähigen Schicht die gewünschten Ausnehmungen durch Wegätzen des Schichtmaterials an den entsprechenden Stellen erzeugt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Sicherheitselements weisen einzelne Abschnitte der elektrisch leitfähigen Schicht unterschiedlich hohe Leitfähigkeiten auf, durch welche die Codierung gegeben ist. Die unterschiedlich hohen elektrischen Leitfähigkeiten werden vorzugsweise durch unterschiedli- ehe Schichtdicken und/ oder Rasterung und/ oder unterschiedliche Materialien in den einzelnen Abschnitten der Schicht realisiert.Alternatively, components of the electrical circuit can also be produced by other methods. For example, etching processes are particularly suitable, in which the desired recesses are produced from a thin, electrically conductive layer applied to a base by etching away the layer material at the appropriate locations. In a preferred embodiment of the security element, individual sections of the electrically conductive layer have different conductivities by which the coding is given. The differently high electrical conductivities are preferably realized by different layer thicknesses and / or rasterization and / or different materials in the individual sections of the layer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Sicherheitselements ist vorgesehen, daß eine oder mehrere der Komponenten eine geschlossene Lei- terschleife bilden, durch deren räumliche Struktur, insbesondere Schichtdik- ke und/ oder Breite einzelner Leiterbahnen und/ oder deren Abstand zueinander und/ oder deren Material, die Codierung gegeben ist. Zur Erhöhung der in die Leiterschleife eingeprägten Informationsdichte ist insbesondere vorgesehen, daß einzelne Abschnitte der Leiterschleife Komponenten unter- schiedliche räumliche Strukturen aufweisen, durch welche die Codierung gegeben ist.In a further preferred embodiment of the security element it is provided that one or more of the components form a closed conductor loop, due to their spatial structure, in particular layer thickness and / or width of individual conductor tracks and / or their distance from one another and / or their material, the coding is given. In order to increase the information density impressed into the conductor loop, it is provided in particular that individual sections of the conductor loop components have different spatial structures by which the coding is given.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der elektrische Stromkreis als Transformatorschaltung ausgebildet ist, welche sich aus min- destens zwei miteinander verbundenen elektrischen Spulen zusammensetzt, deren Transformationsverhalten die Codierung darstellt.A further embodiment of the invention provides that the electrical circuit is designed as a transformer circuit, which is composed of at least two interconnected electrical coils, the transformation behavior of which represents the coding.
In einer anderen bevorzugten Ausführung ist der elektrische Stromkreis als Schwingkreis ausgebildet, welcher sich aus mindestens einer elektrischen Spule und mindestens einem Kondensator zusammensetzt. Die Codierung ist in diesem Falle durch das Resonanzverhalten, insbesondere die Resonanzfrequenz, des Schwingkreises gegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:In another preferred embodiment, the electrical circuit is designed as an oscillating circuit, which is composed of at least one electrical coil and at least one capacitor. In this case, the coding is given by the resonance behavior, in particular the resonance frequency, of the resonant circuit. The invention is explained in more detail below with reference to figures. Show it:
Fig. la - e Beispiele für Sicherheitselemente mit unterschiedlichen Codie- rungsstrukturen;Fig. La - e examples of security elements with different coding structures;
Fig. 2a - e weitere Beispiele für Sicherheitselemente;2a-e further examples of security elements;
Fig. 3 eine Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsele- ment;3 shows a banknote with a security element according to the invention;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Banknote;FIG. 4 shows a cross section through the banknote shown in FIG. 3;
Fig. 5a eine in Negativ darstellung gedruckte Spule;5a shows a printed coil in negative representation;
Fig. 5b die in Fig. 5a gezeigte Spule in Positivdarstellung;Fig. 5b the coil shown in Fig. 5a in a positive representation;
Fig. 5c eine Kondensatorplatte in Positivdarstellung;5c a capacitor plate in a positive representation;
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein als Schwingkreis ausgebildetesFig. 6 shows a cross section through an oscillating circuit
Sicherheitselement;Safety element;
Fig. 7 ein als Transformatorschaltung ausgebildetes Sicherheitselement mit einer Vorrichtung zu dessen Prüfung;7 shows a safety element designed as a transformer circuit with a device for testing it;
Fig. 8 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung eines codierten Sicherheitselements;
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung eines codierten Sicherheitselements;8 shows an embodiment of the device according to the invention for testing a coded security element; 9 shows a further embodiment of the device according to the invention for testing a coded security element;
Fig. 10a - b eine perspektivische Darstellung des Prinzips der Prüfung ei- nes Sicherheitselements mit zugehörigem Signalverlauf;10a-b show a perspective illustration of the principle of testing a security element with the associated signal curve;
Fig. 11a - b eine perspektivische Darstellung des Prinzips der Detektion von periodisch angeordneten Sicherheitselementen mit zugehörigem Signalverlauf; und11a-b show a perspective illustration of the principle of the detection of periodically arranged security elements with an associated signal curve; and
Fig. 12a - d weitere Ausführungsformen von Sicherheitselementen.12a-d further embodiments of security elements.
Die Figuren la bis le zeigen Beispiele für Sicherheitselemente mit unterschiedlichen Codierungsstrukturen.Figures la to le show examples of security elements with different coding structures.
Das in Figur la gezeigte Sicherheitselement 2 wird durch eine dünne, elektrisch leitende Schicht in Form eines langgestreckten Rechtecks gebildet. Die typische Dicke der Schicht liegt im Bereich zwischen etwa 25 und 500 nm, vorzugsweise bei über 250 nm, um eine für den Nachweis von elektrischen Induktionsströmen ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Typische Breiten des Sicherheitselements liegen zwischen 1 und 20 mm, typische Längen zwischen 30 und 90 mm. Als elektrisch leitfähiges Material werden vorzugsweise Metalle, wie beispielsweise Aluminium, Nickel, Kupfer oder Leitsilber, oder halbleitende Materialien, insbesondere auf der Basis von organischen Polymeren, verwendet. Das Material kann auch mittels elektrisch leitender Farben, insbesondere elektrisch leitender Druckfarben, aufgebracht werden.
Gegenüber dem in Figur la gezeigten Beispiel weist das in Figur lb dargestellte Sicherheitselement 2 im inneren Bereich der Schicht eine Ausnehmung 4 in Form eines schmalen, langgezogenen Rechtecks auf. Die geschlossene elektrisch leitfähige Struktur 3 im äußeren Bereich der Schicht bildet somit eine geschlossene Leiterschleife. Je nach Herstellungsverfahren können Ausnehmungen 4 mit sehr kleinen Breiten bis zu etwa 0,2 mm erzeugt werden.The security element 2 shown in Figure la is formed by a thin, electrically conductive layer in the form of an elongated rectangle. The typical thickness of the layer is in the range between approximately 25 and 500 nm, preferably above 250 nm, in order to ensure a sufficiently high electrical conductivity for the detection of electrical induction currents. Typical widths of the security element are between 1 and 20 mm, typical lengths between 30 and 90 mm. Metals, such as aluminum, nickel, copper or conductive silver, or semiconducting materials, in particular based on organic polymers, are preferably used as the electrically conductive material. The material can also be applied using electrically conductive inks, in particular electrically conductive printing inks. Compared to the example shown in FIG. 1 a, the security element 2 shown in FIG. 1 b has a recess 4 in the form of a narrow, elongated rectangle in the inner region of the layer. The closed electrically conductive structure 3 in the outer region of the layer thus forms a closed conductor loop. Depending on the manufacturing process, recesses 4 with very small widths of up to approximately 0.2 mm can be produced.
Figur lc zeigt eine Weiterbildung der in Figur lb dargestellten geschlossenen Leiterschleife, wobei die Ausnehmungen 6a und 6b in einzelnen Abschnitten der Leiterschleife jeweils unterschiedliche räumliche Strukturen aufweisen. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um einzelne quadratische Ausnehmungen 6b, welche durch gegenseitige Überlappung bzw. schmale Ausnehmungen 6a miteinander verbunden sind. Die Anordnung der einzelnen, ineinander übergehenden Ausnehmungen 6a und 6b ist hierbei symmetrisch zur Längsachse der geschlossenen, elektrisch leitfähigen Struktur 5.FIG. 1c shows a development of the closed conductor loop shown in FIG. 1b, the recesses 6a and 6b each having different spatial structures in individual sections of the conductor loop. In the example shown, there are individual square recesses 6b which are connected to one another by mutual overlap or narrow recesses 6a. The arrangement of the individual recesses 6a and 6b which merge into one another is here symmetrical to the longitudinal axis of the closed, electrically conductive structure 5.
Demgegenüber zeigt das Sicherheitselement 2 in Figur ld eine zur Längsachse der geschlossenen elektrisch leitfähigen Struktur 5 asymmetrische Anordnung der jeweiligen Ausnehmungen 6a und 6b, wobei ein zahnartiges Profil der Ausnehmungen 6a und 6b erhalten wird.In contrast, the security element 2 in FIG. 1d shows an arrangement of the respective recesses 6a and 6b which is asymmetrical with respect to the longitudinal axis of the closed electrically conductive structure 5, a tooth-like profile of the recesses 6a and 6b being obtained.
Bei dem in Figur le dargestellten Beispiel sind unterschiedlich große quadratische Ausnehmungen 8a und 8b vorgesehen, welche durch elektrisch leitfähige Stege der elektrisch leitfähigen Struktur 7 voneinander getrennt sind.In the example shown in FIG. 1e, square recesses 8a and 8b of different sizes are provided, which are separated from one another by electrically conductive webs of the electrically conductive structure 7.
Durch die Wahl der räumlichen Struktur des jeweiligen Sicherheitselements 2, insbesondere Schichtdicke und/ oder Abmessungen und/ oder Form und/ oder Material der elektrisch leitfähigen Struktur 3, 5 und 7 bzw. der Ausnehmungen 4, 6a, 6b, 8a und 8b, läßt sich dem Sicherheitselement 2 eine
codierte Information einprägen. Die in einzelnen Abschnitten unterschiedlich strukturierten Sicherheitselemente 2 der Figuren lc bis le stellen hierbei eine Bit-Codierung von Informationen mit bis zu neun Bits dar, welche durch separates Prüfen der einzelnen unterschiedlich strukturierten Ab- schnitte des jeweiligen Sicherheitselements 2 gelesen werden können.The spatial structure of the respective security element 2, in particular the layer thickness and / or dimensions and / or shape and / or material of the electrically conductive structure 3, 5 and 7 or of the recesses 4, 6a, 6b, 8a and 8b, can be selected the security element 2 a Memorize coded information. The security elements 2 of FIGS. 1c to 1e, which are structured differently in individual sections, represent a bit coding of information with up to nine bits, which can be read by checking the individual differently structured sections of the respective security element 2 separately.
Die Figuren 2a bis 2e zeigen weitere Beispiele erfindungsgemäßer Sicherheitselemente mit Bit-Codierung.FIGS. 2a to 2e show further examples of security elements according to the invention with bit coding.
Das in Figur 2a dargestellte Sicherheitselement 2 weist eine geschlossene elektrisch leitfähige Struktur 21 im äußeren Bereich und stufenförmige, ineinander übergehende Ausnehmungen 20a und 20b im inneren Bereich der Schicht auf.The security element 2 shown in FIG. 2a has a closed, electrically conductive structure 21 in the outer region and step-shaped recesses 20a and 20b which merge into one another in the inner region of the layer.
Das in Figur 2b gezeigte Sicherheitselement 2 bildet das in Figur 2a dargestellte dahingehend weiter, daß hier auch die geschlossene elektrisch leitfähige Struktur 21 im äußeren Bereich der Schicht einen stufenförmigen Verlauf aufweist.The security element 2 shown in FIG. 2b further develops the one shown in FIG. 2a in that the closed electrically conductive structure 21 also has a step-shaped course in the outer region of the layer.
Das in Figur 2c dargestellte Sicherheitselement 2 zeigt eine weitere Möglichkeit der Codierung in Form von kammartig strukturierten Ausnehmungen 22a und 22b. Der Gehalt codierter Information entspricht hierbei im wesentlichen den in den Sicherheitselementen 2 der Figuren 2a und 2b enthaltenen Informationen mit stufenförmiger Codierung, wobei an der Stelle der Flan- ken 20a/ 20b bzw. 20b/ 20a der stufenförmigen Ausnehmungen jeweils eine zahnartige Ausnehmung 22b angeordnet ist. In den Beispielen der Figuren 2d und 2e ist dieses Codierungsprinzip weiter verdeutlicht.
Figur 3 zeigt ein Dokument in Form einer Banknote 1 mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 2. Auf die Banknote 1 ist eine Trägerschicht 10 aufgebracht, welche mit dem im Zusammenhang mit der Figur 2a näher beschriebenen Sicherheitselement 2 versehen ist. Die Träger Schicht 10 ist vor- zugsweise eine Kunststoffolie, z.B. aus PET, PVC oder PE, mit typischen Dicken zwischen 2 und 20 μm.The security element 2 shown in FIG. 2c shows a further possibility of coding in the form of comb-shaped recesses 22a and 22b. The content of coded information essentially corresponds to the information contained in the security elements 2 of FIGS. 2a and 2b with step-shaped coding, a tooth-like recess 22b being arranged at the location of the flanks 20a / 20b and 20b / 20a of the step-shaped recesses , This coding principle is further illustrated in the examples in FIGS. 2d and 2e. FIG. 3 shows a document in the form of a banknote 1 with a security element 2 according to the invention. A carrier layer 10 is applied to the banknote 1, which is provided with the security element 2 described in more detail in connection with FIG. 2a. The carrier layer 10 is preferably a plastic film, for example made of PET, PVC or PE, with typical thicknesses between 2 and 20 μm.
Figur 4 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch die in Figur 3 dargestellte Banknote 1 mit Sicherheitselement 2 senkrecht zur Ebene der Banknote 1 entlang der Linie B - B'. Auf der Trägerschicht 10 sind die einzelnen unterschiedlich strukturierten Abschnitte mit den elektrisch leitfähigen Strukturen 21 sowie den Ausnehmungen 20a der elektrisch leitfähigen Schicht zu erkennen.FIG. 4 shows an enlarged cross section through the bank note 1 shown in FIG. 3 with the security element 2 perpendicular to the plane of the bank note 1 along the line BB ′. The individual differently structured sections with the electrically conductive structures 21 and the recesses 20a of the electrically conductive layer can be seen on the carrier layer 10.
In dem hier dargestellten Beispiel ist die Trägerschicht 10 mit den auf seiner Oberseite befindlichen elektrisch leitfähigen Strukturen 21 mittels einer Kleberschicht 12, insbesondere einer Schicht aus Kaschier kleber, mit einer Zwischenschicht 14 verklebt. Dieses Schichtsystem ist auf der Banknote 1 aufgebracht, beispielsweise mittels einer weiteren (nicht dargestellten) Kleber- schicht. Alternativ kann die Trägerschicht 10 auch ohne Zwischenschicht 14 mit der Kleberschicht 12 direkt auf die Banknote 1 aufgeklebt werden. Ein in dieser Weise in ein solches Schichtsystem eingebrachtes bzw. auf die Banknote 1 aufgebrachtes Sicherheitselement 2 ist von außen her schwer zugänglich und damit gut gegen Manipulationsversuche geschützt. Generell kann die Trägerfolie 10 aber auch mit der dem Sicherheitselement 2 gegenüberliegenden Unterseite auf die Banknote 1 aufgebracht werden.
In den beschriebenen Varianten des gezeigten Beispiels ist die Trägerschicht 10 mit den darauf befindlichen elektrisch leitfähigen Strukturen 21 vorzugsweise als selbsttragendes Etikett ausgebildet.In the example shown here, the carrier layer 10 is glued to an intermediate layer 14 with the electrically conductive structures 21 located on its upper side by means of an adhesive layer 12, in particular a layer of laminating adhesive. This layer system is applied to the bank note 1, for example by means of a further adhesive layer (not shown). Alternatively, the carrier layer 10 can also be glued directly onto the bank note 1 with the adhesive layer 12 without an intermediate layer 14. A security element 2 introduced in this way into such a layer system or applied to the bank note 1 is difficult to access from the outside and is therefore well protected against attempts at manipulation. In general, however, the carrier film 10 can also be applied to the bank note 1 with the underside opposite the security element 2. In the described variants of the example shown, the carrier layer 10 with the electrically conductive structures 21 located thereon is preferably designed as a self-supporting label.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Sicherheitselement 2 mit Hilfe einer sog. Transferfolie auf das Sicherheitspapier bzw. die Banknote 1 aufgebracht. Hierbei wird eine dünne Trägerschicht lösbar auf eine Transferfolie aufgebracht. Auf der Trägerschicht wird dann, vorzugsweise mit einem der oben beschriebenen Verfahren, das Sicherheitselement 2 er- zeugt. Auf die mit dem Sicherheitselement 2 versehene Trägerschicht wird eine Kleberschicht aufgebracht, die bei der Übertragung dieser Schichtstruktur auf das Sicherheitspapier bzw. die Banknote 1 mittels Wärme und Druck aktiviert wird, so daß die Trägerschicht zusammen mit dem Sicherheitselement 2 auf dem Sicherheitspapier bzw. der Banknote 1 befestigt wird. In ei- nem letzten Schritt wird die Transferfolie abgezogen.In a further preferred embodiment, the security element 2 is applied to the security paper or the banknote 1 with the aid of a so-called transfer film. Here, a thin carrier layer is releasably applied to a transfer film. The security element 2 is then produced on the carrier layer, preferably using one of the methods described above. An adhesive layer is applied to the carrier layer provided with the security element 2 and is activated by heat and pressure during the transfer of this layer structure to the security paper or the bank note 1, so that the carrier layer together with the security element 2 on the security paper or the bank note 1 is attached. In a last step, the transfer film is removed.
Die Trägerschicht 10 und/ oder die Zwischenschicht 14 kann derart ausgestaltet sein, daß diese einen für das Sicherheitselement charakteristischen optischen Effekt aufweist. Insbesondere kann diese einen optisch variablen Effekt zeigen, bei dem das Sicherheitselement unter verschiedenen Betrachtungswinkeln unterschiedliche visuelle Eindrücke erzeugt. Dies kann vorzugsweise durch mindestens eine zusätzliche Schicht mit optisch variablen Pigmenten, insbesondere Interferenzschicht- oder Flüssigkristallpigmenten, und/ oder mit Beugungsstrukturen in Form einer Relief Struktur, wie z.B. einem Hologramm, erreicht werden. Durch dieses zusätzliche Echtheitsmerkmal wird die Nachahmung oder Manipulation des erfindungsgemäßen Sicherheitselements weiter erschwert.
Nachf olgend wird der Aufbau eines als Schwingkreis ausgebildeten Sicherheitselements anhand der Figuren 5a bis 5c und 6 näher erläutert.The carrier layer 10 and / or the intermediate layer 14 can be designed such that it has an optical effect which is characteristic of the security element. In particular, this can show an optically variable effect, in which the security element generates different visual impressions from different viewing angles. This can preferably be achieved by at least one additional layer with optically variable pigments, in particular interference layer or liquid crystal pigments, and / or with diffraction structures in the form of a relief structure, such as a hologram. This additional authenticity feature makes it even more difficult to imitate or manipulate the security element according to the invention. The structure of a security element designed as an oscillating circuit is explained in more detail below with reference to FIGS. 5a to 5c and 6.
Figur 5a zeigt eine Negativdarstellung 50 einer spiralförmigen Spule 51, de- ren Enden Kontaktflächen 52 aufweisen. Die Negativdarstellung 50 ist, vorzugsweise mittels Tiefdruckverfahren, insbesondere Stichtiefdruckverfahren oder Rollentiefdruckverfahren unter Verwendung gravierter und/ oder geätzter Zylinder, auf einer Trägerschicht 10 aufgedruckt. Druckfarben mit einem hohen Pigmentanteil, der in der trockenen Druckfarbe typischerweise bei mehr als 10 Gewichtsprozent liegt, sind hierfür besonders geeignet.FIG. 5a shows a negative representation 50 of a spiral coil 51, the ends of which have contact surfaces 52. The negative representation 50 is printed on a carrier layer 10, preferably by means of gravure printing processes, in particular intaglio printing processes or rotary gravure printing processes using engraved and / or etched cylinders. Printing inks with a high pigment content, which is typically more than 10 percent by weight in the dry printing ink, are particularly suitable for this.
Nach dem Trocknen der Druckfarbe wird auf die Negativdarstellung 50 eine dünne Deckschicht aus leitendem Material, wie z.B. Aluminium, oder Nickel, aufgebracht. Typische Dicken dieser Deckschicht liegen zwischen etwa 30 nm und 500 nm. Die Aufbringung der Deckschicht erfolgt vorzugsweise durch Aufdampfen, Aufdrucken oder andere Beschichtungstechniken.After the printing ink has dried, a thin cover layer of conductive material, such as e.g. Aluminum, or nickel, applied. Typical thicknesses of this cover layer are between approximately 30 nm and 500 nm. The cover layer is preferably applied by vapor deposition, printing or other coating techniques.
Anschließend wird die Struktur der Negativdarstellung 50 zusammen mit den auf der Struktur liegenden Teilen der Deckschicht in einem Waschvor- gang entfernt. Bei Verwendung von wasserlöslichen Druckfarben, bei welchen als Bindemittel vorzugsweise Stärke, Alkohol oder Cellulose verwendet wird, ist bei diesem Waschvorgang lediglich Wasser erforderlich.The structure of the negative image 50 is then removed in a washing process together with the parts of the cover layer lying on the structure. When using water-soluble printing inks, in which starch, alcohol or cellulose is preferably used as the binder, only water is required in this washing process.
Am Ende des Waschvorgangs bleibt eine aus dem elektrisch leitenden Mate- rial bestehende Positivdarstellung der spiralförmigen Spule 51 einschließlich Kontaktflächen 52 erhalten.At the end of the washing process, a positive representation of the spiral coil 51 including contact surfaces 52, consisting of the electrically conductive material, is retained.
Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich besonders feine Strukturen mit typischen Strukturgrößen bis zu 0,1 mm bei gleichzeitig sehr hoher Kontu-
renschärfe herstellen. Insbesondere ist dieses Verfahren zur Erzeugung von strukturierten Sicherheitselementen 2, wie sie in den Figuren la bis le, 2a bis 2e und 7 dargestellt sind, geeignet.With the described method, particularly fine structures with typical structure sizes of up to 0.1 mm and at the same time very high contours Create sharpness. This method is particularly suitable for producing structured security elements 2, as shown in FIGS. 1 a to 1 a, 2 a to 2 e and 7.
Figur 5c zeigt einen mit dem oben beschriebenen Verfahren in analoger Weise auf einer weiteren Trägerschicht 15 hergestellten elektrisch leitfähigen Flächenbereich 53. Wird der Flächenbereich 53 zusammen mit einer elektrisch isolierenden Schicht über die in Figur 5b dargestellten Kontaktflächen 52 gebracht, so entsteht ein aus dem Flächenbereich 53 und den Kontaktf lä- chen 52 als Kondensator platten bestehender Kondesator 52/53. Der Kondensator 52/53 bildet zusammen mit der Spule 51 einen Schwingkreis 51 bis 53.FIG. 5c shows an electrically conductive surface region 53 produced in an analogous manner on a further carrier layer 15 using the method described above. If the surface region 53 is brought together with an electrically insulating layer over the contact surfaces 52 shown in FIG. 5b, a surface region 53 is formed and the contact surfaces 52 as existing capacitor plates 52/53. The capacitor 52/53 forms an oscillating circuit 51 to 53 together with the coil 51.
Durch die räumliche Struktur von Spule 51 und Kondensator 52/53, d.h. Größe und Form sowie Windungszahl bzw. Abstand zueinander, erhält der Schwingkreis 51 bis 53 ein charakteristisches Resonanz verhalten, durch welches dem Schwingkreis eine bestimmte Information eingeprägt werden kann.Due to the spatial structure of coil 51 and capacitor 52/53, i.e. Size and shape, as well as the number of turns or spacing from one another, the resonant circuit 51 to 53 receives a characteristic resonance, by means of which certain information can be impressed on the resonant circuit.
Das Resonanzverhalten, insbesondere die Resonanzfrequenz, des Schwing- kreises 51 bis 53 wird beispielsweise durch Erfassung der Resonanzabsorption des Schwingkreises in einem hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeld, insbesondere durch Messung der durch den Schwingkreis 51 bis 53 verursachten Verstimmung eines Hochfrequenz-Senders, ermittelt. Eine bei der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 51 bis 53 detektierbare Signal- Überhöhung tritt im allgemeinen nur dann auf, wenn die sich aus dem ohm- schen Widerstand des Stromkreises, der Induktivität der Spule 51 und der Kapazität des Kondensators 52/53 errechnende Güte des Schwingkreises größer als 1 ist.
Typische Frequenzen liegen zwischen etwa 1 MHz und 1 GHz. Typische Breiten und/ oder Abstände der Spulen Windungen 51 liegen zwischen etwa 0,1 mm und 2 mm, vorzugsweise bei 0,2 mm, typische Schichtdicken zwischen 30 nm und 1000 nm, vorzugsweise bei etwa 500 nm. Die typische An- zahl der Windungen der Spule 51 liegt zwischen 5 und 100, insbesondere bei etwa 40.The resonance behavior, in particular the resonance frequency, of the resonant circuit 51 to 53 is determined, for example, by detecting the resonance absorption of the resonant circuit in a high-frequency alternating electromagnetic field, in particular by measuring the detuning of a high-frequency transmitter caused by the resonant circuit 51 to 53. A signal increase which can be detected at the resonant frequency of the resonant circuit 51 to 53 generally only occurs when the quality of the resonant circuit, which is calculated from the ohmic resistance of the circuit, the inductance of the coil 51 and the capacitance of the capacitor 52/53, is greater than 1. Typical frequencies are between approximately 1 MHz and 1 GHz. Typical widths and / or spacings of the coil turns 51 are between approximately 0.1 mm and 2 mm, preferably 0.2 mm, typical layer thicknesses between 30 nm and 1000 nm, preferably approximately 500 nm. The typical number of turns the coil 51 is between 5 and 100, in particular around 40.
Alternativ können die Eigenschaften des Schwingkreises 51 bis 53 auch mit einem Impedanzanalysator ermittelt werden. Herbei wird der Frequenzver- lauf der Impedanz, d.h. des Wechselstromwiderstands, einer Sendespule gemessen, wobei vorzugsweise Betrag und Phase der Impedanz erfaßt werden. Die Sendespule besteht aus Kupferdraht mit einem typischen Durchmesser von etwa 0,7 mm und einer typischen Länge von etwa 85 mm. Die Induktivität der Sendespule liegt im Bereich zwischen 50 und 100 nH, ihre Resonanzfrequenz zwischen etwa 50 und 500 MHz. Wird der zu untersuchende Schwingkreis 51 bis 53 in das von der Sendespule erzeugte Nahfeld gebracht, so ändert sich aufgrund der magnetischen Kopplung beider Spulen die Impedanz der Sendespule. Diese Änderung ist im Frequenzbereich der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 51 bis 53 maximal. Bei diesem Verfah- ren kann nicht nur die durch den Schwingkreis 51 bis 53 verursachte Verstimmung des Senders gemessen werden, sondern auch deren individuelle Charakteristik erkannt werden. Mit Hilfe der Impedanzanalyse ist somit eine besonders genaue Erfassung und Auswertung der Eigenschaften des Schwingkreises 51 bis 53 und der darin enthaltenen Codierung möglich. Ein geeignetes, einfach aufgebautes Detektionsgerät umfaßt einen abstimmbaren Sender (VCO) oder einen Sender mit, vorzugsweise drei bis vier, fest einstellbaren Sendefrequenzen sowie eine Detektionsschaltung zur Messung der Impedanz bei, vorzugsweise drei bis vier, fest einstellbaren Frequenzen.
Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch einen Schwingkreis 51 bis 53, welcher die in den Figuren 5b und 5c dargestellten Komponenten umfaßt. Die Spule 51 ist zusammen mit den Kontaktflächen 52 auf einer ersten Trägerschicht 10, die Kondensatorplatte 53 auf einer zweiten Trägerschicht 15 aufgebracht. Zwischen den beiden Trägerschichten 10 und 15 ist eine elektrisch isolierende Schicht 16, vorzugsweise aus Kunststoff, vorgesehen, welche das Dielektrikum zwischen den Kontaktflächen 52 und der Kondensatorplatte 53 des Kondensators bildet.Alternatively, the properties of the resonant circuit 51 to 53 can also be determined using an impedance analyzer. The frequency profile of the impedance, ie the AC resistance, of a transmitting coil is measured, the magnitude and phase of the impedance preferably being detected. The transmitter coil consists of copper wire with a typical diameter of approximately 0.7 mm and a typical length of approximately 85 mm. The inductance of the transmitter coil is in the range between 50 and 100 nH, its resonance frequency between approximately 50 and 500 MHz. If the resonant circuit 51 to 53 to be examined is brought into the near field generated by the transmitter coil, the impedance of the transmitter coil changes due to the magnetic coupling of the two coils. This change is maximal in the frequency range of the resonance frequency of the resonant circuit 51 to 53. With this method, not only can the detuning of the transmitter caused by the oscillating circuit 51 to 53 be measured, but also its individual characteristics can be recognized. With the help of the impedance analysis, a particularly precise detection and evaluation of the properties of the resonant circuit 51 to 53 and the coding contained therein is possible. A suitable, simply constructed detection device comprises a tunable transmitter (VCO) or a transmitter with, preferably three to four, permanently adjustable transmission frequencies and a detection circuit for measuring the impedance at, preferably three to four, permanently adjustable frequencies. FIG. 6 shows a cross section through an oscillating circuit 51 to 53, which comprises the components shown in FIGS. 5b and 5c. The coil 51 is applied together with the contact surfaces 52 on a first carrier layer 10, the capacitor plate 53 on a second carrier layer 15. An electrically insulating layer 16, preferably made of plastic, is provided between the two carrier layers 10 and 15 and forms the dielectric between the contact surfaces 52 and the capacitor plate 53 of the capacitor.
Das Schichtsystem 10/16/15 ist in diesem Beispiel auf eine Banknote 1 aufgebracht, beispielsweise durch Aufkleben. Es kann aber auch teilweise oder ganz in eine Banknote 1 eingebracht werden, um eine besonders hohe Falschungs- und Manipulationssicherheit zu erreichen.The layer system 10/16/15 is applied to a bank note 1 in this example, for example by gluing. However, it can also be partially or completely introduced into a bank note 1 in order to achieve particularly high security against tampering and manipulation.
Analog zu der in Figur 4 näher beschriebenen Ausführungsform kann auch im Beispiel der Figur 6 die erste und/ oder zweite Trägerschicht 10 bzw. 15 derart ausgestaltet sein, daß diese einen für das Sicherheitselement charakteristischen optischen Effekt aufweist.Analogously to the embodiment described in more detail in FIG. 4, in the example of FIG. 6 the first and / or second carrier layer 10 or 15 can also be designed such that it has an optical effect which is characteristic of the security element.
Eine besonders einfach herzustellende Alternative zu dem hier dargestellten Beispiel besteht darin, die Spule 51 mit den Kontaktflächen 52 einerseits und die Kondensatorplatte 53 andererseits auf jeweils eine der beiden Seiten einer Trägerschicht (nicht dargestellt) aufzubringen. Das Dielektrikum wird in diesem Fall durch die Trägerschicht selbst gebildet.A particularly simple alternative to the example shown here is to apply the coil 51 with the contact surfaces 52 on the one hand and the capacitor plate 53 on the other to one of the two sides of a carrier layer (not shown). In this case, the dielectric is formed by the carrier layer itself.
Bei einer noch einfacheren Variante wird der Schwingkreis lediglich durch eine auf einer Trägerschicht aufgebrachte, kurzgeschlossene Spule (nicht dargestellt) gebildet, wobei auf einen separaten Kondensator verzichtet wird. Die für einen solchen Schwingkreises nötigen Kapazitäten rühren von
sog. parasitären Kapazitäten her, welche sich u.a zwischen den einzelnen Leiterbahnen der Spule ausbilden.In an even simpler variant, the resonant circuit is formed only by a short-circuited coil (not shown) applied to a carrier layer, a separate capacitor being dispensed with. The capacities required for such a resonant circuit come from So-called parasitic capacitances, which form among other things between the individual conductor tracks of the coil.
Figur 7 zeigt ein als Transformatorschaltung ausgebildetes Sicherheitsele- ment 2 mit einer Vorrichtung 48 zu dessen Prüfung.FIG. 7 shows a security element 2 designed as a transformer circuit with a device 48 for testing it.
Das Sicherheitselement 2 ist - analog dem in den Figuren 3 und 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel - mittels einer Trägerschicht 10 auf der Banknote 1 aufgebracht. Die elektrisch leitfähige Schicht des Sicherheitselementes 2 weist in diesem Beispiel zwei breite, rechteckige Ausnehmungen auf, welche durch eine schmale Ausnehmung miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird ein geschlossener elektrischer Stromkreis erhalten, welchen man sich als aus zwei elektrischen Spulen 30 und 31 zusammengesetzt denken kann, deren Enden über zwei elektrisch leitende Verbindungen 32 miteinan- der verbunden sind. Der elektrische Stromkreis stellt somit eine einfache Transformatorschaltung 30 bis 32 mit einem Windungszahlenverhältnis der beiden Spulen 30 und 31 von 1 : 1 dar.The security element 2 is applied to the bank note 1 by means of a carrier layer 10, analogously to the exemplary embodiment described in FIGS. 3 and 4. In this example, the electrically conductive layer of the security element 2 has two wide, rectangular recesses which are connected to one another by a narrow recess. In this way, a closed electrical circuit is obtained, which can be thought of as composed of two electrical coils 30 and 31, the ends of which are connected to one another via two electrically conductive connections 32. The electrical circuit thus represents a simple transformer circuit 30 to 32 with a turns ratio of the two coils 30 and 31 of 1: 1.
Wird beispielsweise an der Spule 30 ein magnetisches Wechselfeld angelegt, so werden in dieser elektrische Ströme induziert, die über die Verbindungen 32 in die andere Spule 31 fließen können und dort ihrerseits ein magnetisches Wechselfeld erzeugen, welches von einem im Bereich der Spule 31 angeordneten Detektor erfaßt werden kann. Aus der Art und Stärke des erfaßten Wechselfeldes kann auf die Art und/ oder den Aufbau der Transforma- torschaltung 30 bis 32 und damit auf die in ihr enthaltene codierte Information geschlossen werden. Die Codierung ist in diesem Beispiel insbesondere durch das Größenverhältnis der Spulen 30 und 31 bzw. der Ausnehmungen im Bereich der Spulen 30 bzw. 31 und/ oder das Windungszahlenverhältnis der beiden Spulen 30 bzw. 31 zueinander gegeben. Letzteres kann beispiels-
weise dadurch verändert werden, daß eine Spule 30 bzw. 31 mit einer oder mehreren weiteren Spulen, gegebenenfalls in zusätzlichen Schichten des Sicherheitselements 2, gekoppelt wird.If, for example, an alternating magnetic field is applied to the coil 30, electric currents are induced in it, which can flow via the connections 32 into the other coil 31 and in turn generate an alternating magnetic field there, which is detected by a detector arranged in the region of the coil 31 can be. From the type and strength of the alternating field detected, the type and / or the structure of the transformer circuit 30 to 32 and thus the encoded information contained in it can be inferred. In this example, the coding is given in particular by the size ratio of the coils 30 and 31 or the recesses in the area of the coils 30 and 31 and / or the number of turns ratio of the two coils 30 and 31 to one another. The latter can for example be changed in that a coil 30 or 31 is coupled to one or more further coils, optionally in additional layers of the security element 2.
Im rechten Bildteil der Fig. 7 ist eine geeignete Vorrichtung 48 zur Prüfung des als Transformatorschaltung ausgebildeten Sicherheitselements 2 dargestellt. Eine Anregungsspule 40 mit Ferritkern 42 wird mit elektrischer Wechselspannung aus der Spannungsquelle 44 betrieben. Typische Frequenzen der Wechselspannungen liegen zwischen etwa 1 und 30 MHz, insbesondere bei etwa 13,56 MHz. Mittels einer Transporteinrichtung (nicht dargestellt) wird die Banknote 1 in Transportrichtung T in den Bereich der Vorrichtung 48 gebracht, wo die Spule 30 des Sicherheitselements 2 im Bereich der Anregungsspule 40 zu liegen kommt. Das von der Anregungsspule 40 ausgehende magnetische Wechselfeld induziert dann in der Spule 30 elektrische Strö- me, welche über die elektrischen Verbindungen 32 zur Spule 31 fließen und dort ein magnetisches Wechselfeld erzeugen, welches von der Detekti- onsspule 41 mit Ferritkern 43 erfaßt wird. Die in der Detektionsspule 41 induzierten elektrischen Ströme und/ oder Spannungen werden von einer Meßeinrichtung 45 gemessen und gegebenenfalls einer weiteren Auswer- tung unterzogen.In the right part of FIG. 7, a suitable device 48 for testing the safety element 2 designed as a transformer circuit is shown. An excitation coil 40 with a ferrite core 42 is operated with electrical alternating voltage from the voltage source 44. Typical frequencies of the alternating voltages are between approximately 1 and 30 MHz, in particular approximately 13.56 MHz. By means of a transport device (not shown), the bank note 1 is brought in the transport direction T into the area of the device 48, where the coil 30 of the security element 2 comes to rest in the area of the excitation coil 40. The alternating magnetic field emanating from the excitation coil 40 then induces electrical currents in the coil 30, which flow through the electrical connections 32 to the coil 31 and generate an alternating magnetic field there, which is detected by the detection coil 41 with a ferrite core 43. The electrical currents and / or voltages induced in the detection coil 41 are measured by a measuring device 45 and, if necessary, subjected to a further evaluation.
In der Funktion des Ferritkerns 42 bzw. 43 können anstelle von Ferrit auch andere Materialien mit vergleichbar hoher magnetischer Permeabilität eingesetzt werden. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Ferritkerns 42 bzw. 43 kleiner oder gleich dem inneren Querschnitt, d.h. der Ausnehmung, der jeweiligen Spule 30 bzw. 31, so daß der Ferritkern 42 bzw. 43 von der jeweiligen Spule 30 bzw. 31 bei der Messung quasi umschlossen wird. Typische Abstände zwischen der Transformatorschaltung 30 bis 32 und den Ferritkernen 40 und 41 mit Spule 42 und 43 liegen im Bereich zwischen 0,1 und 2 mm,
vorzugsweise zwischen 0,7 und 1 mm, um eine gute magnetische Kopplung bei gleichzeitig geringer Störanfälligkeit, insbesondere infolge von Banknotenstaus im Bereich der Vorrichtung 48, zu gewährleisten. Vorzugsweise liegen die Zeitspannen, innerhalb derer die Transformatorschaltung einer Banknote 1 geprüft wird, im Bereich von Millisekunden, so daß auch schnell an der Vorrichtung 48 vorbeilaufende Banknoten 1 mit einer hohen Zuverlässigkeit geprüft werden können. Dies ist insbesondere für den Einsatz in Banknotenbearbeitungsmaschinen mit einer hohen Transport- und Bearbeitungsrate von Bedeutung.In the function of the ferrite core 42 or 43, other materials with a comparably high magnetic permeability can also be used instead of ferrite. The cross section of the ferrite core 42 or 43 is preferably less than or equal to the inner cross section, ie the recess, of the respective coil 30 or 31, so that the ferrite core 42 or 43 is virtually enclosed by the respective coil 30 or 31 during the measurement becomes. Typical distances between the transformer circuit 30 to 32 and the ferrite cores 40 and 41 with the coil 42 and 43 are in the range between 0.1 and 2 mm, preferably between 0.7 and 1 mm, in order to ensure good magnetic coupling with a low susceptibility to interference, in particular as a result of banknote jams in the area of the device 48. The time periods within which the transformer circuit of a bank note 1 is checked are preferably in the range of milliseconds, so that bank notes 1 passing the device 48 can also be checked quickly with a high degree of reliability. This is particularly important for use in banknote processing machines with a high transport and processing rate.
Im dargestellten Beispiel der Fig. 7 haben die beiden Spulen 30 und 31 den selben rechteckigen Querschnitt bei jeweils nur einer Windung. Wie bereits erläutert wurde, können die jeweiligen Querschnitte und/ oder Windungszahlen der Spulen unterschiedlich gewählt werden, beispielsweise durch Kopplung eine weiteren Spule (nicht dargestellt) an die Spule 31. In diesem Fall werden die an der Detektionsspule 41 induzierten Ströme erhöht, so daß eine besonders empfindliche Prüfung der Transformatorschaltung 30 bis 32 ermöglicht wird. Eine Erhöhung der Effizienz der Transformatorschaltung 30 bis 32 ist auch durch eine mit der Spule 30 gekoppelte zusätzliche Spule (nicht dargestellt) möglich, durch welche sich die gesamte Induktivität im Bereich der Spule 30 und damit die jeweils induzierten Ströme entsprechend erhöhen. In bestimmten Anwendungen, bei denen die Transformatorschaltung 30 bis 32 bei den zu prüfenden Banknoten 1 nicht durchgehend exakt an der selben Stelle plaziert ist, können in der Vorrichtung 48 Mittel vorge- sehen sein, welche die Lage der Transformatorschaltung 30 bis 32 vorab erfassen und die Position der Ferritkerne 40 und 41 einschließlich der Spulen 42 und 43 entsprechend einstellen. Bei den genannten Mitteln kann es sich beispielsweise um optische Sensoren handeln.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung eines codierten Sicherheitselements. Das mittels einer Trägerschicht 10 auf der Banknote 1 aufgebrachte Sicherheitselement 2 weist, wie bereits im Zusammenhang mit den Beispielen der Figuren 2a, 2b und 2d nä- her erläutert, eine stufenförmige Ausnehmung 20a auf. Die Prüfvorrichtung besteht aus zwei ersten Mitteln 60, die ein zeitlich veränderliches Magnetfeld erzeugen. Hierzu ist jeweils eine Anregungsspule 40 mit Spulenkern 42 sowie eine - aus Gründen der Anschaulichkeit nicht dargestellte - Spannungsquelle zur Spannungsversorgung der Anregungsspule 40 vorgesehen. Bei dem erzeugten veränderlichen Magnetfeld handelt es sich vorzugsweise um ein periodisch veränderliches Magnetfeld. Als Spannungsquelle wird hierbei eine Wechselspannungsquelle verwendet. Wird die Banknote 1 mit dem Sicherheitselement 2 in Transportrichtung T in den Bereich der ersten Mittel 60 transportiert, so induzieren die von den ersten Mitteln 60 erzeugten magne- tischen Wechselfelder im Sicherheitselement 2 Induktionsströme, die aufgrund der elektrisch geschlossenen Struktur des Sicherheitselements 2 Kreisströme ausbilden können. Diese Kreisströme verursachen ihrerseits magnetische Felder, welche von zweiten Mitteln 61a und 61b sowie 62a bis 62d detektiert werden können. Die zweiten Mittel umfassen jeweils eine De- tektionsspule 41 mit einem zweiten Spulenkern 43 sowie eine Meßeinrichtung (nicht dargestellt) zur Erfassung der in der Detektionsspule 41 induzierten Ströme und/ oder Spannungen.In the example shown in FIG. 7, the two coils 30 and 31 have the same rectangular cross section with only one turn each. As already explained, the respective cross sections and / or number of turns of the coils can be selected differently, for example by coupling a further coil (not shown) to the coil 31. In this case, the currents induced on the detection coil 41 are increased so that a particularly sensitive testing of the transformer circuit 30 to 32 is made possible. An increase in the efficiency of the transformer circuit 30 to 32 is also possible by means of an additional coil (not shown) coupled to the coil 30, by means of which the total inductance in the region of the coil 30 and thus the respective induced currents increase accordingly. In certain applications in which the transformer circuit 30 to 32 for the bank notes 1 to be checked is not continuously placed exactly at the same location, means 48 can be provided in the device 48 which detect the position of the transformer circuit 30 to 32 in advance and the Adjust the position of the ferrite cores 40 and 41 including the coils 42 and 43 accordingly. The means mentioned can be, for example, optical sensors. 8 shows an embodiment of the device according to the invention for testing a coded security element. As already explained in more detail in connection with the examples in FIGS. 2a, 2b and 2d, the security element 2 applied to the banknote 1 by means of a carrier layer 10 has a step-shaped recess 20a. The test device consists of two first means 60, which generate a time-varying magnetic field. For this purpose, an excitation coil 40 with coil core 42 and a voltage source (not shown for reasons of clarity) are provided for supplying voltage to the excitation coil 40. The variable magnetic field generated is preferably a periodically variable magnetic field. An AC voltage source is used as the voltage source. If the bank note 1 with the security element 2 is transported in the transport direction T into the area of the first means 60, then the alternating magnetic fields generated by the first means 60 induce induction currents in the security element 2, which can form 2 circular currents due to the electrically closed structure of the security element , These circular currents in turn cause magnetic fields, which can be detected by second means 61a and 61b and 62a to 62d. The second means each comprise a detection coil 41 with a second coil core 43 and a measuring device (not shown) for detecting the currents and / or voltages induced in the detection coil 41.
Mit dem stufenförmigen Verlauf der Ausnehmung 20a im inneren Bereich der Schicht variiert der induzierte Kreisstrom in den einzelnen Abschnitten des äußeren Bereichs der Schicht entsprechend. Die daraus resultierenden unterschiedlichen Magnetfelder werden von den zweiten Mitteln 61a und 61b sowie 62a bis 62d erfaßt. Die jeweils induzierten Spannungen bzw.
Ströme werden zur Ermittlung der Codierung an eine Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt) weitergeleitet.With the step-shaped course of the recess 20a in the inner region of the layer, the induced circular current varies accordingly in the individual sections of the outer region of the layer. The resulting different magnetic fields are detected by the second means 61a and 61b and 62a to 62d. The respectively induced voltages or Currents are forwarded to an evaluation device (not shown) to determine the coding.
Im dargestellten Beispiel weisen die zweiten Mittel zwei Positionssenso- ren 61a und 61b und vier Codesensoren 62a bis 62d auf. Die Positionssensoren 62a bis 62d erfassen die jeweilige Position einzelner Codierungseinheiten, im vorliegenden Fall einer Bit-Codierung die Einheiten 1 und 0. Die Signale der Codesensoren 62a bis 62d werden dann bei der Auswertung mit den Signalen der Positionssensoren 61a und 61b verglichen, so daß für jeden Codesensor 62a bis 62d eine Codierungseinheit, d.h. 1 oder 0, ermittelt werden kann. Im vorliegenden Beispiel erfassen die Codesensoren 62a bis 62d die Bitfolge "0110".In the example shown, the second means have two position sensors 61a and 61b and four code sensors 62a to 62d. The position sensors 62a to 62d detect the respective position of individual coding units, in the present case bit coding, units 1 and 0. The signals of the code sensors 62a to 62d are then compared with the signals of the position sensors 61a and 61b during the evaluation, so that for each code sensor 62a to 62d a coding unit, ie 1 or 0, can be determined. In the present example, the code sensors 62a to 62d detect the bit sequence "0110".
Durch die Positionssensoren 61a und 61b kann die in Sicherheitselement 2 enthaltene Codierung auch dann richtig erkannt werden, wenn dieses seitenverkehrt in die Prüfvorrichtung eingelegt wird. Je nach Anwendungsfall, z.B. bei der Prüfung seitenrichtig eingebrachter und entsprechend ausgerichteter Dokumente, kann aber auch auf einen oder beide Positionssensoren 61a und 61b verzichtet werden. In diesen Fällen können die Positionssensoren 61a und 61b auch als Codesensoren dienen.The encoding contained in security element 2 can also be correctly recognized by position sensors 61a and 61b even if it is inserted into the test device in the wrong direction. Depending on the application, e.g. when checking documents that have been correctly inserted and aligned, it is also possible to dispense with one or both position sensors 61a and 61b. In these cases, the position sensors 61a and 61b can also serve as code sensors.
Alternativ zu dem gezeigten Beispiel können die ersten Mittel 60 lediglich eine Anregungsspule 42 mit Spulenkern 42 aufweisen, welche an nur einem Ende oder an einem anderen Bereich des Sicherheitselements 2 ein magneti- sches Wechselfeld erzeugt. Selbstverständlich können aber auch mehrere erste Mittel 60 vorgesehen sein, welche z.B. in regelmäßigen Abständen entlang des Sicherheitselements 2 angeordnet sind.
Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung eines codierten Sicherheitselements. Für die Banknote 1 und das darauf befindliche Sicherheitselement 2 gelten die Ausführungen zu Figur 8 entsprechend. Im Unterschied zu dem dort beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das erste Magnetfeld, welches im Sicherheitselement 2 Induktionsströme induziert, mittels eines Permanentmagneten 73 erzeugt. Der Permanentmagnet 73 ist durch ein Eisenjoch 74 mit einem zweiten Spulenkern 43 gekoppelt, welcher von einer Detektionsspule 41 umgeben ist. Zwischen dem Permanentmagneten 73 und dem zweiten Spulen- kern 43 bildet sich ein räumlich inhomogenes zweites Magnetfeld aus. Wird nun die Banknote 1 mitsamt dem Sicherheitselement 2 in Transportrichtung T an den zweiten Mitteln 71a und 71b sowie 72a bis 72d vorbeitransportiert, so werden im Sicherheitselement 2 aufgrund seiner Bewegung in den inhomogenen zweiten Magnetfeldern Induktionsströme induziert, welche abhängig sind von der Struktur des jeweiligen Abschnitts des Sicherheitselements 2 im Bereich der einzelnen Sensoren 71a und 71b sowie 72a bis 72d. Analog zu dem in Figur 8 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist auch hier eine Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, welche aus den in den Detektionsspulen 41 induzierten Strömen bzw. Spannungen die im Si- cherheitselement 2 enthaltene Codierung ermittelt. Wie in dem in Figur 8 beschriebenen Ausführungsbeispiel können auch hier Positionssensoren 71a und 71b vorgesehen sein, welche die Lage der jeweiligen Codierungseinheiten erfassen.As an alternative to the example shown, the first means 60 can have only one excitation coil 42 with coil core 42, which generates an alternating magnetic field at only one end or at another area of the security element 2. Of course, however, several first means 60 can also be provided, which are arranged, for example, at regular intervals along the security element 2. FIG. 9 shows a further embodiment of the device according to the invention for testing a coded security element. The statements relating to FIG. 8 apply correspondingly to bank note 1 and security element 2 located thereon. In contrast to the exemplary embodiment described there, the first magnetic field, which induces 2 induction currents in the security element, is generated by means of a permanent magnet 73. The permanent magnet 73 is coupled by an iron yoke 74 to a second coil core 43, which is surrounded by a detection coil 41. A spatially inhomogeneous second magnetic field is formed between the permanent magnet 73 and the second coil core 43. If the banknote 1 together with the security element 2 is transported past the second means 71a and 71b and 72a to 72d in the transport direction T, induction currents are induced in the security element 2 due to its movement in the inhomogeneous second magnetic fields, which currents depend on the structure of the respective section of the security element 2 in the area of the individual sensors 71a and 71b and 72a to 72d. Analogous to the exemplary embodiment described in FIG. 8, an evaluation device (not shown) is also provided here, which determines the coding contained in the security element 2 from the currents or voltages induced in the detection coils 41. As in the exemplary embodiment described in FIG. 8, position sensors 71a and 71b can also be provided here, which detect the position of the respective coding units.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde in den Figuren 8 und 9 beispielhaft für die Prüfung von Sicherheitselementen 2 mit einer stufenförmigen Codierung näher erläutert. Prinzipiell eignen sich die beschriebenen Vorrichtungen jedoch für eine Vielzahl von unterschiedlich
strukturierten geschlossenen elektrischen Stromkreisen, insbesondere für die in den Figuren la bis le und 2a bis 2e dargestellten Sicherheitselemente.The mode of operation of the device according to the invention was explained in more detail in FIGS. 8 and 9 as an example for the testing of security elements 2 with a step-like coding. In principle, however, the devices described are suitable for a large number of different structured closed electrical circuits, in particular for the security elements shown in Figures la to le and 2a to 2e.
Figur 10a zeigt eine perspektivische Darstellung der in Figur 9 beschriebenen Vorrichtung der Prüfung eines Sicherheitselements mittels eines statischen Magnetfeldes. Fig. 10b zeigt den zugehörigen Signalverlauf. Im dargestellten Beispiel wird eine Banknote 1 in Transportrichtung T an einem Sensor 71 vorbeitransportiert. Aus Gründen der Anschaulichkeit wurde in dieser Darstellung lediglich ein Sensor 71 eingezeichnet; je nach Anwendungsfall kön- nen entsprechend dem in Figur 9 beschriebenen Beispiel selbstverständlich mehrere solcher Sensoren 71 nebeneinander angeordnet sein.Figure 10a shows a perspective view of the device described in Figure 9 for testing a security element using a static magnetic field. 10b shows the associated signal curve. In the example shown, a bank note 1 is transported past a sensor 71 in the transport direction T. For reasons of clarity, only one sensor 71 has been drawn in this illustration; depending on the application, several such sensors 71 can of course be arranged side by side in accordance with the example described in FIG. 9.
Das Sicherheitselement 2 wird in diesem Fall durch eine geschlossene Leiterschleife gebildet, in welcher beim Durchlaufen des inhomogenen ersten Magnetfeldes des Permanentmagneten 73 ein Kreisstrom induziert wird.In this case, the security element 2 is formed by a closed conductor loop, in which a circulating current is induced when the inhomogeneous first magnetic field of the permanent magnet 73 passes through.
Dieser Kreisstrom verursacht ein zweites Magnetfeld, welches der Änderung des ersten Magnetfeldes entgegengerichtet ist. Hierdurch verändert sich die magnetische Flußdichte im zweiten Spulenkern 43, wodurch in der Detekti- onsspule 41 eine Spannung induziert wird.This circular current causes a second magnetic field which is opposite to the change in the first magnetic field. As a result, the magnetic flux density changes in the second coil core 43, as a result of which a voltage is induced in the detection coil 41.
Ein typischer Verlauf der induzierten Spannung ist in Fig. 10b dargestellt. Das Spannungssignal S zeigt in Abhängigkeit der Position X der Banknote 1 einen positiven sowie einen negativen Spannungspuls, was durch die unterschiedliche Richtung des in den beiden Teilen der Leiterschleife 2 induzier- ten Kreisstroms Ik und den daraus entsprechend unterschiedlich orientierten Magnetfeldern zu erklären ist. Je nach Schichtdicke und/ oder Breite der einzelnen Leiterbahnen der Leiterschleife und/ oder deren Abstand zueinander variiert das detektierte Spannungssignal S, aus welchem in einem geeigneten Auswerteverfahren auf die Codierung geschlossen werden kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zum Sensor 71 eine weitere Detektionsspule 47 mit einem Spulenkern 46 vorgesehen, welcher nicht mit dem Permanentmagneten 73 des Sensors 71 gekoppelt ist. In der vom Sensor 71 aus entgegen der Transportrichtung T angeordneten Detekti- onsspule 47 werden im wesentlichen nur dann Spannungen induziert, wenn die Leiterschleife 2 ausreichend breit ist oder das in der Leiterschleifenschicht befindliche Material eine ausreichend hohe magnetische Remanenz aufweist, da nur in diesen Fällen eine Änderung der magnetischen Flußdichte im Spulenkern 46 gegeben ist.A typical course of the induced voltage is shown in Fig. 10b. Depending on the position X of the bank note 1, the voltage signal S shows a positive and a negative voltage pulse, which can be explained by the different direction of the circular current Ik induced in the two parts of the conductor loop 2 and the magnetic fields correspondingly differently oriented therefrom. Depending on the layer thickness and / or width of the individual conductor tracks of the conductor loop and / or their distance from one another, the detected voltage signal S varies, from which the coding can be deduced in a suitable evaluation method. In the exemplary embodiment shown, in addition to the sensor 71, a further detection coil 47 is provided with a coil core 46 which is not coupled to the permanent magnet 73 of the sensor 71. In the detection coil 47, which is arranged opposite the transport direction T by the sensor 71, voltages are essentially only induced when the conductor loop 2 is sufficiently wide or the material in the conductor loop layer has a sufficiently high magnetic remanence, since only in these cases Change in the magnetic flux density in the coil core 46 is given.
Figur 11a zeigt eine perspektivische Darstellung einer weiteren Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Detektion von periodisch angeordneten Sicherheitselementen. Figur 11b zeigt den zugehörigen Signalverlauf. Ein mit mehreren Sicherheitselementen 2 versehenes Dokument 1 wird in Transportrichtung T am Sensor 71, welcher im Zusammenhang mit Figur 10a bereits näher beschrieben wurde, vorbeitransportiert. Die einzelnen Sicherheitselemente 2 entsprechen vorzugsweise dem in Figur la beschriebenen Beispiel einer durchgehenden elektrisch leitfähigen Schicht. Eine Codierung ist in diesem Fall durch die Struktur der einzelnen Sicherheitsele- mente 2 sowie deren Anordnung zueinander gegeben. Im dargestellten Beispiel weisen alle Sicherheitselemente 2 eine identische Form auf und sind periodisch, das heißt in gleichen Abständen zueinander, angeordnet.FIG. 11a shows a perspective illustration of a further application of the device according to the invention in the detection of periodically arranged security elements. Figure 11b shows the associated waveform. A document 1 provided with a plurality of security elements 2 is transported in the transport direction T past the sensor 71, which has already been described in connection with FIG. 10a. The individual security elements 2 preferably correspond to the example of a continuous electrically conductive layer described in FIG. In this case, coding is provided by the structure of the individual security elements 2 and their arrangement relative to one another. In the example shown, all security elements 2 have an identical shape and are arranged periodically, that is to say at equal intervals from one another.
Wird das Dokument 1 nun mit einer konstanten Transportgeschwindigkeit in Transportrichtung T am Permanentmagneten 73 des Sensors 71 vorbeitransportiert, so werden in den Sicherheitselementen 2 Wirbelströme induziert, welche ihrerseits jeweils ein Magnetfeld verursachen, das in der Detektionsspule 41 den in Figur 11b dargestellten Spannungssignalverlauf S induziert. Für den Fall, daß analog zu dem in Figur 9 gezeigten Beispiel
mehrere Sensoren 71a, 71b, 72a bis 72d nebeneinander angeordnet sind, werden an mehreren Stellen der Sicherheitselemente 2 Wirbelströme erzeugt, welche sich zu einem das ganze Sicherheitselement 2 durchströmenden Kreisstrom - ähnlich dem in Zusammenhang mit Figur 10a beschriebe- nen - überlagern.If the document 1 is now transported past the permanent magnet 73 of the sensor 71 at a constant transport speed T in the transport direction T, eddy currents are induced in the security elements 2, which in turn each cause a magnetic field that induces the voltage signal curve S shown in FIG. 11b in the detection coil 41. In the event that analogous to the example shown in Figure 9 If a plurality of sensors 71a, 71b, 72a to 72d are arranged next to one another, eddy currents are generated at a plurality of points on the security elements 2, which are superimposed on a circulating current flowing through the entire security element 2, similar to that described in connection with FIG. 10a.
Das Spannungssignal S in Figur 11b zeigt einen im Bereich der Sicherheitselemente 2 im wesentlichen periodischen Spannungsverlauf. Aus der Anzahl der Perioden und deren Signalhöhe kann die auf dem Dokument 1 befindli- ehe Codierung abgeleitet werden. Bei dem Dokument 1 handelt es sich vorzugsweise um eine sogenannte Trennkarte, welche zur Trennung von unterschiedlichen Banknotenpäckchen bei deren Bearbeitung in einer automatischen Banknotenbearbeitungsmaschine verwendet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung von Sicherheitselementen kann daher sowohl zum Prüfen von Dokumenten selbst, insbesondere Banknoten, als auch zur Prüfung bzw. Erkennung von bei der Banknotenbearbeitung eingesetzten Trennkarten verwendet werden.The voltage signal S in FIG. 11b shows an essentially periodic voltage curve in the area of the security elements 2. The coding on document 1 can be derived from the number of periods and their signal level. Document 1 is preferably a so-called separating card, which is used to separate different packets of banknotes when they are processed in an automatic banknote processing machine. The device according to the invention for checking security elements can therefore be used both for checking documents themselves, in particular banknotes, and for checking or recognizing separating cards used in banknote processing.
Eine weitere Form der Codierung von Banknoten bzw. Trennkarten besteht in der Anordnung mehrerer Sicherheitselemente 2 mit unterschiedlichen Breiten und/ oder in unterschiedlichen Abständen relativ zueinander, wodurch eine Art Balkencode erhalten wird, welcher mit der oben beschriebenen Vorrichtung auf einfach Weise gelesen werden kann.Another form of coding banknotes or separating cards consists in the arrangement of a plurality of security elements 2 with different widths and / or at different distances relative to one another, as a result of which a type of bar code is obtained which can be read in a simple manner with the device described above.
Die Ausnehmungen 4, 6a, 6b, 8a, 8b, 20a, 20b, 22a und 22b der oben beschriebenen Sicherheitselemente sind jeweils als Durchbrüche durch die elektrisch leitfähigen Strukturen 3, 5, 7, 21, 23, 30 bis 32 und 51 bis 53 ausgebildet, d.h. im Bereich einer Ausnehmung befindet sich kein elektrisch leitendes Material. In einer bevorzugten alternativen Ausführungsform ist je-
doch im Bereich einer Ausnehmung 4, 6a, 6b, 8a, 8b, 20a, 20b, 22a und 22b elektrisch leitfähiges Material vorhanden, dessen elektrische Leitfähigkeit gegenüber der jeweiligen elektrisch leitfähigen Struktur 3, 5, 7, 21, 23, 30 bis 32 und 51 bis 53 vermindert ist. Eine verminderte Leitfähigkeit wird hier- bei vorzugsweise durch eine geringere Schichtdicke des Materials im Bereich der Ausnehmung erreicht. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. la erläutert wurde, liegen typische Schichtdicken von Strukturen mit für den Nachweis von Induktionsströmen ausreichend hoher elektrischer Leitfähigkeit oberhalb von etwa 250 nm. Eine signifikante Verminderung der elektrischen Leitfähigkeit im Bereich der Ausnehmung wird demnach durch Schichtdik- ken erreicht, welche deutlich kleiner sind als 250 nm und welche Erfahrungswerten entsprechend unterhalb von etwa 150 nm, insbesondere im Bereich zwischen 20 nm und 50 nm, liegen.The recesses 4, 6a, 6b, 8a, 8b, 20a, 20b, 22a and 22b of the security elements described above are each formed as openings through the electrically conductive structures 3, 5, 7, 21, 23, 30 to 32 and 51 to 53 , ie there is no electrically conductive material in the region of a recess. In a preferred alternative embodiment, but in the area of a recess 4, 6a, 6b, 8a, 8b, 20a, 20b, 22a and 22b there is electrically conductive material, the electrical conductivity of which is relative to the respective electrically conductive structure 3, 5, 7, 21, 23, 30 to 32 and 51 to 53 is reduced. A reduced conductivity is preferably achieved by a smaller layer thickness of the material in the area of the recess. As has already been explained in connection with FIG. 1 a, typical layer thicknesses of structures with a sufficiently high electrical conductivity for the detection of induction currents lie above approximately 250 nm. A significant reduction in the electrical conductivity in the region of the recess is accordingly achieved by layer thicknesses, which are significantly smaller than 250 nm and which empirical values are accordingly below approximately 150 nm, in particular in the range between 20 nm and 50 nm.
Die oben angegebenen typischen Schichtdicken gelten vorzugsweise für Aluminiumschichten. Bei Verwendung anderer elektrisch leitfähiger Materialien, wie z.B. andere Metalle oder elektrisch leitende Druckfarben, mit anderer spezifischer elektrischer Leitfähigkeit sind die Dicken der entsprechenden Schichten entsprechend größer bzw. kleiner.The typical layer thicknesses given above preferably apply to aluminum layers. When using other electrically conductive materials, e.g. other metals or electrically conductive printing inks, with a different specific electrical conductivity, the thicknesses of the corresponding layers are correspondingly larger or smaller.
Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, daß die Ausnehmungen lichtundurchlässig sind und folglich im Durchlicht nicht mit dem bloßen Auge erkannt werden können. Aufgrund der geringen absoluten Dickenunterschiede zwischen elektrisch leitender Struktur und Ausnehmung in der Größenordnung von etwa 200 nm ist außerdem weder ein manuelles Ertasten noch ein visuelles Erkennen der Codierungsstrukturen in Reflexionsgeometrie möglich. Solche Sicherheitselemente eignen sich somit insbesondere als Träger geheimzuhaltender, ausschließlich maschinell lesbarer Informationen.
Die Figuren 12a und 12b zeigen weitere Ausführungsformen von Sicherheitselementen.This embodiment has the particular advantage that the recesses are opaque and consequently cannot be seen with the naked eye in transmitted light. Due to the small absolute differences in thickness between the electrically conductive structure and the recess of the order of magnitude of approximately 200 nm, neither manual palpation nor visual recognition of the coding structures in reflection geometry is possible. Such security elements are therefore particularly suitable as carriers of information that is to be kept secret and is only machine-readable. Figures 12a and 12b show further embodiments of security elements.
Das in Fig. 12a dargestellte Sicherheitselement 2 weist im wesentlichen den Aufbau des in Fig. la dargestellten Sicherheitselements auf, wobei zusätzlich in unterschiedlichen Abschnitten der elektrisch leitende Schicht Aussparungen in Form von Unterbrechungen 24 eingebracht sind, durch welche die elektrisch leitenden Abschnitte 23 voneinander getrennt werden. Durch die Abfolge von elektrisch isolierenden Unterbrechungen 24 und leitenden Ab- schnitten 23 entlang des Sicherheitselements 2 erhält dieses eine Bit- Codierung, welche vorzugsweise mit der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung geprüft bzw. gelesen werden kann. Analog zu dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel sind in diesem Fall neun jeweils gleich beabstandete Meßköpfe mit dem in Zusammenhang mit den Sensoren 72a bis 72d beschriebenen Aufbau vor- zusehen. Wird bei der Prüfung das Sicherheitselement 2 an der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorbeibewegt, so werden - analog zu den Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 8 und 9 - in den leitenden Abschnitten 23 Induktionsströme, insbesondere Wirbelströme, induziert, welche ein Magnetfeld erzeugen, das mit den Sensoren erfaßt werden kann. Im Bereich der Unterbrechungen 24 dagegen werden keine Induktionsströme induziert, so daß die Sensoren an diesen Stellen kein Signal, oder zumindest ein von den Sensoren über den leitenden Abschnitten verschiedenes Signal, liefern. Auf diese Weise wird die in dem Sicherheitselement 2 enthaltene Codierung "010010110" gelesen.The security element 2 shown in FIG. 12 a essentially has the structure of the security element shown in FIG. 1 a, recesses in the form of interruptions 24 being additionally made in different sections of the electrically conductive layer, by means of which the electrically conductive sections 23 are separated from one another , As a result of the sequence of electrically insulating interruptions 24 and conductive sections 23 along the security element 2, the latter receives a bit coding, which can preferably be checked or read using the device shown in FIG. 9. Analogous to the example shown in FIG. 9, nine measuring heads each of the same distance are to be provided in this case with the construction described in connection with the sensors 72a to 72d. If, during the test, the security element 2 is moved past the device according to the invention, induction currents, in particular eddy currents, are induced in the conductive sections 23, analogously to the explanations in connection with FIGS. 8 and 9, which generate a magnetic field which is generated by the sensors can be detected. In the area of the interruptions 24, on the other hand, no induction currents are induced, so that the sensors at these points do not deliver a signal, or at least a signal that differs from the sensors via the conductive sections. In this way, the coding "010010110" contained in the security element 2 is read.
Fig. 12b zeigt eine Weiterbildung des in Fig. 12a dargestellten Sicherheitselements, bei welchem anstelle von Unterbrechungen Abschnitte 26 vorgesehen sind, welche eine im Vergleich zu den elektrisch leitenden Abschnitten 25 geringere Dicke aufweisen und damit eine verminderte elektrische
Leitfähigkeit zeigen. Auch für solche Sicherheitselemente ist die in Fig. 9 dargestellte Vorrichtung besonders geeignet. Für das Lesen bzw. die Prüfung der Codierung gelten die Ausführungen zu dem in Fig. 12a gezeigten Beispiel entsprechend, wobei in den elektrisch leitenden Abschnitten 25 stär- kere Induktionsströme induziert werden als in den Abschnitten 26 mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit. Dementsprechend unterscheiden sich die von den einzelnen Meßköpfen über den Abschnitten 25 bzw. 26 erzeugten Signale, so daß auch hier die in dem Sicherheitselement 2 enthaltene Codierung "010010110" gemessen wird.FIG. 12b shows a development of the security element shown in FIG. 12a, in which instead of interruptions, sections 26 are provided which have a smaller thickness in comparison to the electrically conductive sections 25 and thus a reduced electrical one Show conductivity. The device shown in FIG. 9 is also particularly suitable for such security elements. The statements relating to the example shown in FIG. 12a apply correspondingly to reading or checking the coding, stronger induction currents being induced in the electrically conductive sections 25 than in sections 26 with lower electrical conductivity. Accordingly, the signals generated by the individual measuring heads above the sections 25 and 26 differ, so that the coding "010010110" contained in the security element 2 is also measured here.
Alternativ kann zur Prüfung solcher Sicherheitselemente auch die in Fig. 8 dargestellte Vorrichtung verwendet werden, wobei insbesondere durch die Wahl einer ausreichenden Dicke der Abschnitte 26 sichergestellt werden muß, daß geschlossene Induktionsströme durch das Sicherheitselement 2 fließen können.Alternatively, the device shown in FIG. 8 can also be used to test such security elements, it being necessary to ensure, in particular by the selection of a sufficient thickness of the sections 26, that closed induction currents can flow through the security element 2.
Eine besondere Variante dieses Ausführungsbeispiels zeichnet sich dadurch aus, daß die Dicke der Abschnitte 26 und damit deren elektrische Leitfähigkeit gerade so gewählt wird, daß keine ausreichend hohen elektrischen Ströme mehr fließen können, um mit der in den Figuren 8 bzw. 9 beschriebenen Vorrichtung nachgewiesen werden zu können. Die Abschnitte 26 verhalten sich bei der Prüfung in der entsprechenden Vorrichtung dann im Prinzip wie die Unterbrechungen 24 des in Fig. 12a gezeigten Sicherheitselements 2. Typische Dicken der Abschnitte 26 liegen zwischen 20 nm und 50 nm, typische Dicken der elektrisch leitenden Abschnitte 25 oberhalb von 150 nm, insbesondere oberhalb von 250 nm. Wie bereits oben näher ausgeführt, haben derart ausgestaltete Sicherheitselemente 2 den besonderen Vorteil, daß die enthaltene Codierung nicht mit bloßem Auge oder durch Ertasten erkannt werden kann.
Diese Variante des Sicherheitselements wird vorzugsweise wie folgt hergestellt:A special variant of this embodiment is characterized in that the thickness of the sections 26 and thus their electrical conductivity is chosen so that no sufficiently high electrical currents can flow to be detected with the device described in FIGS. 8 and 9 to be able to. In the test in the corresponding device, the sections 26 then behave in principle like the interruptions 24 of the security element 2 shown in FIG. 12a. Typical thicknesses of the sections 26 are between 20 nm and 50 nm, typical thicknesses of the electrically conductive sections 25 above 150 nm, in particular above 250 nm. As already explained in more detail above, security elements 2 designed in this way have the particular advantage that the coding contained cannot be recognized by the naked eye or by palpation. This variant of the security element is preferably produced as follows:
Aufbringen, insbesondere Aufdampfen, einer ersten Schicht aus Metall oder Aufdrucken einer ersten Schicht aus elektrisch leitfähiger Druckfar- be auf eine Unterlage;Applying, in particular vapor deposition, a first layer of metal or printing a first layer of electrically conductive printing ink onto a base;
Aufdrucken einer Negativdarstellung der Codierung auf die erste Schicht, wobei diejenigen Abschnitte der ersten Schicht unbedruckt bleiben, auf welche eine zweite Schicht aufgebracht werden soll; Aufbringen, insbesondere Aufdampfen, einer zweiten Schicht aus Metall oder Aufdrucken einer zweiten Schicht aus elektrisch leitfähiger Druckfarbe auf die Negativdarstellung;Printing a negative representation of the coding on the first layer, the portions of the first layer remaining unprinted on which a second layer is to be applied; Applying, in particular vapor deposition, a second layer of metal or printing a second layer of electrically conductive printing ink onto the negative image;
Entfernen der aufgedruckten Negativdarstellung zusammen mit den auf den bedruckten Bereichen der Negativdarstellung befindlichen Bereichen der zweiten Schicht in einem Waschvorgang, so daß nur noch Bereiche der zweiten Schicht auf der ersten Schicht verbleiben, welche einer Positivdarstellung der Codierung entsprechen.Removing the printed negative representation together with the regions of the second layer located on the printed regions of the negative representation in a washing process, so that only regions of the second layer remain on the first layer which correspond to a positive representation of the coding.
Die erste Schicht hat hierbei eine wesentlich geringere elektrische Leitfähigkeit als die zweite Schicht. Dies wird vorzugsweise durch eine wesentlich geringere Dicke der ersten Schicht im Vergleich zur Dicke der zweitenThe first layer has a much lower electrical conductivity than the second layer. This is preferably due to a much smaller thickness of the first layer compared to the thickness of the second
Schicht erreicht. Vorzugsweise ist die Dicke der ersten Schicht ist kleiner als 50 nm und die Dicke der zweiten Schicht größer als 150 nm.Layer reached. The thickness of the first layer is preferably less than 50 nm and the thickness of the second layer is greater than 150 nm.
In einer weiteren Verfahrensvariante werden die unterschiedlich dicken Ab- schnitte der Schicht wie folgt erzeugt:In a further process variant, the differently thick sections of the layer are produced as follows:
Aufdrucken einer Negativdarstellung der Codierung auf eine Unterlage; Aufbringen, insbesondere Aufdampfen, einer ersten Schicht aus Metall oder Aufdrucken einer ersten Schicht aus elektrisch leitfähiger Druckfarbe auf die Negativdarstellung;
Entfernen der aufgedruckten Negativdarstellung zusammen mit den auf den bedruckten Bereichen der Negativdarstellung befindlichen Bereichen der ersten Schicht in einem Waschvorgang, so daß nur noch Bereiche der ersten Schicht auf der Unterlage verbleiben, welche einer Positivdarstel- ung der Codierung entsprechen;Printing a negative representation of the coding on a base; Applying, in particular vapor deposition, a first layer of metal or printing a first layer of electrically conductive printing ink onto the negative image; Removing the printed negative image together with the areas of the first layer located on the printed areas of the negative image in a washing process, so that only areas of the first layer remain on the base which correspond to a positive image of the coding;
Aufbringen, insbesondere Aufdampfen, einer zweiten Schicht aus Metall oder Aufdrucken einer zweiten Schicht aus elektrisch leitfähiger Druckfarbe auf die Positivdarstellung der Codierung.Applying, in particular vapor deposition, a second layer of metal or printing a second layer of electrically conductive printing ink onto the positive representation of the coding.
Bei dieser Variante wird die Dicke der ersten Schicht so gewählt, daß diese wesentlich größer ist als die Dicke der zweiten Schicht, so daß die elektrisch leitfähigen Abschnitte der ersten Schicht eine wesentlich höhere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als die Abschnitte der zweiten Schicht.In this variant, the thickness of the first layer is chosen so that it is substantially greater than the thickness of the second layer, so that the electrically conductive sections of the first layer have a significantly higher electrical conductivity than the sections of the second layer.
Ausgehend von Fig. 12b ist es auch möglich, in den dünnen Abschnitten 26 eine beugungsoptische Struktur, insbesondere ein Hologramm, vorzusehen. Prinzipiell ist es auch möglich, die elektrisch leitenden Abschnitte 25 in einer ersten Schichtebene mit einer sich über die gesamte Länge des Sicherheitselements 2 erstreckenden beugungsoptischen Struktur in einer zweiten Schichtebene zu kombinieren. Die in eine dünne Metallschicht mit typischen Dicken zwischen 20 nm und 50 nm eingebrachte beugungsoptische Struktur in der zweiten Schichtebene weist eine im Vergleich zu den elektrisch leitenden Abschnitten 25 vernachlässigbar geringe elektrische Leitfähigkeit auf, so daß die durch die Anordnung der Abschnitte 25 gegebene Codierung mit der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung - wie im Zusammenhang mit den Figuren 12a und 12b beschrieben - gelesen bzw. geprüft werden kann.Starting from FIG. 12b, it is also possible to provide an optical diffraction structure, in particular a hologram, in the thin sections 26. In principle, it is also possible to combine the electrically conductive sections 25 in a first layer level with a diffraction-optical structure extending over the entire length of the security element 2 in a second layer level. The diffraction-optical structure in the second layer plane, which is introduced into a thin metal layer with typical thicknesses between 20 nm and 50 nm, has a negligibly low electrical conductivity compared to the electrically conductive sections 25, so that the coding given by the arrangement of the sections 25 with the The device shown in FIG. 9, as described in connection with FIGS. 12a and 12b, can be read or checked.
Darüber hinaus ist es möglich, Sicherheitselemente derart auszugestalten, daß die Dicke der Schicht und damit die elektrische Leitfähigkeit der Schicht
entlang einer Dimension der Schicht, insbesondere entlang der Längsausdehnung, kontinuierlich variiert. Alternativ kann die Schicht in unterschiedlichen Abschnitten mehr als zwei unterschiedliche Dicken aufweisen, so daß im Querschnitt der Schicht eine Art Treppenstruktur mit über einer Dimen- sion der Schicht unterschiedlich hohen Treppenstufen erhalten wird. Auch die Codierungen solcher Sicherheitselemente können mit den oben näher beschriebenen Vorrichtungen gemäß den Figuren 8 und 9 nachgewiesen bzw. ausgelesen werden. Die einzelnen Meßköpfe 61, 62 bzw. 71, 72 liefern hierbei von der Schichtdicke des jeweiligen Abschnitts der Schicht abhängige Signale, welche zur weiteren Decodierung entsprechend ausgewertet werden.In addition, it is possible to design security elements such that the thickness of the layer and thus the electrical conductivity of the layer varies continuously along one dimension of the layer, in particular along the longitudinal extent. Alternatively, the layer can have more than two different thicknesses in different sections, so that in the cross-section of the layer a kind of stair structure is obtained with stair steps of different heights over one dimension of the layer. The coding of such security elements can also be detected or read out using the devices according to FIGS. 8 and 9 described in more detail above. The individual measuring heads 61, 62 and 71, 72 in this case deliver signals which are dependent on the layer thickness of the respective section of the layer and are evaluated accordingly for further decoding.
In den Figuren 12c und 12d sind weitere Ausführungsformen der in den Figuren 12a bzw. 12b gezeigten Codierungsprinzipien dargestellt.FIGS. 12c and 12d show further embodiments of the coding principles shown in FIGS. 12a and 12b.
Anstelle von Unterbrechungen 24 bzw. dünnen Schichten 28 sind bei dem Sicherheitselement 2 der Fig. 12c Abschnitte 28 mit einer Rasterung vorgesehen. Die Dicke der Schicht in den Abschnitten 28 der Rasterung ist vorzugsweise gleich der Dicke der Schicht in den elektrisch leitfähigen Abschnitten 27. Im dargestellten Beispiel eines sog. Linienrasters ist die elektrisch leitfähige Schicht in den gerasterten Abschnitten 28 durch eine Vielzahl kleiner, länglicher Aussparungen unterbrochen. Hierdurch wird die elektrische Leitfähigkeit der Abschnitte 28 so stark reduziert, daß dort mit den in den Figuren 8 und 9 dargestellten Vorrichtungen keine Kreisströme mehr nachgewie- sen werden können. Die gerasterten Abschnitte 28 verhalten sich damit wie die Unterbrechungen 24 bzw. die sehr dünnen Schichten 26 der in den Figuren 12a und 12b dargestellten Sicherheitselemente 2. Der Nachweis der enthaltenen Codierung "010010110" erfolgt im einzelnen entsprechend den Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 8, 9 und 12a bzw. 12b.
Anstelle von Linienrastern können beispielsweise auch Punktraster oder Kreuzraster vorgesehen sein, wobei über die Struktur des jeweiligen Rasters sowie die Größe einzelner Rasterelemente die elektrische Leitfähigkeit der gerasterten Abschnitte 28 gezielt vorgegeben werden kann.Instead of interruptions 24 or thin layers 28, sections 28 with a grid are provided in the security element 2 of FIG. 12c. The thickness of the layer in the sections 28 of the grid is preferably equal to the thickness of the layer in the electrically conductive sections 27. In the illustrated example of a so-called line grid, the electrically conductive layer in the grid sections 28 is interrupted by a large number of small, elongated cutouts. As a result, the electrical conductivity of the sections 28 is reduced to such an extent that circuit currents can no longer be detected there with the devices shown in FIGS. 8 and 9. The rastered sections 28 thus behave like the interruptions 24 or the very thin layers 26 of the security elements 2 shown in FIGS. 12a and 12b. The detection of the coding "010010110" is carried out in detail in accordance with the statements in connection with FIGS. 8, 9 and 12a and 12b. Instead of line grids, for example, dot grids or cross grids can also be provided, it being possible for the electrical conductivity of the grid sections 28 to be predetermined in a targeted manner via the structure of the respective grid and the size of individual grid elements.
Bei dem in Fig. 12d dargestellten Sicherheitselement 2 sind in unterschiedlichen Abschnitten 29 und 34 der Schicht unterschiedliche Rasterungen vorgesehen. Die Rasterung der Abschnitte 34 entspricht hierbei der in den Abschnitten 28 der Fig. 12c gezeigten Rasterung, wodurch diese eine sehr ge- ringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die Rasterung der Abschnitte 29 ist als ein Punktraster ausgebildet, bei welchem sich die einzelnen, leitfähigen Rasterpunkte (schwarz gezeichnet) berühren. Die elektrische Leitfähigkeit dieser Abschnitte 29 ist dadurch zwar niedriger als in den entsprechenden Abschnitten 27 des in Fig. 12c dargestellten Sicherheitselements, für den in- duktiven Nachweis ist diese jedoch ausreichend hoch. Der Nachweis der enthaltenen Codierung "010010110" erfolgt wiederum analog zu der im Zusammenhang mit den Figuren 8, 9 12a bzw. 12b näher beschriebenen Weise.In the security element 2 shown in FIG. 12d, different grids are provided in different sections 29 and 34 of the layer. The grid of the sections 34 corresponds to the grid shown in the sections 28 of FIG. 12c, as a result of which they have a very low electrical conductivity. The rasterization of the sections 29 is designed as a dot raster in which the individual, conductive raster dots (drawn in black) touch. The electrical conductivity of these sections 29 is thereby lower than in the corresponding sections 27 of the security element shown in FIG. 12c, but this is sufficiently high for inductive detection. The detection of the encoding "010010110" is in turn analogous to the manner described in more detail in connection with FIGS. 8, 9, 12a and 12b.
Die Codierung mit den Rasterungen in den Abschnitten 28, 29 und 34 der Sicherheitselemente der Figuren 12c bzw. 12d werden vorzugsweise wie folgt erhalten:The coding with the gridings in sections 28, 29 and 34 of the security elements in FIGS. 12c and 12d are preferably obtained as follows:
Aufdrucken einer Negativdarstellung der Codierung mit gerasterten Bereichen auf eine Unterlage;Printing a negative representation of the coding with screened areas on a base;
Aufbringen, insbesondere Aufdampfen, einer Metallschicht oder Auf- drucken einer Schicht aus elektrisch leitfähiger Druckfarbe auf die Negativdarstellung;Applying, in particular vapor deposition, a metal layer or printing a layer of electrically conductive printing ink onto the negative image;
Entfernen der aufgedruckten Negativdarstellung zusammen mit den auf den bedruckten Bereichen der Negativdarstellung befindlichen Bereichen der Metallschicht bzw. elektrisch leitfähigen Schicht in einem Waschvor-
gang, so daß eine Positivdarstellung der Codierung mit Rasterung erhalten wird.Removing the printed negative image together with the areas of the metal layer or electrically conductive layer located on the printed areas of the negative image in a washing machine. gear, so that a positive representation of the coding with screening is obtained.
Die Dicke der Metallschicht bzw. der Schicht aus elektrisch leitender Druck- färbe wird hierbei so gewählt, daß diese eine für den Nachweis von Induktionsströmen ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Vorzugsweise ist die Dicke der Schicht größer als 150 nm.The thickness of the metal layer or the layer of electrically conductive printing ink is chosen so that it has a sufficiently high electrical conductivity for the detection of induction currents. The thickness of the layer is preferably greater than 150 nm.
Durch geeignete Wahl der Rasterung kann erreicht werden, daß unter- schiedlich gerasterte Abschnitte oder Abschnitte mit und ohne Rasterung weder mit bloßem Auge noch durch Betasten voneinander unterschieden werden können. Solche Sicherheitselemente sind daher insbesondere als Träger geheimzuhaltender, ausschließlich maschinell lesbarer Informationen geeignet.With a suitable choice of the screening, it can be achieved that differently screened sections or sections with and without screening cannot be distinguished from one another with the naked eye or by touching. Such security elements are therefore particularly suitable as carriers of information that is to be kept secret and is only machine-readable.
Da die elektrische Leitfähigkeit der einzelnen Abschnitte nicht nur von der Schichtdicke, sondern auch von der spezifischen Leitfähigkeit des verwendeten Materials abhängt, ist es auch möglich, die unterschiedlich hohen elektrischen Leitfähigkeiten in den einzelnen Abschnitten der Schicht - zusätzlich oder alternativ zur oben beschriebenen Dickenvariation bzw. Rasterung - durch Verwendung unterschiedlicher Materialien, insbesondere Metalle und/ oder elektrisch leitende Druckfarben, mit unterschiedlichen spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten in den einzelnen Abschnitten zu realisieren. Beispielsweise kann als erstes Material Aluminium verwendet werden, wohingegen als zweites Material Kupfer verwendet wird. Ebenso ist es möglich, daß Materialien verwendet werden, die unterschiedliche Legierungen oder Zusammensetzungen aufweisen.
Bisher wurde die Vorrichtung zur Prüfung des Sicherheitselements mit ersten Mitteln zur Erzeugung eines ersten Magnetfelds und zweiten Mitteln zur Erfassung eines zweiten Magnetfelds beschrieben. Es ist aber offensichtlich, daß auch eine Vorrichtung verwendet werden kann, die zur Prüfung des Sicherheitselements elektrische Felder verwendet und/ oder die Leitfähigkeit des Sicherheitselements bestimmt.Since the electrical conductivity of the individual sections depends not only on the layer thickness, but also on the specific conductivity of the material used, it is also possible to use the differently high electrical conductivities in the individual sections of the layer - in addition or as an alternative to the thickness variation described above or Screening - to be realized by using different materials, in particular metals and / or electrically conductive printing inks, with different specific electrical conductivities in the individual sections. For example, aluminum can be used as the first material, whereas copper is used as the second material. It is also possible to use materials which have different alloys or compositions. So far, the device for testing the security element has been described with first means for generating a first magnetic field and second means for detecting a second magnetic field. However, it is obvious that a device can also be used which uses electrical fields to test the security element and / or determines the conductivity of the security element.
Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise mehrere Kapazitäten aufweisen, die eine Anordnung aufweisen können, die z. B. der Anordnung der zweiten Mittel 61 aus Figur 8 entspricht. Durch die unterschiedlich leitfähigen Bereiche des Sicherheitselements bzw. das Vorhandensein oder die Abwesenheit von leitfähigem Material, wird das elektrische Feld der Kapazitäten durch das Sicherheitselement verändert und kann meßtechnisch erfaßt werden, z. B. durch eine Veränderung der Spannung an den Kapazitäten. Dadurch wird es ermöglicht eine Prüfung durchzuführen, wie sie z. B. anhand der Figur 8 beschrieben wurde, d. h. die Codierung des Sicherheitselements zu ermitteln.Such a device can have, for example, several capacities, which can have an arrangement which, for. B. corresponds to the arrangement of the second means 61 from FIG. Due to the differently conductive areas of the security element or the presence or absence of conductive material, the electrical field of the capacitors is changed by the security element and can be measured, e.g. B. by changing the voltage on the capacitors. This makes it possible to carry out a test such as. B. has been described with reference to Figure 8, d. H. to determine the coding of the security element.
Die Kapazitäten können so angeordnet sein, daß das Sicherheitselement bei der Prüfung an den Kapazitäten vorbei bewegt wird, wobei das elektrische Feld sich in Richtung es Sicherheitselements erstreckt. Es ist aber auch möglich die Kapazitäten derart anzuordnen, daß das Sicherheitselement bei der Prüfung durch die Kapazitäten und damit durch das elektrische Feld hindurch bewegt wird.
The capacitances can be arranged such that the security element is moved past the capacitances during the test, the electrical field extending in the direction of the security elements. However, it is also possible to arrange the capacitances in such a way that the security element is moved through the capacitances and thus through the electrical field during the test.