WO2006027112A1 - Sicherheitselement mit maschinenlesbarem echtheitsmerkmal - Google Patents

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WO2006027112A1
WO2006027112A1 PCT/EP2005/009182 EP2005009182W WO2006027112A1 WO 2006027112 A1 WO2006027112 A1 WO 2006027112A1 EP 2005009182 W EP2005009182 W EP 2005009182W WO 2006027112 A1 WO2006027112 A1 WO 2006027112A1
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conductive surface
security
surface element
periodic
periodic conductive
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PCT/EP2005/009182
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Klaus Finkenzeller
Thorsten Pillo
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Giesecke & Devrient Gmbh
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    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
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    • G—PHYSICS
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    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
    • G07F7/086—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means by passive credit-cards adapted therefor, e.g. constructive particularities to avoid counterfeiting, e.g. by inclusion of a physical or chemical security-layer

Definitions

  • the invention relates to a security element for security papers, value documents, chip cards and the like with a machine-readable
  • the invention further relates to a suitably equipped value document, such as a banknote, an identity card and the like, to a correspondingly equipped chip card, and to a method and a device for checking the authenticity of such security elements, value documents or chip cards.
  • Security documents such as banknotes, stocks, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, as well as other forgery-prone security documents, such as passports, visas or other identity documents, and many types of chip cards are often used to secure Si ⁇ equipped with security features that allow verification of the authenticity of the document or card.
  • the security feature used is, for example, an embedded security thread, an applied security strip or a self-supporting transfer element, such as a patch or a label, which is applied to the document or card after its manufacture.
  • the security features are often designed to be machine-readable in order to permit an automatic authenticity check and, if appropriate, a more extensive sensory acquisition and processing of the documents and cards.
  • electronic circuits such as RFID (Radio Frequency Identification) transponders to the paper substrates.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • Chip ⁇ modules When applying Chip ⁇ modules on paper substrates, however, difficulties arise because they have a much lower strength than plastic substrates or boards aufwei ⁇ sen. Also, due to the higher mechanical stresses to which the integrated circuits are exposed in the manufacture and handling of flexible substrates, there is an increased risk of breakage or damage.
  • the object of the invention is to specify a generic security element with a robust and easily produced machine-readable authenticity feature.
  • the authenticity feature should permit a simple and reliable authenticity check.
  • the authenticity feature contains at least one region with a periodic conductive surface element, which exhibits resonance effects in an electromagnetic radiation of predetermined incident frequency.
  • a periodic conductive surface element which exhibits resonance effects in an electromagnetic radiation of predetermined incident frequency.
  • low-pass, high-pass, bandpass or bandstop characteristics can be realized with such periodic conductive surface elements in relation to the incidentelectromagnetic waves.
  • Frequency-selective surfaces as such have been known for some time and have been used, for example, in building structures such as radar coupons, which should be able to pass through unhindered for the radar frequency range, for window covers for microwave ovens which are to achieve particularly high attenuation in the micro-wave frequency range. for wallpapers that block specific frequency ranges (eg Bluetooth), but allow adjacent frequency ranges to pass through unhindered (eg mobile telephone).
  • Frequency-selective layers are used in the micro- and millimeter-wave range for the effective use of reflector antennas, as filters and artificial dielectrics, as mirrors to increase the pumping efficiency of lasers and as polarizers, beam splitters or filters and in the optical range to increase the effectiveness of solar collectors.
  • the proposed authenticity feature advantageously exploits the special properties of periodic conductive surface elements for checking the authenticity of security elements, value documents or chip cards.
  • the reso- nant surface elements can be attached to any location of the security element, value document or the chip card; a coupling with other structures can be advantageous, but is not necessary.
  • the proposed surface elements can be produced by known, large-volume production processes such as demetallization by wash paints, etching solutions or laser action.
  • the periodic conductive surface element is designed such that it exhibits resonance effects for incident electromagnetic radiation with a frequency between 3 GHz and 3 THz, preferably between 30 GHz and 1000 GHz. These frequencies cause small-scale structures of the surface elements and are therefore particularly well suited for applications in the security sector.
  • the authenticity feature can also contain a plurality of regions with periodic conductive surface elements which have resonance effects in different predetermined frequency ranges. As a result, complex and thus difficult to deceive authenticity checks can be realized or predetermined characteristics of the documents or cards can be coded in the position of the resonance frequencies.
  • the periodic conductive surface element essentially covers the entire surface of the security element. Performing the authenticity check is particularly simple, since neither a search nor a knowledge of the location of the authenticity feature is required.
  • the periodic conductive surface element is preferably formed by a periodic lattice structure with a repeating elementary structure, the lattice structure in particular having a 2, 3, 4 or 6-fold symmetry.
  • the elementary structures can both be conductively connected mit ⁇ each other, as well as electrically isolated from each other on a common carrier.
  • the periodic conductive surface element is formed by conductive regions on a non-conductive carrier surface and forms a so-called patch geometry.
  • the periodic conductive surface element may be formed by a conductive surface with non-conductive recesses (aperture geometry).
  • the periodic conductive surface element can be formed, for example, by a metal layer vapor-deposited and patterned on a substrate or by a printed layer of a conductive printing ink or paste.
  • the periodic conductive legislativen ⁇ element incident electromagnetic radiation only a pre- tuned frequency ⁇ resonantly transmitted or reflected.
  • the periodic conductive area element can also resonantly transmit incident electromagnetic radiation at a plurality of predetermined frequencies .omega..sub.i, .omega..sub.CON or reflect.
  • the position of one or more of these resonant frequencies can be used, for example, for the type-specific individualization of the documents or cards equipped with the authenticity features.
  • the periodic conductive surface element is advantageously combined with a further conductive, in particular metallized security feature which, inter alia, serves to camouflage the periodic conductive surface element.
  • the surface element is expediently separated from the further conductive safety feature by a dielectric layer.
  • Non-conductive, opaque layers can also be used to camouflage the planar element.
  • the periodic conductive surface element according to the invention can be combined with any other security features that do not impair the verifiability of the periodic conductive surface element.
  • the further security features may be, for example, visually verifiable security features, such as, in particular, liquid-crystalline, diffraction-optical or other optical variable security features.
  • Machine-testable security features such as magnetic or conductive security features, can also be provided.
  • the periodic conductive surface element can be combined with an optically easily findable design feature of the security element, such as a negative lettering.
  • a so-called negative typeface is distinguished by a layer that appears opaque when viewed in transmitted light and has recesses that strongly contrast in the transmitted light to the surroundings.
  • EP 0330 733 Bl In connection with the negative writing, in particular with a security element, reference is made to EP 0330 733 Bl.
  • the security element represents in particular a security thread, a security tape, a security strip, a patch or a transfer element for application to a security paper, value document or the like.
  • the invention also includes a value document, such as a banknote, an identity card or the like, which in a first embodiment of the invention is equipped with a security element of the type described above.
  • a value document such as a banknote, an identity card or the like, which in a first embodiment of the invention is equipped with a security element of the type described above.
  • the substrate of the value document is provided directly in at least one region with a periodic conductive surface element of the type described above.
  • the periodic conductive surface element can be applied to a surface of the value document substrate, in particular printed on it. It can only one Occupy part of the substrate or cover substantially the entire surface of the value document.
  • the periodic conductive surface element is introduced into the volume of the value document substrate. This can be achieved, for example, in papermaking on the round screen by admixing small surface element structures to the paper pulp.
  • the periodic conductive surface element may be arranged for camouflage below a further conductive, in particular metallized, layer of the applied security element or the value document itself.
  • An opaque cover layer of the applied security element or the value document can also serve to camouflage the surface element.
  • the position of one or more resonance points of the periodic conductive surface element advantageously represents a parameter of the value document, such as the denomination of a banknote.
  • the encoded parameter can be read out via a position determination of the resonant frequency (s).
  • the invention further includes a chip card, which is equipped in a Erfindungsalterna ⁇ tive with a security element of the type described above.
  • a core film or another sub-film of the chip card can also be provided directly in at least one region with a periodic conductive surface element of the type described above.
  • the surface element can be applied to a surface of the core film or the other sub-film, in particular printed on, and cover, for example, substantially the entire surface of the chip card.
  • the periodic conductive surface element can also be incorporated into the volume of the film.
  • the periodic conductive felicitnele ⁇ element for camouflage below another conductive, in particular metal ⁇ ized layer can be arranged.
  • the camouflage can die ⁇ an opaque cover layer of the applied security element or chip card, which visually hides the periodic conductive surface element.
  • the invention further provides a method for checking the authenticity of a test object of the type described above (security element, value document or chip card), which is characterized by the following steps:
  • the evaluation of the authenticity is preferably carried out by comparing the determined intensity difference with an expected intensity difference.
  • a characteristic variable of the test object for example the denomination of a banknote, is additionally determined from the determined intensities at the at least two frequencies.
  • the position of one or more resonant frequencies is preferably determined from the intensities and the characteristic of the test object is determined from this position.
  • a device for carrying out the described method comprises
  • a frequency generator for selectively generating at least two frequencies from the predetermined frequency range
  • a receiving antenna for receiving the electromagnetic radiation transmitted or reflected by the test object
  • the transmitting and receiving antennas are advantageously arranged on opposite sides of the test object.
  • the transmitting and receiving antennas are advantageously arranged on the same side of the test object.
  • the transmitting and receiving antennas are formed by the same antenna structure, and the transmitted and received radio-frequency signals are separated by a direction-dependent separating device, such as a directional coupler or a circulator.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a banknote with an embedded security thread and a glued transfer element, each according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows in (b) an elementary cell of a periodic conductive surface element according to an embodiment of the invention, and in (a) the intensity I of the radiation transmitted by the surface element as a function of the frequency ⁇ of the incident radiation, 3 shows a representation as in FIG. 2 for the elementary cell shown in (b), FIG.
  • FIG. 5 shows the structure of a security thread according to an embodiment of the invention in cross-section
  • FIG. 9 shows a block diagram of a test device according to the invention designed for transmission measurements
  • FIG. 10 shows a block diagram of a test device according to the invention designed for reflection measurements
  • FIG. 11 shows a banknote with periodic conductive surface elements introduced into the volume of the banknote substrate according to an embodiment of the invention
  • FIG Fig. 12 shows a banknote with a periodic conductive surface element printed on the banknote substrate according to a further exemplary embodiment of the invention
  • FIG Fig. 13 shows the structure of a chip card according to an embodiment of the invention in cross section.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with two security elements 12 and 16, which are each formed according to an embodiment of the invention.
  • the first security element represents a security thread 12 which protrudes at certain window areas 14 on the upper surface of the banknote 10, while it is embedded in the intervening areas inside the banknote 10.
  • the second security element is formed by a glued transfer element 16 of any shape.
  • the security elements 12 and 16 each contain, as an authenticity feature, a periodic conductive surface element whose dimensions are dimensioned for resonance effects at frequencies of a few hundred GHz.
  • the unit cell 20 of a first embodiment of a periodic conductive sheet is shown in FIG. 2 (b).
  • the complete surface element is formed by a periodic repetition of the unit cell 20 in two dimensions.
  • FIG. 2 (a) shows a resonant transmission at a frequency ⁇ i and a maximum damping at a higher frequency ⁇ i.
  • FIG. 3 shows a surface element with a more complex elementary cell 30, in which the curve 32 of the transmitted signal intensity shows two maxima at different frequencies ⁇ i and o) 3, and corresponding points of maximum attenuation at the frequencies ⁇ 2 and ⁇ 4.
  • Such unit cells can serve, in addition to the authenticity check, for coding predetermined parameters of the security elements or the value documents provided therewith.
  • the unit cells 30 in a banknote series may be designed such that they have a uniform first resonant frequency ⁇ i, but different second resonant frequencies ⁇ ) 3.
  • the resonance at the uniform first frequency ⁇ i can then be used to check the authenticity of the banknotes, while the position of the second resonant frequency CU3 indicates the denomination of the banknote to be checked.
  • the frequencies at which the described resonances occur are given by the dimension of the unit cells and, to a lesser extent, the shape of the elemental structures of the periodic conductive surface elements.
  • the dimension of an elementary cell of the surface element corresponds to half the wavelength ⁇ / 2 of the electromagnetic wave, at that frequency at which the filter properties of the element lements are effective.
  • security elements such as security strips, security threads, hologram films and the like
  • elementary structures in the millimeter or submillimeter range are of particular interest, resulting in high frequencies in the range of several hundred GHz or even above one THz (see Table 1).
  • the shape of the elementary structures must be taken into account in addition to the dimensions.
  • Table 1 gives the relationship between the relevant frequency in GHz and a characteristic feature size in mm.
  • FIG. 4 shows in (a) to (d) further concrete configurations of periodic conductive surface elements 42, 44, 46 and 48 according to the invention.
  • a large number of contiguous or non-contiguous elements can be used - mentar structures 43, 45, 47 and 49, respectively, for constructing periodic conductive surface elements, for example with 3-fold (approximately Fig. 4 (a)), 4-fold (approximately Fig. 4 (b) and (c)) or 6-fold symmetry (for example, Fig. 4 (d)) verwen ⁇ det.
  • the periodic conductive sheet 48 of FIG. 4 (d) is constructed with 6-fold symmetry in the form of a regular honeycomb structure of hexagonal elemental structures 49.
  • Figure 5 shows the structure of a security thread 50 according to the invention in cross section.
  • a periodic conductive surface element 54 is applied, wherein the sequence of conductive and non-conductive portions of theinstitunele ⁇ ment in the figure for the sake of clarity is not shown.
  • the metallic surface element 54 may be printed on the carrier foil 52, for example with super silver or a conductive paste containing metallic pigments. Transparent colors, such as pedot or similar, mostly organic conductive materials come into question.
  • the surface element 54 can be produced by vapor deposition of a metal layer and subsequent partial demetallization, for example by means of a washing or an etching process, or by laser ablation.
  • an opaque cover layer 56 is arranged on the periodic conductive surface element 54 so that the surface element 54 is visually no longer recognizable when the security thread 50 is inserted in the correct direction into a banknote.
  • the opaque cover layer 56 may itself contain a security feature / in particular a visually testable security element such as an optically variable effect, such as a hologram, a liquid-crystalline layer arrangement or a color shift effect, or a negative character in a metallized layer.
  • a liquid-crystalline layer can be combined in particular with a black background print.
  • the opaque cover layer 56 may contain a machine-testable, eg magnetic or electrically / thermally conductive, safety feature. If the cover layer 56 comprises a metal layer, then this is expediently separated from the periodic conductive surface element by a dielectric layer.
  • security threads are typically laminated. This applies both to normal threads and to hologram threads.
  • the periodic conductive surface element can be applied both to the base film and to the laminating film. In both cases, the application by printing or by metallization and subsequent demetallization is considered.
  • a UV embossing lacquer 64 is printed on a base film 62 and embossed. In a subsequent operation, it is also possible to apply a washing ink to the now cured embossing lacquer 64 are printed. If the periodic conductive surface element 66 is printed, the surface element 66 can first be printed on the base film 62 in a variant, and then the embossing lacquer 64 can be printed on the surface element 66. Alternatively, the surface element 66, as shown in FIG. 6, is printed on the film 62 only after the embossing lacquer 64.
  • the foil is provided with a structured metal layer 68.
  • a washing method can be used, in which the embossing lacquer 64 is printed with a printing ink having a high pigment content with the desired pattern. Due to the high pigment content after drying, the printing ink forms a porous, raised application of paint, which only partially covers the subsequently applied metallization. The application of paint and the immediately above metal layer can then be removed by washing with a suitable solvent, whereby recesses 70 in the form of the originally printed areas are produced in the metal layer.
  • the hologram security thread 60 will typically have further layers, such as a protective covering layer, however, not essential to the present invention and therefore not shown in the figure.
  • the periodic conductive surface element can be produced according to the invention by appropriate pressure or by laser on the metallization.
  • a partially demetalized partial area 74 of the structured metal layer 72 forms the periodic conductive area element.
  • This partial area 74 can be very small and, for example, have dimensions in the range of a few tens or hundreds of ⁇ m.
  • the above-mentioned methods for demetallization have line accuracies down to 40 ⁇ m and, in the case of laser demetallization, even lower deviations.
  • the periodic conductive surface element by means of conductive colors transparent or opaque under the UV embossing lacquer auf ⁇ print directly on the base film.
  • FIG. 8 shows a security element 80 according to the invention in the form of a transfer element for application to a security paper or value document.
  • the security element 80 comprises a carrier foil 82 onto which is applied an opaque layer 84, in particular a metal layer, which itself may have a security feature.
  • Onto this opaque layer 84 is applied the periodic conductive sheet 86 according to one of the methods described above. If the opaque layer 84 is formed by a metal layer, the surface element 86 is expediently insulated from it by a dielectric layer.
  • the transfer element 80 also has an adhesive layer 88 which is activated by transfer of pressure to the security paper or document of value in the areas to be transferred to the surface element 86, the opaque layer 84 and the carrier film 82 on the security paper or Secure document of value. Subsequently, the carrier film 82 can be removed. Also in this embodiment, the periodic conductive surface element 86 is removed by the opaque layer 84 of the direct perception of a viewer.
  • the transfer element 80 can be provided with a diffraction structure.
  • a UV embossing lacquer layer is printed on the carrier film and embossed.
  • the carrier film is peeled off so that the UV lacquer layer lies on the side facing away from the paper.
  • the periodic conductive surface elements in transmission are useful only to realize where transparent areas in the metallization are present, so for example in areas with nega tivschrift.
  • periodic conductive surface elements in reflection can be placed arbitrarily, although the influence of the surrounding metallic regions may also have to be considered.
  • the periodic conductive surface elements can only be printed by printing between carrier film and UV varnish if the interlayer adhesion between the UV varnish and the periodic conductive surface elements is sufficiently large for the release of the film is. Otherwise, the same structures are possible, as described above in connection with security threads.
  • the periodic conductive surface elements may be applied in the form of a patch before or after the printing of the paper substrate in the transfer process.
  • the production processes are identical to those mentioned above.
  • test devices To test the authenticity of a security element, a value document or a chip card with a periodic conductive surface element according to the invention, one of the test devices described below with reference to FIGS. 9 and 10 can be used.
  • the test device 100 of FIG. 9 designed for transmission measurements consists of a transmitting-receiving part 110 and an antenna part 130.
  • the transceiver 110 includes a frequency generator 112, which can generate at least two frequencies ⁇ i and ⁇ 2, and a switch, not shown in the figure, with each one of the at least two frequencies can be selected and forwarded to the subsequent circuit elements.
  • the transceiver part 110 contains an output amplifier 114 for amplifying the selected and further conducted high-frequency signal of the frequency generator 112, a receiving circuit 116, a control circuit 118 and a display device 120.
  • the antenna part 130 comprises a transmitting antenna 132 controlled by the output amplifier 114, a receiving antenna 134, and antenna feed lines 136 and 138, which may be formed from a waveguide, but also from a (semi-rigid) coaxial cable.
  • a horn antenna is used as the antenna 132, 134.
  • test object for example a banknote 10
  • it is inserted between the transmitting and receiving antenna such that the periodic conductive surface element of the authenticity feature is acted on by the radiation 140 emitted by the transmitting antenna.
  • the test apparatus 100 generates by means of the frequency generator 112 nach ⁇ each other at least two frequencies in a frequency range in which the filter properties of the applied to the test object forumnele ⁇ element are effective, in the embodiment, the frequencies ⁇ i and ⁇ 2.
  • the respective oscillator signal is amplified by the amplifier 114, fed via the feed line 136 to the transmitting antenna 132 and radiated.
  • the radiation component 142 transmitted by the banknote 10 is picked up by the receiving antenna 134 and fed via the supply line 138 to the receiving circuit 116, which essentially serves to measure the intensity of the received signal 142 at the selected frequency.
  • the periodic conductive surface elements occurs at at least one predetermined frequency, for example, the frequency ⁇ i of Fig. 2 (a) a particularly high attenuation and at least one other predetermined frequency, for example, the frequency ⁇ z of Fig. 2 (a), a particularly low attenuation.
  • the frequencies ⁇ i and ⁇ 2 of the frequency generator 112 correspond to the frequencies ⁇ i and ⁇ i of the banknote to be tested, a well measurable, different damping results at the two different frequencies, which can easily be identified on the basis of the intensity of the received signals.
  • the banknote 10 If the measured attenuation difference of the banknote 10 lies within the framework of the expected measured values, then the banknote is evaluated as genuine and a corresponding indication is output to the user via the display device 120.
  • the authenticity check is performed by measuring the high-frequency electrical reflection properties of an authenticity feature according to the invention.
  • the test apparatus 200 of FIG. 10 also consists of a transceiver part 210 and an antenna part 230.
  • the antenna part 230 contains a common transmitting / receiving antenna 232, which both emits the output signal 240 generated by the frequency generator 112 and also receives the radiation 242 reflected by the test object 10.
  • the transceiver part 210 additionally contains a directional coupler 212, with which the output signal of the amplifier 114 is fed to the antenna 232, and this is reflected is returned from the antenna 232 returning signal of the receiving circuit 116 is supplied.
  • a directional coupler instead of the directional coupler, another device for the directional separation of RF signals can be used, such as a circulator.
  • the test object 10 is subjected to electromagnetic radiation of these frequencies, the intensity of the reflected radiation is measured and the authenticity of the test object is determined the measured attenuation difference at the two frequencies ⁇ i and ⁇ 2 evaluated.
  • the denomination of the notes can also be determined with the test devices described with appropriate design of the banknotes 10.
  • the periodic conductive surface elements of the banknotes may have two or more points of resonance, such as shown in FIG.
  • the first resonant frequency ⁇ i can be selected uniformly for the entire banknote series, so that this resonant frequency can be used for the authenticity check of the banknotes.
  • the position of the second resonance frequencies CU3 is chosen differently depending on the denomination of the banknote. By measuring the damping at a plurality of appropriately selected frequencies, and if appropriate also continuously over a certain frequency range, the position of the second resonant frequencies ⁇ s can be determined and from this position the denomination of the banknote to be tested can be determined. It is understood that more than two resonance frequencies can be used to integrate other or further codings in the banknote. For example, for a banknote series, three resonance frequencies ⁇ i, ⁇ z, and CO3 can be set, and the presence or absence of resonance at the respective resonance frequency is interpreted as "1" or "0" in a 3-bit binary code.
  • the periodic conductive surface elements according to the invention can also be used directly in the volume from value document substrates.
  • periodic conductive surface elements are introduced as small wire meshes 302 into the paper mass during papermaking. This happens, for example, for security papers that are provided with a watermark, by redundant introduction of the wire mesh on the round screen. The redundancy ensures that at least one such structure 302 is present in each banknote 300.
  • a carrier material is necessary in particular if the elementary structures of the surface elements are not connected. It is particularly preferred to introduce different surface elements for different denominations so that the banknotes can later be identified as genuine by the test devices and methods described.
  • FIG. 12 shows an embodiment of a banknote 310, in which the periodic conductive surface element 312 is printed by means of conductive ink directly onto the banknote paper.
  • the periodic conductive surface element 312 is printed by means of conductive ink directly onto the banknote paper.
  • the conductive dyes are generally not transparent, they are preferably also printed in the background in offset printing or screen printing.
  • the printed surface element can then be coated in steel printing by opaque printing inks.
  • FIG. 13 shows a cross section through a chip card 320 with a core foil 322 which is embedded between two cover foils 324.
  • the core foil 322 is provided with a periodic conductive surface element 326 of one of the types described above.
  • periodic conductive surface element 326 in particular all known for the production of antennas contactless smart cards manufacturing processes, such as screen printing or etching process into consideration.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, Chipkarten und dergleichen mit einem maschinenlesbaren Echtheitsmerkmal. Erfindungsgemäß enthält das Echtheitsmerkmal zumindest einen Bereich mit einem periodischen leitfähigen Flächenelement (42), welches in einem vorbestimmten Frequenzbereich einfallender elektromagneti­scher Strahlung Resonanzeffekte zeigt.

Description

Sicherheitselement mit maschinenlesbarem Echtheitsmerkmal
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wert- dokumente, Chipkarten und dergleichen mit einem maschinenlesbaren
Echtheitsmerkmal. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechend ausgestat¬ tetes Wertdokument, wie eine Banknote, eine Ausweiskarte und dergleichen, eine entsprechend ausgestattete Chipkarte, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Echtheit derartiger Sicherheitselemente, Wert- dokumente oder Chipkarten.
Wertdokumente, wie etwa Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gut¬ scheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, sowie andere fälschungsge- fährdete Sicherheitsdokumente, wie Pässe, Visa oder sonstige Ausweisdo- kumente, und viele Arten von Chipkarten sind zur Absicherung oft mit Si¬ cherheitsmerkmalen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Dokuments oder der Karte erlauben. Als Sicherheitsmerkmal wird bei¬ spielsweise ein eingebetteter Sicherheitsfaden, ein aufgebrachter Sicherheits¬ streifen oder ein selbsttragendes Transferelement, wie ein Patch oder ein Eti- kett verwendet, das nach seiner Herstellung auf das Dokument oder die Karte aufgebracht wird.
Die Sicherheitsmerkmale sind oft maschinenlesbar ausgebildet, um eine au¬ tomatische Echtheitsprüfung und gegebenenfalls eine weitergehende senso- rische Erfassung und Bearbeitung der Dokumente und Karten zu ermögli¬ chen. Beispielsweise ist es im Pass- oder Visumbereich erwünscht, elektroni¬ sche Schaltungen wie RFID (Radio Frequency Identification) Transponder auf die Papiersubstrate aufbringen zu können. Beim Aufbringen von Chip¬ modulen auf Papiersubstrate treten jedoch Schwierigkeiten auf, da diese eine wesentlich geringere Festigkeit als Kunststoffsubstrate oder Platinen aufwei¬ sen. Auch besteht aufgrund der höheren mechanischen Belastungen, der die integrierten Schaltkreise bei der Herstellung und Handhabung flexibler Sub¬ strate ausgesetzt sind, ein erhöhtes Gefährdungspotential durch Bruch oder Beschädigung.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungs¬ gemäßes Sicherheitselement mit einem robusten und einfach herzustellen¬ den maschinenlesbaren Echtheitsmerkmal anzugeben. Das Echtheitsmerk- mal soll darüber hinaus eine einfache und zuverlässige Echtheitsprüfung gestatten.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Wertdokument, eine Chipkarte, sowie ein Ver- fahren und eine Vorrichtung zur Echtheitsprüfung solcher Sicherheitsele¬ mente, Wertdokumente oder Chipkarten sind in den nebengeordneten An¬ sprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach der Erfindung enthält das Echtheitsmerkmal zumindest einen Bereich mit einem periodischen leitfähigen Flächenelement, welches in einem vorbe¬ stimmten Frequenzbereich einfallender elektromagnetischer Strahlung Re¬ sonanzeffekte zeigt. Je nach geometrischer Dimensionierung sind mit sol¬ chen periodischen leitfähigen Flächenelementen Tiefpass-, Hochpass-, Band- pass- oder Bandsperre-Eigenschaften gegenüber den einfallenden elektro¬ magnetischen Wellen realisierbar. Frequenzselektive Oberflächen als solche sind seit langem bekannt und ha¬ ben beispielsweise Anwendung bei Gebäudekonstruktionen wie Radarkup¬ peln gefunden, die für den Radarfrequenzbereich ungehindert durchgängig sein sollen, bei Fensterabdeckungen für Mikrowellenherde, die im Mikro- Wellenfrequenzbereich eine besonders hohe Dämpfung erreichen sollen, o- der bei Tapeten, die spezielle Frequenzbereiche sperren (z. B. Bluetooth), benachbarte Frequenzbereiche aber ungehindert passieren lassen sollen (z. B. Mobilfunktelefon) .
Frequenzselektive Schichten dienen im Mikro- und Millimeterwellenbereich zur effektiven Nutzung von Reflektorantennen, als Filter und künstliche Dielektrika, als Spiegel zur Erhöhung der Pumpeffektivität von Lasern sowie als Polarisatoren, Strahlteiler oder Filter und im optischen Bereich zur Stei¬ gerung der Effektivität von Sonnenkollektoren.
Befinden sich dabei auf einer nichtleitfähigen Fläche leitfähige Bereiche, spricht man von Patchgeometrien, im umgekehrten Fall von Aperturgeo¬ metrien. Trifft eine elektromagnetische Welle auf ein frequenzselektives, pe¬ riodisches leitfähiges Flächenelement, so erzeugt sie in den leitfähigen Teilen elektrische Ströme. Dadurch kann ein Teil der Welle beim Auftreffen auf das Flächenelement reflektiert werden. Die komplexen Amplituden der reflek¬ tierten bzw. transmittierten Anteile, bezogen auf die Amplitude der einfal¬ lenden Welle, werden als Reflexions- bzw. Transmissionskoeffizienten be¬ zeichnet. Liegen die Wellenlängen in der gleichen Größenordnung wie die Abmessungen einer Elementarzelle des Flächenelements, so treten bei Ver¬ änderungen der Frequenz der einfallenden Welle starke Resonanzen auf. Bei der äußeren Anregung einer Patchgeometrie durch elektromagnetische Wellen, wird in der Umgebung einer Resonanzfrequenz praktisch die ge¬ samte Welle reflektiert. Dagegen wird bei der Aperturgeometrie die einfal¬ lende Welle im Resonanzfall praktisch vollständig transmittiert.
Das vorgeschlagene Echtheitsmerkmal nutzt die besonderen Eigenschaften periodischer leitfähiger Flächenelemente vorteilhaft für die Echtheitsprüfung von Sicherheitselementen, Wertdokumenten oder Chipkarten aus. Die reso- nierenden Flächenelemente können an einem beliebigen Ort des Sicherheits¬ elements, Wertdokuments oder der Chipkarte angebracht werden, eine Kopplung mit anderen Strukturen kann vorteilhaft sein, ist aber nicht erfor¬ derlich. Darüber hinaus können die vorgeschlagenen Flächenelemente durch bekannte, großvolumige Herstellungsverfahren wie Demetallisierung durch Waschfarben, Ätzlösungen oder Lasereinwirkung hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das periodische leitfähige Flä¬ chenelement so ausgebildet, dass es für einfallende elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz zwischen 3 GHz und 3 THz, vorzugsweise zwischen 30 GHz und 1000 GHz Resonanzeffekte zeigt. Diese Frequenzen bedingen kleinräumige Strukturen der Flächenelemente und sind daher be- sonders gut für Anwendungen im Sicherheitsbereich geeignet.
Das Echtheitsmerkmal kann auch mehrere Bereiche mit periodischen leitfä¬ higen Flächenelementen enthalten, welche in verschiedenen vorbestimmten Frequenzbereichen Resonanzeffekte aufweisen. Dadurch können aufwendi- ge und damit schwer zu täuschende Echtheitsprüfungen realisiert werden oder es können vorbestimmte Kenngrößen der Dokumente oder Karten in der Lage der Resonanzfrequenzen codiert werden. In einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das periodische leit¬ fähige Flächenelement im Wesentlichen die gesamte Fläche des Sicherheits¬ elements abdeckt. Die Durchführung der Echtheitsprüfung gestaltet sich dann besonders einfach, da weder eine Suche noch eine Kenntnis der Lage des Echtheitsmerkmals erforderlich ist.
Das periodische leitfähige Flächenelement ist vorzugsweise durch eine peri¬ odische Gitterstruktur mit einer sich wiederholenden Elementarstruktur ge- bildet, wobei die Gitterstruktur insbesondere eine 2-, 3-, 4- oder 6-zählige Symmetrie aufweist. Die Elementarstrukturen können sowohl leitfähig mit¬ einander verbunden sein, als auch elektrisch voneinander isoliert auf einem gemeinsamen Träger vorliegen.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante ist das periodische leitfähige Flä¬ chenelement durch leitfähige Gebiete auf einer nichtleitfähigen Trägerfläche gebildet und bildet eine sogenannte Patchgeometrie. Alternativ kann das periodische leitfähige Flächenelement durch eine leitfähige Fläche mit nicht- leitfähigen Aussparungen gebildet sein ( Apertur geometrie).
Das periodische leitfähige Flächenelement kann beispielsweise durch eine auf ein Substrat aufgedampfte und strukturierte Metallschicht oder durch eine aufgedruckte Schicht aus einer leitfähigen Druckfarbe oder Paste gebil¬ det sein.
Im einfachsten Fall ist vorgesehen, dass das periodische leitfähige Flächen¬ element einfallende elektromagnetische Strahlung lediglich einer vorbe- stimmten Frequenz ω resonant transmittiert oder reflektiert. Um eine kom¬ plexere Echtheitsprüfung zu realisieren oder weitere Kenngrößen, wie etwa die Denomination einer Banknote in dem Flächenelement zu codieren, kann das periodische leitfähige Flächenelement auch einfallende elektromagneti- sehe Strahlung bei einer Mehrzahl vorbestimmter Frequenzen ωi, ωi ... CON resonant transmittieren oder reflektieren. Die Lage einer oder mehrerer die¬ ser Resonanzfrequenzen kann beispielsweise zur typenspezifischen Indivi¬ dualisierung der mit den Echtheitsmerkmalen ausgestatteten Dokumente oder Karten verwendet werden.
Das periodische leitfähige Flächenelement ist vorteilhaft mit einem weiteren leitfähigen, insbesondere metallisierten Sicherheitsmerkmal kombiniert, das unter anderem der Tarnung des periodischen leitfähigen Flächenelements dient. Das Flächenelement ist in diesem Fall zweckmäßig durch eine dielek- trische Schicht von dem weiteren leitfähigen Sicherheitsmerkmal getrennt. Auch nicht-leitfähige, opake Schichten können zur Tarnung des Flächenele¬ ments verwendet werden.
Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße periodische leitfähige Flä- chenelement mit beliebigen weiteren Sicherheitsmerkmalen kombiniert wer¬ den, die die Überprüfbarkeit des periodischen leitfähigen Flächenelements nicht beeinträchtigen. Bei den weiteren Sicherheitsmerkmalen kann es sich beispielsweise um visuell prüfbare Sicherheitsmerkmale, wie zum Beispiel insbesondere flüssigkristalline, beugungsoptische oder andere optische vari- able Sicherheitsmerkmale, handeln. Auch maschinell prüfbare Sicherheits¬ merkmale, wie magnetische oder leitfähige Sicherheitsmerkmale, können vorgesehen sein. Um das Auffinden des Echtheitsmerkmals bei der vorgesehenen Echtheits¬ prüfung zu erleichtern, kann das periodische leitfähige Flächenelement mit einem optisch leicht auffindbaren Gestaltungsmerkmal des Sicherheitsele- ments, wie etwa einem Negativschriftzug, kombiniert sein. Eine sogenannte Negativschrift zeichnet sich dabei durch eine bei Betrachtung im Durchlicht opak erscheinende Schicht mit Aussparungen aus, die im Durchlicht zur Umgebung stark kontrastieren. In Zusammenhang mit der Negativschrift, insbesondere bei einem Sicherheitselement, wird auf die EP 0330 733 Bl verwiesen.
Das Sicherheitselement stellt insbesondere einen Sicherheitsfaden, ein Si¬ cherheitsband, einen Sicherheitsstreifen, einen Patch oder ein Transferele¬ ment zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder der- gleichen dar.
Die Erfindung umfasst auch ein Wertdokument, wie eine Banknote, eine Ausweiskarte oder dergleichen, welches bei einer ersten Erfindungsalterna¬ tive mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art ausgestattet ist.
Bei einer zweiten Erfindungsalternative ist das Substrat des Wertdokuments direkt in zumindest einem Bereich mit einem periodischen leitfähigen Flä¬ chenelement der oben beschriebenen Art versehen. Das periodische leitfähi- ge Flächenelement kann dabei auf eine Oberfläche des Wertdokumentsub¬ strats aufgebracht, insbesondere aufgedruckt sein. Es kann dabei nur einen Teilbereich des Substrats einnehmen oder im Wesentlichen die gesamte Flä¬ che des Wertdokuments abdecken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das periodische leitfähige Flächenelement in das Volumen des Wertdokumentsubstrats ein¬ gebracht. Dies kann beispielsweise bei der Papierherstellung am Rundsieb durch Beimischen kleiner Flächenelementstrukturen zu der Papiermasse er¬ folgen.
In allen Gestaltungen kann das periodische leitfähige Flächenelement zur Tarnung unterhalb einer weiteren leitfähigen, insbesondere metallisierten Schicht des aufgebrachten Sicherheitselements oder des Wertdokuments selbst angeordnet sein. Auch eine opake Deckschicht des aufgebrachten Si¬ cherheitselements oder des Wertdokuments kann der Tarnung des Flächen- elements dienen.
Die Lage einer oder mehrerer Resonanzstellen des periodischen leitfähigen Flächenelements repräsentiert mit Vorteil eine Kenngröße des Wertdoku¬ ments, wie die Denomination einer Banknote. Über eine Lagebestimmung der Resonanzfrequenz(en) kann die codierte Kenngröße ausgelesen werden.
Die Erfindung enthält weiter eine Chipkarte, die in einer Erfindungsalterna¬ tive mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art ausgestattet ist. Eine Kernfolie oder eine andere Teilfolie der Chipkarte kann auch direkt in zumindest einem Bereich mit einem periodischen leitfähigen Flächenele¬ ment der oben beschriebenen Art versehen werden. Das Flächenelement kann auf eine Oberfläche der Kernfolie oder der ande¬ ren Teilfolie aufgebracht, insbesondere aufgedruckt sein, und beispielsweise im Wesentlichen die gesamte Fläche der Chipkarte abdecken. Das periodi¬ sche leitfähige Flächenelement kann auch in das Volumen der Folie einge- bracht sein.
In allen Chipkartengestaltungen kann das periodische leitfähige Flächenele¬ ment zur Tarnung unterhalb einer weiteren leitfähigen, insbesondere metal¬ lisierten Schicht angeordnet sein. Ebenfalls der Tarnung kann eine opake Deckschicht des aufgebrachten Sicherheitselements oder der Chipkarte die¬ nen, die das periodische leitfähige Flächenelement visuell verbirgt.
Die Erfindung stellt weiter ein Verfahren zur Prüfung der Echtheit eines Prüf objekts der oben beschriebenen Art (Sicherheitselement, Wertdokument oder Chipkarte) bereit, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- Beaufschlagen des maschinenlesbaren Echtheitsmerkmals mit elektro¬ magnetischer Strahlung bei wenigstens zwei Frequenzen aus dem vor¬ bestimmten Frequenzbereich,
Bestimmen der Intensität der transmittierten oder reflektierten elekt¬ romagnetischen Strahlung bei den Beaufschlagungsfrequenzen, und
- Bewerten der Echtheit des Prüfobjekts auf Grundlage der bestimmten Intensitäten. Die Bewertung der Echtheit wird dabei vorzugsweise durch einen Vergleich des bestimmten Intensitätsunterschieds mit einem erwarteten Intensitätsun¬ terschied durchgeführt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird aus den bestimmten Intensitäten bei den wenigstens zwei Frequenzen zusätzlich eine Kenngröße des Prüfob¬ jekts ermittelt, beispielsweise die Denomination einer Banknote. Bevorzugt wird dabei aus den Intensitäten die Lage einer oder mehrerer Resonanzfre¬ quenzen bestimmt und aus dieser Lage die Kenngröße des Prüfobjekts er- mittelt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des geschilderten Verfahrens umfasst
- einen Frequenzgenerator zur wahlweisen Erzeugung von wenigstens zwei Frequenzen aus dem vorbestimmten Frequenzbereich,
- eine von dem Frequenzgenerator angesteuerte Sendeantenne zur Ab¬ strahlung von elektromagnetischer Strahlung der ausgewählten Fre¬ quenz,
- eine Empfangsantenne zur Aufnahme der von dem Prüfobjekt trans- mittierten oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung, und
- eine Auswerteeinheit zur Auswertung der bei den verschiedenen Fre- quenzen aufgenommenen Strahlungsintensitäten. Für eine Transmissionsmessung sind Sende- und Empfangsantenne dabei mit Vorteil auf gegenüberliegenden Seiten des Prüfobjekts angeordnet. Für eine Messung der reflektierten Strahlung sind Sende- und Empfangsantenne dagegen vorteilhaft auf derselben Seite des Prüfobjekts angeordnet.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Sende- und die Empfangsantenne durch dieselbe Antennenstruktur gebildet, und die gesendeten und empfangenen Hochfrequenzsignale wer¬ den durch eine richtungsabhängige Trenneinrichtung, wie einen Richtkopp- ler oder einen Zirkulator getrennt.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach¬ folgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die An- schaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem einge- betteten Sicherheitsfaden und einem aufgeklebten Transferele¬ ment, jeweils nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 in (b) eine Elementarzelle eines periodischen leitfähigen Flä¬ chenelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und in (a) die Intensität I der von dem Flächenelement trans- mittierten Strahlung als Funktion der Frequenz ω der einfal¬ lenden Strahlung, Fig. 3 eine Darstellung wie in Fig. 2 für die in (b) gezeigte Elementar¬ zelle,
Fig. 4 in (a) bis (d) verschiedene periodische leitfähige Flächenele¬ mente nach weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung,
Fig. 5 den Aufbau eines Sicherheitsfadens nach einem Ausführungs¬ beispiel der Erfindung im Querschnitt,
Fig. 6 bis 8 den Aufbau weiterer erfindungsgemäßer Sicherheitselemente im Querschnitt,
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer für Transmissionsmessungen ausge- legten erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,
Fig. 10 ein Blockschaltbild einer für Reflexionsmessungen ausgelegten erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,
Fig. 11 eine Banknote mit in das Volumen des Banknotensubstrats ein¬ gebrachten periodischen leitfähigen Flächenelementen nach ei¬ nem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 12 eine Banknote mit einem auf das Banknotensubstrat aufge- druckten periodischen leitfähigen Flächenelement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 13 den Aufbau einer Chipkarte nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.
Die Erfindung wird nun zunächst am Beispiel einer Banknote näher erläu- tert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit zwei Sicherheitselementen 12 bzw. 16, die jeweils nach einem Ausführungs¬ beispiel der Erfindung gebildet sind. Das erste Sicherheitselement stellt einen Sicherheitsfaden 12 dar, der an bestimmten Fensterbereichen 14 an der Ober¬ fläche der Banknote 10 hervortritt, während er in den dazwischenliegenden Bereichen im Inneren der Banknote 10 eingebettet ist. Das zweite Sicher¬ heitselement ist durch ein aufgeklebtes Transferelement 16 beliebiger Form gebildet.
Die Sicherheitselemente 12 und 16 enthalten als Echtheitsmerkmal jeweils ein periodisches leitfähiges Flächenelement, dessen Abmessungen für Reso¬ nanzeffekte bei Frequenzen von einigen hundert GHz dimensioniert sind. Die Elementarzelle 20 eines ersten Ausführungsbeispiels eines periodischen leitfähigen Flächenelements ist in Fig. 2(b) dargestellt. Das vollständige Flä¬ chenelement wird durch eine periodische Wiederholung der Elementarzelle 20 in zwei Dimensionen gebildet.
Bei Beaufschlagung des Flächenelements mit elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Frequenzen ergibt sich für die transmittierte Strahlung die in Fig.2(a) lediglich schematisch dargestellte Intensitätskurve 22, die eine resonante Transmission bei einer Frequenz ωi und eine maximale Dämp¬ fung bei einer höheren Frequenz ωi zeigt. Wird das Sicherheitselement mit dem periodischen leitfähigen Flächenele¬ ment der Fig. 2(b) mit elektromagnetischer Strahlung der Frequenzen ωi bzw. ωi beaufschlagt und die jeweils transmittierte Strahlungsintensität ge¬ messen, so lässt sich durch die unterschiedliche Dämpfung bei den beiden Frequenzen das Vorhandensein (oder NichtVorhandensein) des periodischen leitfähigen Flächenelements leicht nachweisen.
Figur 3 zeigt ein Flächenelement mit einer komplexeren Elementarzelle 30, bei dem der Verlauf 32 der transmittierten Signalintensität zwei Maxima bei verschiedenen Frequenzen ωiund o)3, und entsprechende Stellen maximaler Dämpfung bei den Frequenzen ω2und ω4 zeigt. Solche Elementarzellen kön¬ nen neben der Echtheitsprüfung zur Kodierung vorbestimmter Kenngrößen der Sicherheitselemente oder der damit versehenen Wertdokumente dienen.
Beispielsweise können die Elementarzellen 30 bei einer Banknotenserie so ausgebildet sein, dass sie eine einheitliche erste Resonanzfrequenz ωi, aber unterschiedliche zweite Resonanzfrequenzen α)3 aufweisen. Die Resonanz bei der einheitlichen ersten Frequenz ωi kann dann zur Echtheitsprüfung der Banknoten verwendet werden, während die Lage der zweiten Resonanzfre- quenz CÜ3 die Denomination der zu prüfenden Banknote angibt.
Die Frequenzen, bei denen die beschriebenen Resonanzen auftreten, sind durch die Abmessung der Elementarzellen und, in geringerem Maß, durch die Form der Elementarstrukturen der periodischen leitfähigen Flächenele- mente gegeben. Als Richtwert entspricht die Abmessung einer Elementar¬ zelle des Flächenelements der halben Wellenlänge λ/2 der elektromagneti¬ schen Welle, bei derjenigen Frequenz, bei der die Filtereigenschaften des E- lements wirksam sind. Für die Verwendung in Sicherheitselementen, wie Sicherheitsstreifen, Sicherheitsfäden, Hologrammfolien und dergleichen sind besonders Elementarstrukturen im Millimeter- oder Submillimeterbereich interessant, was zu hohen Frequenzen im Bereich von mehreren hundert GHz oder sogar oberhalb von einem THz führt (siehe Tabelle 1). Für die ge¬ naue Lage der Resonanzfrequenzen muss neben den Abmessungen auch die Form der Elementarstrukturen berücksichtigt werden.
Tabelle 1 gibt den Zusammenhang zwischen der relevanten Frequenz in GHz und einer charakteristischen Strukturgröße in mm an.
Tabelle 1:
Figure imgf000016_0001
Figur 4 zeigt in (a) bis (d) weitere konkrete Ausgestaltungen erfindungsge- mäßer, periodischer leitfähiger Flächenelemente 42, 44, 46 und 48. Wie be¬ reits anhand dieser wenigen Ausführungsbeispiele zu erkennen, kann eine Vielzahl von zusammenhängenden oder nicht-zusammenhängenden EIe- mentarstrukturen 43, 45, 47 bzw. 49 zum Aufbau periodischer leitfähiger Flächenelemente beispielsweise mit 3-zähliger (etwa Fig. 4(a)), 4-zähliger (etwa Fig. 4(b) und (c)) oder 6-zähliger Symmetrie (etwa Fig. 4(d)) verwen¬ det werden.
Das periodische leitfähige Flächenelement 48 der Fig. 4(d) ist mit 6-zähliger Symmetrie in Form einer regelmäßigen Wabenstruktur aus sechseckigen Elementarstrukturen 49 aufgebaut. Das Flächenelement ist durch die Angabe der Abmessung a der Elementarstrukturen 49, der Breite t der leitfähigen Bereiche und den Abstand d der Elementarstrukturen bestimmt. Konkret kann beispielsweise a = 1,15 mm, t= 144 μm und d = 110 μm gewählt sein, alternativ auch beispielsweise a = 1,15 cm, t= 1,44 mm und d = 1,10 mm.
Figur 5 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitsfadens 50 im Querschnitt. Auf einer Trägerfolie 52, im Ausführungsbeispiel einer PET- Folie, ist ein periodisches leitfähiges Flächenelement 54 aufgebracht, wobei die Abfolge leitfähiger und nicht-leitfähiger Teilbereiche des Flächenele¬ ments in der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
Das metallische Flächenelement 54 kann auf die Trägerfolie 52 beispielsweise mit Supersilber oder einer leitfähigen Paste, die metallische Pigmente ent¬ hält, aufgedruckt sein. Auch transparente Farben, wie etwa Pedot oder ähn¬ liche, zumeist organisch leitfähige Materialien kommen in Frage. Alternativ kann das Flächenelement 54 durch Aufdampfen einer Metallschicht und eine anschließende partielle Demetallisierung, beispielsweise mit Hilfe eines Wasch- oder eines Ätzverfahrens, oder durch Laserabtragung erzeugt wer¬ den. Au£ dem periodischen leitfähigen Flächenelement 54 ist im Ausführungsbei¬ spiel eine opake Deckschicht 56 angeordnet, so dass das Flächenelement 54 bei seitenrichtiger Einbringung des Sicherheitsfadens 50 in eine Banknote visuell nicht mehr erkennbar ist. Die opake Deckschicht 56 kann selbst ein Sicherheitsmerkmal/ insbesondere ein visuell prüfbares Sicherheitselement wie beispielsweise einen optisch variablen Effekt, wie ein Hologramm, eine flüssigkristalline Schichtanordnung oder einen Farbkippeffekt, oder ein Ne¬ gativschriftzeichen in einer metallisierten Schicht enthalten. Eine flüssigkri- stalline Schicht kann dabei insbesondere mit einem schwarzen Untergrund¬ druck kombiniert sein. Ebenso kann die opake Deckschicht 56 ein maschinell prüfbares, z.B. magnetisches oder elektrisch/thermisch leitfähiges, Sicher¬ heitsmerkmal enthalten. Umfasst die Deckschicht 56 eine Metallschicht, so ist diese zweckmäßig durch eine Dielektrikumsschicht von dem periodischen leitfähigen Flächenelement getrennt.
Obwohl in der schematischen Darstellung der Fig. 5 nicht gezeigt, werden Sicherheitsfäden typischerweise kaschiert. Dies gilt sowohl für normale Fä¬ den als auch für Hologrammfäden. Erfindungsgemäß kann das periodische leitfähige Flächenelement dabei sowohl auf die Basisfolie als auch auf die Kaschierfolie aufgebracht werden. In beiden Fällen kommt die Aufbringung durch Aufdrucken oder durch Metallisierung und nachfolgende Demetalli- sierung in Betracht.
Bei dem Hologrammsicherheitsfaden 60 der Fig. 6 wird auf eine Basisfolie 62 ein UV-Prägelack 64 aufgedruckt und geprägt. In einem folgenden Arbeits¬ gang kann auch eine Waschfarbe auf den inzwischen gehärteten Prägelack 64 aufgedruckt werden. Wird das periodische leitfähige Flächenelement 66 aufgedruckt, so kann in einer Variante zunächst das Flächenelement 66 auf die Basisfolie 62 gedruckt und danach der Prägelack 64 auf das Flächenele¬ ment 66 aufgedruckt werden. Alternativ wird das Flächenelement 66, wie in der Fig. 6 gezeigt, erst nach dem Prägelack 64 auf die Folie 62 gedruckt. Dies hat den Vorteil, dass die Strahlungshärtung, wie sie für UV-vernetzbare Prä¬ gelacke erforderlich ist, nicht die Qualität des Flächenelements 66 beein- flusst. Ohne Beschränkung sind aber ebenso Prägelacke denkbar, die nicht UV-vernetzt werden müssen.
Nach dem Aufbringen von Prägelack und Flächenelement wird die Folie mit einer strukturierten Metallschicht 68 versehen. Dazu kann beispielsweise ein Waschverfahren verwendet werden, bei dem der Prägelack 64 mit einer Druckfarbe mit hohem Pigmentanteil mit dem gewünschten Muster be- druckt wird. Die Druckfarbe bildet aufgrund des hohen Pigmentanteils nach dem Trocknen einen porigen, erhabenen Farbauftrag, den die nachfolgend aufgebrachte Metallisierung nur teilweise abdeckt. Der Farbauftrag und die unmittelbar darüber liegende Metallschicht können dann durch Auswaschen mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden, wodurch in der Me- tallschicht Aussparungen 70 in Form der ursprünglich bedruckten Bereiche erzeugt werden.
Durch die erreichbaren scharfen Konturen kann durch Aufdrucken eines Schriftzugs beispielsweise eine gut lesbare Negativschrift in die Metall- Schicht 68 eingebracht werden. Der Hologrammsicherheitsfaden 60 wird in der Regel weitere Schichten, etwa eine abdeckende Schutzschicht aufweisen, die jedoch für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich und daher in der Figur nicht dargestellt sind.
Statt des Waschverfahrens kann selbstverständlich auch ein Ätzverfahren zur Demetallisierung eingesetzt werden, oder die zu demetallisierenden Be¬ reiche werden mit Hilfe eines Lasers entfernt.
Unabhängig von der Herstellung der Metallschicht kann das periodische leitfähige Flächenelement erfindungsgemäß durch entsprechenden Druck oder durch Laser auf der Metallisierung hergestellt werden.
In der besonders vorteilhaften Variante der Fig. 7 bildet ein partiell demetal¬ lisierter Teilbereich 74 der strukturierten Metallschicht 72 das periodische leitfähige Flächenelement. Dieser Teilbereich 74 kann sehr klein sein, und beispielsweise Abmessungen im Bereich einiger zehn oder hundert μm ha¬ ben. Die oben angegebenen Verfahren zur Demetallisierung weisen Linien¬ genauigkeiten bis herab zu 40 μm und im Falle der Laserdemetallisierung sogar noch geringere Abweichungen auf.
Insbesondere bei sehr kleinen periodischen leitfähigen Flächenelementen sind diese mit Vorteil in. ein offensichtliches Design des Sicherheitselements integriert, so dass die Verifikation am Point of SaIe (POS) leichter erfolgen kann, da nicht lange nach dem Ort der Einbringung gesucht werden muss.
Neben der Herstellung durch Metallisierung und Demetallisierung ist auch denkbar, das periodische leitfähige Flächenelement mittels leitfähiger Farben transparent oder opak unter dem UV-Prägelack direkt auf die Basisfolie auf¬ zudrucken.
Figur 8 zeigt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 80 in Form eines Transferelements zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier oder Wertdo¬ kument. Das Sicherheitselement 80 umfasst eine Trägerfolie 82, auf die eine opake Schicht 84, insbesondere eine Metallschicht aufgebracht ist, die selbst ein Sicherheitsmerkmal aufweisen kann. Auf diese opake Schicht 84 ist das periodische leitfähige Flächenelement 86 nach einem der oben beschriebenen Verfahren aufgebracht. Ist die opake Schicht 84 durch eine Metallschicht ge¬ bildet, so ist das Flächenelement 86 zweckmäßig durch eine dielektrische Schicht von dieser isoliert. Schließlich weist das Transferelement 80 noch eine Klebeschicht 88 auf, die beim Übertrag auf das Sicherheitspapier oder Wertdokument mittels Druck oder Wärme in den zu übertragenden Berei- chen aktiviert wird, um das Flächenelement 86, die opake Schicht 84 und die Trägerfolie 82 auf dem Sicherheitspapier oder Wertdokument zu befestigen. Anschließend kann die Trägerfolie 82 abgezogen werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das periodische leitfähige Flächenelement 86 durch die opake Schicht 84 der direkten Wahrnehmung eines Betrachters entzogen.
Das Transferelement 80 kann ebenso wie die oben beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiele mit einer Beugungsstruktur versehen werden. In diesem Fall wird auf die Trägerfolie eine UV-Prägelackschicht aufgedruckt und geprägt. Nach dem Applizieren auf das Velinpapier, das in der Regel mit einem Pri- mer versehen wird, wird die Trägerfolie abgezogen, so dass die UV-Lack- Schicht auf der vom Papier abgewandten Seite liegt. Da in diesem Fall, wie auch im Fall des oben beschriebenen Sicherheitsfadens, in der Regel eine Metallisierung vorliegt, sind die periodischen leitfähigen Flächenelemente in Transmission zweckmäßig nur dort zu realisieren, wo transparente Bereiche in der Metallisierung vorliegen, also beispielsweise in Bereichen mit Nega¬ tivschrift. Periodische leitfähige Flächenelemente in Reflexion sind jedoch beliebig platzierbar, wenn auch gegebenenfalls der Einfluss der umliegenden metallischen Bereiche in Betracht gezogen werden muss.
Bei einem im Transferverfahren aufgebrachten Sicherheitselement kann man die periodischen leitfähigen Flächenelemente durch Drucken nur dann zwi- sehen Trägerfolie und UV-Lack aufbringen, wenn die Zwischenschichthaf¬ tung zwischen dem UV-Lack und den periodischen leitfähigen Flächenele¬ menten ausreichend groß für den Release der Folie ist. Ansonsten sind die¬ selben Aufbauten möglich, wie oben in Zusammenhang mit Sicherheitsfäden beschrieben.
In analoger Weise können die periodischen leitfähigen Flächenelemente in Form eines Patches vor oder nach dem Bedrucken des Papiersubstrats im Transferverfahren aufgebracht werden. Die Herstellungsverfahren sind da¬ bei identisch zu den oben genannten.
Zur Prüfung der Echtheit eines Sicherheitselements, eines Wertdokuments oder einer Chipkarte mit einem erfindungsgemäßen periodischen leitfähigen Flächenelement kann eine der nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 9 und 10 beschriebenen Prüfvorrichtungen zum Einsatz kommen.
Die für Transmissionsmessungen ausgelegte Prüfvorrichtung 100 der Fig. 9 besteht dabei aus einem Sende-Empf angsteil 110 und einem Antennenteil 130. Das Sende-Empfangsteil 110 enthält einen Frequenzgenerator 112, der wenigstens zwei Frequenzen Ωi und Ω2 erzeugen kann, sowie einen in der Figur nicht dargestellten Umschalter, mit dem jeweils eine der wenigstens zwei Frequenzen ausgewählt und an die nachfolgenden Schaltungselemente weitergeleitet werden kann. Weiter enthält das Sende-Empfangsteil 110 ei¬ nen Ausgangsverstärker 114 zur Verstärkung des ausgewählten und weiter¬ geleiteten Hochfrequenzsignals des Frequenzgenerators 112, eine Empfangs¬ schaltung 116, eine Steuerschaltung 118 und eine Anzeigeeinrichtung 120.
Der Antennenteil 130 umfasst eine von dem Ausgangsverstärker 114 ange¬ steuerte Sendeantenne 132, eine Empfangsantenne 134, sowie Antennenzu¬ leitungen 136 und 138, die aus einem Hohlleiter, aber auch aus einem (Semi- Rigid-) Koaxialkabel gebildet sein können. Als Antenne 132, 134 wird bei¬ spielsweise eine Hornantenne eingesetzt.
Um ein Prüfobjekt, beispielsweise eine Banknote 10 auf Echtheit zu prüfen, wird es so zwischen die Sende- und Empfangsantenne eingebracht, dass das periodische leitfähige Flächenelement des Echtheitsmerkmals mit der von der Sendeantenne abgegebenen Strahlung 140 beaufschlagt wird.
Die Prüfvorrichtung 100 erzeugt mittels des Frequenzgenerators 112 nach¬ einander mindestens zwei Frequenzen in einem Frequenzbereich, bei dem die Filtereigenschaften des auf das Prüfobjekt aufgebrachten Flächenele¬ ments wirksam sind, im Ausführungsbeispiel die Frequenzen Ωi und Ω2. Das jeweilige Oszillatorsignal wird von dem Verstärker 114 verstärkt, über die Zuleitung 136 zur Sendeantenne 132 geführt und abgestrahlt. Der durch die Banknote 10 transmittierte Strahlungsanteil 142 wird von der Empfangsantenne 134 aufgenommen und über die Zuleitung 138 der Emp¬ fangsschaltung 116 zugeführt, die im Wesentlichen zur Messung der Inten¬ sität des empfangenen Signals 142 bei der ausgewählten Frequenz dient.
Bei den erfindungsgemäßen, periodischen leitfähigen Flächenelementen tritt bei mindestens einer vorbestimmten Frequenz, beispielsweise der Frequenz ωi der Fig. 2(a) eine besonders hohe Dämpfung und bei mindestens einer anderen vorbestimmten Frequenz, beispielsweise der Frequenz ωz der Fig. 2(a), eine besonders niedrige Dämpfung auf. Entsprechen die Frequenzen Ωi und Ω2 des Frequenzgenerators 112 den Frequenzen ωi und ωi der zu prü¬ fenden Banknote, so ergibt sich bei den beiden unterschiedlichen Frequenzen eine gut messbare, unterschiedliche Dämpfung, die anhand der Intensität der empfangenen Signale leicht identifiziert werden kann.
Liegt der gemessene Dämpfungsunterschied der Banknote 10 im Rahmen der erwarteten Messwerte, so wird die Banknote als echt bewertet und ein entsprechender Hinweis über die Anzeigeeinrichtung 120 an den Benutzer ausgegeben.
In der in Fig. 10 dargestellten, zweiten Ausführungsform, wird die Echt¬ heitsprüfung durch Messung der hochfrequenten elektrischen Reflexionsei¬ genschaften eines erfindungsgemäßen Echtheitsmerkmals durchgeführt. Die Prüfvorrichtung 200 der Fig. 10 besteht ebenfalls aus einem Sende- Empfangsteil 210 und einem Antennenteil 230. Der Antennenteil 230 enthält eine gemeinsame Sende-/Empfangsantenne 232, die sowohl das vom Frequenzgenerator 112 erzeugte Ausgangssignal 240 abstrahlt, als auch die von dem Prüfobjekt 10 reflektierte Strahlung 242 aufnimmt.
Zur Trennung der einlaufenden und auslaufenden Hochfrequenzsignale ent¬ hält das Sende-Empfangsteil 210 in dieser Ausführungsform neben den be¬ reits bei Fig. 9 beschriebenen Elementen zusätzlich einen Richtkoppler 212, mit dem das Ausgangssignal des Verstärkers 114 der Antenne 232 zugeführt wird, und das reflektierte, von der Antenne 232 zurücklaufende Signal der Empfangsschaltung 116 zugeführt wird. An Stelle des Richtkopplers kann auch eine andere Vorrichtung zur richtungsabhängigen Trennung von HF- Signalen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise ein Zirkulator.
Zur Durchführung der Echtheitsprüfung mit der Prüfvorrichtung 200 wer¬ den nacheinander mindestens zwei Frequenzen Ωi und Ω2Ü1 dem relevanten Frequenzbereich erzeugt, das Prüfobjekt 10 mit elektromagnetischer Strah¬ lung dieser Frequenzen beaufschlagt, die Intensität der reflektierten Strah¬ lung gemessen und die Echtheit des Prüf objekts anhand des gemessenen Dämpfungsunterschieds bei den beiden Frequenzen Ωi und Ω2 bewertet.
In einer weiteren, bildlich nicht dargestellten Ausführungsform, sind die Ausführungsformen der Figuren 9 und 10 in einer Prüf Vorrichtung kombi¬ niert, so dass je nach den Eigenschaften des vorliegenden Prüfobjekts zwi- sehen Reflexions- und Transmissions-Messung umgeschaltet werden kann. Neben der Echtheitsprüfung kann mit den beschriebenen Prüfvorrichtungen bei entsprechender Auslegung der Banknoten 10 auch die Denomination der Noten bestimmt werden. Beispielsweise können die periodischen leitfähigen Flächenelemente der Banknoten zwei oder mehr Resonanzstellen aufweisen, wie etwa in Fig. 3 gezeigt. Die erste Resonanzfrequenz ωi kann dabei für die ganze Banknotenserie einheitlich gewählt werden, so dass diese Resonanz¬ frequenz zur Echtheitsprüfung der Banknoten verwendet werden kann.
Die Lage der zweiten Resonanzfrequenzen CÜ3 wird je nach der Denominati- on der Banknote unterschiedlich gewählt. Durch eine Messung der Dämp¬ fung bei einer Mehrzahl entsprechend ausgewählter Frequenzen, gegebenen¬ falls auch kontinuierlich über einen gewissen Frequenzbereich, kann die La¬ ge der zweiten Resonanzfrequenzen ωs bestimmt und aus dieser Lage die Denomination der zu prüfenden Banknote ermittelt werden. Es versteht sich, dass auch mehr als zwei Resonanzfrequenzen verwendet werden können, um andere oder weitere Codierungen in die Banknote zu integrieren. Bei¬ spielsweise können für eine Banknotenserie drei Resonanzfrequenzen ωi, ωz, und CO3 festgelegt werden, wobei das Vorliegen oder Nichtvor liegen einer Resonanz bei der jeweiligen Resonanzfrequenz als „1" bzw. „0" in einem 3- Bit-Binärcode interpretiert wird.
Weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Wertdokumente bzw. Chipkarten werden nunmehr mit Bezug auf die Figuren 11 bis 13 erläutert.
Neben den oben beschriebenen Möglichkeiten, Wertdokumente mit separat hergestellten Sicherheitselementen zu versehen, können die erfindungsge¬ mäßen periodischen leitfähigen Flächenelemente auch direkt ins Volumen von Wertdokumentsubstraten eingebracht werden. Mit Bezug auf die in Fig. 11 dargestellte Banknote 300 werden dazu bei der Papierherstellung periodi¬ sche leitfähige Flächenelemente als kleine Drahtgeflechte 302 in die Papier¬ masse eingebracht. Dies geschieht beispielsweise für Sicherheitspapiere, die mit einem Wasserzeichen versehen werden, durch redundantes Einbringen der Drahtgeflechte am Rundsieb. Die Redundanz stellt sicher, dass in jeder Banknote 300 mindestens eine derartige Struktur 302 vorhanden ist.
Es können auch kleine Folienstücke, auf denen die periodischen leitfähigen Flächenelemente aufgebracht wurden, in die Papiermasse eingebracht wer¬ den. Ein Trägermaterial ist insbesondere dann notwendig, wenn die Ele¬ mentarstrukturen der Flächenelemente nicht zusammenhängend sind. Be¬ sonders bevorzugt ist dabei, für verschiedene Denominationen verschiedene Flächenelemente einzubringen, so dass die Banknoten später durch die be- schriebenen Prüfvorrichtungen und -verfahren als echt identifiziert werden können.
Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Banknote 310, bei der das peri¬ odische leitfähige Flächenelement 312 mittels leitfähiger Farbe direkt auf das Banknotenpapier aufgedruckt ist. Dabei kann nur ein Teilbereich der Bank¬ note oder, wie in Fig. 12 gezeigt, im Wesentlichen die gesamte Fläche der Banknote mit dem Flächenelement 312 bedruckt sein. Da die leitfähigen Far¬ ben in der Regel nicht transparent sind, werden sie vorzugsweise im Unter¬ grund im Offsetdruck oder Siebdruck mit aufgedruckt. Das aufgedruckte Flächenelement kann dann im Stahldruck durch opake Druckfarben ka¬ schiert werden. Figur 13 zeigt einen Querschnitt durch eine Chipkarte 320 mit einer Kernfo¬ lie 322, die zwischen zwei Deckfolien 324 eingebettet ist. Die Kernfolie 322 ist mit einem periodischen leitfähigen Flächenelement 326 einer der oben be¬ schriebenen Arten versehen. Für die Herstellung des periodischen leitfähi- gen Flächenelements 326 kommen insbesondere alle für die Erzeugung von Antennen kontaktloser Chipkarten bekannten Herstellungsverfahren, wie etwa Siebdruck oder Ätzverfahren in Betracht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente, Chipkar¬ ten und dergleichen, mit einem maschinenlesbaren Echtheitsmerkmal, da¬ durch gekennzeichnet, dass das Echtheitsmerkmal zumindest einen Bereich mit einem, periodischen leitfähigen Flächenelement enthält, welches in einem vorbestimmten Frequenzbereich einfallender elektromagnetischer Strahlung Resonanzeffekte zeigt.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement so ausgebildet ist, dass es für ein¬ fallende elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz zwischen 1 GHz und 100 THz, vorzugsweise zwischen 3 GHz und 3 THz, weiter vorzugswei¬ se zwischen 30 GHz und 1000 GHz Resonanzeffekte zeigt.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Echtheitsmerkmal mehrere Bereiche mit periodischen leitfähi- gen Flächenelementen enthält, welche in verschiedenen vorbestimmten Fre¬ quenzbereichen Resonanzeffekte aufweisen.
4. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass das periodische leitfähige Flächenelement im Wesentlichen die ge- samte Fläche des Sicherheitselements abdeckt.
5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement durch eine periodische Gitterstruktur mit einer sich wiederholenden EIe- mentarstruktur gebildet ist, wobei die Gitterstruktur insbesondere eine 2-, 3-, 4- oder 6-zählige Symmetrie aufweist.
6. Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementarstrukturen der Gitterstruktur leitfähig miteinander verbunden sind.
7. Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementarstrukturen der Gitterstruktur elektrisch voneinander isoliert auf einem gemeinsamen Träger vorliegen.
8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement durch leitfähige Gebiete auf einer nichtleitfähigen Trägerfläche gebildet ist.
9. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement durch eine leitfähige Fläche mit nicht-leitfähigen Aussparungen gebildet ist.
10. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement durch eine aufgedampfte strukturierte Metallschicht oder eine aufgedruckte Schicht einer leitfähigen Druckfarbe oder Paste gebildet ist.
11. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement einfallende elektromagnetische Strahlung einer vorbestimmten Frequenz ω resonant transmittiert oder reflektiert.
12. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement einfallende elektromagnetische Strahlung bei einer Mehrzahl vorbestimmter Frequenzen ωi, ω% ... CON, resonant transmittiert oder reflektiert.
13. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement mit einem weiteren leitfähigen, insbesondere metallisierten Sicherheits¬ merkmal kombiniert ist.
14. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement zur Tarnung mit einer opaken Deckschicht kombiniert ist.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement mit einem optisch leicht auffindbaren Gestaltungsmerkmal des Sicherheits¬ elements kombiniert ist.
16. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Transferele¬ ment zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder der¬ gleichen ist.
17. Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, das mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgestattet ist.
18. Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Wertdokumentsubstrat, das in zumindest einen Bereich mit einem periodischen leitfähigen Flächenelement versehen ist, wie in wenigstens ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 14 beschrieben.
19. Wertdokument nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement auf eine Oberfläche des Wertdo¬ kumentsubstrats aufgebracht, insbesondere aufgedruckt ist.
20. Wertdokument nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement im Wesentlichen die gesamte Fläche des Wertdokuments abdeckt.
21. Wertdokument nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement in das Volumen des Wertdoku¬ mentsubstrats eingebracht ist.
22. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 21, da¬ durch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement un- terhalb einer weiteren leitfähigen, insbesondere metallisierten Schicht des aufgebrachten Sicherheitselements oder des Wertdokuments selbst angeord¬ net ist.
23. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 22, da¬ durch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement zur Tarnung unterhalb einer opaken Deckschicht des aufgebrachten Sicherheits- elements oder des Wertdokuments selbst angeordnet ist.
24. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 23, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Lage einer oder mehrerer Resonanzstellen des periodischen leitfähigen Flächenelements eine Kenngröße des Wertdo- kuments, wie die Denomination einer Banknote, repräsentiert.
25. Chipkarte mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16.
26. Chipkarte mit einer Kernfolie, die in zumindest einen Bereich mit ei¬ nem periodischen leitfähigen Flächenelement versehen ist, wie in wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14 beschrieben.
27. Chipkarte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das pe- riodische leitfähige Flächenelement auf eine Oberfläche der Kernfolie aufge¬ bracht, insbesondere aufgedruckt ist.
28. Chipkarte nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement im Wesentlichen die gesamte Flä- che der Chipkarte abdeckt.
29. Chipkarte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das pe¬ riodische leitfähige Flächenelement in das Volumen der Kernfolie einge¬ bracht ist.
30. Chipkarte nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement unterhalb einer weiteren leitfähigen, insbesondere metallisierten Schicht des aufge¬ brachten Sicherheitselements oder der Chipkarte selbst angeordnet ist.
31. Chipkarte nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische leitfähige Flächenelement zur Tar¬ nung unterhalb einer opaken Deckschicht des aufgebrachten Sicherheitsele¬ ments oder der Chipkarte selbst angeordnet ist.
32. Verfahren zur Prüfung der Echtheit eines Prüfobjekts nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 31, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Beaufschlagen des maschinenlesbaren Echtheitsmerkmals mit elektro¬ magnetischer Strahlung bei wenigstens zwei Frequenzen aus dem vor- bestimmten Frequenzbereich,
- Bestimmen der Intensität der transmittierten oder reflektierten elekt¬ romagnetischen Strahlung bei den Beaufschlagungsfrequenzen, und
- Bewerten der Echtheit des Prüfobjekts auf Grundlage der bestimmten Intensitäten.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Be¬ wertung der Echtheit durch einen Vergleich mit einem erwarteten Intensi¬ tätsunterschied durchgeführt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass aus den bestimmten Intensitäten bei den wenigstens zwei Frequenzen eine Kenngröße des Prüfobjekts, insbesondere die Denomination einer Banknote, ermittelt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Intensitäten die Lage einer oder mehrerer Resonanzfrequenzen bestimmt wird und aus dieser Lage die Kenngröße des Prüfobjekts ermittelt wird.
36. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens ei- nem der Ansprüche 32 bis 35, mit
- einem Frequenzgenerator zur wahlweisen Erzeugung von wenigstens zwei Frequenzen aus dem vorbestimmten Frequenzbereich,
- einer von dem Frequenzgenerator angesteuerten Sendeantenne zur Ab¬ strahlung von elektromagnetischer Strahlung der jeweils ausgewählten Frequenz,
- einer Empfangsantenne zur Aufnahme der von dem Prüfobjekt trans- mittierten oder reflektierten elektromagnetischen Strahlung, und - einer Auswerteeinheit zur Auswertung der bei den verschiedenen Fre¬ quenzen aufgenommenen Strahlungsintensitäten.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass Sen- de- und Empfangsantenne zur Erfassung der von dem Prüfobjekt transmit- tierten elektromagnetischen Strahlung auf gegenüberliegenden Seiten des Prüfobjekts angeordnet sind.
38. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass Sen- de- und Empfangsantenne zur Erfassung der von dem Prüfobjekt reflektier¬ ten elektromagnetischen Strahlung auf derselben Seite des Prüfobjekts ange¬ ordnet sind.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass Sen- de- und Empfangsantenne durch dieselbe Antennenstruktur gebildet ist, und die gesendeten und empfangenen Hochfrequenzsignale durch eine richtungsabhängige Trenneinrichtung, wie einen Richtkoppler oder einen Zirkulator getrennt werden.
40. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 35 bis 39, da¬ durch gekennzeichnet, dass wahlweise aktivierbare erste Sende- und Emp¬ fangsantennen zur Erfassung der von dem Prüfobjekt transmittierten elekt¬ romagnetischen Strahlung und zweite Sende- und Empfangsantennen zur Erfassung der von dem Prüfobjekt reflektierten elektromagnetischen Strah- lung vorgesehen sind.
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